钢桁梁转体施工方案研讨材料课件

目

录一、工程概况二、工程主要特点、难点三、主要工程数量四、任务划分五、全桥总体施工部署六、施工进度安排七、钢桁梁设计介绍八、钢桁梁制造和安装要求九、主桥下部结构施工方法十、钢桁梁施工方法十一、其它施工方法

十二、开展的科研项目一、工程概况1.工程简介古城湾特大桥中心里程DK796+263.25，桥梁全长2210.77m。梁跨形式为2(24-32m后张法预应力混凝土T梁+1-132m钢桁梁+39-32m)后张法预应力混凝土T梁)。本桥为跨越既有京包铁路、万吨货场古城湾站及规划道路立交而设。全桥

位于直线、R=4000m及R=8000m曲线上，在线路平面上受既有南绕城公路的影响，在此处与既有京包线夹角较小，仅为13°，在线路纵断面上受既有大包线净空

限制，如采用连续梁，则结构高度较高，桥长较长，为减短桥长节约投资，设

计在DK796+030处采用132m钢桁梁斜跨既有铁路，既有京包线路基面宽13m

。桥台采用双线T形桥台，简支梁墩采用双线圆端形桥墩，钢桁梁主

墩采用钢筋混凝土圆端墩，基础均采用钻孔灌注桩基础，主桥直径1.5m，引桥直径1.25m。本桥跨越已建成通车的大包线电气化铁路的古城湾车站（万吨）的东咽喉区，桥址处情况较为复杂，信号机、接触网、既有电厂专用线等均影响本桥的施工。主桥立面图主桥平面图2、自然条件地形地貌桥址处整体地形平坦开阔，起桥处为平地，在

DK795+189

～DK795+700之间跨越古城湾万吨货场，该处目前为3处厂房及民宅，地势平坦；在DK795+951～DK796+85.4之间跨越既有京包铁路Ⅰ、Ⅱ线，线路与既有铁路线斜交

13 度，采用

132mK796+612跨越5m宽土路，水泥路面宽5m；本桥止于DK797+400左右，包台处为一片平地，为原状土。工程地质桥址区地层主要为第四系全新统冲积层，地层岩性较为杂乱。地表局部为人工堆填的粉土、粉砂河细园砾土，下部地层主要为粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂，具有地震液化作用。3）水文地质桥址区地下水为赋存于全部统砾砂层中的孔隙潜水，埋深0.0～6.0m，水量较大，水位随季节变化，主要受大气降水和农田灌溉补给。地下水及地表水对混凝土不具侵蚀性。

4）地震桥址区场地类别为Ⅲ类，不良地质与特殊性岩土主要为液化土和松软土，地震动峰值加速度值采用0.30g，相当于地震基本烈度为

Ⅷ度，地震动反应谱特征周期采用0.35s。5）冻土深度冬季最大冻土深度157cm。二、工程的主要特点、难点结构设计新颖，施工难度大，主跨采用132m钢桁梁跨越既有京包铁路，采用在既有线旁利用临时支墩支架法拼装，再进行转体施工将钢桁梁旋装到位，钢桁梁拼装质量，钢桁梁转体施工，及施工中确保既有线施工安全都是本桥施工的重点和难点。桥面板采用RPC（活性粉末混凝土）是一种超高强、低脆性、耐久性优异的新型超高强混凝土，目前在国内工程中实际应用比较少，配置各项性能满足要求的混凝土，确保RPC桥面板预制、安装施工质量是本桥成桥后真正体现RPC混凝土性能，减少维修，提高使用桥梁寿命的一个重要保证。3）地层结构复杂，钻孔桩质量控制难，钻孔桩基础最长桩长83m，而且本桥地质条件复杂，粘土、粉质粘土、砂层交替，液化层基本在全桥均匀分布，且较厚，如何保证钻孔桩成孔质量也是本桥的重点和难点之一。

