1、京包铁路集宁至包头段增建第二双线工程 JBZH-6标古城湾特大桥钢桁梁施工方案研讨目目 录录 一、工程概况 二、工程主要特点、难点 三、主要工程数量 四、任务划分 五、全桥总体施工部署 六、施工进度安排 七、钢桁梁设计介绍 八、钢桁梁制造和安装要求 九、主桥下部结构施工方法 十、钢桁梁施工方法 十一、其它施工方法 十二、开展的科研项目一、工程概况一、工程概况1.1.工程简介工程简介 古城湾特大桥中心里程DK796+263.25，桥梁全长2210.77m。梁跨形式为2(24-32m后张法预应力混凝土T梁+1-132m钢桁梁+39-32m)后张法预应力混凝土T梁)。本桥为跨越既有京包铁路、万吨货场2、古城湾站及规划道路立交而设。全桥位于直线、R=4000m及R=8000m曲线上，在线路平面上受既有南绕城公路的影响，在此处与既有京包线夹角较小，仅为13，在线路纵断面上受既有大包线净空限制，如采用连续梁，则结构高度较高，桥长较长，为减短桥长节约投资，设计在DK796+030处采用132m钢桁梁斜跨既有铁路，既有京包线路基面宽13m。桥台采用双线T形桥台，简支梁墩采用双线圆端形桥墩，钢桁梁主墩采用钢筋混凝土圆端墩，基础均采用钻孔灌注桩基础，主桥直径1.5m，引桥直径1.25m。本桥跨越已建成通车的大包线电气化铁路的古城湾车站（万吨）的东咽喉区，桥址处情况较为复杂，信号机、接触网、既有电厂专用线等3、均影响本桥的施工。主桥立面图主桥平面图2 2、自然条件、自然条件 1）地形地貌 桥址处整体地形平坦开阔，起桥处为平地，在DK795+189DK795+700之间跨越古城湾万吨货场，该处目前为3处厂房及民宅，地势平坦；在DK795+951DK796+85.4之间跨越既有京包铁路、线，线路与既有铁路线斜交13度，采用132m钢桁梁跨越。在D K796+612跨越5m宽土路，水泥路面宽5m；本桥止于DK797+400左右，包台处为一片平地，为原状土。2）工程地质 桥址区地层主要为第四系全新统冲积层，地层岩性较为杂乱。地表局部为人工堆填的粉土、粉砂河细园砾土，下部地层主要为粉质黏土、粉土、粉砂、细砂、4、中砂、粗砂，具有地震液化作用。3）水文地质 桥址区地下水为赋存于全部统砾砂层中的孔隙潜水，埋深0.06.0m，水量较大，水位随季节变化，主要受大气降水和农田灌溉补给。地下水及地表水对混凝土不具侵蚀性。4）地震 桥址区场地类别为类，不良地质与特殊性岩土主要为液化土和松软土，地震动峰值加速度值采用0.30g，相当于地震基本烈度为度，地震动反应谱特征周期采用0.35s。5）冻土深度 冬季最大冻土深度157cm。二、工程的主要特点、难点二、工程的主要特点、难点 1）结构设计新颖，施工难度大，主跨采用132m钢桁梁跨越既有京包铁路，采用在既有线旁利用临时支墩支架法拼装，再进行转体施工将钢桁梁旋装到位，钢5、桁梁拼装质量，钢桁梁转体施工，及施工中确保既有线施工安全都是本桥施工的重点和难点。2）桥面板采用RPC（活性粉末混凝土）是一种超高强、低脆性、耐久性优异的新型超高强混凝土，目前在国内工程中实际应用比较少，配置各项性能满足要求的混凝土，确保RPC桥面板预制、安装施工质量是本桥成桥后真正体现RPC混凝土性能，减少维修，提高使用桥梁寿命的一个重要保证。3）地层结构复杂，钻孔桩质量控制难，钻孔桩基础最长桩长83m，而且本桥地质条件复杂，粘土、粉质粘土、砂层交替，液化层基本在全桥均匀分布，且较厚，如何保证钻孔桩成孔质量也是本桥的重点和难点之一。