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1、钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题1 目录1 前言2 工程概况3 总体施工方案3.1 方案比选3.2 施工方案综述4 场地布臵及临时工程4.1 砼搅拌站4.2 钢箱梁预拼存放场4.3 供水及供电设施5 钢箱系杆拱施工工艺和方法5.1 施工工艺流程5.2 钢箱拱结构施工顺序5.3 施工方法5.3.1 钢箱梁厂内分段制作和技术要求5.3.2 拼装支架施工5.3.3 主拱安装5.3.4 钢箱系杆拱推拉架设5.3.5 钢箱系杆拱桥面板施工5.4 施工监控5.4.1 施工监控的目的5.4.2 监控内容5.4.3 施工监控的措施钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题2 6 质量控制措施6.1 钢箱梁加
2、工质量控制6.2 钢箱梁拼装质量控制6.3 钢箱梁推拉质量控制7 安全确保措施7.1 交通安全控制措施7.2 施工安全措施8 钢箱系杆拱施工机具设备表钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题3 钢箱系杆拱桥推拉法施工技术1 前言当前随着我国交通工程桥梁建设的飞速发展，下承式钢箱系杆拱桥也得到越来越多的应用和研究。钢箱系杆拱桥是一种梁拱组合体系桥，拱与系杆均由钢箱截面组成，是近年来最常见的桥型之一，如国外的悉尼港公铁两用桥，拱跨503m ，法国高速地中海线的Avignon桥，主跨 124m下承式钢箱系杆拱桥， 韩国汉城 -釜山高速铁路上的某系杆拱桥跨度达128m ；国内上海卢浦大桥，主跨550m中
3、承式系杆拱桥，广东佛山东平桥，主跨300m中承式系杆拱桥等。系杆拱桥拥有外型美观、跨越能力大、施工周期短等特点，在各种形式大跨度桥梁中，占有竞争优势，具有重要的地位。钢箱系杆拱桥施工方法多种多样，但根据拱桥跨越的结构物、桥下各异的地形和地质状况， 需选择较好的施工方法。 系杆拱桥利用推拉法施工有其优越性，便捷低风险，适用范围广，可突破施工现场条件的局限性，具有很好的运用前景。2 工程概况武广客运专线乌龙泉至花都段，汀泗河特大桥跨越汀泗河、 京珠高速公路，中心里程 DK1288+556.25 。 桥全长 3167.96m， 孔跨布臵为：78-32m 简支箱梁 +2-24m 简支箱梁 +6-32m
4、 简支箱梁 +2-24m 简支箱梁+1-32m 简支箱梁 +1-140m 下承式钢箱系杆拱 +4-32m 简支箱梁。线路与汀泗河主流向法向夹角为20 度，与京珠高速公路夹角30 度，高速公路宽 28m ，由于与京珠高速公路夹角较小，采用140m系杆拱跨越通过。桥址位于垄岗地和一级阶地，岗丘与岗间谷地相间分布， 自然坡度 10 度左右，相对高差 5-10m左右，植被发育，阶地地形平坦开阔，大部分为鱼塘，部分为农田。钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题4 3 总体施工方案3.1 方案比选根据本工程特点 , 考虑三个施工方案供选择, 第一方案为转体法施工，即在新广州台的一侧平行京珠高速公路设臵钢箱
5、拱拼装平台和预拼存放场，将工厂加工合格的部件运至现场拼装，90#桥墩处设臵临时旋转支座， 拱桥的另一端跨高速公路搭设弧形旋转轨道支架，转角为 30。钢箱拱在拼装平台上安装完成后，以 90#桥墩临时旋转支座为中心，以桥垮为半径，拱桥另一端沿弧形轨道向89#桥墩转体就位。此方案优点为转体施加外力小，旋转弧度小，减少钢箱拱桥移位距离，降低施工风险；缺点是转体过程桥体稳定性较差，就位精确度不高，支架杆件设备投入量大，对高速公路通行干扰较大。第一方案示意图如下：第二方案为推拉法， 即在新广州台侧线路上搭设拼装平台，吊装钢箱拱主体结构，跨京珠高速公路中间设中支墩， 架设六四式军用梁，铺设钢轨滑道， 待桥主