4）临近既有线，安全施工难度大，在跨越既有京包铁路时，24号墩和25号墩侵入既有铁路线路基边坡，开挖基坑时距离既有线很近，不能满足放坡开挖的要求，因此做好既有线开挖防护也是本桥施工的重点。5）工程量大，工期紧迫。因该工程受集包标准变化和征拆影响，加之包头冬季严寒，有效施工时间短，本桥位于铺架首端，2010年古城湾特大桥需全部结束，工期十分紧张。三、主要工程数量序号工程项目单位数量备注—普通墩台1钢筋混凝土钻孔桩（d=125cm）根/m509/312282承台个6313569m³3墩台身个6312161.1m³二132m钢桁梁包含临时墩1钢筋混凝土钻孔桩（d=150cm）根/m36/24212承台个/m³3/2121.83墩台身个/m³3/15594钢材吨2461三32m简支梁孔63根据中铁四程[2009]33号文规定：钢结构公司：钢桁梁制作、加工、运输二公司 ：钢桁梁转体施工建筑公司 ：钢桁梁下部结构施工四、任务划分五、全桥总体施工部署古城湾特大桥分三段进行平行流水作业施工，管段划分如下：第一段落：负责0#台（集宁台）～23#墩的下部基础、墩台施工；第二段落：负责24#墩～25#墩下部基础、墩台及上部132m钢桁梁的施工；第三段落：负责26#墩～64#台（包头台）的下部基础、墩台施工。施工时，优先安排24#墩～25#墩的施工，以保证132m钢桁梁施工工期；其余各墩施工顺序：优先施工两个桥台，保证台后路基早日成型，其他墩施工顺序与铺架方向一致，从集宁方向向包头方向推进。六、施工进度安排1、总工期根据铁道部批复的指导性施工组织设计，本桥要求具备铺架时间为2010年12月31日。开工日期：2009年4月1日竣工日期：2010年11月30日2、前期准备时间安排1月20日：讨论并确定初步施工方案；1月25日：完成与设计院就施工方案、设计参数的对接、研讨；2月底：设计院根据相应的方案完成施工图；2月底：钢桁梁施工方案编制完成；3月1日-3月20日：施工方案报局进行评审，修改、完善；3月21日-3月31日：方案报蒙冀公司、铁路局进行评审；4月1日：开始施工。3、下部结构各分项工程工期安排钻孔桩：2010年4月1日～

2010年5月30日；承台：2010年6月1日～

2010年6月31日；墩身：2010年6月15日～

2010年7月15日；临时墩：2010年4月1日～2010年6月31日；4、钢桁梁加工、制作、运 输：2010年4月1日～

2010年6月30日；拼装及转体的滑道搭设：2010年6月1日～2010年8月31日；RPC桥转

体

及

落 梁：2010年9月1日～

2010年9月30日；面 板预制：2010年6月1日～2010年8月30日；钢桥桥面系施工：2010年10月1日～2010年10月30日；钢桥静载及相关试验：2010年11月1日～2010年11月30日。七、钢桁梁设计介绍1.钢桁梁构造主桥上部结构采用1-132米简支钢桁梁，全长133.5米，钢梁采用为无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式道砟桥面钢桁梁，桁高16.0m，为计算跨径的1/8.25，主桁桁宽13m，桥面板宽10.12m，宽跨比为

1/10.154，轨底至梁高为3.5m。节间间距长12m。钢桁梁整体效果图横截面2、主桁截面主桁上、下弦杆均采用焊接箱形截面，竖板高1300mm，内宽

1100mm，板厚20～46mm。腹杆采用箱形及“H”型截面，箱形截面高1000mm，外宽1098mm，板厚20～46mm；H型截面高700～1000mm，外宽1098mm，板厚20～36mm。杆件节点图杆件截面特性表3、桥面系桥面系由纵梁、横梁和纵梁间联结系组成，均为焊接工字型截面。纵梁间距2300mm，梁高1700mm。横梁梁高2500mm。纵梁间联结系梁高

1700mm。横梁通过整体节点板内侧焊有与横梁连接的板，采用螺栓拼

接。纵梁与横梁上伸出板，在下缘、腹板采用螺栓拼接，上翼缘采用焊接。纵梁上翼缘在桥面板预留孔处焊有剪力钉以固定RPC混凝土桥面板。为减小桥面系与主桁共同作用的影响，在E10E10’节间设有活动纵梁。4、上、下平纵联上、下平纵联的斜杆及支撑杆均为工字型截面，采用交叉式。为便于施工，杆件采用对拼式与平联节点板相连，上、下平纵联节点板焊于整体节点板上，焊后必须打磨匀顺。在E6、E6’节点处设有制动联结系，以承受制动力。5、桥面板钢桁梁采用有砟桥面结构，为了便于施工和后期维护，采用两线分离的道砟槽桥面板，道砟桥面板为预制RPC混凝土结构，厚15~19cm，预制段纵向长249～299cm，横向宽505

cm，每块桥面板间纵向设1

cm的缝，横向设2

cm的缝。桥面板置于纵梁上，每块板设4个后期与纵梁连接的30x30

cm的方孔，对应位置的纵梁上每个孔内预设9个剪力钉，后期采用环氧砂浆填充方孔实现桥面板与纵梁的连接。在桥面板与纵梁间设3cm厚的环氧砂浆和高密度橡胶条以适用桥面板与纵梁的密贴和变形。6、挡砟墙两线的外侧挡砟墙高108cm（其中5cm为预制RPC混凝土结构，103cm侧面为C50钢筋混凝土），厚25cm；为了使后期维护方便，两线间设挡砟墙高

