新《施工组织设计》水柏铁路某特大桥(实施)施工组织设计8.doc
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1、第一章 概 述一、大桥工程概况: XX江大桥位于XX铁路中段全线最低点处(中心里程DK71+322),横跨XX江,是一座结构新颖、技术含量高、施工难度大的主跨236m上承式钢管砼拱单线铁路桥。桥全长468.2m;大桥桥跨布置为324mPC简支梁(XX水岸)+236m上承式X型钢管砼拱+524mPC简支梁(XX岸)。其中主跨结构居世界同类型桥梁之首。主跨钢管砼拱由两条拱肋组成,每肋全高5.4m,全宽2.5m,每肋由4肢100016mm钢管并以盖板、实腹板及H型腹杆通过栓焊连接而成,钢管内灌注500号微膨胀砼,而拱肋在横向内倾6.5,形成X形布置,拱肋中心在拱脚横向中心距19.6m,拱顶拱肋中心距
2、6.156m。拱肋轴线在立面投影为悬链线,拱轴系数为m=3.2,立面投影矢跨比为1/4。两侧拱肋间采用5001480014或80020mm钢管组成的双K字形横撑联结,全桥共有18个双K字形横撑,而上、下弦管的双K字形横撑之间又由2根50014mm钢管构成V字形联结,在拱顶部分两侧拱肋由横向布置的钢管和斜管联结。全桥联结方式除拱肋立面空腹段上下弦间H型腹杆通过M24高强度螺栓联结外,其它均为全焊联结。主跨钢管拱材质均为Q345d。半跨裸拱净重12160kN。拱上结构为:516m超低高度PC简支梁+82m拱顶形刚架+516m超低高度PC简支梁,简支梁下部结构为型钢砼刚架墩。二、大桥桥位处地形、地貌
3、:大桥位于崇山峻岭地区,大桥与XX江约呈80交角,河谷深切呈“V”型,XX水岸崖高度158m,呈直立状,岸底约有3m倒悬;XX岸陡壁约71倾角,高约177m,无倒悬。XX水岸基岩零星出露,桥址纵坡3060,横坡1525;XX岸基岩裸露,桥址纵坡2540,横坡2060。大桥两施工场地狭窄,地势陡峭,给大桥两场地布置及场内运输和主体结构施工带来极大不便。第二章 施工总平面布置及大临设施一、 施工场地总平面图1、 总平面布置原则(1) 临时工程和设施的布置,是根据业主所指示的原则分两岸进行布置。(2) 以节约用地、有利生产、方便生活、便于管理进行布置的。(3) 考虑到临时工程设施不致干扰永久工程施工
4、。(4) 与业主提供的电源、水源及交通设施等条件相适应。2、施工场地布置请见主跨钢管拱转体施工方案图册BPJ-ZT-001、02“XX江大桥施工场地布置图”。二、 临时工程及供水、电主要生活、生产房屋和办公、生活设施集中布置在XX水岸,XX岸仅布置部分生产生活设施,以方便现场施工管理。1、 沿桥轴线修建一台LP=480m,吊重55t的缆索吊机负责全桥施工及右岸钢管拱肋的组拼。2、 于北岸施工场内布设一座简易钢结构加工厂,负责全桥临时钢结构的加工。3、 钢管拱组拼场钢管拱组拼场分别设在两岸拱座附近的山边上,北岸与桥轴线夹角为135,南岸与桥轴线的夹角为180。预拼场组拼支架采用万能杆件,基础采用