4）临近既有线，安全施工难度大，在跨越既有京包铁路时，24号6、墩和25号墩侵入既有铁路线路基边坡，开挖基坑时距离既有线很近，不能满足放坡开挖的要求，因此做好既有线开挖防护也是本桥施工的重点。5）工程量大，工期紧迫。因该工程受集包标准变化和征拆影响，加之包头冬季严寒，有效施工时间短，本桥位于铺架首端，2010年古城湾特大桥需全部结束，工期十分紧张。三、主要工程数量三、主要工程数量 根据中铁四程200933号文规定：钢结构公司：钢桁梁制作、加工、运输二公司 ：钢桁梁转体施工建筑公司 ：钢桁梁下部结构施工四、任务划分四、任务划分五、全桥总体施工部署五、全桥总体施工部署 古城湾特大桥分三段进行平行流水作业施工，管段划分如下：第一段落：负责0#台（集宁台）23#墩7、的下部基础、墩台施工；第二段落：负责24#墩25#墩下部基础、墩台及上部132m钢桁梁的施工；第三段落：负责26#墩64#台（包头台）的下部基础、墩台施工。施工时，优先安排24#墩25#墩的施工，以保证132m钢桁梁施工工期；其余各墩施工顺序：优先施工两个桥台，保证台后路基早日成型，其他墩施工顺序与铺架方向一致，从集宁方向向包头方向推进。六、施工进度安排六、施工进度安排 1、总工期 根据铁道部批复的指导性施工组织设计，本桥要求具备铺架时间为2010年12月31日。开工日期：2009年4月1日 竣工日期：2010年11月30日 2、前期准备时间安排 1月20日：讨论并确定初步施工方案；1月25日8、：完成与设计院就施工方案、设计参数的对接、研讨；2月底：设计院根据相应的方案完成施工图；2月底：钢桁梁施工方案编制完成；3月1日-3月20日：施工方案报局进行评审，修改、完善；3月21日-3月31日：方案报蒙冀公司、铁路局进行评审；4月1日：开始施工。3、下部结构各分项工程工期安排钻孔桩：2010年4月 1日 2010年5月30日；承 台：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；临时墩：2010年4月 1日 2010年6月31日；4、钢桁梁加 工、制 作、运 输：2010年4月1日 2010年6月30日；拼装及转体的滑道搭设：2010年69、月1日 2010年8月31日；转 体 及 落 梁：2010年9月1日 2010年9月30日；RPC 桥 面 板 预 制：2010年6月1日 2010年8月30日；钢桥桥面系施工：2010年10月1日 2010年10月30日；钢桥静载及相关试验：2010年11月1日 2010年11月30日。七、钢桁梁设计介绍七、钢桁梁设计介绍 1.1.钢桁梁构造钢桁梁构造 主桥上部结构采用1-132米简支钢桁梁，全长133.5米，钢梁采用为无竖杆整体节点平行弦三角桁架下承式道砟桥面钢桁梁，桁高16.0m，为计算跨径的1/8.25，主桁桁宽13m，桥面板宽10.12m，宽跨比为1/10.154，轨底至梁高为3.510、m。节间间距长12m。钢桁梁整体效果图横截面2 2、主桁截面、主桁截面 主桁上、下弦杆均采用焊接箱形截面，竖板高1300mm，内宽1100mm，板厚2046mm。腹杆采用箱形及“H”型截面，箱形截面高1000mm，外宽1098mm，板厚2046mm；H型截面高7001000mm，外宽1098mm，板厚2036mm。