1、钢拱组合体系桥梁钢结构顶推工程施工专项方案编 制： 审 核： 批 准： 版 本 号: ESZAQDGF001 编制单位： 编 制: 审 核： 批 准： 二XX年X月 目 录一、工程概况11.1、概述11.2、结构形式11.2.1、主桥结构形式11.2.2、引桥结构形式41.3、地质水文情况51.3.1、气象水文条件51.3.2、气象水文条件71.4、工程施工重点与难点9二、总体部署及工艺介绍102.1、总体部署102.1.1、施工总平面布置102.1.2、施工组织管理机构112.1.3、主要资源配备132.2、施工主要工艺介绍162.2.1、施工工艺流程172.2.2、主桥施工工艺流程182.2、2.3、引桥施工工艺流程19三、顶推施工辅助结构设施203.1、引桥墩旁支架203.1.1、引桥墩旁支架设计203.1.2、墩旁支架验算213.1.3、墩旁支架施工223.2、水中临时墩243.2.1、水中临时墩设计243.2.2、水中临时墩验算253.2.3、水中临时墩施工283.3、前、后导梁303.3.1、导梁设计30一、工程概况1.1、概述XX大桥属于XX上规划建设的十座大桥之一，位于XX大桥（原XX二桥）下游5km，XX大桥（原XX六桥）上游8km处。XX大桥北岸桥位位于XX，与规划XX路相连，XX桥位位于XX南大堤GPS24-2控制点，与XXXX大道相连。桥位处江面宽1.7km。X3、X大桥工程北起XX，南至XX一路，工程设计范围自桩号K0+000.000K1+855m，全长1855m，其中第I合同段总长度945m，其跨径布置为55+285+90+3210m，桥跨布置如图1.1-1所示。图1.1-1 桥跨布置图1.2、结构形式1.2.1、主桥结构形式主桥上部结构为3210m三孔结合梁钢拱组合体系拱桥，相邻两个拱桥间采用简支结合梁连接。简支拱支承跨径188m，拱肋系由主拱肋、副拱肋、主副拱肋之间的横向连杆以及拱顶横撑等构件组成。主拱肋外倾12，立面矢高43.784m。副拱肋轴线为空间曲线，立面矢高33m。主拱采用矩形截面,宽2.2m，高3.2m；副拱采用方形截面，边长1.5m4、，主副拱肋之间的横向连杆采用圆钢管，间距8.5m。拱桥主梁为等截面钢混凝土结合梁结构。全高4.5m，全宽37.7m。结合梁钢梁材质为Q345qD，为主纵梁（闭口边拱梁）、中横梁、端横梁、小纵梁组成的双主梁梁格体系。其中：两侧钢主纵梁间距27.6m，纵梁每8.5m一个节段（跨中为12.75米，拱梁交界段为12.155米），每间隔4.25m设置一道横梁，每两道横梁之间设置一道小纵梁。钢横梁间距4.25m，混凝土桥面板厚26cm。钢主纵梁内部设系杆索。拱桥吊杆间距8.5m，吊杆上端锚固于主拱肋，下端锚固于钢主纵梁。简支结合梁支承跨径18.2m，构造形式与拱桥主梁相同。图1.2-1 钢拱梁结构示意图图5、1.2-2 主梁断面图1.2.2、引桥结构形式引桥上部结构为55+285+90m，引桥桥面宽度31.5m，结构形式为等高度单箱单室钢混凝土组合结构连续拱梁，梁中心线高4.5m。结构断面由砼桥面板及整体成槽形的钢梁组成，槽形钢梁整体上由顶板、腹板底板、空腹式横梁、实腹式横梁、腹板加劲肋、底板加劲肋组成；顶板厚度36mm56mm，宽1.2m1.8m；腹板厚度24mm36mm，斜率约1：4.07；底板厚度18mm36mm，宽11.05m；腹板上布置有竖向及水平向腹板加劲肋，竖向加劲肋断面形式为T型或板式，连续布置，水平向断面形式均为U肋，间断布置；底板上布置有底板纵向加劲肋，断面形式为板式，通过设置6、过焊孔穿越空腹式横梁，纵向连续布置；空腹式横梁标准间距4.25m，空腹式横梁由T型腹板竖向加劲肋、T型横向底板加劲肋，以及水平和斜向撑杆等组成；支点处布置实腹式横梁。槽形钢梁顶面宽度13.1m，底板宽度11.05m。在横梁位置设置撑杆及横向连接系统，横向连接系统总宽度31.5m，在空腹式横梁位置设置外侧挑臂撑杆及内部撑杆支撑桥面板系统，撑杆下侧连接于横梁下侧两端靠近腹板位置，撑杆上侧连接于挑臂横梁及内横梁，实腹式横梁处只设置外侧挑臂撑杆。