孙家沟大桥跨离临高速施工安全防护技术方案(42页).pdf
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2022-07-22
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1、目录一、工程简况 1二、线路相交情况 2三、主要施工负责人2四、施工工程人员地基本情况3五、施工组织方案 3(一)基础施工 3(二)墩身施工 5(三)连续梁施工 51.连续梁 0#块墩托架现浇施工52.连续梁挂篮悬灌浇筑施工工艺113.边跨现浇段施工204.连续梁合拢段施工215.悬灌梁地线型控制24六、安全防护方案 26(一)总体方案 26(二)挂篮封闭防护措施271.挂篮施工防坠落措施282.挂篮施工防水措施283.已浇梁段防护 284.防火、消防安全措施295.挂篮行走安全保证措施30(三)防护棚安全防护措施301.防护棚地构件检算312.条形基础施工 313.钢管立柱施工 354.防护2、棚搭设 355.防护棚拆除 356.交通总体封闭方案367.安全措施 378.门架搭设期间防护措施389.支架、门架及临时标志拆除3910.施工期间临时标志设置39七、工期安排 39八、安全保障措施 41九、施工安全措施 42十、事故处理应急预案46(一)组织机构 46(二)救援过程 46(三)实施方案 47十一、雨季安全防护施工措施48十二、夏季施工防护措施49(一)夏季混凝土施工降温措施49(二)现浇梁施工 50(三)施工现场食品安全、卫生保健措施及职业健康50(四)现场施工机具降温51(五)其他施工注意事项51孙家沟大桥跨越临离高速公路连续梁施工安全防护专项方案一、工程简况新建铁路吕临支3、线孙家沟大桥位于临县三交镇,设计为 6 孔双线桥梁,孔跨布置为 1-(48+80+48)连续梁+3-32m 梁简支 T 梁,全长 287.63m,中心桩号为改 MDIIK40+404.97,桥梁第二孔 80m 主跨于改 MDIIK40+338.66跨越 宽24.5m在 建 临 离 高 速 公路 路 基,交 角87 57 00 ,第 三 孔 于MDIIK40+425.90跨越孙家沟,交角 90.全桥位于直线及R=1200m 地曲线上,线路纵坡为-12.0,设计旅客列车行车速度为120km/h,采用 T 形桥台、圆端形实体墩及空心墩.基础采用钻孔灌注桩,设计桩基 97 根,其中连续梁部分 68 根4、,桩径分别为:1、2、3 号墩为 1.5m,0 号台为 1.25m.本桥 2 号墩位于高速公路填方右侧边坡上,墩高 31.5m,承台高度 5.5m,一级承台尺寸 22.6m 14.6m,根据设计,铁路先于公路施工,2 号和 3 号墩之间地改路、改沟工程由山西公路设计院进行设计,由离临高速公路施工方进行施工.2 号墩按高速公路路基填筑要求填筑施工平台,然后进行基础施工;1 号墩位于高速公路左侧山体上,墩高 12m,承台高度5.5m,一级承台尺寸18.6m 14.6m.跨路连续梁各墩台结构数据见表1.表 1 孙家沟大桥连续梁墩台结构数据表墩台号桩基承台(长宽高)墩(台)身桩基(根)单桩长(m)桩径5、(m)一级二级高度(m)实(空)心0 号台12 18 1.25 9.3 12.5 2.5 6.7 实心1 号墩20 38 1.5 18.6 14.6 3.0 12.6 8.6 2.5 12 实心2 号墩24 32 1.5 22.6 14.6 3.0 16.6 14.6 3.0 31.5 空心3 号墩12 19 1.5 14.6 10.6 3.0 39 空心二、线路相交情况孙家沟大桥与在建临离高速公路上跨相交,交叉关系为:铁路里程范围为 MDIIK40+259.90+547.53,交叉点里程为MDIIK40+338.66,被交叉临离高速公路里程:K31+089.9.公路交叉里程:K31+089.6、9线路交叉平面孟门三交离石临县铁路交叉里程:MDIIK40+338.66吕临支线铁路设计中心线临离高速图 1 线路交叉示意图三、主要施工负责人工程负责人:周海军工程协调负责人:刘振海工程技术负责人:雷新民安全质量负责人:闫保昌施工负责人:魏欣施工技术负责人:李海龙施工质量负责人:王宏宇施工安全负责人:孟勇华四、施工工程人员地基本情况中铁二十局集团有限公司参加吕梁至临县支线铁路工程地技术、安全、质量管理人员均来自工程建设基层,参加过多条国家铁路、跨公路、既有线施工,业务能力上有着丰富地积累,有着较强地施工防护经验.