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1、,跨石大路自锚式上承拱桥平转施工方案,目 录,1 工程概况,2 总体施工方案,3 分项施工方案,4转体施工工序安排,对以沪杭客专石大路自锚式转体拱桥为代表的、创造了软土地基大跨度大吨位半幅拱圈支架施工控制、转体桥拱圈超大节断施工控制、拱座与支架基础施工控制、大跨度组织施工与快速施工控制等四项自主创新技术的桥梁 它创造了三项世界第一：高速铁路自锚上承式钢筋混凝土拱桥跨度160米，为世界第一；单边转体自重达16800吨，为世界同类转体桥梁第一；在软土地基上建造的160米自锚上承式钢筋混凝土拱桥是世界上第一座。,1、工程概况,孔跨组成为（88+160+88）m，立面布置如下图所示。拱肋采用抛物线线形
2、，矢跨比为1/6。边、中跨拱肋拱顶截面高为4m，拱脚截面高为6m，拱肋横向宽度8m，采用单箱室截面。为简化结构构造及受力，拱肋上设置三个拱上立柱，支承（20+22+22+20）m连续梁，为配合拱肋曲线变化，连续梁边跨截面高度采用变截面，梁端截面高度4m，跨中截面高度采用3m，连续梁与拱肋结构分离。,1.1 结构形式,该桥位于沪杭客专N7标段，中心里程DK1252+421.07，杭州市江干区同协路与石大路交汇处，为跨越石大公路而设计。结构形式为主跨160m自锚上承式拱桥，采用转体法施工。,1.2 结构设计图,主墩2#墩位上层覆盖13m填筑土，第二层主要为淤泥质粉质粘土厚度26m左右，第三层为粉质
3、粘土厚度6m，第四层为凝灰岩，全风化层厚度10.5m，第五层为强风化凝灰岩层，厚度4.m，第六层为弱风化凝灰岩厚度8.2m；,主墩3#墩位上层覆盖3m厚填筑土，第二层为粉土厚度8.9m，第三层为淤泥质粉质粘土厚度19.5m，第四层为粉质粘土厚度为16.4m，第五层为全风化泥质砂岩厚度13.3m，第六层为强风化泥质砂岩厚度为1.2m，第七层为弱风化泥质砂岩厚度15.4m。,1.3 地质概况,（1）基础 桩基基坑开挖下承台球铰安装上承台拱座 （2）拱部结构 支架钻孔桩支架施工支架预压分节段现浇拱肋立柱拱上支架拱上简支梁张拉临时系杆现浇湿接缝（简支变连续）拆拱肋及连续梁支架落梁转体准备正式转体转体到
4、位封铰边跨合拢中跨合拢永久系杆桥面系,（6）对称施工连续梁中间2孔期间，将临时系杆安装至待张拉状态。,（1）主墩桩基施工期间，完成拱肋支架钻孔桩及承台施工。,（2）主墩桩基及承台开挖期间，完成拱肋支架安装及预压。,（3）承台及拱座施工期间，除基坑范围内的拱肋外，其余部分拱肋自拱顶向拱座方向逐段、对称完成现浇施工。期间，完成拱上连续梁支架可施工部分。,（4）拱座施工完成后，同步将拱座上立柱以及拱座段拱肋现浇完成，完成全部拱上立柱及拱肋施工。期间，将边跨2孔连续梁施工至底板及腹板钢筋安装完成状态。,（5）对称现浇连续梁边跨2孔时，同步将中间2孔连续梁支架施工完成。,（1）主墩桩基础、下层承台、球铰
5、、上层承台及拱座施工；边墩桩基础及承台施工；公路现浇支架临时桩基础、承台、支架施工；,（2）按照方案设计，施工现浇支架，并进行预压，分段现浇拱肋；,（3）浇注拱上立柱，支架现浇拱上连续梁；本阶段连续梁支撑在临时支座及支架上，梁底与永久支座悬空5cm；,（4）张拉临时系杆；,（5）拆除连续梁现浇支架，落梁；通过调整支座下砂浆厚度，使各点落梁高度一致。,（6）用素混凝土填实拱圈与梁端缝隙，张拉临时固结预应力使拱肋与连续梁固结。,（7）拆除现浇拱肋支架，做好拱肋平转准备。准备工作包括：称重、配重，牵引系统，助推系统，外环支墩、微调，位控等系统部件的安装与调试。试转工作等。同时，在转体前，完成边跨现浇
6、段施工工作。,（8）正式转体施工，转体到位后，利用微调系统调整转体各项指标满足要求后，利用外环支墩将转体固结，然后迅速焊接上下盘钢筋及连接件，尽快完成封铰工作。,（9）吊架法完成边跨合拢。,（10）吊架法完成中跨合拢。,（11）交替张拉部分永久系杆，同步拆除临时系杆。,（12）施工桥面系。,（13）张拉剩余永久系杆。,承台自下至上由三部分组成，下转盘、球铰、上转盘，根据需要，下转盘分三次浇注完成，上转盘分二次浇注完成。详细施工步骤如下。,（1）. 首次浇注下转盘2.5m高，预埋下球铰及滑道骨架预埋板。,3.1.1 承台施工步骤图,3、分项施工方案,预埋件采用1cm厚钢板，尺寸2020cm，锚筋
7、采用12 U型钢筋，U型锚筋与预埋板焊接，锚筋埋入混凝土中长度15cm。允许平面定位偏差5mm，高程偏差2mm。埋件共计68块。,（2）. 安装滑道及下球铰骨架。,下层混凝土强度达到25%后，利用预埋件安装下滑道骨架和下球铰骨架，要求骨架顶面的相对高差不大于5mm。骨架中心和球铰重合，与理论中心偏差不大于1mm；骨架与埋件焊接牢固，经多次进行复查无误后，方可进入下道工序。骨架结构见下图。,（3）. 浇注第二次1m高混凝土,绑扎预留槽两侧钢筋，安装预留槽模板，进行二次混凝土浇筑；二次浇筑至下转盘顶面，要控制预留槽混凝土高度，浇注中注意对骨架位置的复核。,（4）. 安装滑道钢板及下球铰,（5）.
