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1、京包铁路集宁至包头段 增建第二双线工程 JBZH-6标中铁四局集团集包增建第二双线 工程指挥部 2010.1.16古城湾特大桥钢桁梁 施工方案研讨目 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
2、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
3、、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1）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+951DK796+85.4之间跨越既有京包铁路、 线，线路与既有铁路线斜交13度，采用132m钢桁梁跨越。在D K796+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。2）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、
4、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 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 1）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
5、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。2）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，
6、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一普通墩台1钢筋混凝土钻孔桩（ d=125cm）根/m509/312282承台个6313569m3墩台身个6312161.1m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/m3/2121.8 3墩台身个/m3/1
7、5594钢材吨2461三32m简支梁孔63根据中铁四程200933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
8、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3
9、0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； 转 体 及 落 梁：2010年9月1日 2010年9月30日； RPC 桥 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
10、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2046mm。腹杆采用箱形及“H”型截面，箱形截面高 1000mm，外宽1098mm，板厚2046mm；H型截面高7001000mm，外宽 1098mm，板厚2036mm。杆件节点图杆件截面特性表3
11、、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 1700 mm。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、
12、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1519cm，预制段 纵向长249299cm，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
13、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f0.45；M27高强度螺栓；材质选用35VB，抗滑移系数f0.45；螺母及垫圈均采用45号优质碳素钢；栓钉采用22圆柱头焊钉，焊钉材料为ML15；预制桥面
14、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 钢梁部件
15、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。 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。 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
16、表面抗 滑移系数不应小于0.45 。 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。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。 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。 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。 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。 . 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