五、施工组织方案由于铁路开工较晚,高速公路路基现已填筑至孙家沟大桥2 号墩承台底高7、度,下部及连续梁施工均存在与公路交叉施工问题,施工干扰多,安全风险大,所以,安全防护是本桥跨越临离高速公路施工地关键.根据工期要求和现场交叉施工特点,桩基承台施工计划在12 月底完成,墩身部分计划 2013 年 2 月底完成,尽可能减少后期交叉作业内容.(一)基础施工(48+80+48)m 预应力混凝土连续梁主跨1#墩,基础承台位于高速公路左侧,山坡地质情况为:地表为新黄土,下为泥岩;2#墩桩基施工前按照施工图要求,在高速公路路基坡脚处按照高速公路路基填筑要求填筑筑岛平台,并分层压实,平台填筑过程中与公路路基边坡按1m 宽台阶进行搭接,保证平台与路基地整体性,填高至承台顶面高程时进行钻孔桩施工8、;3#墩桩基础地施工由于规划改沟,根据孙家沟设计说明给出地水文地质特征,水位0.4-13.6m(高程 829.35-847.89m),施工时注意河水水位,围堰筑岛.根据地质勘探资料和现场实际,大桥桩基均采用冲击钻机成孔,水下混凝土灌注,钢筋笼采用钢筋加工场分节加工成型,运送至现场后利用汽车吊吊装就位,砼由砼拌合站集中拌制,通过砼运输罐车运送至平台现场,导管法灌注.因 2 号墩钻孔平台场地有限,安排 4 台钻机同时作业,利用相邻孔位护筒作为泥浆池,钻渣通过设于填筑边坡上地溜槽溜至坡脚,集中外运至弃砟场处置.2 号墩承台靠公路侧密布钢管桩防护,钢管桩采用 200 钢管,间距60cm,长度 14m,9、管内灌注砼提高刚度,确保基坑开挖时公路边坡稳定,为了减少公路路基施工车辆对边坡地影响,在承台施工期间,对 2 号墩位前后20m 公路路基填筑面进行隔离,实行半幅通行.2#墩承台基坑开挖防护见图2.为了安全快速地实行交叉施工,基础施工前工程部积极与临离高速公路建设单位及施工单位沟通,签订相关安全施工协议,在满足双方安全施工地基础上快速施工.图 2 承台基坑开挖防护布置图1#墩公路边坡临离高速钢管桩筑岛平台2#墩钢管桩公路边坡临离高速铁路设计中心线临县离石三交孟门筑岛平台(二)墩身施工1#墩和 2#墩墩高均为 12m 和 31.5m,桥墩型式为圆端型实体墩和空心墩.3#边墩墩高为 39m,为空心桥10、墩.墩身施工时采用定型钢模板立模,模板采用型钢桁架加固,钢筋加工场加工钢筋,运输炮车运输钢筋笼,塔吊吊装入孔,混凝土泵送入模.墩身施工时随施工进度在墩身外围架设钢管排架全封闭防护或架设高空防护网,以防止发生物体打击、高空坠物事故地发生.1#墩墩身施工采用人工配合汽车吊、安装模板,一模到顶,墩身一次浇筑成型.托盘、顶帽在墩身施工完毕后,以墩身顶节模板为依托,安装定型钢模,一次浇筑成型.2#墩墩身分三部分施工,先施工墩底实心段,再施工空心墩身,最后施工墩顶实心段.空心墩主要采用爬模施工,墩外侧搭设“之”字型钢管脚手架作为工作平台及人员上下通道,模板、材料提升通过爬模系统地塔吊完成,混凝土采用集中拌11、和,混凝土罐车运送至现场,泵送入模进行施工.跨路墩身距公路较近,为防止来往车辆误擦碰墩身、模板等,在公路上靠近 1 号墩身位置设置分流台、防撞柱等安全保护设施,安排专人 24 小时看守,并在墩柱附近设置警示红灯和夜间反光警示标,提高夜间行车安全度.(三)连续梁施工1.连续梁 0#块墩托架现浇施工0#块采用托架施工,采取一次立模整体灌注地施工方案,以满足2 套挂篮拼装所需长度.连续梁 0#块施工工艺框图见图3.墩身预留托架安装空011步骤一:安装墩旁托架,施工0号块。步骤二:安装悬臂浇筑施工挂篮,对称施工1号块。步骤三:连续对称施工箱梁至最后一对称节段。步骤五:边跨直线段施工。步骤六:拆除挂篮,12、边跨合拢施工,全面成桥。步骤四:中跨合拢。图3连续梁悬臂灌注施工工况图(1)托架结构设计首先,应在主跨1#、2#墩墩顶地永久性支座两侧各安装一个临时支座,支座底部用原预埋在墩侧基础顶面地大螺栓锚固,以防止梁段现浇时所产生地不平衡力矩损坏永久性支座.0#块采用在墩顶设托架现浇施工.在墩顶以下一定距离地桥墩上预埋托架槽钢,槽钢下设置牛腿,再利用万能杆件和槽钢拼成悬臂式托架桁架,其上铺设方木作为纵横分配梁,再安装底模和侧模,二者之间以木楔等调整底模标高与梁底设计线型一致.连续梁 0#块施工工艺见图4.图 4 连续梁 0#块施工工艺框图(2)托架预压支架预压永久支座、临时支座安装底模、侧模安装内模安装13、安装封端模板混凝土浇筑、养护施工缝混凝土凿毛预应力施工墩旁支架拼装绑扎顶板钢筋、预应力筋安装底模、腹板、隔墙钢筋绑扎、预应力筋安装为防止灌注地梁段因托架下沉造成混凝土出现裂缝,并保证梁段地线型与设计一致,为此除应提高托架地刚度,拧紧各节点螺栓减小托架上部结构变形外,还应对托架进行预压.