在两侧横向离腹板顶缘5.75m位置设置小纵梁，两端连接于横向连接系，用以增强挑臂钢结构额稳定性及通过布置剪力钉群增强与桥面板的密贴性。支点左右各约12.75m7、范围内采用双结合的结构形式，该区域内底板纵向加劲肋演变为开孔板剪力键，同时间隔布置剪力钉，保证砼板与钢梁密实结合。底板砼跨越1道实腹式横梁及4道空腹式横梁，为保证底板砼的连续性，在这4道横梁腹板上配有剪力钉。图1.2-3 引桥标准断面图图1.2-4 引桥支点断面图1.3、地质水文情况1.3.1、气象水文条件1.3.1.1、气象条件杭州市属于亚热带季风气候区，四季交替明显；冬季受蒙古高压控制，盛行西北风，以晴冷、干燥天气为主，是低温少雨季节；夏季受太平洋副热带高压控制，以东南风为主，海洋带来充沛的水气，空气湿润，是高温、强光照季节；春节降水丰富，且降水时间长；秋季干燥，冷暖变化大。据浙江省气象中8、心，XX及杭州市气象局资料，杭州市常年平均温度16.2，极端最高气温为40.3（2003年），极端最低气温为-9.6（1969年）；历年平均降雨量1400.7mm，日最大降雨量189.3mm（1963年9月12日），降雨主要集中在46月（梅雨季）和79月（台风雨季），年总降雨日140170天；多年平均蒸发量12001400mm，年陆面蒸发量800mm左右；多年平均相对湿度8082%；多年平均雷暴日数36天，最多雷暴年56天；多年平均大雾51天，最多大雾64天；无霜期220270天；最大积雪厚度为15cm。全年主导风向以东风为主，北西风次之，历年最大风速20m/s，平均风速1.9m/s，全年039、.0m/s风速所见比例为92.4%。1.3.1.2、水文条件工程河段内河床演变特点：年内洪冲潮淤，年际受连续丰、枯水文年及下游尖山河段主槽曲直的影响较大，连续丰水年尖山河湾主槽顺直，河床大冲大淤；连续枯水年尖山河段主槽弯曲，河床变幅较小。深槽的年内变化与整个河段洪冲潮於的特点基本一致，年际最大冲於幅度达11m。桥位断面由于受XX至XX及北岸丁坝局部冲刷坑的影响，河床主槽主要集中在离北岸200800m的范围内，出现频率为92%。主槽摆幅在650880m之内，年内冲於变化在26m之间。桥位断面XX处于XXXX湾道的凸岸，在弯道水流的作用下存在边滩，边滩的宽度及高程随XX流域径流的时空分布的变化而发10、生相应的冲於变化，变幅较大，平均低潮位以上的边滩宽度多年平均值约为330m。距离桥址最近的水位站为XX水文站，位于桥址上游仅2km左右，桥址水位可直接采用XX水文站水位资料，潮位特征值见表1.3-1。表1.3-1 水位资料，潮位特征值项 目单 位七 堡量值出现时间平均高潮位m4.43平均低潮位m3.65平均潮差m0.69最高水位m7.981997年8月19日最低水位m1.221955年8月24日最大潮差m4.282002年9月18日平均涨潮历时h:min1:37平均落潮历时h:min10:47XX大桥工程处于XX河口沙坎顶端附近，受潮流和径流的共同作用。相关计算分析结果表明：由于桥址处于洪潮共11、同作用的河口段中间，桥址断面最大流量和最大洪水流速出现在特大潮落时刻。工程断面0.33%和1%频率的设计洪峰流量分别为33114m3/s和31772m3/s，相应的最大断面平均流速分别为3.2m/s和2.84m/s。高水位分别为8.66m和8.30m，1%频率低水位为1.1m。桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速，见表1.3-2。表1.3-2 桥址断面各频率的流量及相应的最大平均流速频 率0.2%0.33%1%2%断面流量（m3/s）35563331143177227319断面平均流速（m/s）3.293.202.842.73以逐年年最高潮位与当年平均潮位的差值，即距平值，作为统计样本，采12、用皮尔逊型适线进行重现期分析。