65cm（其中5cm为预制RPC混凝土结构，60cm侧面为C50钢筋混凝土），厚25cm。绑扎桥面板钢筋时应在挡砟墙相应部位预埋挡砟墙钢筋，以确保挡砟墙与桥面板的整体性。挡砟墙断缝处应以油毛毡填塞。7、主要建筑材料主桁、横梁、纵梁及纵梁横联：Q370qE钢；平纵联、桥门架及横联：Q345qE钢；M24高强度螺栓；材质选用20MnTiB，抗滑移系数f≥0.45；M27高强度螺栓；材质选用35VB，抗滑移系数f≥0.45；螺母及垫圈均采用45号优质碳素钢；栓钉采用φ22圆柱头焊钉，焊钉材料为ML15；预制桥面板；采用RPC混凝土；桥面板预留孔：采用环氧砂浆填充；人行道板：钢格栅。8、支座采用TQZ-G-22000-GD（固定）、ZX（纵向活动）、HX（横向活动）、DX（多向活动）球型钢支座各1个。纵向活动位移量为±200mm，横向活动位移量为±50mm。9、桥上防、排水系统为保证桥面排水通畅，挡砟墙之间的桥面板顶面设置2%单面排水坡，纵桥向每6m左右设一泄水孔，泄水孔在桥面板下方设纵向汇水管，将泄水孔中排出的水纵向汇集后在桥墩处排至地面铺上系统，纵向汇水管纵向设2.5%的人字坡，各中间横梁在汇水管通过处的相应位置设孔让汇水管通过。在泄水孔周围涂刷防水材料。八、钢梁制造和安装要求㈠．钢梁部件表面应采用喷丸或抛丸的方法进行除锈，且必须将表面的油污、氧化皮和铁锈以及其它杂物清除干净，除锈后的钢表面洁净度等级应达到

GB8932规定的Sa3级，外观相当于该标准规定的ASa3、BSa3、CSa3。㈡．焊接性能应与基材相匹配，选用的焊接材料、焊接工艺均应根据设计要求通过焊接工艺评定确定。整体节点焊接接头和垂直于应力方向的熔透T形角焊缝、棱角焊（包括焊缝金属和热影响区）的冲击韧性不应低于母材标准，未熔透的T形角焊缝、棱角焊的冲击韧性不应低于母材标准值减7J。㈢．钢梁出厂时高强度螺栓摩擦面的表面抗滑移系数不应小于0.55。运输、安装过程中应注意对摩擦面加于保护。安装时高强度螺栓摩擦面的表面抗滑移系数不应小于0.45。㈣．钢梁应进行严格的防腐、防锈处理，在除锈后涂装。钢梁主体涂装采用《铁路钢桥保护涂装》（TB/T

1527-2004）第7套涂装体系，涂装工艺及厚度应按该标准的规定进行，钢梁在制造厂内应完成全部底漆（环氧富锌防锈底漆）、中间漆及第一道面漆。㈤．纵梁上盖板按TB/T(1527-2004)之第2涂装体系进行，箱形杆件内表面按

TB/T(1527-2004)之第4涂装体系进行。㈥．纵、横梁腹板的竖向加劲肋应采用成型好的CO2气体保护焊或半自动焊施焊，焊址处不允许咬肉。竖向加劲肋与受拉翼缘顶紧，施焊时应从顶紧端开始。㈦．剪力钉应在工厂焊于钢梁上，焊接前应先进行焊接工艺试验。剪力钉焊址处不得有咬肉、裂纹，须成形良好。㈧．上、下弦杆端隔板不汉处用HM-106密封剂进行密封，在密封剂表面涂刷环氧云铁中间漆和聚氨酯面漆。㈨.为保证斜杆能插入节点板又不要空隙过大，将斜杆宽度公差定为1mm，节点板内公差定为0~+1.5mm。九、主桥下部重点结构施工钻孔桩施工钢桁梁主墩及临时墩处地质为砂土层、粘土层，地震液化层较厚，为防止施工中出现大面积塌孔危及既有线路基安全，钻孔桩施工采用钢护筒跟进施工，钻机选用反循环钻机。承台施工本桥跨越既有铁路主墩24#、25#墩分别位于既有线南、北两侧坡脚处，施工时在承台基坑与既有线之间采用人工挖孔桩方式进行开挖防护，挖孔桩深度8～10m，直径1.0m，护壁支护。承台

开挖后及时快速组织施工，减少基坑暴露时间，及时浇筑混凝土、基坑回填，最大程度减少对既有线的施工安全干扰，确保既有线

安全正常运营。十、钢桁梁转体施工方法132m钢桁梁施工采