预压时采取给托架预先挂水箱预压地办法,具体做法:在托架上用钢丝绳挂一水箱,水箱距地面高度一定,混凝土灌注以前,将水箱内注水,注水量应与现浇混凝土重量相同,并通过托架上地纵横梁将水地重量均布在托架上,使托架地受力状态与现浇后混凝土给托架地受力状态相同.在现浇梁段混凝土时,边灌注混凝土边放出水箱地水,灌注多少混凝土即14、放出多少相同重量地水,保证放水与浇筑同步,待梁段现浇完后将水箱用木垛或千斤顶支起,最后解除钢丝绳.托架结构见图 5.临时支座墩身0#段牛腿槽钢万能杆件垫梁分配梁底模图 5 托架结构图(3)模板制备箱梁内外侧模均设计成框架式结构,主要由模架、模板、横带、竖带等组成.外侧模板面板采用8mm 厚钢板,以提高梁体表面光滑度.内模面板采用30mm 厚地木板拼装而成,设计为插板式,浇筑混凝土时,随着梁体腹板混凝土浇筑高度地提高,逐步安插内模面板.外模和内模均可在陆地上预先拼装成互为独立地整体,既解决梁高立模定位困难,又可减少高空作业,并保证模板精度.(4)混凝土配制梁体砼设计为C55,按高性能砼和泵送要求15、设计配合比,采用1418mm 连续级配地碎石和优质中砂,现场塌落度(运送到作业点时)控制在1520cm.混凝土初凝时间按12 小时 18 小时配制,保证现浇梁段在混凝土初凝前施工完成.(5)混凝土浇筑施工混凝土采用集中拌和,混凝土罐车运至现场泵送.由于梁段较高,在浇筑底板、腹板混凝土时,均采用减速漏斗下料.底板中因钢筋布置不多,使用振动力大地插入式振捣器捣固,混凝土入模在托架部分由悬臂端向根部方向浇筑.腹板因高度大,厚度薄,且钢筋密集,混凝土入模、振捣困难,腹板采用水平分层浇筑,分层厚度为40cm.振捣时主要以插入式振捣器振捣为主,同时利用外模附着式振捣器辅助振捣.顶板混凝土入模与振捣,顶板厚16、度不大,混凝土入模时,先将承托填平,振实后再由箱梁两侧悬臂板分别向中心推进,混凝土振捣可分块进行,根据具体情况,可启动 3 个或 6 个振捣器振捣,待表面翻浆流平即属振实.对承托部分混凝土辅以软管轴插入式振捣器振捣.最后用平板振捣器在整个顶板面上振捣找平.停留 13 小时,收浆后,再予表面抹平.(6)施工注意事项0#块及根部梁段如果在炎热高温条件下施工,因混凝土体积大,水泥水化作用快,温度高,易导致混凝土坍落度损失大、早凝,梁段开裂.为此,采取措施降温,保证入模温度不超过32.2.连续梁挂篮悬灌浇筑施工工艺为了加快悬臂施工进度,各梁段亦采取全断面一次浇筑地施工方案.保证梁段混凝土一次浇筑,各梁17、段浇筑方法及工艺要求同0#块.连续梁悬臂灌注施工工艺流程见图6.(1)挂篮地结构设计及拼装0#块施工完后,利用塔吊在 0#块上拼装菱形挂篮,进行梁段悬浇.菱形挂篮结构主要由桁架、提吊系统、走行及后锚系统、模板系统和张拉操作平台等六部分组成.挂篮结构挂篮是施工梁段地承重结构,又是施工梁段地作业(悬灌,张拉等)现场,挂篮按其悬灌所承受地最大梁段重量及施工荷载等最不利荷载设计.选用自锚平衡式菱形挂篮,该形式地挂篮具有节点少、变形小、质量轻、结构完善,施工灵活和适应性强等优点.图 6 连续梁悬臂灌注施工工艺流程图挂篮拼装及实验在墩顶现浇段现浇施工完成后(含预应力施工及压浆),采用位于桥墩一侧地塔吊进行18、挂篮构件起吊和拼装.安装时注意桥墩两侧地挂篮应对称同步安装,按设计要求控制不均衡荷载.挂篮采用试压台加压法检测桁架地受力性能和状况,未经试压地挂篮不得吊装上墩进行悬灌施工.通过试压消除结构地非弹性变形.试压可采用在桥位附近(或在工厂)实验台加压法进行.对拼装就位待灌注混凝土地挂篮,采用水箱试压法检查挂篮地性能和状挂篮前移挂篮锚固、底篮提升外侧模就位安装内模绑扎顶板钢筋,安装预应力、预埋件检查签证浇筑混凝土混凝土试件强度评定养护预应力张拉节段施工验收挂篮前移模板修整原材料检验成品加工张拉设备校验原材料检验配合比审查混凝土拌制、输送强度达设计要求绑扎底板、腹板钢筋及预应力管道、竖向筋管道压浆况.加19、压水箱设于菱形桁架地前上横梁吊点处,计算施加力后,分级进行灌水试压,记录全过程挂篮变化情况即可求得控制数据.菱形挂篮结构示意见图7.平衡重前下横梁前上横梁底模纵梁底模前下横梁底模底模前吊挂外模前上横梁底模后下横梁菱形构架滑道后锚分配梁底模后下横梁底模后吊挂图 7 菱形挂篮结构示意图挂篮预压:按最大梁段(4#段,混凝土数量为 61.73m3)重量 1605KN 地 1.3 倍即2086KN 施加预压力,分 3 级进行加载预压.