大跨度拱桥拱圈斜拉扣挂加分环分段组合施工工法.docx

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1、随着建设领域技术的发展，拱桥的跨度与结构也在日新月异，拱桥是一种既古老又年轻的桥梁型式，当选择大路度桥梁的桥型时，在目前比较常遇的200、600In瞄度范围内，拱桥是一个非常好的选项，尤其适用西南高山峡谷地区铁路桥梁,随着新材料、新工艺的日新月异，拱桥的跨度在不断增大，施工工艺越发先进.拱桥的拱圈通常小偏心受用,用混凝土材料最佳。混凝土拱桥结构的材料造价不高，但形成拱圈过程中的措施费用较离，且存在风险.我们若要建造更大跨径的混凝土拱桥，又要降低造价及施工风险，首先要研究的是混凝上拱圈的形成方法。通常状态下，跨径超100w,搭支架施工经济方面不合理。混凝土箱型拱拱圈，斜拉扣挂节段悬拼施工及转体施

2、工国内已完成了几百座桥梁，通过挂篮悬浇混凝土箱型拱拱圈的桥梁也有几座，但跨径都没超过20Onu国外混凝土箱型拱桥节段悬拼施工最大跨径的有克罗地亚KRKT1.桥，跨径390m；挂蓝悬浇混凝土箱型拱桥最大跨径的是美国胡佛水坝桥，跨径323m。实践证明，悬拼、悬浇混凝十.拱桥跨径超过20Orn通常就不经济/研究证明，劲性骨架钢筋混凝土拱桥是实现拱桥更大踏径的一个最佳技术途径。劲性骨架钢筋混凝土拱桥（也称钢筋混凝土拱桥）通常是采用在劲性骨架合龙后，用混凝土将其内填外包，先内灌混凝土形成钢管混凝土结构之后，再外挂模板外包混凝土形成箱型结构：钢管材料参与建成后的受力,但是不以使用阶段为控制,而是以施工荷载

3、为控制的。根据拱桥劲性骨架的特性和材料，劲性骨架法的发展大致经历了以下三个阶段：第阶段特征为采用型钢劲性骨架。语国于1929年运用此法修建了跨径13011的Echc1.stech桥，西班牙也于1942年修建了跨径210m的双线铁路钢筋混凝上拱桥一一ESIa桥。由于型钢劲性骨架用钢量较大、造价昂贵、施工技术落后等原因,该法未得到较大推广。第二阶段采用半刚性骨架法，减少/型钢劲性骨架钢材的用量。为了保证劲性骨架具有足够刚度，增大了其截面高度，同时拱圈混凝土采取分环分段的方式进行浇筑，并使用地锚或水箱进行加载使劲性骨架各部位处F均匀受压状态.我国利用半刚性骨架法先后修建了主跨60m的辽宁蚂蚁沙桥、主

4、跨15611的辽宁丹东沙河大桥和主跨240111的四川宜宾小南门金沙江大桥等。半刚性计架法虽然节省了用钢量，但在使用过程中常出现劲性骨架桎定性不足、变形较大等问题，并且随着跨径的提升，施工难度逐渐增大，周期冗长，在桥梁的设计方案中应避免使用半刚性骨架。第三阶段采用铜管混凝土作为劲性骨架，施工中先架设钢管为主的劲性骨架，合龙后泵送滩注管内混凝土，最后现浇外包混凝土形成拱箱（肋）。钢管混凝土是种性能优异的劲性骨架材料，钢管与混凝土二者相比型钢劲性骨架具有更大的刚度，同时节约了钢材，在施工中具有吊装重量轻、进度快等优点，使桥梁的跨越能力获得大幅提高。我国运用此法相继修建了江西德兴铜矿太白桥、四川内江

5、新龙坳立交桥、广西段宁邕江大桥和万县长江公路大桥等大跨径钢筋混;疑土拱桥，可以说劲性骨架法进行拱桥施工在这个阶段才获得真正意义上的发展。由中铁十八局集团有限公司承建的新建铁路云桂线南盘江特大桥,主桥为416m跨度的劲性骨架钢筋混凝土拱桥，是我国铁路建设史上的一座里程碑式建筑，它集高墩、大路、强基、劲拱下一身，结构新颖,工艺及杂、条件艰苦，涵盖了桥梁施工的诸多工艺，是云桂线施工难度最大的桥梁工程，也是全线标志性工程。主桥拱圈顶部距离江面高度达260m,为单箱三室截面，依托劲性骨架外包C60高性能混凝土成型，混凝土方量为24068m）施工过程中，结合现场实际情况，研发并应用了缆索吊二级提升平台，很

