鋼桁梁轉(zhuǎn)體施工方案研討材料課件

目

錄一、工程概況二、工程主要特點(diǎn)、難點(diǎn)三、主要工程數(shù)量四、任務(wù)劃分五、全橋總體施工部署六、施工進(jìn)度安排七、鋼桁梁設(shè)計(jì)介紹八、鋼桁梁制造和安裝要求九、主橋下部結(jié)構(gòu)施工方法十、鋼桁梁施工方法十一、其它施工方法

十二、開展的科研項(xiàng)目一、工程概況1.工程簡(jiǎn)介古城灣特大橋中心里程DK796+263.25，橋梁全長(zhǎng)2210.77m。梁跨形式為2(24-32m后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+1-132m鋼桁梁+39-32m)后張法預(yù)應(yīng)力混凝土T梁)。本橋?yàn)榭缭郊扔芯┌F路、萬噸貨場(chǎng)古城灣站及規(guī)劃道路立交而設(shè)。全橋

位于直線、R=4000m及R=8000m曲線上，在線路平面上受既有南繞城公路的影響，在此處與既有京包線夾角較小，僅為13°，在線路縱斷面上受既有大包線凈空

限制，如采用連續(xù)梁，則結(jié)構(gòu)高度較高，橋長(zhǎng)較長(zhǎng)，為減短橋長(zhǎng)節(jié)約投資，設(shè)

計(jì)在DK796+030處采用132m鋼桁梁斜跨既有鐵路，既有京包線路基面寬13m

。橋臺(tái)采用雙線T形橋臺(tái)，簡(jiǎn)支梁墩采用雙線圓端形橋墩，鋼桁梁主

墩采用鋼筋混凝土圓端墩，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，主橋直徑1.5m，引橋直徑1.25m。本橋跨越已建成通車的大包線電氣化鐵路的古城灣車站（萬噸）的東咽喉區(qū)，橋址處情況較為復(fù)雜，信號(hào)機(jī)、接觸網(wǎng)、既有電廠專用線等均影響本橋的施工。主橋立面圖主橋平面圖2、自然條件地形地貌橋址處整體地形平坦開闊，起橋處為平地，在

DK795+189

～DK795+700之間跨越古城灣萬噸貨場(chǎng)，該處目前為3處廠房及民宅，地勢(shì)平坦；在DK795+951～DK796+85.4之間跨越既有京包鐵路Ⅰ、Ⅱ線，線路與既有鐵路線斜交

13 度，采用

132mK796+612跨越5m寬土路，水泥路面寬5m；本橋止于DK797+400左右，包臺(tái)處為一片平地，為原狀土。工程地質(zhì)橋址區(qū)地層主要為第四系全新統(tǒng)沖積層，地層巖性較為雜亂。地表局部為人工堆填的粉土、粉砂河細(xì)園礫土，下部地層主要為粉質(zhì)黏土、粉土、粉砂、細(xì)砂、中砂、粗砂，具有地震液化作用。3）水文地質(zhì)橋址區(qū)地下水為賦存于全部統(tǒng)礫砂層中的孔隙潛水，埋深0.0～6.0m，水量較大，水位隨季節(jié)變化，主要受大氣降水和農(nóng)田灌溉補(bǔ)給。地下水及地表水對(duì)混凝土不具侵蝕性。

4）地震橋址區(qū)場(chǎng)地類別為Ⅲ類，不良地質(zhì)與特殊性巖土主要為液化土和松軟土，地震動(dòng)峰值加速度值采用0.30g，相當(dāng)于地震基本烈度為

Ⅷ度，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期采用0.35s。5）凍土深度冬季最大凍土深度157cm。二、工程的主要特點(diǎn)、難點(diǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，施工難度大，主跨采用132m鋼桁梁跨越既有京包鐵路，采用在既有線旁利用臨時(shí)支墩支架法拼裝，再進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工將鋼桁梁旋裝到位，鋼桁梁拼裝質(zhì)量，鋼桁梁轉(zhuǎn)體施工，及施工中確保既有線施工安全都是本橋施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。橋面板采用RPC（活性粉末混凝土）是一種超高強(qiáng)、低脆性、耐久性優(yōu)異的新型超高強(qiáng)混凝土，目前在國(guó)內(nèi)工程中實(shí)際應(yīng)用比較少，配置各項(xiàng)性能滿足要求的混凝土，確保RPC橋面板預(yù)制、安裝施工質(zhì)量是本橋成橋后真正體現(xiàn)RPC混凝土性能，減少維修，提高使用橋梁壽命的一個(gè)重要保證。3）地層結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鉆孔樁質(zhì)量控制難，鉆孔樁基礎(chǔ)最長(zhǎng)樁長(zhǎng)83m，而且本橋地質(zhì)條件復(fù)雜，粘土、粉質(zhì)粘土、砂層交替，液化層基本在全橋均勻分布，且較厚，如何保證鉆孔樁成孔質(zhì)量也是本橋的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