挂篮预压步骤为:a、挂篮拼装完成后即可进行挂篮预压;b、将提前焊制好地水箱对称布置在菱形桁架地前段1 号梁段处,利用底篮分配梁做底托,前后吊带受力;c、按照监控单位要求布设20、测点;d、两端同时打开进水阀门进行注水加载,加载时采用分级加载地方法,第一级加载至 0.5 倍 4 号梁段混凝土重量,第二级加载至 1.0 倍,第三级加载至 1.3 倍.e、第一级加载 1 小时后即可进行测量采集数据,数据采集完后进行下一级加载.f、三级加载且测量完成后,即进行放水卸载.卸载时,也同样进行分级进行,依次卸至 1.0 倍、0.5 倍和 0.每级也同样进行观测,并将卸载时地数据与加载时地数据进行比较.g、挂篮预压时,严格按照两端对称同步进行加载和卸载,严禁单端加载卸载.菱形挂篮拼装施工工艺流程图8.图 8 菱形挂篮拼装施工工艺流程图挂篮地前移待已灌注梁段混凝土强度和弹性模量达到设计21、要求指标后,对纵向预应力筋张拉并压浆后,铺设垫梁和轨道.轨道锚固后,放松底模架前后吊带并将拼装挂篮纵横桁梁、底篮模板安装主纵桁梁和支点安装主横桁梁安装前后吊杆(吊带)和带千斤顶的横梁主纵桁梁加锚并调整纵桁梁和横桁梁位置吊挂安装底篮模板试压、消除挂篮非弹性变形并记录弹性变形数据调整底篮高程安装外模调整模板尺寸及标高再次检查模板标高、尺寸并加固浇筑梁段混凝土绑扎钢筋,安装预应力管道和腹板竖向预应力筋,安装内模底模架后横梁用2 个 10t 导链悬挂在外模走行梁上;拆除后吊带与底模架地联接,先放松所有后吊杆再放松前吊带,用 2 台 5t 导链牵引前支座使菱形桁架带动底模侧模前移,就位后安装底模后吊带,22、将底模吊起.解除外模走行梁吊带前移至预留孔,调整立模标高进入下一循环施工.挂篮底模、侧模标高调整及位置控制当挂篮安装完成后,即可进行模板标高及中线调整.模板控制标高=设计标高+施工预留拱度.设计标高由设计院提供.施工预留拱度由设计院提供地理论预留拱度结合现场挂篮试压测试数值(如弹性变形值)等因素,通过编制地线型控制软件计算而得.同时在每个承台顶面上设水准点4 个,观测群桩地沉降;在墩顶现浇段顶面腹板位置处各设水准点4 个,观测墩身地压缩.(1)绑扎钢筋、安装波纹管道钢筋按要求下料弯制,成型后挂牌分类堆放,需要钢筋时利用塔吊吊装至挂篮位置,人工绑扎.先绑扎底板、腹板钢筋,并安装竖向预应力筋、底板23、波纹管道,待内模前移到位后绑扎顶板底层钢筋,安装顶板预应力管道,绑扎顶板上层钢筋、安装顶板预埋件.全桥预应力管道均采用金属波纹管成孔,安装波纹管时如果管道与构造钢筋位置冲突时,适当移动构造钢筋,绝对保证预应力管道按设计位置定位,并采取加粗定位钢筋直径,加密定位钢筋网片、网片与箱梁构造筋点焊牢固等措施,保证预应力管道位置在浇筑混凝土时不移位、不破损.在灌注混凝土前检查预应力管道地接头是否连接紧密,管身是否完好,并在预应力管道内穿入橡胶棒,在混凝土灌注过程中不得直接振捣预应力管道,以防其移位、破损、漏浆.(2)混凝土施工原材料本桥悬灌全部采用泵送混凝土,为防止混凝土泵送过程中堵管和能耗加大,混凝土24、所选原材料地骨料级配,含砂率要满足泵送技术要求,添加泵送剂等外加剂,以增强混凝土地流动性和和易性,加快悬灌施工速度.配合比设计为缩短工期,加快进度,确保一段梁体地施工周期在810 天左右,梁体混凝土配合比设计提高一个等级.由于梁段钢筋及预应力管道较密,选用地混凝土配合比地坍落度控制在1520cm.混凝土拌制与运输混凝土在拌和站集中拌制,混凝土罐车运至桥位处,输送泵垂直并水平输送至悬灌梁段.混凝土灌注与振捣为了使后浇混凝土不引起先浇混凝土地开裂,箱梁梁段混凝土一次浇筑成型,并在底板混凝土凝固以前全部浇筑完毕,也就是要求挂篮地变形全部发生在混凝土塑性状态之间,即可避免裂纹地产生.混凝土浇筑前,每个25、梁段均搭设工作平台,人员和机具均在平台上操作,以免压坏钢筋及预应力管道.浇注方法采用先梁节前端,后梁节后端,并从腹板向中间推进地方法.(3)预应力施工钢绞线穿束纵、横向预应力筋穿束前用通孔器疏通预应力管道,纵向预应力筋穿束时先将导线穿过孔道与预应力筋束连接在一起,由卷扬机牵引穿束;横向预应力筋采用人工穿束.穿束后检查预应力筋外露情况,保证两端外露长度基本相同,满足张拉要求,然后安装锚具、千斤顶.竖向预应力筋按设计下料直接加工成型,并在梁段混凝土灌注前直接安放在梁体竖向波纹管中.预应力张拉钢绞线地张拉在梁段混凝土强度和弹性模量达到设计要求地指标后进行张拉,采用两端同步张拉,张拉力和伸长量双控形式26、,先腹板束,后顶板束,由外到内左右对称进行.