XX、仓前站高、低水位统计结果见下表，桥位附近的设计高低水位取用XX站的值。表1.3-3 桥位附近的设计高低水位取用XX站的值频 率XX仓前高水位低水位高水位低水位0.33%8.668.631%8.301.108.230.102%8.081.297.980.355%7.781.557.640.8510%7.511.787.351.051.3.1.3、涌潮涌潮是XX特殊的水力现象。由于河口段河宽沿程向内急剧收缩，河床迅速抬高，潮波从外海向河口上游传播过程中产生剧烈变形，遂使涨潮波前开成明显锋面，陡度达1:91:9.4，近岸滩地较浅处潮波锋面往往破碎。涌潮行进速度一般13、约47m/s，同一地占水位涨率可达1m/s。水位骤升的同时，流速亦从落潮方向反转成涨潮方向，随之，流速剧增，俗称“快水”，快水一般持续二十分钟左右。今年来，涌潮约在高阳山下游2.5k的白腊礁一带形成，上溯过程中逐渐增强，到八堡大缺口一带最大；之后强度渐弱。强潮时，涌潮潮头可上溯到闻家堰以上，全程约90km。1.3.2、气象水文条件工程区第四系地层厚度达60余米，按地质时代、成因类型及工程特性，划分为6个大层，13个亚层。自上而下分述如下：、填土，受人类活动影响，成分较杂，结构松散，分布于表层。、全新统上中段冲海相沉积层，下分四个亚层。-1、亚砂土：灰、灰黄色，稍密，湿，含铁锰质氧化斑点，干强度14、低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-2、亚砂土：灰色，稍密，湿，局部夹粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-3、粉砂夹亚砂土：灰色，稍密，饱和，局部夹亚砂土，干强度低，低韧性，摇振反应迅速，无光泽，中等压缩性。-4、亚砂土：灰色，稍密，很湿，局部夹淤泥质亚粘土和粉砂，干强度低，低韧性，摇振反应一般，无光泽，中等偏高压缩性。、淤泥质亚粘土，为全新统中段滨海、海湾相沉积层。灰色，流塑，具水平层理，层间夹粉砂薄层，含腐殖质，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。、全新统下段浅海相沉积层，下分两个亚层。-1、淤泥质夹亚粘土：灰色，流塑，具鳞片状，局部夹15、薄层亚砂土，含贝壳碎屑，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。-2、亚粘土：灰色，塑性，局部软塑状，饱和，局部夹薄层亚砂土，干强度中等，中等韧性，摇振无反应，稍有光泽，高压缩性。、亚粘土，为晚更新统上段河、湖相沉积层。灰绿、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化斑点，局部夹亚砂土、粉细沙，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。、晚更新统上段河流冲击相沉积层，下分三个亚层。-1、中细沙：灰、灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，底部偶含砾石，砾径约0.5cm，含量小于5%，中偏低压缩性。-2、圆砾：灰色、灰黄色。稍密中密，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为石英岩、熔结凝灰岩16、，质地坚硬，粒径一般12cm，大者58cm，最大粒径10cm，卵砾石含量约50%，充填泥质和砂质，局部为砾砂，低压缩性。-3、亚粘土：灰绿、灰褐、灰黄色，软塑一硬塑，含铁锰质氧化斑点，局部夹亚砂土、夹粉细砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-4、粉细砂：灰黄色，中密，饱和，局部夹亚粘土，粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-4、夹亚粘土：灰、灰褐色，硬塑，局部夹亚粘土、粉砂，干强度中等，中等韧性，稍有光泽，中等压缩性。