4）臨近既有線，安全施工難度大，在跨越既有京包鐵路時(shí)，24號(hào)墩和25號(hào)墩侵入既有鐵路線路基邊坡，開挖基坑時(shí)距離既有線很近，不能滿足放坡開挖的要求，因此做好既有線開挖防護(hù)也是本橋施工的重點(diǎn)。5）工程量大，工期緊迫。因該工程受集包標(biāo)準(zhǔn)變化和征拆影響，加之包頭冬季嚴(yán)寒，有效施工時(shí)間短，本橋位于鋪架首端，2010年古城灣特大橋需全部結(jié)束，工期十分緊張。三、主要工程數(shù)量序號(hào)工程項(xiàng)目單位數(shù)量備注—普通墩臺(tái)1鋼筋混凝土鉆孔樁（d=125cm）根/m509/312282承臺(tái)個(gè)6313569m33墩臺(tái)身個(gè)6312161.1m3二132m鋼桁梁包含臨時(shí)墩1鋼筋混凝土鉆孔樁（d=150cm）根/m36/24212承臺(tái)個(gè)/m33/2121.83墩臺(tái)身個(gè)/m33/15594鋼材噸2461三32m簡(jiǎn)支梁孔63根據(jù)中鐵四程[2009]33號(hào)文規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)公司：鋼桁梁制作、加工、運(yùn)輸二公司 ：鋼桁梁轉(zhuǎn)體施工建筑公司 ：鋼桁梁下部結(jié)構(gòu)施工四、任務(wù)劃分五、全橋總體施工部署古城灣特大橋分三段進(jìn)行平行流水作業(yè)施工，管段劃分如下：第一段落：負(fù)責(zé)0#臺(tái)（集寧臺(tái)）～23#墩的下部基礎(chǔ)、墩臺(tái)施工；第二段落：負(fù)責(zé)24#墩～25#墩下部基礎(chǔ)、墩臺(tái)及上部132m鋼桁梁的施工；第三段落：負(fù)責(zé)26#墩～64#臺(tái)（包頭臺(tái)）的下部基礎(chǔ)、墩臺(tái)施工。施工時(shí)，優(yōu)先安排24#墩～25#墩的施工，以保證132m鋼桁梁施工工期；其余各墩施工順序：優(yōu)先施工兩個(gè)橋臺(tái)，保證臺(tái)后路基早日成型，其他墩施工順序與鋪架方向一致，從集寧方向向包頭方向推進(jìn)。六、施工進(jìn)度安排1、總工期根據(jù)鐵道部批復(fù)的指導(dǎo)性施工組織設(shè)計(jì)，本橋要求具備鋪架時(shí)間為2010年12月31日。開工日期：2009年4月1日竣工日期：2010年11月30日2、前期準(zhǔn)備時(shí)間安排1月20日：討論并確定初步施工方案；1月25日：完成與設(shè)計(jì)院就施工方案、設(shè)計(jì)參數(shù)的對(duì)接、研討；2月底：設(shè)計(jì)院根據(jù)相應(yīng)的方案完成施工圖；2月底：鋼桁梁施工方案編制完成；3月1日-3月20日：施工方案報(bào)局進(jìn)行評(píng)審，修改、完善；3月21日-3月31日：方案報(bào)蒙冀公司、鐵路局進(jìn)行評(píng)審；4月1日：開始施工。3、下部結(jié)構(gòu)各分項(xiàng)工程工期安排鉆孔樁：2010年4月1日～

2010年5月30日；承臺(tái)：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；臨時(shí)墩：2010年4月1日～2010年6月31日；4、鋼桁梁加工、制作、運(yùn) 輸：2010年4月1日～

2010年6月30日；拼裝及轉(zhuǎn)體的滑道搭設(shè)：2010年6月1日～2010年8月31日；RPC橋轉(zhuǎn)

體

及

落 梁：2010年9月1日～

2010年9月30日；面 板預(yù)制：2010年6月1日～2010年8月30日；鋼橋橋面系施工：2010年10月1日～2010年10月30日；鋼橋靜載及相關(guān)試驗(yàn)：2010年11月1日～2010年11月30日。七、鋼桁梁設(shè)計(jì)介紹1.鋼桁梁構(gòu)造主橋上部結(jié)構(gòu)采用1-132米簡(jiǎn)支鋼桁梁，全長(zhǎng)133.5米，鋼梁采用為無豎桿整體節(jié)點(diǎn)平行弦三角桁架下承式道砟橋面鋼桁梁，桁高16.0m，為計(jì)算跨徑的1/8.25，主桁桁寬13m，橋面板寬10.12m，寬跨比為