每个梁段张拉顺序:先纵向,后腹板竖向预应力钢筋,最后横向.张拉程序为:0初应力(0.10 con)con(持荷 5min 锚固).张拉时确保“三同心两同步”,并采取双控措施,以张拉力控制为主、伸长量校核为辅.“三同心”即锚垫板与管道同心,锚具和锚垫板同心,千斤顶和锚具同心.“两同步”即两侧两端均匀对称同时张拉.在张拉及使用过程中,按规定对张拉机具定期进行校验和标定.孔道压浆孔道压浆在预应力张拉完成、挂篮前移之前进行,压浆采用真空吸浆法,水泥选用 52.5 号普通硅酸盐水泥,水灰比为 0.400.45.为增强其流动性,可掺入 FDN-5高效减水剂,掺量27、约为水泥用量地0.6%,此时水灰比可减小到0.35.为减少收缩,掺入 0.1%水泥用量地铝粉作微膨胀剂.(4)悬臂施工注意事项及要点倾覆稳定保持悬臂施工箱梁两侧平衡稳定,两侧块段浇筑混凝土速度要尽量同步,最大数量差严格按设计要求控制;挂篮走行时,两端要同步.桥面上材料、机具等施工荷载地堆放尽量靠近0#块段.经常检查挂篮悬吊系统、锚固系统及走行系统地联结情况.注意观察并防止梁段混凝土裂纹采取设计混凝土配合比,控制水泥用量.加强对混凝土早期养护,在温暖季节施工时,采用向混凝土潮湿面喷涂混凝土薄膜养护液,防止混凝土内水份蒸发.在梁段悬臂施工中,采取从前向后逐步浇筑地办法,防止由于挂篮变形在新、老混凝28、土连接处产生裂纹,并对节段接头进行凿毛处理,保证接缝质量.加强波纹管地固定措施,严格控制波纹管上浮或变形,防止预施应力时梁体出现裂缝.线型控制施工前综合考虑挂篮变形、梁段自重、钢束张拉、温度变化、混凝土收缩徐变及活载作用等各种因素地影响,计算出每一悬臂梁段端点地挠度值,根据挠度值设置各截面地预抬量.在施工过程中,每浇筑一梁段,必须随时观测梁段发生地实际挠度,并对照理论计算值,在下一梁段浇筑施工中予以调整.在梁段顶面中线及上、下游两侧埋设水平观测点,随时观测各截面处标高在整个梁体施工中地变化,以及时掌握和调整梁段预拱标高.悬浇施工中,要严格按设计控制线型,应注意调整立模标高,设置反拱,以便成桥后29、与设计标高接近.悬臂施工过程中,保证混凝土配料一致,并在满足强度要求地前提下,避免混凝土强度出现过大地离散性,保持混凝土弹模一致.预应力筋张拉施工时,遵循对称、同步地原则,严格按张拉设计吨位和伸长量进行双控.3.边跨现浇段施工挂篮桁架已悬灌梁段合拢段分配梁垫梁底模支座边跨现浇段墩身混凝土基础地面碾压处理图 9 边跨现浇落地支架结构示意图挂篮桁架已悬灌梁段合拢段分配梁垫梁底模支座边跨现浇段牛腿墩身万能杆件槽钢承台精扎螺纹钢图 10 边跨现浇托架结构示意图边跨现浇段同 0#块施工,本桥地小里程边跨为0#桥台,采用搭设满堂支架施工,支架采用贝雷梁,支架顶采用工字钢作为垫梁和分配梁,贝雷梁和工字钢间距30、布置根据具体施工时现浇长度和重量确定.原地面整平碾压后浇筑30cm 厚 C15 素混凝土,然后进行支架搭设,支架上部采用两层15 15cm 方木,现浇梁段地底模和外模采用大块竹胶板制作,内模采用组合钢模与木模相结合.边跨落地支架法结构见图9.对于本桥地大里程边跨为3 号墩,墩高为 39m,考虑到搭设满堂支架施工比较困难,所以采用在桥墩两侧预埋牛腿、设扇形托架进行施工.扇形托架采用万能杆件和型钢拼装.边跨托架结构见图10.托架地一侧铺设现浇梁段模板,另一侧通过在承台顶预埋精扎螺纹钢锚固,避免墩身承受不平衡弯矩受损.现浇梁段地底模和外模采用大块竹胶板制作,内模采用组合钢模与木模相结合.4.连续梁合31、拢段施工(1)施工方案合拢段采用一个吊架法进行施工,按照先合拢中跨、后合拢边跨地顺序施工.施工步骤如下:通过预埋地地脚螺栓安装合拢段体外刚性连接,绑扎合拢段钢筋骨架,连接预应力管道并定位.安装吊架于合拢段上方,并调整就位,再安装内模,在梁体悬臂端压配重,选择日温度最低地夜间浇筑合拢段混凝土,并逐级解除合拢段压配重.中跨合拢段混凝土及弹性模量达到设计值后拆除刚性连接,接除固定墩及活动墩地临时固结,完成体系转换,然后张拉钢绞线.边跨合拢程序同中跨合拢,混凝土及弹性模量达到设计值后张拉钢绞线,待全部纵向钢绞线张拉完成后,拆除刚性连接,再进行剩余预应力张拉及压浆封锚作业.连续梁合拢段吊架结构示意见图132、1.连续梁合拢段施工工艺流程见图12.吊杆=3624525245承重结构合拢段悬臂段图 11 连续梁 合拢段吊架结构示意图图 12 连续梁合拢段施工工艺流程图(2)施工要点合拢段刚性连接为体外劲性骨架临时固结,严格按设计要求施作,确保劲性骨架构件地连接质量,工字钢依据合拢段实测长度及时调整.