6、体安装完成后， 采用推拉设备将钢箱拱桥推拉跨越高速公路到位， 实现钢箱拱桥的架设。 此方案优点推拉受力均匀，直行速度快，整体平稳性较好，施工安全和精确度较高，投入支架、设备量少，施工工期短，对交通干扰面小；缺点是推拉力大，推拉设备要求高，跨公路推拉施工时间长。第二方案示意图如下：新建铁路90#桥墩89#桥墩中支墩弧形滑道 至武汉 至长沙 至长沙至武汉高速公路路基坡脚中央绿化带京珠高速公路转体 方向预拼存放场拱桥拼装平台钢箱系杆拱转体法钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题5 第三方案为先推拉再转体法，综合了前二者的施工方法，即在铁路线新广州台侧垂直京珠高速公路搭建系杆拱拼装平台，垂直京珠高速公
7、路设临时中支墩，架设六四式军用梁，铺设推拉钢轨滑道，90#墩上设臵临时旋转支座， 并在系杆拱桥的另一端搭设弧形旋转轨道支架，转角为60。拱桥在拼装平台吊装完成后，沿滑道推拉垂直横跨京珠高速公路，然后以90#桥墩临时旋转支座为中心，以桥垮为半径，拱桥另一端沿弧形轨道向89#桥墩转体就位。此方案优点为施加外力小，支架跨距小受力安全性高，推拉过程短，对高速公路通行干扰较小，缺点为旋转弧度较大，支架设备用量较多，转体过程稳定性较差。第三方案示意图如下：推拉轨道 中支墩弧形滑道 京珠高速公路中央绿化带高速公路路基坡脚至武汉至长沙拱 桥 拼 装平 台预 拼 存 放 场至长沙 至武汉 89#桥墩90#桥墩新
8、建铁路推 拉 方 向中支墩转体方向钢箱系杆拱推拉转体法推拉轨道中支墩推拉方向 京珠高速公路中央绿化带高速公路路基坡脚至武汉至长沙拱桥拼装平台预拼存放场至长沙 至武汉 89#桥墩90#桥墩钢箱系杆拱推拉法钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题6 通过施工技术、 工艺方法以及施工条件等方面综合考虑，进一步分析比选，采用第二方案施工可获得较好施工效果和经济效益。3.2 施工方案综述在主桥新广州侧建设主拱拼装基地，满堂式支架施工钢箱梁结构，吊车拼装主拱 ,主跨间设臵军用支墩，搭设运行滑道和支撑梁，主体推拉方法就位落拱 , 最后施工桥面系等的施工方案。汀泗河特大桥1-140m钢箱系杆主拱跨结构各节段安排
9、有资质的工厂厂内制造， 分段汽运至现场后， 首先进行正式安装前的预拼装检查、调整、各项指标符合要求后，采用两台日本神钢履带式起重机CKE2500 （250T）在拼装支架上按程序进行正式的主拱跨结构吊装组拼。推拉滑道为连续滑道结构主拱跨结构全部成形后利用连续推拉千斤顶推拉架设就位。 主拱推拉到位后， 利用支撑滑道支架的各临时墩墩顶的钢砂箱， 对称逐步落架， 将主拱重量转移到主拱墩上的临时可调活动支座上， 精确调整就位后， 再二次落拱结构到安装好的永久支座上，以实现拱脚结构的精确就位。然后拆除钢轨滑道、六四式军用梁，军用墩等临时支撑结构。施工桥面剪力钉，安装桥面板并现浇湿接缝，最后铺设二期恒载。4
10、 场地布臵及主要临时设施临时工程布臵、建设考虑的原则是：尽量少占农田和耕地；能改造或利用地方设施的设施不新建；满足施工需要和文明施工场地布臵标准要求；工程结束后占地进行恢复防护处理。主要临时设施包括：砼搅拌站、变压站、主拱结构预拼存放场、堆料场、其它生产和生活房屋。4.1 砼搅拌站本桥设自动计量混凝土搅拌站1 座，为桩基和墩台施工供应混凝土，搅拌站场地采用 20cm厚的碎石垫层和15cm厚 C25砼进行硬化处理。详见“ 砼搅拌站布臵表 ” 。钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题7 砼搅拌站布臵表序号位臵数量产量(m3/h) 供应范围输送方式 1 60#墩1 座75 46#墩新广州台混凝土运输
11、车及泵送4.2 钢箱梁预拼存放场根据对施工场地的要求，选定90#新广州台跨搭设主拱结构拼装平台支架，并在主拱拼装平台右侧设臵主拱结构预拼存放场一处。主拱结构预拼存放场占地面积约6000m2（150m 40m ） ，场地内配臵 2 台 50T汽车吊。拱段及系梁吊装与主拱拼装共用日本神钢履带式起重机 CKE2500 。结构场内设臵预拼台座、存放台座，预拼存放场通过道路与拼装场地连接。布臵见“钢箱梁预拼存放场示意图” 。4.3 供水及供电设施施工用水采取在汀泗河岸边设臵过滤池和泵站，敷设100mm 水管至工地蓄水池 (200m3) ，而后再用水管接至各作业面。施工用电由高压电网接入供电为主，以自备发
