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1、无定河特大桥空心高墩专项施工方案一、编制依据及范围1.1、编制依据铁路桥涵设计基本规范（TB10002.1-2005 J460-2005）铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范（TB110002.3-2005 J462-2005）铁路桥涵混凝土和砌体结构设计规范（TB10002.4-2005 J463-2005）铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002.5-2005 J464-2005）铁路工程基桩检测技术规程（TB10218-2008、J808-2008）铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010）铁路边坡防护及排水工程设计补充规定（铁建设2009172号）新建铁路蒙西至
2、华中铁路煤运通道土建工程浩勒报吉至三门峡段MHTJ-2施工图及通用图。对当地环境及现场踏勘资料。1.2、编制范围编制范围为新建蒙华铁路重点控制工程无定河特大桥高墩施工。二、 工程概况2.1线路概况无定河特大桥位于乌审旗无定河镇巴图湾村境内，桥梁中心桩号为DK177+269.89，起始里程为DK175+250至DK178+225.86终，施工区段全长为1911.95m。共58跨，一跨32m。铁路等级为国铁I级，设计速度目标值120km/h。2.2主要设计标准正线数目为双线，曲线半径1200,位于-3.5, 6,5.5,的直线及曲线上。牵引种类为电力；设计荷载为中-活载（2005）ZH活载，Z=1
3、.2。2.3主要工程内容和数量施工区段内5#45#为圆型薄壁空心墩，共41个桥墩，大部分墩高为57.5m，15号墩最高64m。墩顶两侧半圆形半径最小为2.0m，平直段为3.6m，墩身外坡度为35：1，内坡度为70:1，承台顶面以上3m及墩顶以下1m范围内为实体段，墩顶中部向下5m处开一个1.6 m（长）0.8m（宽）进人洞，做为检查墩内设备之用。墩身混凝土方量为：实体墩墩身砼3641.3m其中C35混凝土2895.9m；C45混凝土745.4m。空心墩墩身砼49369.4m。其中C35混凝土42024.4立方米；C45混凝土7345.0m。2.4、工程特点本桥为双线桥，位于直线和曲线上。本桥桩
4、基础为钻孔灌注桩基础。根据调查及勘探揭示，桥址区表层分布第四系全新统风积层（Q4eol ）、冲积层（Q4al ），上更新统风积层（Q3eol ），上更新统冲湖积层（Q4al+1 ）,下伏白垩系下统环河华池组（Q1hc）砂岩，小里程岸坡分部第四系全新统大沟湾组（Q4d）、上更新统萨拉乌苏组（Q4s ）组地层。桥址区地表水为无定河水，桥址区跨越无定河，和宽约200m，勘测期间和宽约20m，水深约1.5m。无定河常年有水，受大气降水、巴图湾水库泄洪及地下水径流补给，以蒸发形式排泄。地下水类型为第四系潜水及基岩裂隙水，勘探期间地下水埋深0.048.3m，（高程1136.61155.13m）。地下水类型
5、为第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，勘测期间地下水埋深0-48.3m，地下水主要由无定河河水、大气降水及巴图湾水库补给，地下径流及人工开采为主要排泄方式，水位季节变化幅度1-3m。在小里程坡脚处有地下水露头，沿坡流入无定河，水量不大。本桥地下水在化学环境作用下，对铁路砼具有硫酸盐腐蚀性，环境作用等级H1，在氯酸盐环境下，对铁路砼具有氯酸盐腐蚀性，环境作用等级L1，在盐类结晶破环环境下，对铁路砼具有盐类结晶破环侵蚀性，环境作用等级Y3。 风沙：桥址区位于毛乌素沙漠南缘、地表分部固定、半固定沙丘。地表植物以沙篙、低矮灌木为主，植被覆盖率约为40%，杀害等级轻微。新黄土：桥址区特殊土只要为砂质黄土褐黄色、