1/10.154，軌底至梁高為3.5m。節(jié)間間距長(zhǎng)12m。鋼桁梁整體效果圖橫截面2、主桁截面主桁上、下弦桿均采用焊接箱形截面，豎板高1300mm，內(nèi)寬

1100mm，板厚20～46mm。腹桿采用箱形及“H”型截面，箱形截面高1000mm，外寬1098mm，板厚20～46mm；H型截面高700～1000mm，外寬1098mm，板厚20～36mm。桿件節(jié)點(diǎn)圖桿件截面特性表3、橋面系橋面系由縱梁、橫梁和縱梁間聯(lián)結(jié)系組成，均為焊接工字型截面?？v梁間距2300mm，梁高1700mm。橫梁梁高2500mm?？v梁間聯(lián)結(jié)系梁高

1700mm。橫梁通過整體節(jié)點(diǎn)板內(nèi)側(cè)焊有與橫梁連接的板，采用螺栓拼

接?？v梁與橫梁上伸出板，在下緣、腹板采用螺栓拼接，上翼緣采用焊接?？v梁上翼緣在橋面板預(yù)留孔處焊有剪力釘以固定RPC混凝土橋面板。為減小橋面系與主桁共同作用的影響，在E10E10’節(jié)間設(shè)有活動(dòng)縱梁。4、上、下平縱聯(lián)上、下平縱聯(lián)的斜桿及支撐桿均為工字型截面，采用交叉式。為便于施工，桿件采用對(duì)拼式與平聯(lián)節(jié)點(diǎn)板相連，上、下平縱聯(lián)節(jié)點(diǎn)板焊于整體節(jié)點(diǎn)板上，焊后必須打磨勻順。在E6、E6’節(jié)點(diǎn)處設(shè)有制動(dòng)聯(lián)結(jié)系，以承受制動(dòng)力。5、橋面板鋼桁梁采用有砟橋面結(jié)構(gòu)，為了便于施工和后期維護(hù)，采用兩線分離的道砟槽橋面板，道砟橋面板為預(yù)制RPC混凝土結(jié)構(gòu)，厚15~19cm，預(yù)制段縱向長(zhǎng)249～299cm，橫向?qū)?05

cm，每塊橋面板間縱向設(shè)1

cm的縫，橫向設(shè)2

cm的縫。橋面板置于縱梁上，每塊板設(shè)4個(gè)后期與縱梁連接的30x30

cm的方孔，對(duì)應(yīng)位置的縱梁上每個(gè)孔內(nèi)預(yù)設(shè)9個(gè)剪力釘，后期采用環(huán)氧砂漿填充方孔實(shí)現(xiàn)橋面板與縱梁的連接。在橋面板與縱梁間設(shè)3cm厚的環(huán)氧砂漿和高密度橡膠條以適用橋面板與縱梁的密貼和變形。6、擋砟墻兩線的外側(cè)擋砟墻高108cm（其中5cm為預(yù)制RPC混凝土結(jié)構(gòu)，103cm側(cè)面為C50鋼筋混凝土），厚25cm；為了使后期維護(hù)方便，兩線間設(shè)擋砟墻高

65cm（其中5cm為預(yù)制RPC混凝土結(jié)構(gòu)，60cm側(cè)面為C50鋼筋混凝土），厚25cm。綁扎橋面板鋼筋時(shí)應(yīng)在擋砟墻相應(yīng)部位預(yù)埋擋砟墻鋼筋，以確保擋砟墻與橋面板的整體性。擋砟墻斷縫處應(yīng)以油毛氈填塞。7、主要建筑材料主桁、橫梁、縱梁及縱梁橫聯(lián)：Q370qE鋼；平縱聯(lián)、橋門架及橫聯(lián)：Q345qE鋼；M24高強(qiáng)度螺栓；材質(zhì)選用20MnTiB，抗滑移系數(shù)f≥0.45；M27高強(qiáng)度螺栓；材質(zhì)選用35VB，抗滑移系數(shù)f≥0.45；螺母及墊圈均采用45號(hào)優(yōu)質(zhì)碳素鋼；栓釘采用φ22圓柱頭焊釘，焊釘材料為ML15；預(yù)制橋面板；采用RPC混凝土；橋面板預(yù)留孔：采用環(huán)氧砂漿填充；人行道板：鋼格柵。8、支座采用TQZ-G-22000-GD（固定）、ZX（縱向活動(dòng)）、HX（橫向活動(dòng)）、DX（多向活動(dòng)）球型鋼支座各1個(gè)?？v向活動(dòng)位移量為±200mm，橫向活動(dòng)位移量為±50mm。9、橋上防、排水系統(tǒng)為保證橋面排水通暢，擋砟墻之間的橋面板頂面設(shè)置2%單面排水坡，縱橋向每6m左右設(shè)一泄水孔，泄水孔在橋面板下方設(shè)縱向匯水管，將泄水孔中排出的水縱向匯集后在橋墩處排至地面鋪上系統(tǒng)，縱向匯水管縱向設(shè)2.5%的人字坡，各中間橫梁在匯水管通過處的相應(yīng)位置設(shè)孔讓匯水管通過。在泄水孔周圍涂刷防水材料。八、鋼梁制造和安裝要求㈠．鋼梁部件表面應(yīng)采用噴丸或拋丸的方法進(jìn)行除銹，且必須將表面的油污、氧化皮和鐵銹以及其它雜物清除干凈，除銹后的鋼表面潔凈度等級(jí)應(yīng)達(dá)到