8、浇注预留槽后浇混凝土,在滑道及下球铰的定位精度及牢固性均满足要求后，浇注预留槽混凝土。下球铰的混凝土采用C50无收缩混凝土,混凝土配比需经28d强度验证。由于下球铰处钢筋较密,灌筑条件较差,混凝土需具备良好的流动性。要求混凝土从球铰的一边向另外一边流动,利用球铰球面的振捣孔进行振捣,不得过振和欠振,待混凝土溢出孔后封堵振捣孔。混凝土灌筑完毕及时清理下球铰处污染物并封闭保护好。混凝土应进行收面和养生,待混凝土强度达到50%后进行上球铰安装。,（6）. 安装上球铰,将下球铰球面及各滑块安装槽内清理干净,按照厂家调配过的滑块对号入座,安装聚四氟乙烯复合滑块,由中间向边缘逐排安装。滑块安装完,用特制样
9、板复查滑块顶面是否处于同一球面。确认无误后,在下球铰球面处涂黄油四氟粉,吊起上球铰清理球面杂物后涂上黄油四氟粉,缓慢下放与下球面对中,精确调好后,将转动轴涂上黄油四氟粉,插入上下球铰轴套，并通过临时限位装置进行固定。最后,将上下球铰用胶带密封防止杂物进入。球铰安装顶口务必水平，其顶面任意2点误差不大于1mm；球铰转动中心务必位于设计位置，误差：顺敲向1mm，横桥向1.5mm。,（7）. 安装撑脚及浇注下层上转盘,每个转体下设6个撑脚，每个撑脚由2根直径0.9m的钢管焊在扇形钢板组成，撑脚内填充无收缩混凝土。撑脚在安装时与滑道钢板间预留10mm间隙，以薄沙箱垫紧。撑脚的相对位置应精确控制，同时撑
10、脚与梁体应根据对应关系确定撑脚的安装位置，以满足卸架后的梁体平衡。在滑道环向布置12个沙箱，每个经过预压，承载力大于600t，高度为90cm。,（8）.浇注上层上转盘混凝土,上层上转盘为14m13m1.4m的矩形结构，结构中心与转体中心重合，按照设计要求进行钢筋、预应力及预埋件施工。,3.1.2 基坑开挖,2承台边线距离既有公路桩基8米远，3承台边线距离近侧既有公路桩基边缘1.5米，由于3#承台距离既有公路桩基较近。承台底位于地面以下7.3m左右，承台施工前将地表覆盖层清除2m，这样承台开挖深度可以减少到5.3m，在承台施工时，四周采用打钢板桩（拉森IV型）进行施工防护，布置图如下：,(1)设
11、计要求,球铰设计承载力16800t，由具有相关能力及经验的厂家负责加工。构造如上图。球铰为焊接钢结构,需无损探伤检测。其球面半径为8 m,平面直径为4m,球铰的下球面板上镶嵌填充聚四氟乙烯复合夹层滑板,与上球面板组成摩擦副,并涂抹黄油四氟粉润滑,确保静摩擦因数0.05,动摩擦因数0.03。,(2)加工精度要求,1，球面光洁度不小于3； 球面各处的曲率应相等，曲率半径之差0.5mm；,2，边缘各点高程差1mm； 椭圆度1mm；,3，各镶嵌四氟板顶面应位于同一球面上，误差1mm；,4，球铰上、下铰形心轴、球铰转动中心轴务必吻合。,施工方法:,（1）. 在拱座施工前，应对拱座底面在上转盘的平面位置进
12、行准确放线，定位出拱座底面线后，对上层承台拱座底面进行凿毛处理。,(2).在上层承台上搭设钢管脚手架作为施工平台和模板的斜拉及撑杆。,(3).绑扎拱座钢筋，精确定位拱脚及立柱预埋件以及预留钢筋，并将预埋件拱座钢筋焊接固定，防止浇注砼时移位。严格按照设计图纸布设预应力管道。,(4). 立拱座模板，拱座模板标准块采用大块整体钢模，倒角处模板采用竹胶板或木模，配以相应背楞、撑杆及拉条。安装拱脚预留槽模板。,(5).混凝土采用搅拌站集中生产，砼输送泵车泵送浇注，插入式震捣棒震捣,采用水平分层一次浇筑成型。按照大体积混凝土施工技术要求设置拱座混凝土冷却管、进行测温控制及加强养护等措施，编制专项大体积混凝