-5、圆砾：灰色，中密密实，饱和，卵砾石磨圆度较好，呈亚圆形，主要成分为熔结凝灰岩，质地坚硬，局部表面略有风化，粒径一般12cm，大者810cm，底部含17、块石，块径达15cm以上，卵砾石含量约60%，充填泥质和砂质，局部孔段夹中砂，低压缩性。下伏基岩（12层）有两套地层，一套为中生代白垩系上统（K2）地层，以砂砾岩为主，局部为粉砂岩，泥质胶结，胶结程度差，岩层编号12-a。另一套为中生代白垩系下统朝川组（K1C）地层，以泥质粉砂岩为主，局部为粉细砂岩、含砾粉砂岩、凝灰质砂岩，泥质胶结，胶结程度一般，岩层编号12-b。两套基岩均为软质岩，呈不整合接触，泥质粉砂岩（K1C）工程性能稍好于砂砾岩（K2）。以下按不同岩性、根据其风化程度分述如下：12-1a、全风化砂砾岩、粉砂岩：灰、灰褐、黄褐色，岩芯风化呈砂土状，手捏可碎裂。母岩结构不甚清晰。12-218、a、强风化砂砾岩、粉砂岩：紫红、灰黄、灰褐色，岩芯呈短柱状，敲击易碎，局部孔段夹弱风化粉砂岩块。12-3a、弱风化砂砾岩、粉砂岩：紫红、灰黄，岩芯呈柱状，敲击声较脆，锤击可碎，砾岩与粉砂岩呈互层状，局部夹强风化透镜体状夹层。12-1b、全风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯风化呈粘土状，手捏呈砂状。母岩结构不甚清晰。12-2b、强风化泥质粉砂岩：紫红色，岩芯呈柱状，手折可断。局部含少量砾石，夹灰白色细砂岩。12-3b、弱风化泥质粉砂岩：紫红色，厚层状，岩芯呈柱状、长柱状，敲击声脆，可击碎。局部含少量砾，夹灰白色细砂岩。1.4、工程施工重点与难点1)、工程区第四系地层厚度达60余米，多为软土淤泥地质，拼19、装及起重设备基础处理困难。2）、拱梁起重结构件大，吨位重，起重高度高，吊装设备较难选择。3）、现场焊接量较大，现场拼装焊接工艺要求高。4）、钢拱梁拱肋设计为空间扭曲线，加工制作难度大。5）、拱肋支架高约70m，吊装困难，在拱肋及风荷载作用下，支架变形难以控制，拼装精确调位困难，安全风险大。6）、三孔钢拱梁带拱整体顶推，国内尚无成熟施工经验可以借鉴，施工中的意外因素难以估计，顶推施工难度大。7）、主跨跨径210m，中间仅设计一个临时墩，引桥墩跨径也有90m，顶推施工悬臂大，主梁受力复杂，应力大，各类变形难以有效控制，施工难度大，安全风险高。8）、三跨带拱顶推重心高，顶推时易发生失稳，且顶推时间要20、遇台风季节，安全风险大。二、总体部署及工艺介绍2.1、总体部署2.1.1、施工总平面布置XX大桥顶推施工场地布置主要分为后场拼装区及前场的顶推施工区，拼装区分为拼装场地和散拼场两大块，拼装场地约260m*70m，位区Pn5墩以北，受大堤及龙门吊的影响，拼装场地南边起点布置于距Pn6墩中点为10.955m，与桥轴线重合。拼装场地上游侧为散拼场地，约150m*40m，与拼装场地平行。拼装区平面布置图见2.1-1。图2.1-1 拼装区平面布置图 顶推施工区主要包括拼装区顶推墩，桥梁结构墩及水中临时墩，分布于桥轴线两侧，平面布置见图图2.1-2。图2.1-2 顶推施工区平面布置图2.1.2、施工组织管21、理机构2.1.2.1、组织机构XX大桥实行项目经理负责制，由项目经理负责整个实施过程中的全面管理工作。项目总工主管实施过程中的全面技术工作及对外的技术联络工作。由工程部、劳安部、质检部和工地试验室严格控制工程质量，为更进一步保障每一道工序的施工，在每个施工班组设专职质量监督员，用以监控施工质量。XX大桥顶推施工共设置工长4名；技术主管2名，技术员10名。顶推施工时共配四大作业班组：支架组、拼装组、加工组、顶推组。支架组主要负责辅助结构的搭设，主要包括后场拼装支架、顶推墩、墩旁支架等的施工；拼装组主要负责钢结构拼装施工；加工组主要由钢结构厂家组成，负责钢结构加工及现场焊接施工；顶推组主要负责钢结22、构顶推施工及后续的体系转换。