5、150#砼基础,在支架顶部设置拱肋线型调整装置。另外,于北岸组拼场边布设一台移动式和固定式WD20t桅杆吊机各一台(扒杆长L=25m,吊重10t)负责该岸钢管拱组拼吊装工作。4、 混凝土工厂本桥共设置二座混凝土搅拌站,南北岸各设一座,每座搅拌站均布置2台500L强制式拌和机,分别供应两岸拱座、墩、台及拱肋的砼施工。5、 施工用电为了工程施工的需要,在北岸桥头设置一座400kVA变电站,在南岸桥头设置一座315kVA变电站,分别与业主提供的10kV电力线路相接,负责两岸施工供电。场内低压电力线路,将根据实际需要酌情布置。6、 施工用水大桥两岸生活用水系于左岸敷设1.2km20mm硬塑料水管,引用
6、杜母姑村山间泉水至工地,供两岸生活之用。生产用水系于北岸敷设6.5km114mm钢管并于二道岩山顶修建水池经猫道人行天桥接至大桥两岸工地,供两岸生产之用。两岸场内施工支水管直径均在50mm左右。7、 临时便道本桥外接公路便道业主已经修建,为兼顾两岸各墩、台施工,北、南岸分别修建场内施工便道2.3km、2.1km。8、 于桥轴线下游侧约60m处,修建一座LP=200m,宽B=3m的猫道人行天桥,供两岸施工人员来往使用。三、施工场地布置见主跨钢管拱转体施工方案图册BPJ-ZT-001、02“XX江大桥施工场地布置图”。第三章 全桥施工流程一、 全桥施工流程框图详见后页二、 主跨施工流程请见主跨钢管
7、拱转体施工方案图册BPJ-ZT-030032“主跨施工流程图”。第四章 下部结构施工一、 边跨下部结构施工简述XX水岸有0#、1#、2#两墩一台,在XX岸有5#、6#、7#、8#、9#四墩一台,均为明挖扩大基础,基础均置于微风化灰岩岩体上。墩台基础及墩身均为150#片石砼,台身及墩、台的顶帽,托盘、分别为200号砼和200号钢筋砼。在两岸边跨基础施工前,先沿桥址纵向修建简易通道,以便小型机械,材料、工具的运输。因桥址处山坡陡峭,岩石强度大,并且经地质勘探揭示,桥址处还有溶槽及溶洞,故待各墩、台基础开挖至设计标高,先按设计要求对溶槽及溶洞进行加固,压注200#水泥浆;对溶蚀破碎带钻小孔压注200
8、#水泥净浆。3#、4#墩全面进行了地基压浆处理,且3#墩压浆孔在后墙有水平孔和斜孔。1、 基坑施工基础开挖,除表层土体及风化岩采用敞开开挖外,基坑开挖岩石均用小爆破碎裂法开挖。以适应施工场地窄小,大型机械不能进场,工程量较小的工程施工特点。在开挖过程中,将根据基坑处的具体地质、地形情况,先沿坑壁四周设置密集的防裂孔,保护坑壁,防止震裂、松动基础周壁基岩,防止超挖,使坑壁规则整齐,防止落石保证人身安全。坑壁钻孔完后,将先采用平地爆破的方法,开挖出一条沟槽,形成临空面,然后用梯段爆破的方法进行施工,在墩台基础底部开挖预留2030cm保护层,其上部用手风钻造孔,密孔小药量爆破,保护层辅以人工撬挖,以
9、确保基础岩体完整。基坑开挖后,应及时排水,不得让坑内有积水。并且及时对基础进行砌筑,避免基坑暴露过久或受地表水浸泡而影响地基的承载力。由于桥址右侧坡度较陡,5#、6#、7#、8#墩基础横向左侧均设1m垫块。同时,部分墩台基坑开挖的边坡亦较陡,边坡需用50号浆砌片石及回填150#片石砼对基坑进行回填。基坑开挖尺寸控制;基坑平面位置,尺寸应符合设计要求,不得有欠挖,对边坡高度H8m,00.2m;8H15时,00.3;H15m,00.5m。基底地质、承载力与设计资料相符。基底高程50mm200mm;砼光滑平整,棱角平直,基础前后、左右边缘距设计中心线50mm;基础顶面高程:30mm。2、引桥墩台施工