13、土施工方案进行控制。,(6).加强混凝土的养护，采用覆盖浇水养护，养护时长不小于7d。,3.4.1支架布置示意图,主拱肋支架采用钻孔桩加承台基础，承台上设置100012钢管桩支撑，横桥向在钢管桩顶设置4I56工字钢横梁，在横梁上沿顺桥向设置贝雷纵梁，在贝雷纵梁上设置钢管脚手支架；卸架设备为安装在钢管桩与工字钢间的沙筒。钢管桩间设置5008钢管平联及斜撑。钻孔桩采用直径1.2m，桩长50m，满足结构受力要求。,3.4.2 拱肋阶段划分,（1）总体划分,总体划分如上图，单肢拱肋现浇长度79米，边跨现浇段长度7米，边跨合拢段及中跨合拢段长度均为2米，节段划分满足临时系杆安装及锚固要求。,（2）单肢拱
14、肋浇注划分图,拱肋现浇采取对称、逐段、分环浇注方案，单肢拱肋分为6个节段，节段长度13.5m；每个节段分为2环，分割位置在顶板倒角下40cm处。,拱肋预应力可以采取长、短束布置，每段张拉一次，每次张拉锚固2个节段，可有效减少拱肋开裂。根据施工工况进行支架详细验算，使各工况的支架变形控制在合理范围内。,（3）模板配置,根据节段划分、结构尺寸情况，同时考虑施工流水作业节拍，模板配置如下：底模及外模采用竹胶板，方木做背带；内模采用组合钢模，普通脚手钢管做背带。顶板支撑系统采用钢管脚手架，在第一次浇注完成后，在底板上施工支架，利用顶托调整顶板底模标高。,（4）浇注顺序,根据上页拱肋现浇节段划分图，节段
15、浇注顺序按编号依次113。1#节段浇注完成等强期间，施工2#节段支架、钢筋及模板，同步可以施工3#节段底模及钢筋；2#段浇注完成等强期间完成3#节段浇注准备工作，2#节段强度满足后，即可浇注3#节段，形成平行流水作业。计划1#节段自钢筋绑扎至浇注完成为8天，等强张拉为4天，则2#节段在1#节段张拉完成后即可浇注，同理等强张拉期为4天，3#节段在2#节段张拉完成后即可浇注，同理等强张拉期为4天；可见每个节段浇注时间推后4天，则1#12#节段施工时间为12+114=56天，13#节段考虑12天，则计划工期为68天。实际施工中，考虑横隔板、预应力设置以及拱顶端头预应力锚固区的复杂程度结合其他因素影响
16、，拱肋施工时间定为80天是合理的。,（5）结构尺寸控制,为控制好各部位混凝土厚度，确保拱肋不超重，模板需准确安装及固定。底板控制好底模标高，然后绑扎底板钢筋，立侧模，绑扎腹板钢筋，装内模。为防止浇筑腹板混凝土导致底板混凝土翻起，底板通过内模底面加压板及型钢压条，通过钢管内撑及拉杆外拉固定；侧模通过钢管内撑及拉杆固定。由于拱肋为斜面，顶板也设置压板。,连续梁施工采用支架施工，支架采用梁跨体系，在拱肋上设置钢管柱，与立柱形成多个支点，在钢管柱及立柱牛腿上安装贝雷梁，贝雷梁上铺设底模，结构体系受力明确，通过计算可以准确得到支架变形，准确的设置预拱度，可以取消预压过程，以节约施工时间。,3.5.1支架布置示意图,钢管柱与拱肋浇注时的预埋件焊接在一起。钢管柱间设置平联及斜撑。混凝土立柱两侧设置预应力牛腿，并根据落梁需要设置施工操作平台以及落架沙筒。连续梁先进行简支浇注，此工况梁端支撑在临时垫块上。,3.5.2施工流程,(1).对称浇注边孔两跨简支梁，强度满足要求后，张拉