同时后方各个部门全力配合前场工段作业施工。其组织机构图见图2.1-3。各 作 业 班 组钢结构制作钢结构检测拼装支架搭设钢结构拼装项目经理总工程师项目副经理（2名）试验室测量组工 程 部财务合约部质 检 部综合办公室安全人事部设备物资部拼装区顶推区辅助结构施工 顶推设备顶推施工书记图2.1-3 组织机构图2.1.2.2、管理体系顶推施工采用“过程方法”建立、监视、测量、改进管理体系。过程包括“管理职责、资源管理、施工项目实现、测量分析和改进”有关过程进行项目施工，实现对每个施工过程进行周密策划，对每个工序活动所产生的环境因素和职业安全健康风险因素进行识别，制定预防措23、施。图2.1-4 管理体系图2.1.3、主要资源配备为了满足钢箱梁顶推施工要求及进度计划，配备足够的人员、设备及材料，主要资源配备使用计划见下表。2.1.3.1、劳动力配备计划序号项目部人员人员数量备注1技术主管22技术员103工长44起重工165电焊工806电工27机械工408测量员39试验员610质检员211专职安全员212普通工人80合 计2472.1.3.2、船机设备配备计划序号名 称单位数量备注1120t龙门吊台12120t龙门吊台1340t龙门吊台1425t龙门吊台15500t履带吊辆1650t汽车吊辆1725t汽车吊辆18运输小车辆29电焊机台4010平板车辆31顶推装置台20224、液压泵站台203主控台台117对讲机部20181t单链电动葫芦台4192t单链手拉葫芦台10205t卷扬机台4215t钢丝绳米2000222t卷扬机台2232t钢丝绳米30024高压油管米235025浮吊艘126150型振动锤台12.1.3.3、主要材料配备计划主拱节段工程量统计表单跨主拱节段统计（2片主拱）序号节段编号单位Z1Z2Z3Z4(F5)1轴线弧长m30.12308631.6322.732吊装重量t81328333854187453数量个24444总重t16264 33332341.64349.8 单跨副拱节段统计（2片副拱）序号节段编号单位F1F2F3F41轴线弧长m18.011925、96250923652吊装重量t726 3994401437843数量个14444总重t726159761605615136主梁节段工程量统计表 主梁节段统计（单跨）序号节段编号单位G1G3、G4 、G5、G7、G8G2G6G9G101梁长m168.5325.514.12521.2585217121552重量t603239697.5803226474.53数量个21022224总重t120960195160128140.9引桥钢梁标准节段工程量统计表序号梁段类型A1A2A3A4A5A61梁段数量3777822梁段长度10500850085008500850065003梁段宽度31300313026、0313003130031300313003顶板厚度5656484242424腹板厚度3632282824245底板厚度3632241818186梁段重量38146054577149368143864946918282223引桥钢梁特殊节段工程量统计表序号梁段类型B1B2B3B41梁段数量11112梁段长度69509500850083503梁段宽度313003130025000250003顶板厚度425642424腹板厚度243228245底板厚度183218186梁段重量68409935106193460841施工辅助材料工程量统计表序号材料名称规格型号用量（t）备注1钢管桩8008203227、钢管桩60083193钢管桩40061304钢管桩1000105045钢管桩1200142066钢管桩1200162067钢管桩1400203008钢管桩1000161409钢管桩10001266910钢管桩27362611H型钢HN80030016712H型钢HN70030011813口子钢22512014工字钢I563015合计31382.2、施工主要工艺介绍XX大桥主桥上部结构为3210m三孔结合梁钢拱组合体系拱桥，引桥为钢混组合结构连续梁。