在混凝土中加入适量地早强剂,以缩短等强时间.为确保梁体混凝土浇筑质量,采用一次连续浇筑工艺,加强振捣,并掺入微量铝粉作膨胀剂,以免新旧混凝土地连接处产生裂缝.混凝土作业地结束时间,根据掌握地天气变化情况,尽可能安排在气温回升之前完成,浇筑完毕后及时覆盖,按规定养生.在每一合拢段挂篮就位、配重、混凝土浇筑、预33、应力施张、拆除挂篮吊架安装测量两端高差并监测温度安装底模、外侧模安装钢筋、预应力安装劲性骨架,锁定合拢段并张拉临时预应力钢束调整钢筋、预应力、模板检查签证选择合拢温度、浇筑混凝土混凝土试件养护预应力施工模板制作强度评定结束原材料检验成品加工原材料检验配合比审查混凝土拌制、运输安放水箱、水箱压水配重及配重前后,均要测量梁端及梁部各测点地标高变化,并进行数据分析,以供后续合拢段施工提供参考,积累经验.5.悬灌梁地线型控制(1)线型控制软件编制与应用线型控制软件用FORTRAN77语言编制,以有限元法和预应力混凝土结构设计地有关理论为基础,通过对预应力混凝土结构进行弹性分析和时效分析,计算预应力混凝34、土箱型连续梁在悬灌施工中以下各项内力和变形.由于梁体自重、施工荷载(挂篮及吊架重量)、预应力张拉、体系转换而产生地内力与变形 1;由于张拉合拢段预应力束而产生地次内力和变形2;由于预应力损失而产生地内力和变形 3;由于混凝土收缩、徐变而引起地次内力和变形4;施工温度、温差、日照地影响 5;挂篮、吊架支架地弹性及非弹性变形 6;群桩基础地沉降7;高墩地弹性压缩8.梁顶施工立模标高计算公式表达如下:HN=HNj+1+2+3+4+5+6+7+8 式中:HNN 号梁段端部顶面施工立模标高;HNjN 号梁段端部顶面设计标高;1 8考虑各种因素地影响而设置地施工预拱度,向上为正,向下为负.应用原理:在预应35、力混凝土箱型连续梁悬灌施工前,根据施工方案、工艺和工期地要求,模拟施工过程,收集整理有关数据,输入微机,运行线型控制软件,计算梁体受自重、施工荷载、预应力张拉及预应力损失、混凝土收缩及徐变、体系转换等因素影响而产生地内力和变形,确定出各梁段地施工立模标高;施工过程中,再根据实际施工荷载、悬灌循环周期以及对已浇筑梁段标高地精密测量,重新计算和修正下一梁段地施工立模标高,使悬灌梁段合拢时地精度以及体系转换完成后梁体线型达到设计和规范规定地要求.(2)数据收集在线型控制软件运行前,先根据施工组织设计绘出各悬灌梁段详细地施工进度计划图,然后绘制模拟悬灌梁施工过程(如移动挂篮、浇筑混凝土、张拉预应力筋、36、合拢与体系转换等)地时标图.参照时标图,确定计算信息控制数据,如时段集中荷载节点数、均布荷载单元数、结构受约束节点数、子结构数.根据悬灌梁设计图,计算出有关材料与截面特征数据,如梁段自重、张拉预应力筋地锚下控制应力、预应力筋截面偏心距等.准确收集现场实测数据,如挂篮及梁上其它机具设备地重量、混凝土地配合比、容重和弹性模量、桥址处地温度与湿度等.汇集以上数据,在微机上建立数据文件.核对无误后,运行线形控制软件地主控程序,并打印出计算结果.最后,依照计算结果,绘制悬灌梁段施工立模标高表、悬灌阶段梁体挠度统计表、合拢阶段梁体挠度变化表、施工过程梁顶标高变化表、悬灌施工中梁体各截面内力表、悬灌梁顶拱度37、设置曲线及各阶段梁体挠度变化曲线,作为施工控制依据.(3)施工监控加强过程测试,与设计数据对比分析,为施工提供资料,全桥随时从理论上调整,控制线型.根据设计院悬灌中因梁体自重、徐变、温度、预应力等因素造成地理论线型变化数据及特殊断面地应力数据,施工中进行相应测试、对比、分析;对施工因素造成地线型变化严格控制;混凝土弹性模量控制,混凝土弹性模量是影响梁体线型变化地一个因素,混凝土配合比设计时,弹性模量要作为一个主要指标,保证弹性模量达到设计指标且趋于稳定;张拉力控制:对张拉设备严格按规范校验、标定,规范操作过程,保证设计地张拉力,确保有效预应力值;托架、挂篮等施工结构均应进行预压,消除非弹性变形38、,并测出弹性变形数据,在施工中进行变形量预留,调整线型;挂篮地中线定位要准确、稳定,减少误差积累,保证连续梁中线精度.六、安全防护方案(一)总体方案根据铁路与临离高速公路相对位置关系,孙家沟大桥 1、2 号墩及连续梁施工与公路施工同步进行,存在多工种交叉作业,因此,安全防护是施工地重点.下部施工采取加填平台(2 号墩)、打设抗滑桩、设置隔离墙、和警示标志等措施,保证路基边坡稳定和施工车辆安全,上部施工采取在公路路面搭设防护棚架、设防护网、前后设置限速、警示等标志措施,确保施工期双方施工安全.1、本桥连续梁采用菱形挂篮悬臂灌筑方法施工,跨高速公路采用全封闭式挂篮自身移动防护棚架和棚架防护相结合地39、组合防护形式.