10、引桥桥台为钢筋砼直线T型桥台,采用一般的模板支架法,按照标准图“叁桥(89)4025”号图进行施工。桥台施工完后,及时进行台后填土及锥体护坡施工。锥体护坡用25cm厚干砌片石进行铺砌,下设15cm碎石垫层,待沉降稳定后,采用水泥砂浆勾缝。引桥桥墩均为直线矩形桥墩,由于墩身较高,采用钢管支架,整体分段钢模。托盘墩帽施工时,墩帽模板将与墩身模板上口相连并结合支架来承托托盘外悬的模板及砼重量。所有墩身施工砼均为用砼输送泵进行水平及垂直运输。墩身施工时,将特别注意砼外表面的美观及线条的平顺,做到内实外美。墩台身施工质量控制:墩身、桥台前后、左右边缘距设计中心线尺寸20mm;支承垫石顶面高程0,15mm
11、;每片砼梁位于同一桥墩端两支承垫石顶面高差3mm;每孔砼梁一端两支承垫石高差5mm;砼强度符合设计要求,砼光滑平整,接缝顺直,无0.2mm局部收缩裂纹。二、主跨下部结构施工1、拱座基坑开挖主桥拱座基础为明挖基础。拱座结构尺寸较大,在桥纵向为34m,桥横向为34.0m,高度为11.25m。拱座由上转盘、下转盘、上下转盘之间的封盘砼和基坑回填砼组成。下转盘高3m,上转盘高6m,交界墩和拱肋均设置在上转盘上,上下转盘通过一个球铰相连。为了上转盘转动安全,还在上转盘拽拉转台上设置了6个内保险腿,保险腿高0.44m。待拱肋转体到位合拢完毕,即将上下转盘相连,封拱脚并灌注上下盘间300#砼,形成一个整体拱
12、座。考虑上转盘转动的需要,拱座开挖平面尺寸为以上盘转动球铰中心为圆心,半径R=17m,其开挖土石方量分别为:XX水岸开挖土石方16450m3,XX岸开挖土石方19050m3。基坑开挖除土方用敞开人工开挖外,石方开挖严格按批准的爆破工序和工艺施工,即先沿基坑轮廓线钻许多小孔,以免基岩遭震动破坏,再用平地爆破,然后用梯段爆破法,最后进行保护层坡面修整,施工坑壁永久防护层,即于+1082.032m标高以上基坑周壁挂钢丝网,喷护8cm厚200#砼。拱座基坑开挖质量控制如下:基底平面位置:前后、左右距设计中心误差50mm; 两岸拱座基坑中心距离误差8mm;基底地质、承载力与设计资料相符;基底高程:+50
13、mm、-200mm。2、下转盘施工本桥两岸下转盘除球铰下有部分500#砼之外,其它均为300#砼,砼数量3#墩为825.5m3,4#墩为1387m3。下转盘上设置转动系统的下球铰、内保险腿环形滑道及转体拽拉千斤顶反力支架等。因下转盘施工需要,砼灌注3#墩分三次,4#墩分四次进行(第一次为地基处理需要增加开挖部分)。3#墩第一次灌注1.5m高(4#墩灌注二次后),然后安装下球铰定位钢支架将下球铰精确安装定位,绑扎球铰下四层分布钢筋,灌注余下300#砼,并于下盘设计范围内插16接缝钢筋。接着精确安装下球铰,灌注球铰范围内500#砼(40.7m3)并预留宽180cm比下盘顶面高1cm的内保险腿环形滑
14、道,最后打磨平整。施工质量控制及施工误差如下:基础施工质量控制:砼面平整光滑,棱角平直,基础前后、左右边缘距设计中心线50mm;基础顶面高程:10mm。下球铰安装误差:同一钢球铰下锅顶面任两点高差1mm;球铰中心与设计位置:顺桥向3mm; 横桥向1.5mm;两岸钢球铰顶面高差3mm;两岸钢球铰中心距误差2mm。施工内保险腿内环形滑道时,其顶面务必以平钣式砼磨光机磨平,顶面任两点高差3mm。3、球铰施工本工程转动体系借助直径350025mm的钢球铰(承载力为1.2万吨)支承座。平转法施工的最主要组成是转动体系,而转动体系的核心是转动球铰,它是转体施工的关键结构,兼顾转体、承重及平衡等多重功能,制