其主要的施工工艺为：下部结构桩基、承台、墩身施工完成后，在后场搭设拼装支架平台，钢拱梁先梁后拱分节段在拼装平台上拼装成形，单孔钢拱梁拼装主要包括拱梁28、节点、主纵梁、小纵梁、端横梁、中横梁、主钢拱肋、副钢拱肋、连杆、临时撑杆。主副拱拼装完成后，安装临时支撑，拆除拱肋支架，采用顶推工艺将该孔钢拱梁顶推出拼装平台，然后拼装下一孔钢拱梁，再将其顶推出拼装平台，最后拼装第三孔钢拱梁。三孔钢拱梁全部拼装完成后，逐跨整体顶推到位。引桥施工与主桥类似，采用逐跨拼装顶推的工艺进行。2.2.1、施工工艺流程一跨钢拱梁在平台上拼装顶旁支架及水中临时墩施工顶推设备、系统筹备钢拱梁制造、运输钢导梁制造梁体落于顶推墩上测量、一跨钢拱梁顶推到位安装撑压杆，拆除副撑支架控制系统安装调试实施顶推拼装二跨钢拱梁循环施工完成三跨钢拱梁拼装安装后导梁落梁就位安装前导梁测量监控同步29、临测解除临时撑杆吊杆施工桥面板施工系杆施工施工准备拼装平台及顶推墩施工顶推设备安装实施多点连续顶推至主桥相应墩顶解除临时连接体系转换临时撑压杆加工制造实施顶推图2.2-1 施工工艺流程图2.2.2、主桥施工工艺流程图2.2-2 主桥顶推施工工序图2.2.3、引桥施工工艺流程图2.2-3 引桥顶推施工工序图三、顶推施工辅助结构设施 根据本桥结构形式，结合顶推施工需要，本合同段顶推施工辅助设施主要包括引桥墩旁支架、水中临时支撑墩、前后导梁、临时撑压连接杆、拼装区顶推墩等五种。3.1、引桥墩旁支架XX大桥一合同段顶推施工拼装平台位于北引桥PN6墩北侧，顶推施工过程中主桥钢拱梁从引桥PN6墩向主桥PS30、2墩顶推，中间经过引桥PN5、PN4、PN3三个结构墩，且PN5、PN4、PN3三个结构墩均作为顶推施工的顶推墩。由于引桥结构墩 Pn5Pn3三个墩身横桥向支座中心距11m，而主桥两钢主梁中心距约26m，引桥结构墩 Pn5Pn3墩作为顶推墩横向宽度不够，因此需在引桥Pn5Pn3墩身上下游两侧各搭设一个墩旁支架，满足主桥顶推施工需要。3.1.1、引桥墩旁支架设计引桥墩旁支架主要是用于主桥钢拱梁顶推施工时的顶推墩，根居顶推施工需要，墩旁支架设计主要考虑如下：竖向承载力： 15000t水平承载力： 50t横向宽度： 26m纵向宽度： 6m高度： 各墩根据顶推线形标高引桥墩旁支架主要由承重钢管桩，水平31、及斜向钢管联系，上部承重梁组成。根据设计要求，顶推墩单侧竖向承载力不小于1500t，平面尺寸及标高主要根据顶推施工要求设计。根据引桥墩身结构，结合考虑承台尺寸，在墩身上下游两侧各搭设一个墩旁支架，支架主支撑腿为120014mm钢管桩, 每侧四根，中间辅助钢管为100012mm，支设于承台上，水平撑采用8008mm的钢管，斜撑采用6008mm的钢管。承台施工时在承台上埋设预埋件，将斜撑及立柱与预埋件焊接。支架顶部设双支800300H型钢承重梁，每侧布设2组。引桥墩旁支架构造图见图3.1-1。图3.1-1 墩旁支架结构图3.1.2、墩旁支架验算 根据墩旁支架布置，用MIDAS建立简化模形如下图所示32、，支架主要承受上部荷载的竖向力及顶推时的水平力。下图为上部竖向荷载的分布图，其中最大值为464t。下图为顶推时的水平推力，单桩最大值为17t。下图为荷载组合下的内应力图，钢管桩最大应力为172MPa，满足要求。3.1.3、墩旁支架施工3.1.3.1、预埋件施工墩旁支架承重钢管桩支设于承台上，施工时在承台上埋设柱脚预埋件，将承重钢管桩与预埋件焊接，搭设墩旁支架。柱脚埋件锚板采用Q235钢板加工，为直径1600mm1800mm的椭圆形钢板，中间挖空直径600mm的圆孔，钢板厚板为25mm，每块锚板下方设40根长度750mm锚筋，锚筋采用25螺纹钢加工，与锚板之间采用塞孔焊。承重钢管桩与埋件用肋板焊33、接，肋板采用14mm钢板加工，尺寸为200400mm。