6、好的解决了模板安装、拆除及倒运难题：通过计算分析，确定了外包混凝土的分环分段方式及斜拉扣索调载方案。施工完成后，经检测，外包混凝土质量、拱圈应力和线形均很好的满足设计要求。2工法特点大跨度、大高差条件下依托劲性骨架外包大方fiiC60而性能混凝土的关键是外包混凝土的配合设计、浇筑方式的选择、斜拉扣索调我方案的制定、模板的配图5.2.10-2混凝土强度检测3、钢筋保护乂厚度检查按照混凝土中钢筋检测技术规程的要求，采用北京ZB1.-R610多功能混凝上钢筋检测仪对该桥主拱圈钢筋保护层厚度进行检测。检测时，首先测试钢筋分布情况，然后在拱圈上选择有代表性的位置沿垂直待;则受力钢筋的方向布置一条测线，采

7、用混凝上钢筋测试仪沿测线进行扫描，每一测点至且测试2次，取平均值，并在混凝土表面作出标记确定钢筋位置。主筋保护层检测时应避开分布筋。经检测，主拱圈钢筋保护层号度最小值均大于51,满足设计要求。图5.2.10-3混表土保护层厚度检涌4、综合测定结果综合各项实测指标，判定该桥技术状况为一类，桥梁处于完好状态。5.3劳动力鼠纲表5.3-1劳动力配置表序号工种tt（八）的注1工点兔曲人22的K工823混凝土工IO1.4快板工925电工6包含水管工6张拉养护工407安全员68其他工种609合计3926主要材料设备6-1主要材料设备表序号名称规格型号单位tfc.番注1混凝土拌合站2*12O11jh29()

8、11*/h由2一号站2维索吊机Iah座I2混凝土运怆缶IQm台123混我十的送泵HBTO)台6瞽用2(34插入式振动科5)台)5汽车吊机5X台I6汽车吊机25t台I7钢前加工设总68电JWI台309全站仪台210水灌仪t6I1.柴油发电机300KW台212柴油发电机250KWft213机&台1214水泵台8扬和200m7质量控制为确保工程施工质量.必须建立健全的质量监督机制及保证措施，技术人员和安全人员对F施工过程全程监控指导，对于关键工序高度重视，精细化管理.7.1 质量控制相关规范、标准南盘江特大桥施工设计图高速铁路桥涵工程施工质量验收标准(TB10752-2010)(TB10424-20

9、10).(CB50010-2010)以铁路混凝土工程施工质H验收标准混凝土结构设计规范铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范TB10002.3-2005)简明施工计算手册3第三版7.2 质量控制措麓7.2.1 钢筋材料不得露天堆放，应分门别类，挂好标识牌。制作前进行材检，操作人员挂牌上岗。钢筋应调直后下料，下料时，切口断面应与钢筋轴线垂直，不得有挠曲。7.2.2 钢筋制作时应进行除锈调直处理，整直后的主筋中心线与直线的偏差不大丁长度的时,并不得有局部弯的。主筋间距必须准确，保证对接顺利.主筋接头应互相错开，保证同一截面内接头数目不大于主筋总数的50虬安放钢筋时，采用慢起、慢落、逐步下放的

10、方法，不得强行下放。7.2.3 为了保证模板不漏浆，接缝处打磨平整、光洁，缝隙处用海绵条夹塞，保证接缝严密不漏浆.7.2.4 模板必须按施JS设计要求进行安装，不得任意变动，对拉螺栓及各受力支撑的实际安装位置与模板施工设计规定相差不得超过5011no模板采用多方位斜拉固定方式固定，确保浇筑混凝土时钢模不能移位。7.2.5 5搅捽混凝十.前，严格测定粗细骨料的含水率，并按测定结果及时调整混凝土施工配合比，保证混凝土每盘总搅拌时间不少于2min,不得超过3min.7.2.6 试验工程师在搅拌站对每车坍落度严格控制，对不符合要求的混凝土坚决不能运出拌合站，且运至现场的混凝土如不符合要求，应进行二次搅