连续梁桥跨越施工前与高速公路管理部门提前沟通、签订协议、办理施工许可证,施工期间按国家标准设置必要地警示、限速等标志.加强现场值守管理,保障行车安全和施工安全,顺利完成施工任务.在每一段施工完毕后,在梁面两侧及时安装安全防护网,防止坠物.2、成立跨离临高速公路连续梁施工安全生产领导小组,专门负责跨离临高速连续梁施工安全管理工作,加强组织领导,负责施工安全方案地落实,编制施工计划及安全措施,现场做好安全把关工作,协调解决施工中可能影响施工安全地问题.安全生产领导小组人员名单如下:组长:周海军副组长:雷新民王向伟组员:闫保昌李福勇张明宋景太魏欣李海龙王宏宇孟永华加强与交警部门地联系,40、主动邀请交管部门进行现场指导,采用科学有效地防护措施,杜绝安全隐患,确保施工如期完成.严格监督,完善安全检查制度.各级安全监督人员经常检查,发现问题及时纠正,将事故消灭在萌芽状态.施工前做好一切准备工作,按照批准地施工方案,在施工过程中严格实施.施工时,在施工区前方按规定设置“前方施工,车辆慢性”地警示标志,并设置限速标识.(二)挂篮封闭防护措施在跨越临离高速公路时采用对施工挂篮全封闭地方式进行防护,两侧悬挂“粗绳网+密目安全网,对挂篮进行全封闭防护,并在已完成地节段梁两侧设置安全防护栏杆和防护网,防止挂篮跨线施工区域内地任何物体坠落到高速公路桥面上.挂篮外包防护见图13.1.挂篮施工防坠落措41、施加强职工教育,严禁向桥下丢弃物体.挂篮四周设置细眼钢丝网封闭,防止施工中钢筋、石子或其他物体掉落到桥下,钢丝网超出混凝土梁顶m.2.挂篮施工防水措施为了防止施工用水排到高速公路路面上,影响行车及施工人员安全,采取以下措施:在主梁两侧设挡水檐,防止桥面养护水下流;将主梁上地预留孔洞暂时封闭;主梁侧面及内壁养护采用养护剂或雾状薄膜.3.已浇梁段防护为防止已浇梁段上物体掉落到桥下里面上,影响高速公路行车安全,制定以下措施:施工用材料或设备在已浇梁上摆放位置距梁边不小于2m;不使用地设备、材料或其他废弃物及时清运到桥下场地;加强职工教育,严禁随意向桥下丢弃物体;挂篮前移后,立即在已浇梁两侧加设临时细42、眼钢丝网封闭.图 13 挂篮外包防护图4.防火、消防安全措施消防工作必须坚持“预防为主、以消为辅”地指导思想,严格执行省市消防条例和消防规定.成立以工程经理为组长,以安全总监为副组长地消防管理小组,负责定期分析施工人员地思想状况、经常检查消防器材、经常检查现场地消防规定执行情况、定期对职工进行消防教育.现场设置明显地防火宣传标志,每月对职工进行一次防火教育,定期组织防火检查,建立防火工作档案.使用电气设备和易燃、易爆物品,必须严格防火措施,配备灭火器材,确保施工安全.施工材料地存放、保管,应符合防火安全要求,库房应用非燃材料支搭.易燃、易爆物品应专库储存,分类单独存放,保持通风,用火符合防火规43、定.5.挂篮行走安全保证措施挂篮走行是连续梁施工最为危险地一步,作业人员必须明确挂篮走行地操作顺序,走行前作业队长及安检人员必须检查到位,走行中全过程旁站指挥.纵向张拉前,挂篮底模平台前后吊带不能松动;但内外导梁地吊杆吊带需在混凝土强度达到75%后松开下放 5cm 左右以使侧模松开.挂篮走行前,需检查纵向、竖向预应力筋是否张拉完毕;相关预留孔预埋件是否位置正确、竖直;检查垫铁是否找平、下方是否垫满,垫铁间距是否 50cm 一道;走道梁相接处是否平整无错牙,走道梁间地螺栓是否上齐;走道梁是否均与梁部预埋U 型筋或竖向精扎螺纹钢锚固紧,每根走道梁是否至少有 3 根精轧螺纹钢锚固;中主桁走道梁下方是44、否用检查主桁前后支座勾板及限位器是否焊满;外侧模桁架及外侧模是否需要切割,以不碰撞底部防护;走道梁上是否放出了挂篮走行到地位置标识及限位钢架;使主桁前进地千斤顶是否安装好,倒链挂在挂篮后面地走道梁上;逐一将所有走道梁锚固螺母再拧紧一遍,并专人检查连接器是否上下各上齐一半;挂篮以外地杆件或物体是否影响挂篮走行;内顶模及内侧模是否已脱离梁体;走行时天气风力是否超过5 级,超过时不走行.(三)防护棚安全防护措施在连续梁悬灌施工跨越前,在高速公路搭设安全防护棚架,防护棚架与临离高速斜交搭设.防护棚设计净高为5.5M,预留 2 个行车通道,通道净宽4.5m.棚架采用混凝土条形基础,基础上预埋钢板,立柱采45、用 300mm 地钢管柱焊接在预埋钢板上,立柱上方焊接 I32 工字钢,立柱间用 18 号工字钢焊接斜撑,工字钢上纵向铺设10 号槽钢,槽钢与下面地工字钢焊接连接牢固,槽钢上部满铺 2mm 地镀锌铁皮,在挂篮施工投影区域加大两M 以及棚架顶地边缘靠内两 M 范围内铺设 1.2cm 厚竹胶板.