6、棕褐色、坚硬，土质均匀，河床及河漫滩地表的新黄土及DK178+084到大里程桥台范围9.4m以上新黄土具有湿陷性，湿陷系数0.015-0.03之间，为轻微中等湿陷性黄土，自重湿陷场地，场地湿陷等级二级。松软土：桥址区层状布有松软土，厚度9.1-12m，主要分布在表层，主要为松散粉细砂及冲击新黄土。盐渍土：根据初测资料桥址区盐渍土发育，盐渍土类型为碱性盐渍土，1.0m以内平均易溶盐含量0.312-0.64，盐渍化的程度为中等。三、施工方案3.1、施工方案与任务划分无定河特大桥空心桥墩采用13台塔式吊机配13套翻模由13个班组平行施工。具体任务划分与施工顺序详见下表：班组施工桥墩号数量施工顺序第一
7、组5号7号墩35#6#7#第二组8号10号墩38#9#10#第三组11号13号墩311#12#13#第四组14号16号墩314#15#16#第五组17号19号墩317#18#19#第六组20号22号墩320#21#22#第七组23号25号墩323#24#25#第八组26号28号墩326#27#28#第九组29号31号墩329#30#31#第十组32号34号墩332#33#34#第十一组35号37号墩335#36#37#第十二组38号40号墩338#39#40#第十三组41号43号墩341#43#43#44、45号墩由前十三组最先完成的施工3.2、工期目标与进度计划计划本桥下部结构工程于2015
8、年8月1日进行施工准备；2015年9月10日正式施工，2016年11月6日墩台主体全部完成四、模板设计及主要施工工艺和施工方法4.1、模板设计总体方案经过施工方案比选，无定河特大桥空心墩施工采用类翻模施工工艺，即空心墩外模以顶口圆端半径尺寸最小处作为模板顶口，以底口圆端半径最大尺寸为模板底口1.5m为一节做全套模板，根据各个桥墩顶、底口尺寸调整模板节段长度，保证每个桥墩顶、底口处尺寸单独成节。施工时圆端采用定型模板，中间平模向上翻升工艺，同时将施工完毕的的圆端模板转移到其他墩施工，模板设计自带支架。各墩之间形成自带支架模板流水法施工作业。确保墩身基本保持同时施工。1、模板设计无定河特大桥空心桥
9、墩设计分为3个部分，下部为桥墩的实体部分；中间采用空心薄壁设计，外壁45：1，内壁70：1；顶部为实体部分和墩帽。桥墩下部实体部分一般高度3m，15号墩加高1m，为4m；顶部实体部分与墩帽高度共为3.5m。无定河特大桥墩身外坡比均设计为451，考虑便于模板进行施工，外模以顶口圆端半径尺寸最小处作为模板顶口，以底口圆端半径最大尺寸为模板底口1.5m为一节做全套模板，根据各个桥墩顶、底口尺寸调整模板节段长度，保证每个桥墩顶、底口处尺寸单独成节。模板拼装图见下图：外模板构造的设计由于墩身高，模板倒用次数多，确定面板使用5mm厚钢板制作，模板纵肋采用12槽钢，后横梁采用216槽钢，纵肋和横梁组焊而成，
10、模板法兰采用1.5cm钢板，连接螺栓采用20螺栓，间距20cm。模板外侧设置工作平台，工作平台宽80cm，工作平台采用螺栓每1m间距与模板进行铰接。工作平台为施工提供较为宽阔的操作平台,同时工作平台通过螺栓连接后组成空间桁架保证了工人的施工安全。模板拉杆采用20精扎螺纹钢，拉杆孔只设置在墩身平面位置，横向间距1m，纵向间距90cm。模板具体参数见下面模板圆端模及平面模板设计图：内模设计考虑到内模施工空间较小，墩身内部平面部分模板设计与外模一样，分割成高度1.5m的小块模板进行组合，将两端圆模制作成两块大模板进行组合。面板使用5mm厚钢板制作，模板纵肋采用8槽钢，圈肋采用16槽钢，纵肋和横梁组焊