GB8932規(guī)定的Sa3級(jí)，外觀相當(dāng)于該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的ASa3、BSa3、CSa3。㈡．焊接性能應(yīng)與基材相匹配，選用的焊接材料、焊接工藝均應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求通過焊接工藝評(píng)定確定。整體節(jié)點(diǎn)焊接接頭和垂直于應(yīng)力方向的熔透T形角焊縫、棱角焊（包括焊縫金屬和熱影響區(qū)）的沖擊韌性不應(yīng)低于母材標(biāo)準(zhǔn)，未熔透的T形角焊縫、棱角焊的沖擊韌性不應(yīng)低于母材標(biāo)準(zhǔn)值減7J。㈢．鋼梁出廠時(shí)高強(qiáng)度螺栓摩擦面的表面抗滑移系數(shù)不應(yīng)小于0.55。運(yùn)輸、安裝過程中應(yīng)注意對(duì)摩擦面加于保護(hù)。安裝時(shí)高強(qiáng)度螺栓摩擦面的表面抗滑移系數(shù)不應(yīng)小于0.45。㈣．鋼梁應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的防腐、防銹處理，在除銹后涂裝。鋼梁主體涂裝采用《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝》（TB/T

1527-2004）第7套涂裝體系，涂裝工藝及厚度應(yīng)按該標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行，鋼梁在制造廠內(nèi)應(yīng)完成全部底漆（環(huán)氧富鋅防銹底漆）、中間漆及第一道面漆。㈤．縱梁上蓋板按TB/T(1527-2004)之第2涂裝體系進(jìn)行，箱形桿件內(nèi)表面按

TB/T(1527-2004)之第4涂裝體系進(jìn)行。㈥．縱、橫梁腹板的豎向加勁肋應(yīng)采用成型好的CO2氣體保護(hù)焊或半自動(dòng)焊施焊，焊址處不允許咬肉。豎向加勁肋與受拉翼緣頂緊，施焊時(shí)應(yīng)從頂緊端開始。㈦．剪力釘應(yīng)在工廠焊于鋼梁上，焊接前應(yīng)先進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)。剪力釘焊址處不得有咬肉、裂紋，須成形良好。㈧．上、下弦桿端隔板不漢處用HM-106密封劑進(jìn)行密封，在密封劑表面涂刷環(huán)氧云鐵中間漆和聚氨酯面漆。㈨.為保證斜桿能插入節(jié)點(diǎn)板又不要空隙過大，將斜桿寬度公差定為1mm，節(jié)點(diǎn)板內(nèi)公差定為0~+1.5mm。九、主橋下部重點(diǎn)結(jié)構(gòu)施工鉆孔樁施工鋼桁梁主墩及臨時(shí)墩處地質(zhì)為砂土層、粘土層，地震液化層較厚，為防止施工中出現(xiàn)大面積塌孔危及既有線路基安全，鉆孔樁施工采用鋼護(hù)筒跟進(jìn)施工，鉆機(jī)選用反循環(huán)鉆機(jī)。承臺(tái)施工本橋跨越既有鐵路主墩24#、25#墩分別位于既有線南、北兩側(cè)坡腳處，施工時(shí)在承臺(tái)基坑與既有線之間采用人工挖孔樁方式進(jìn)行開挖防護(hù)，挖孔樁深度8～10m，直徑1.0m，護(hù)壁支護(hù)。承臺(tái)

開挖后及時(shí)快速組織施工，減少基坑暴露時(shí)間，及時(shí)澆筑混凝土、基坑回填，最大程度減少對(duì)既有線的施工安全干擾，確保既有線

安全正常運(yùn)營(yíng)。十、鋼桁梁轉(zhuǎn)體施工方法132m鋼桁梁施工采