11、拌。7.2.7 当混凝土压送困难时，泵压升高，管路产生振动时，不可以勉强压送，应对管路进行检查，并放慢压送速度或使泵反转，以防堵塞“7.2.8 当混凝土浇筑过程发生堵管时，先用混凝土输送泵的反泵功能疏通，如反泵处理无效，应立即停机，用木槌破击管路查出堵塞部位,将堵塞管节.拆下，消除堵塞混凝土，并检杳其余管路无堵寒后才可接管，亚新接好管道，继续开机泵送混凝土。如混凝土输送泵出现故障，应立即停机检查，找出故障部位并尽快排除,如故障严重，估计短时间内无法处理时，应立即更换备用泵。7.2.9 在满足泵送工艺要求的前提下，泵送混凝土的坍落度应尽量小，以免混凝土在振捣过程中产生离析和泌水。当浇筑层的高度较

12、大时,尤应控制摔和物的坍落度，并且使用申简浇筑：般情况下，泵送下料口应能移动：当泵送下料口固定时，固定的间距不宜过大，一般不大于2m。7.2.10 振捣完成后，及时将模板预留的振捣孔采同材料加固密实。7. 2.11混凝土浇筑、振捣过程中，注意对温度、应力测忒元件的保护，避免损坏.8安全措施7.1 分部成立以经理为组长，总工和安全总监为副组长，各部室负资人为组员的安全保障组织机构，配置专职和兼职安全员.7.2 深化安全教育，强化安全意识，坚持安全员及特种作业人员持证上岗，施工生产中时刻树立“我的安全我负货，别人的安全我有费”安全思想。7.3 坚持开展班前教育活动，每班上班前由班组长组织查看人员安

13、全防护用品佩戴情况，并针对当前施工的注意事项进行班前安全讲话，对作业班组前一天的安全工作进行总结并提出当前作业的施工安全要求。7.4 加强现场管理，严格实行上拱作业人员登记制度：施工各班组间，建立完善的交接班制度,交班人将本班组工作情况及有关安全问甥，向接班人详细交待,并记载于交接班记录簿内,双方签字认可。工地负贡人、领工员要认真检查交接班情况：安全m必须每天进行日常安全监笆检查：分管安全的负贡人不定时对施工现场进行安全巡查，及时消除施工现场存在的安全随患。7.5 使用机械设备坚持“两定三包”即定人、定机，包使用、包保管、包保养：操作人员作到“三懂四会即懂构造、懂原理、懂性能，会使用、会保养、

14、会检查、会排除故障，尤其是混凝土输送泵和拌合站等肃要设备。机械设备操作人员必须经过技术培训，经考核合格，发给机械操作合格证后方能上机操作。7.6 临时用电符合部颁标准和当地供电局的有关安全运行规程，施工用电设施设专人管理，并经培训合格持证上岗.7.7 移动电气设备的供电级，使用橡胶套电缆，现场的配电箱坚固、完整、严密，有门、有锁、有防雨装置，同一配电箱超过3个开关时，设总开关，熔丝及热元件，按技术规定严格选用,禁止用铁丝、铝丝、铜丝等非专用熔丝代替.7.8 使用自备电源或与外电线路共用同供电系统时，电气电备根据当地要求作保护接零或作保护接地，不得一部分设备作保护接零，另部分设备作保护接地。移动

15、式发电机供电的用电设符，其金属外壳或底座,与发电机电源的接地装置有可兆的电气连接。7.9 施工现场临时用电定期进行检查，防宙保护、接地保护、变压器及绝缘强度，每季测定一次，固定用电场所每月检查一次，移动式电动设备、潮湿环境和水下电气设备每天检查一次。对检查不合格的线路、设备及时予以维修或更换，严禁带故障运行.7.10 所有参建人员上岗前必须进行体检，患有高血压心脏病等疾病的人员严禁进行高空作业。拱上作业人员必须配备安全帽及安全带等个人防护用品，衣若要灵便，脚下要穿软底防滑鞋,决不能穿拖鞋、硬底鞋和带钉易滑的鞋。7.11 上、下梯及临时工作平台需固定牢靠，设理临边护栏（扶手）并挂设安全网，安全员

16、每天班前应对拱上所有防护设施检杳验收，存在问题部位应及时整改处理，若不能及时整改完成的情况下必须设巴警戒线，挂设警示标牌，防止高空坠落事故发生。7.12 作业人员携带工具上拱作业时必须限带工具包或栓保险绳，避免在拱上行走抻落伤及下方作业人员；上下传递工具严禁抛掷。7.13 上部缆索吊吊物过程中，现场安全员、指挥员必须到场，提前撤离吊物落点施工人m,严禁吊物下方站人，待吊物放稳取钩后，方可第近施做.7.14 为保证混凝土顺利运输，在每个主要进出施工便道路口或施工作业面设盥1名交通指挥员指挥交通，避免堵车及发生交通事故。交通指挥员必须戴安全帽及红袖标，进出车辆必须听从交通指挥员的指挥，尤其在夜间进