11、而成，模板法兰采用1.0cm钢板，撑杆采用16槽钢。内模板拉杆采用20精扎螺纹钢，拉杆孔与外模相对应。模板具体参数见下面模板圆端模及平面模板设计图：工作平台外模的工作平台，考虑墩身较高，墩台外采用搭设脚手架形式难以满足要求，同时支架的稳定性也得不到保证，同时工程量较大，投入的成本较高。签于以上原因，无定河特大桥外模工作平台主要靠在设计外模上利用预留螺栓孔，在竖向加劲肋上安装吊篮式三角支架，施工人员通过工业电梯和空心墩内部内爬梯进入工作平台。内模工作平台内模考虑施工方便和人员操作安全和施工空间问题。在墩中心搭设钢管支架，顶部设置横杆，放置厚度3cm的脚手板，作为操作平台。工作平台宽80cm，工作
12、平台采用螺栓每1m间距与模板进行铰接。工作平台为施工提供较为宽阔的操作平台，同时工作平台通过螺栓连接后组成空间桁架保证了工人的施工安全。工作平台图见下图：模板的抗风设计无定河地处沿河，受季风的影响，同时墩身模板迎风面积较大。模板设计和施工时应充分考虑模板的抗风性能。从单块模板的刚度足够满足当地最大风力的要求。施工过程中主要从模板的整体性进行考虑加固。从工况最不利时考虑风力组合影响最大的时候在两层模板全部安装和翻升完毕后。施工过程中要求当风力超过6级时禁止模板翻升和拆除作业。当模板翻升到位后立即组装成型，形成环形闭合体。在模板的四个平模角分别设置四个吊环，利用已经施工下部混凝土32的拉杆孔和通气
13、孔设置为作为临时约束，采用20钢丝绳利用紧线器（或其他类似工具）将模板进行预拉紧，必要的时候可以暂时利用钢筋直接临时焊接处理。2、工艺原理空心墩分节施工，每节施工高度3 m，模板分定位导向模板与混凝土施工模板。每个桥墩对应使用模板4.5 m，前一节模板预留1.5m模板保持紧固状态，作为导向模板，再向上顺接内外模板3 m，成为混凝土施工的模板体系。墩身模板不同对应高度均采用不同的模板型号，同一型号模板在每个桥墩仅使用一次，然后拆除移到下一个桥墩对应工作面上，这样各个桥墩依次阶梯状使用模板，形成一种流水节拍倒用模板，每一节段模板向前流动使用。墩身的中心对位和平面尺寸通过外模螺栓调整和承台上的锚桩调
14、整。施工上一模时，已施工的下一模的最上一节段的模板作为导向模板，由于墩身的内外壁均有坡度，因此在施工过程中应注意模板使用的排列顺序以保证墩身的线形平顺。在施工过程中各墩身施工高度相差一模(3m)以上，使一整套流水钢模板分节段应用于相邻若干桥墩上，拆除前一墩身的模板在地面进行打磨、涂油后，直接吊装下一墩身进行施工。由于墩身施工自然环境相同，在进行空心墩流水法施工时，应重点解决施工空心墩不同部位时模板的配套以及施工机械和人员的现场调配工作，使每节段模板在各墩身之间形成不问断循环向前使用的流水效应。其施工示意图和工艺流程图见下图。4.2 、主要施工方法与施工工艺1、钢筋连接作业工艺依据墩身的设计资料
15、，墩身钢筋主要采用双层钢筋，钢筋施工快慢直接影响墩身的施工速度。而影响钢筋施工速度关键钢筋接头的连接时间。传统的连接方式无非两种形式，一是钢筋提前预弯，形成单面搭接焊工艺；二是采用双面搭接焊。不管采用那一种均是采用现场连接，需要投入一定的人力、物力和花费大量的时间。现场焊接尤其是立焊工艺质量很难达到施工技术要求，同时为了避免长时间施工安全发生的几率。为此结合目前高墩施工，无定河特大桥拟采用钢筋剥肋滚压直螺纹连接技术。钢筋连接工艺流程钢筋就位：将丝头检验合格的钢筋搬运至待连接处。接头拧紧：使用扳手或管钳等工具将连接接头拧紧。作标记：对已经拧紧的接头作标记，与未拧紧的接头区分开。施工检验：对施工完的接头进行的质量检验。绑扎其它钢筋。机具设备钢筋剥肋滚压直螺纹机：钢筋剥肋滚压直螺纹机用于加工钢筋丝头，生产的JCBL-40型钢筋直螺纹剥肋滚丝机，该机构思新