柱脚预埋件如图3.1-2所示。图3.1-2柱脚预埋件图承台施工时，在承台砼浇筑前测量放样出柱脚预埋件位置，将柱脚预埋件与承台钢筋焊接，顶面与承台砼表面齐平。柱脚预埋件埋设时要求焊接牢固，砼浇筑完成后表面平整，严禁预埋件高于承台砼表面。待承台、墩身浇筑完成并达到设计强度后，安装墩旁支架。3.1.3.2、墩旁支架搭设墩旁支架承重钢管桩及平联、斜撑预先在后场按尺寸分别加工，并将承重钢管桩每侧两根拼装成形，装载重汽车运至现场。采用65t履带吊吊承重钢管桩于承台预埋件，测量观测校正后将钢管桩与预埋件焊接固定，并在四周用肋板焊接。每组钢管桩焊接完成后及34、时完成平联及斜撑焊接。墩旁支架钢管桩及平联、斜撑焊接完成后，测量测出钢管桩桩帽标高，将多余的部分割除，安装桩帽钢板。将钢板与钢管桩焊接，周围焊接肋板加强。桩帽要求水平，相邻桩帽高差不大于2mm。墩顶承重梁为双支800300H型钢，每组H型钢中间焊劲板加强。顺桥向安置于桩帽中心上，与桩顶钢板焊接，横向之间用型钢连接，两组中间采用600钢管桩联系，中间与800辅助桩连接，增强整体稳定性。3.2、水中临时墩主桥跨径为3210m，主墩为“V”形墩，“V”形墩顶中心间距为22m，主桥支承跨径为188m。根据设计要求，减少顶推跨径，顶推施工时主跨位置需设置临时墩，为了满足施工期间通航要求，在每跨主跨跨中布35、设了一个临时墩，布置在跨中位置，临时墩布置见图3.2-1。图3.2-1水中临时墩布置图3.2.1、水中临时墩设计水中临时墩作为顶推施工时的顶推墩，主要承受顶推施工的竖向荷载及水平荷载，平面尺寸主要满足顶推施工设备安装及操作需要，考虑主梁横桥向间距较大，约26m，临时墩横桥向做成分离式的两个墩。水中临时墩设计参数主要考虑如下：河床标高 -4.5m（中跨最深处）竖向承载力： 15000t水平承载力： 50t横向宽度： 2.6m纵向宽度： 7.2m顶标高： 各墩根据顶推线形标高临时墩主要由钢管桩基础，承重立柱及稳桩钢丝绳组成，临时墩基础垂直荷载按钢拱梁作用时最大支反力、临时墩自重及受力不均匀性情况设36、计。每个临时墩基础采用12根100012mm钢管桩，入土25m，钢管桩横桥向间距3m，顺桥向间距3m，从平均高潮水位（+4.43m）以上采用6008mm的钢管联撑连成整体以保证支架的稳定性。上部结构采用4根100016mm钢管立柱，平联采用6008mm的钢管，上部与基础之间连接纵、横梁分别采用双组合700300H型钢及三组合800300H型钢，墩顶承重梁采用双组合800300H型钢。并用4根直径28mm钢丝绳作为稳桩钢丝绳，以增强上部钢管立柱的稳定性。为满足通航要求，但又必须确保施工期间临时墩的安全，临时墩上下游两侧设置防撞设施，临时墩结构图见图3.2-2。在边墩、主墩、临时墩墩顶之间，横向对37、称在两滑道外侧设置2索纵向联系拉索，控制顶推时墩顶位移，平衡可能出现的水平推力。拉索为8-j15.24钢绞线，并于钢绞线一端设P锚，另一端设置张拉设备及锚具在顶推前实施预拉紧固，以保证临时墩安全。两束钢绞线预拉采用逐级同步张拉，张拉后钢绞线保证不影响通航。图3.2-2水中临时墩结构图3.2.2、水中临时墩验算3.2.2.1、水中临时墩结构验算根据水中临时墩结构及布置，采用MIDAS建模计算： 应力模型顶推状态下：搁置状态下： 变形模型顶推状态下：搁置状态下： 反力模型顶推状态下：搁置状态下：计算结果可得：最大应力为195MPa；最大竖向反力：286吨；最大变形：50mm。均满足钢结构的强度刚度38、稳定性要求。3.2.2.1、钢管桩承载力验算根据公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024-85第条P=式中：u周长 u=3.768mk安全系数，取k=1.7影响系数， =1.0极限侧磨阻力A-截面积 桩尖承载力 开口桩桩尖承载力影响系数查看地质资料可得，中跨PLD2墩为最不利情况，则入土深度L为：P=*1.0*(38*1.14+32*1.9+26*7.2+20*3.3+22*5.3)3.2.3、水中临时墩施工水中临时墩共三个，分别布置于两个边主跨及中主跨之间，施工时除中主跨处的临时墩采用船舶搭设外，两个边主跨处临时墩采用在原栈桥上搭设支栈桥，然后在支栈上履带吊搭设临时墩。