17、行混凝土施工时，必须在靠近工作面位置的施工便道上安装照明籽示灯，确保司机倒车视线良好。8. 15泵送堵管时，不要强行泵送，以防爆管伤人。9环保措施8.1 组期机构和制度保证分部成立以书记为组长，总工和工程部长为副组长，部门负责人为组员的环境保护领导小组，建立和完善环水保管理制度，定期进行环水保检查，制定环境污染奖罚措施，并认真进行奖罚兑现。8.2 措施保证8.2.1 拱上施工产生的废料、垃圾必须进行归集后运输到地面上集中处理，严禁向江中地洒，造成水质污染。8.2.2 主要施工场地进行硬化处理，施工便道定期压实地面。对施工场地、施工便道经常洒水，减少扬尘对周围环境的污染。装卸有粉尘的材料时，采取

18、洒水湿润或遮盖，防止沿途撒潮和扬尘。8.2.3 外包混凝土模板加固过程中做好防护工作，防止电焊婵花等落到边坡上，引发山火。8.2.4 对拌合站储灰罐等设置防尘罩，减少和降低对周围的污染.9. 2.5生活和混凝上拌和等产生的污水必须设置沉淀池，经沉淀后方可向外排出。10效益分析该桥外包混凝土施工过程中，通过斜拉扣拄加分环分段组合法施工方案的实施，保证了外包混凝土施工过程中拱圈的应力和线形；研发了缆索吊二级提升平台，用于模板安装与拆除，解决了百米高空中模板安装、拆除及周转的难题，规避了魄工安全风险。通过上述技术措施的实施，保证了工程质量，加快了施工进度，节约了施工成本。9.1 1经济效益制定了科学

19、合理的斜拉扣挂加分环分段组合法施工方案，保证了外包混凝土施工过程中拱圈的应力和线形：研发了缆索吊二级提升平台，用于模板安装与拆除，解决了百米湎空中模板安装、拆除及周转的难网，规避了施工安全风险。以上技术的应用，确保了拱圈外包混凝土的顺利完工。与常规施工方法相比，采用此技术，可节约工期约1个月，节约施工成本540万元。9.2 2社会效益本工法科学合理的解决了大跨度、大高差条件下依托劲性骨架外包大方量混凝土的难题，实现了模板在高空中安全、快速的安装及拆除，将拱圈形成过程中各项受力指标很好的控制在了设计及相关验标、规范的要求范围之内，受到业主、监理、设计单位及一些国内知名桥梁专家的一致好评，取得了较

20、好的社会效益。3结论采用本工法施工的南撇江特大桥钢筋混凝上拱圈，节约了施工成本，保证了工程施工的安全历量，同时为我国发展大聘度拱桥提供r宝贡经脸，推广和应用前景十分广阔。11应用实例本工法成功运用于中国铁建十八局集团有限公司承建的新建铁路云桂线南盘江特大桥钢筋混凝土拱圈施工.新建铁路云桂线南盘江特大桥全长852.43m,为跨越南盘江而设。南楸江两岸悬崖陡立，两岸坡度近50,桥面与南盘江江面相对高差约260m,南盘江水深约8m-18m,江面宽约100m.岩石风化、断层发育,交通及通讯不畅，地形地貌复杂，施工条件较差.桥跨布置形式为：3X42m连续梁+(60InHO4m+60m)预应力混凝土刚构+

21、8孔39.5预应力混凝土简支梁+2X6OnI预应力混凝土T构+1.X42m预应力混凝土简支梁，主桥为1孔净跨416m的上承式钢筋混凝土拱桥，拱圈为悬链线，拱轴系数mh.8,矢高99m,矢跨比为f1.=4.2。主拱圈采用单箱三室的变宽度箱型截面，ft8.5m,宽度从拱顶至拱脚1828m变化，依托劲性骨架外包C60混凝土成拱，共计24068炉。图11-1南盘江特大桥实景图南盘江特大桥外包混凝土施工前，多次组织国内知名专家对施工方案进行了研讨和优化，圾终确定了斜拉扣挂加分环分段组合法进行外包混凝土施工的整体方案。施工过程中，研发了缆索吊二级提升平台，解决了高空中模板安装、拆除与周转的难题：通过对外包混凝土施工过程中拱圈应力变化过程线的分析，确定了斜拉扣索的设置方案及外包混凝土分环分段方案，有效保证了施工过程中拱圈的线形及应力，取得了较好的社会和经济效益。