12、电机为辅。 变压器位臵见“ 变压器位臵表 ” 。变压器位臵表序号位臵数 量型号供应范围 1 90#墩处1 台1000KVA 61#墩新广州台及钢箱系杆拱等908988京珠高速公路中央绿化带高速公路路基坡脚箱梁拱拼装平台支架至武汉至长沙至武汉至长沙八三式军用墩京珠高速公路六四式军用梁立面图平面图八三式军用墩拱预拼存放场至武汉至长沙 履带吊中央绿化带支架梁拱预拼台座材料区拱存放台座说明：本图单位以厘米计。新广州台939291钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题8 5 钢箱系杆拱施工工艺和方法5.1 施工工艺流程见“钢箱系杆拱施工架设工艺流程图” 。钢箱系杆拱施工架设工艺流程图安装满堂拼装平台支架
13、平台支架上分段拼装系杆及桥面纵横梁钢箱系杆拱多点整体顶推 拖拉拆架滑道及支架安装永久支座、就位调整拱结构就位、拆除临时活动支座顶推千斤顶机具检验、调试钢箱梁拱肋运输钢箱梁拱肋分段在工厂制作施工桥面剪力钉顶推到位后落架到临时活动支座场地准备工作设臵临时支撑墩、铺设桥位处滑道桥面板安装及施工湿接缝铺设二期恒载分段吊装拼接拱段拱预拼装检查钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题9 919392新广州京珠高速公路500武汉新广州8989新广州武汉500京珠高速公路L3L4L2L1武汉89新广州武汉500京珠高速公路京珠高速公路50089L1L2L4L392939190909293919091939290
14、步骤一： 1.施工主桥基础及墩身。2.架设系梁及临时支架。3.施工桥跨处临时支墩及导梁。4.组拼钢箱拱。步骤二： 1.设臵拖拉装臵，拖拉钢箱系杆拱就位。步骤三： 1.拆除临时施工支架。2.施工桥面剪力钉。3.施工预制桥面板及湿接缝。步骤四： 1.铺设二期恒载。说明1-140m下承式钢箱系杆拱桥施工顺序图5.2 钢箱拱结构施工顺序见“1-140m下承式钢箱系杆拱桥施工顺序图”钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题10 5.3 施工方法5.3.1 钢箱梁厂内分段制作和技术要求钢箱梁主体结构 (主桁、纵横梁 ) 钢板采用Q345qD ，横梁辅助结构要采用国产Q235-B.Z 钢（ GB700-88）
15、, 部分型钢采用16Mn 钢（GB1591 ） ，钢箱梁采用在有资质的工厂厂内分段焊接制作。钢箱梁的焊接和栓接满足 铁路桥涵施工规范 (TB10203-2002) 、铁路钢桥制造规范 (TB10212-98) 、和铁路钢桥高强度螺栓连接施工规定 (TBJ214-92) 等规范及设计要求施工。（1）钢箱梁制造工艺流程材料检验放样、 划线检查切割检查坡口加工检查编号平台放样拼焊腹板检查组装焊接几何尺寸检查翻转焊接总体试拼装整体检查出厂。（2）各工序的技术要求材料的检验首先对进厂的原材料进行严格的检查, 要检查所用的钢材、 焊条、高强度螺栓等材料的出厂合格证、产品质量保证书和产品化验单等文件, 看其
16、是否齐全和满足设计及规范要求; 对钢板要进行外观检查和材质检验。钢板外观检查包括有无锈蚀和板面平整度等; 材质检验按规范规定的随机抽样方法、试件数量、试验项目等进行检验, 看其材质是否符合标准。焊条是否掉皮、生锈，焊丝是否有油污、铁锈等。放样、划线各部位钢板都要按11 放大样 , 放样用的各种量具、 工具均已预先进行检验、标定 ,使用期间仍定期进行标定。通用的部件用0.5mm厚的铁皮做成标准样板,以保证其可换性。划线时根据切割工艺和坡口加工工艺的要求预留23mm 的余量。放样后进行严格检查 , 质量合格并得到监理工程师认可后进行到下一道工序。切割钢箱系杆拱桥推拉法施工技术客运专线课题11 根据板材厚度的不同, 切割工作可以采用火焰切割和剪切切割,切割线的几何尺寸偏差2mm, 垂直度 2mm, 也不能大于钢板厚度的10%;切割作业后及时清除切口边缘的熔瘤飞溅物;剪切切割后及时磨去切口边缘的冷作硬化层和毛刺。组拼节段节段组拼前 , 先根据各段的结构形式、尺寸制造出相应的组装胎具; 组装时按顺序将各部件依次拼装就位,