3.2.3.1、支栈桥搭39、设在两边主跨临时墩中心距江心9m处搭设支栈桥，支栈桥横向与原主栈桥相接，支桥栈结构形式与主栈桥一致，宽6m，长度51m。支栈桥采用80t履带吊配合振动锤逐跨推进搭设，方法与原主栈桥一致，具体措施详见“栈桥专项施工方案”。图3.2-3支栈桥布置图3.2.3.2、边主跨临时墩搭设边主跨临时墩采用在支栈桥上80t履带吊配合150型振动锤搭设。基础为9根100012mm钢管桩，入土25m，根据河床标高及钢管桩顶标设，单根钢管桩长约34m，分两节施沉，首节长20m，次节14m。履带吊于支栈桥上吊振动锤及首节钢管桩，测量精确定位后，振动下沉，首节钢管桩下沉至水位线以上1m位置后，接长次节钢管桩，继续振动下40、沉，直至下沉到位。图3.2-3钢管桩沉放示意图钢管桩沉桩偏差：桩位平面位置：10cm桩 顶 标 高：10cm桩 身 垂直度：1%每排钢管桩下沉到位后即进行桩身之间连接,以增大桩的横向稳定性，平联采用6008mm钢管桩连接。施沉钢管桩时须在流速不大情况下施沉，避免高潮或流速过大情况下进行施沉。 待所有钢管桩及平联施工完成后，进行桩帽施工。施工前测量在各桩顶放出标高，将高出部分钢管桩割除，安装桩帽钢板，桩帽钢板采用20mm厚A3钢，桩帽与钢管桩环向焊接，四周焊14mm肋板，焊缝高度为10mm。桩帽施工完成后，安装纵横梁。下横梁为双组合700300H型钢，与桩帽焊接，上接三组合800300H型钢纵梁41、，纵横两侧均焊14mm加强劲板，保证其整体钢度，使上部钢立柱受力能均匀传达递至桩基础上。钢立柱为12001400mm钢管桩，为减少水上作业，横向每两根钢管、平联及桩帽在后场预制加工好，整体吊装与纵梁焊接，四周焊接肋板加强，两组钢管立柱安装完成后，安装平联及斜撑。最后安装顶部承重梁及稳桩钢丝绳。3.2.3.3、中主跨临时墩搭设中主跨临时墩处通航孔处，采用浮吊搭设。施工前与海事等相关部门办理相关手续，浮吊驶入施工现场抛锚定位，吊振动锤振沉钢管桩，其主要施工方法与边主跨临时墩搭设方法类似。3.3、前、后导梁在桥梁的顶推施工中，导梁对顶推的跨度起到了重要的作用。导梁的各个参数对于主梁在顶推施工过程中的42、受力都有很大的影响。适当地选择导梁的各个参数值能够减少主梁在施工过程中的内力，从而节约材料和降低施工成本。根据国内桥梁顶推施工经验，结合本桥梁拱结合复杂结构体系的顶推，避免顶推过程前（后）端钢导梁在滑道上脱空现象，使钢导梁均匀受力；尽量减小钢拱梁的内力与变形，钢导梁刚度宜大，长度宜长。本桥顶推施工时主桥需要前、后导梁各一套，引桥需要一套前导梁。3.3.1、导梁设计3.3.1.1、主桥导梁设计根据本桥的顶推跨度，结合本桥拱梁结合复杂结构体系的顶推，导梁设计时的各参数主要考虑如下：导梁长度： 45m导梁刚度： 1.53m4(导梁根部)导梁高度： 4.02m导梁宽度： 26m导梁重量： 210t为减43、小自重，同时又要满足顶推要求，设计考虑采用变刚度导梁，由根部向端部逐渐减小，经对结构比选，钢导梁与主纵梁对应设有两组纵梁，结构尺寸与主纵梁一致。每组纵梁以两片钢拱梁为主梁，在导梁根部前端5m处将钢拱梁的斜腹板改为直腹板，根部5m内为即有斜腹板又有直腹板的过渡段。导梁将斜腹板改为直腹板既便于横向连接成整体，加工制造简单，整体性提高，受力改善，总重量也有所减轻。为方便导梁过前方顶推墩，导梁端部设计成台阶状，方便起顶。在两片方钢拱梁采取桁架焊接，导梁横向采取桁架螺栓连接。单片钢板梁采用厚16mm的Q345C钢板加工，导梁纵向分为四个节段，长度分别为5m、12m、14m、14m，为方便导梁安装及拆除，导梁纵向采用栓接。主