杆件节点图杆件截面特性表3 3、桥面系、桥面系 桥面系由纵梁、横梁和纵梁间联结系组成，均为焊接工字型截面。纵梁间距2300mm，梁高1700mm。横梁梁高2500mm。纵梁间联结系梁高1700 mm。横梁通过整体节点板内侧焊有与横梁连接的板，采用螺栓拼接。纵梁与横梁上伸出板，在下缘、11、腹板采用螺栓拼接，上翼缘采用焊接。纵梁上翼缘在桥面板预留孔处焊有剪力钉以固定RPC混凝土桥面板。为减小桥面系与主桁共同作用的影响，在E10E10节间设有活动纵梁。4 4、上、下平纵联、上、下平纵联 上、下平纵联的斜杆及支撑杆均为工字型截面，采用交叉式。为便于施工，杆件采用对拼式与平联节点板相连，上、下平纵联节点板焊于整体节点板上，焊后必须打磨匀顺。在E6、E6节点处设有制动联结系，以承受制动力。5 5、桥面板、桥面板 钢桁梁采用有砟桥面结构，为了便于施工和后期维护，采用两线分离的道砟槽桥面板，道砟桥面板为预制RPC混凝土结构，厚1519cm，预制段纵向长249299cm，横向宽505 cm，每12、块桥面板间纵向设1 cm的缝，横向设2 cm的缝。桥面板置于纵梁上，每块板设4个后期与纵梁连接的30 x30 cm的方孔，对应位置的纵梁上每个孔内预设9个剪力钉，后期采用环氧砂浆填充方孔实现桥面板与纵梁的连接。在桥面板与纵梁间设3cm厚的环氧砂浆和高密度橡胶条以适用桥面板与纵梁的密贴和变形。6 6、挡砟墙、挡砟墙 两线的外侧挡砟墙高108cm（其中5cm为预制RPC混凝土结构，103cm侧面为C50钢筋混凝土），厚25cm；为了使后期维护方便，两线间设挡砟墙高65cm（其中5cm为预制RPC混凝土结构，60cm侧面为C50钢筋混凝土），厚25cm。绑扎桥面板钢筋时应在挡砟墙相应部位预埋挡砟墙钢13、筋，以确保挡砟墙与桥面板的整体性。挡砟墙断缝处应以油毛毡填塞。7 7、主要建筑材料、主要建筑材料 主桁、横梁、纵梁及纵梁横联：Q370qE钢；平纵联、桥门架及横联：Q345qE钢；M24高强度螺栓；材质选用20MnTiB，抗滑移系数f0.45；M27高强度螺栓；材质选用35VB，抗滑移系数f0.45；螺母及垫圈均采用45号优质碳素钢；栓钉采用22圆柱头焊钉，焊钉材料为ML15；预制桥面板；采用RPC混凝土；桥面板预留孔：采用环氧砂浆填充；人行道板：钢格栅。8 8、支座、支座 采用TQZ-G-22000-GD（固定）、ZX（纵向活动）、HX（横向活动）、DX（多向活动）球型钢支座各1个。纵向活动14、位移量为200mm，横向活动位移量为50mm。9 9、桥上防、排水系统、桥上防、排水系统 为保证桥面排水通畅，挡砟墙之间的桥面板顶面设置2%单面排水坡，纵桥向每6m左右设一泄水孔，泄水孔在桥面板下方设纵向汇水管，将泄水孔中排出的水纵向汇集后在桥墩处排至地面铺上系统，纵向汇水管纵向设2.5%的人字坡，各中间横梁在汇水管通过处的相应位置设孔让汇水管通过。在泄水孔周围涂刷防水材料。八、钢梁制造和安装要求 钢梁部件表面应采用喷丸或抛丸的方法进行除锈，且必须将表面的油污、氧化皮和铁锈以及其它杂物清除干净，除锈后的钢表面洁净度等级应达到GB8932规定的Sa3级，外观相当于该标准规定的ASa3、BSa3、15、CSa3。焊接性能应与基材相匹配，选用的焊接材料、焊接工艺均应根据设计要求通过焊接工艺评定确定。