15、作及安装精度要求很高,必须精心制作,精心安装,精心测量。其制造质量控制如下:、球面光洁度不小于3;、球面各处的曲率应相等,其曲率半径之差2mm;、边缘各点的高程差1mm;、椭园度1.5mm;、各镶嵌四氟板块顶面应位于同一球面上,其误差0.2mm;、球铰上、下锅形心轴、球铰转动中心轴务必重合。钢球铰面将在工厂制造,保证球铰加工成型后的厚度,把上下球铰铰面由设计厚度25mm改为3036mm。先加工胎型,然后才进行点压成型,其次用数控车床精加工铣出球面,在下球铰面上按设计位置铣钻60mm10mm镶嵌四氟板孔,再用热处理校正变形。为了避免其在运输、吊装过程中变形,在球铰反面加劲肋上设置一桁架并在运输汽
16、车上设专用固定支架。当下转盘灌注完第一次砼,即在已预埋好的预埋件上安装下球铰钢定位支架,在定位支架上精确安装下球铰并锁定,待一切符合设计要求后,同时在下球铰面上设置适量的砼灌注孔或砼振捣孔(制造时预留),以便球铰面下砼的施工。在砼灌注前还应将球铰中心轴的预埋套筒精确定位并固定好(于制造时安装),以便中心轴的转动。球铰下为500#砼,砼应振捣密实。在砼强度达85%时,用超声波探测仪,检查球面下的砼密实情况,若发现有不密实现象,应及时钻小孔压浆处理。下球铰面安装完后,应将钢球铰面内清除干净,并再次检查球铰面的光洁度指标。若有损伤处,应及时打磨光滑。然后将聚四氟乙烯滑动片现场精确镶嵌其设计位置,并于
17、球表面聚四氟乙烯滑动片间隙涂抹一层按适当配合比配制的黄油四氟粉拌和物。此时,严禁掉入杂物。下转盘球铰面施工完毕,即将转动中心轴(2101090mm)放入下转盘预埋套筒中,同时将球铰上锅按设计要求吊装置于下锅内,并将上球铰精确定位。安装上转盘拽拉转台底模,绑扎其钢筋,同时预埋上转盘内保险腿1000mm16mm1100mm钢管和牵引索1215.24mm钢铰线(预埋端设置P锚),并于撑脚内灌注500#微膨胀砼。接着进行上盘拽拉转台49m3砼灌注。但在砼灌注时,上下球铰面四周,需用封口胶将其封闭,严防施工用水、杂物、水泥浆等漏入球铰中。待整个上盘拽拉转台灌注砼强度达到85%以上后,于拽拉转台底面适当位
18、置布置3台100t千斤顶起顶拆除上盘撑脚(上转盘内保险腿)下抄垫钢钣,再落顶复原使得上下球铰面接触并进行试转,检查球铰运转是否正常,测定其转动摩擦系数,内保险腿与内环滑道是否匹配等情况,若发现问题应及时处理。至此球铰施工完毕。球铰安装要点:、保持球铰面不变形,保证球铰面光洁度及椭圆度。、球铰范围内砼振捣务必密实。、防止砼浆或其它杂物进入球铰摩擦副。、下球铰面砼灌注前,应埋设测试砼应力的元件。球铰施工质量控制:球铰安装顶口务必水平,其顶面任两点误差不大于1mm。球铰转动中心务必位于设计位置其误差:顺桥向1mm;横桥向1.5mm。两岸球铰中心距离误差不大于2mm。4、上转盘施工球铰部分施工完毕并检