整体节点焊接接头和垂直于应力方向的熔透T形角焊缝、棱角焊（包括焊缝金属和热影响区）的冲击韧性不应低于母材标准，未熔透的T形角焊缝、棱角焊的冲击韧性不应低于母材标准值减7J。钢梁出厂时高强度螺栓摩擦面的表面抗滑移系数不应小于0.55。运输、安装过程中应注意对摩擦面加于保护。安装时高强度螺栓摩擦面的表面抗滑移系数不应小于0.45。钢梁应进行严格的防腐、防锈处理，在除锈后涂装。钢梁主体涂装采用铁路钢桥保护涂装（TB/T 1527-2004）第7套涂装体系，涂装工艺及厚度应按该标准的规定进行，钢梁在制造厂内16、应完成全部底漆（环氧富锌防锈底漆）、中间漆及第一道面漆。纵梁上盖板按TB/T(1527-2004)之第2涂装体系进行，箱形杆件内表面按TB/T(1527-2004)之第4涂装体系进行。纵、横梁腹板的竖向加劲肋应采用成型好的CO2气体保护焊或半自动焊施焊，焊址处不允许咬肉。竖向加劲肋与受拉翼缘顶紧，施焊时应从顶紧端开始。剪力钉应在工厂焊于钢梁上，焊接前应先进行焊接工艺试验。剪力钉焊址处不得有咬肉、裂纹，须成形良好。上、下弦杆端隔板不汉处用HM-106密封剂进行密封，在密封剂表面涂刷环氧云铁中间漆和聚氨酯面漆。.为保证斜杆能插入节点板又不要空隙过大，将斜杆宽度公差定为1mm，节点板内公差定为0+117、.5mm。九、主桥下部重点结构施工 1.钻孔桩施工 钢桁梁主墩及临时墩处地质为砂土层、粘土层，地震液化层较厚，为防止施工中出现大面积塌孔危及既有线路基安全，钻孔桩施工采用钢护筒跟进施工，钻机选用反循环钻机。2.承台施工 本桥跨越既有铁路主墩24#、25#墩分别位于既有线南、北两侧坡脚处，施工时在承台基坑与既有线之间采用人工挖孔桩方式进行开挖防护，挖孔桩深度810m，直径1.0m，护壁支护。承台开挖后及时快速组织施工，减少基坑暴露时间，及时浇筑混凝土、基坑回填，最大程度减少对既有线的施工安全干扰，确保既有线安全正常运营。十、钢桁梁转体施工方法 132m钢桁梁施工采用转体法施工，在京包线南侧施工临18、时墩和基础，并搭设支架，依托临时墩和支架将钢桁梁拼装好，再以24号墩为中心，将钢桁梁旋转到位，安装支座并落梁完成钢桁梁的架设。第一步：第一步：1.施工临时支墩。2.架设临时军便梁。第二步第二步：1、在桥外支架上拼装钢桁梁（包括上下弦杆、腹杆、横梁、平纵梁、桥门架等）。2、在下弦节点下设滑块，安装临时墩纵梁上的滑道。第三步：第三步：1、施加转体力，进行转体施工。2、将主桁转体施工到设计位置。3、安装桥墩处永久支座。第四步：落梁第四步：落梁第五步第五步：1、拼装纵梁及制动联结系。2、施工桥面系其他附属设施。滑道的设置1、军用梁搭设 由于受净控的限制，如果采用单层军便梁来搭设旋转滑道，钢桁梁总重为2000t，其滑道所承受的力净1000t，需采用双层军便梁，其搭设的高度将比较高，落梁的高度就相应增加。滑道的设置2、焊接工字钢滑道 根据目前设计院的意思，采用焊接工安钢进行搭设滑道，滑道宽需要2米。滑道平面布置图滑道立面图十一、其它施工方法十一、其它施工方法 拖拉法：在21-24号墩上设置滑道并拼装钢桁梁和导梁，在钢桁梁跨中附近近京包线临时桥墩并在墩上设滑道，拖拉钢桁梁就位，安放支座并落梁完成钢桁梁架设。十二、开展的科研项目十二、开展的科研项目大跨度钢梁合理道碴槽板的设计及试验研究高烈度地震区新型钢梁结构设计关键技术研究大跨度钢梁转体法施工线型控制技术研究汇报完毕！谢谢各位领导、专家！