19、查合格后,即进行上转盘施工。上转盘的设置方向与拱肋预拼装的方向相适应,即其中线与设计桥梁中线成一夹角。XX岸夹角为顺时针135,XX岸夹角为顺时针180。上盘施工工艺框图请见下页因为有一转角,在施工上转盘时,上转盘只有部分砼将还能支承在下转盘上。上盘支承均采用砂箱,为了不使上转盘施工时基础产生不均匀上盘施工工艺框图:下盘砼施工及滑道打磨球铰四氟片及上球铰安装转台施工及球铰试运转测定球铰摩擦系数上盘硬支撑、支承梁、支承系统布置上盘底模、钢筋、预应力孔道、冷却水管、拱脚定位支架施工上盘第一次立模、砼灌注 砼养护、凿毛、测温监控钢筋、预应力孔道、冷却水管、拱脚定位支架及第二次砼侧模施工第二次砼灌注
20、砼养护、凿毛、测温监控钢筋、预应力孔道、冷却水管及第三次砼侧模施工第三次砼灌注 砼养护、测温监控横、竖向力筋张拉及压浆第一批纵向力筋张拉、体系转换交界墩修建第二批纵向力筋张拉、配重设置拆除上盘底模及砂箱下沉,对于不能支承在下转盘上的部分砼,需设专门的基础和支架,以确保上转盘施工时砼的质量,请见主跨钢管拱转体施工方案图册BPJ-ZT-005“上盘砼灌注底模平面布置图”。上转盘砼为500#,其高度为6m,每岸砼数量为2064m3,分三次灌注。第一次灌注上盘底以上1.9m高范围内砼约696m3;第二次灌注1.9m以上2.23m范围内砼约774m3;第三次灌注上盘6m范围内剩余的砼约594m3,请见主
21、跨钢管拱转体施工方案图册BPJ-ZT-006“上转盘分层灌注图”。另外为解决转体时的平衡重,于上转盘后增加灌注砼和上盘顶设置水箱压重。为防止砼开裂,上盘砼按大体积砼施工方法施工,于砼内布设冷却水管散热,请见主跨钢管拱转体施工方案图册BPJ-ZT-007 “上转盘砼冷却水管布置图”。上盘为三向预应力结构,每个上盘纵向预应力48束,采用1860MPa19-15.24mm钢绞线,分批在上盘尾部单端张拉,锚下控制应力1395MPa,第一批张拉的15束需灌浆封锚,其余的在钢管拱合拢后按设计程序分批拆除;横向采用两种形式的预应力筋:一种为12-15.24mm钢绞线,13束,实行两端张拉;另一种为4-15.
22、24mm钢绞线,数量为59束,采用单端交错张拉,横向束锚下控制应力为1302MPa,并全部灌浆封锚。纵横向预应力均采用波纹管制孔、STM系列锚具。竖向采用无粘结级冷拉钢筋,轧丝锚,单个上盘竖向预应力筋为680根,在工地加工无粘结PE套。在上转盘施工时,底模要做到刚度大、支撑牢固、无沉陷,并且拆除方便。上盘砼灌注底模支撑下均设砂箱,砂箱需经预压才能使用。待上盘砼灌注完毕,且砼强度达85%设计强度后,张拉上盘所有横、竖向预应力筋至设计吨位,然后张拉第一批上盘纵向预应力筋至设计吨位,这时上盘为一端支于钢球铰另一端支于上盘后6.1m范围按设计要求设置的硬支承上成简支状态,即上盘顺拱轴方向成两点简支状态
23、,垂直拱轴线方向成双悬臂状态。上盘硬支撑构造请见主跨钢管拱转体施工方案图册BPJ-ZT-014016“上盘硬支撑布置图”。上转盘施工要点:、底模支承应牢靠,不能有下沉,砂箱中应用经过筛分、颗粒均匀的干燥砂,砂箱需经预压才能使用。、上转盘的设置方向要准确,与拱肋拼装方向一致。、上盘砼施工完毕,张拉横、竖向预应力和部分纵向预应力将上盘转换成顺拱轴线方向为两点简支状态,垂直拱轴线为双悬臂状态,承受上盘后续施工的重量。、在砼灌注时,应防止漏浆,严防杂物进入球铰摩擦副。、拱肋预埋段应以钢定位支架进行精确安装定位,坐标误差不超过2mm,并尽量以出现正误差为宜。、采用水化热低的配合比,防裂措施落实到位,并在
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