高速公路两侧在立柱间采用彩钢网封闭,以防止下落地小型物体弹回高速公路内,防护棚防护范围为梁体施工投影平面向两侧各延伸2m.防护棚布置图见图14.1.防护棚地构件检算(1)【10 槽钢强度计算图 14 防护棚布置图混凝土基础地面线I20工字钢满铺铁皮与竹胶板14槽钢I32工字钢中央分隔带行车道行车道88防护棚46、平面铁路交叉里程MDIIK40+338.66临县吕临支线铁路设计中心线离石BA-A截面AA三交孟门B1600530620530100挂篮施工中,将采取严格地措施,保证挂篮行走时或浇注混凝土时地安全,假定施工中一台电焊机坠落,来检算棚架地稳定性,一台电焊机约 0.2 吨.利用结构力学得出最大弯矩和最大剪力如下图:受力图弯矩图剪力图由图知最大弯矩为:M=2KN.m,最大剪力为:Q=1KN,查表【10 槽钢:截面 I=198cm4,W=39.7cm3,D=5.3mm,S=23.5cm3.max=Mmax Wx=2*1000/(39.7*1000)=0.05MPa w=145MPa =QS/ID10047、0*23.5*103/(5.3*198*104)=2.24MPa =85 MPa 满足要求.挠度验算:fmax=Pl3/(48EI)=2*5.33/(48*2.1*105*198)=0.14cm f=l/400=1.3cm,满足要求.(2)I32a 横梁地强度计算I32a 工字钢与临离高速方向呈88交角摆放,跨度为 5.3m,该工字钢沿临离高速线路斜向间距为4m,其上间距 40cm 均匀布置【10 槽钢,槽钢上铺2mm 厚白铁皮.计算荷载包括了白铁皮地自重、【10 号槽钢地自重、I32 工字钢地自重及挂篮施工掉落物地冲击力,具体取值为竹胶板及铁皮重量:G1=2.12kN【10 槽钢重量:G2=48、2.98KN 掉落物按照最不利位置及跨中考虑为2KN(0.2 吨).考虑 1.2 地安全系数后,得到 I32a 工字钢承受地均布荷载为:q=1.2*(G1+G2)/(l/2)=2.31kN/m,掉落物考虑冲击系数1.2,集中力为 P=2.4KN.查表得I32工字钢:截面w=145MPa,I=11080cm4,W=692cm3,D=9.5mm,S=400.5cm3,E=2.1 105Mpa.利用结构力学求得最大弯矩和最大剪力:P=2.4KNq=2.31kN/m荷载分部图Mmax=3.18kN.mMmax=8.11kN.m弯矩分部图由图知:最大弯矩为:Mmax=11.29KN.m 最大剪力为:Q=49、ql/2+P/2=7.32KN max=Mmax Wx=11.29*1000/(692*103)=0.016MPa w=145MPa,满足要求.=QS/ID7.32*103*400.5*103/11080*104*9.5=2.79MPa =85 MPa,满足要求.挠度验算:f=5ql4/384EI+Pl3/48EI=1.34mm f=l/400=17.5mm,满足要求.(3)300 10mm 立柱地强度计算棚架纵梁反力图:该棚架通过 20 根 300 10mm 立柱来支承,这里对其进行计算.根据纵梁型钢 I32a 地计算得到中间支座地竖向反力为Nmax=4.72kN,该力即为中间立柱地最大轴向50、力.钢 管 桩 受 压,故 按 照 压 杆 计 算,考 虑最 不 利 情 况.最 大 压 力P=(7.38+4.24+5.96)KN/4=4.4 KN,钢管桩自重 6.5*4.932*10=0.32KN.管截面积A=6.283cm2=P/A=20.08/(0.012246*0.9)=0.008Mpa=145 MPa 砼基础验算因钢管桩整体通过钢板支撑于砼面上,故在砼顶面压应力为=P/(1.5*1)=3.15Mpa 基础砼【】=30Mpa 因基础支撑于原有路基上,地基承载力能满足施工要求故不用计算.2.条形基础施工沿临离高速公路纵向方向设置条形混凝土基础.由于防护段在高速公路上,棚架基础采用C351、0 混凝土现场浇筑,基础尺寸为 16m(长)1 m(宽)0.3m(高),在混凝土浇筑前预埋与棚架钢立柱连接地连接钢板.3.钢管立柱施工在混凝土条形基础预制块安装完成后用吊车将300mm 钢管就位于条形基础上,电焊焊牢.在吊装、焊接无缝钢管时,为保证行驶车辆地安全,采用临时封闭半幅桥面交通地办法,将吊车就位高速公路路面,用最短地时间将钢管立柱起吊,并安装就位.4.防护棚搭设在横桥向布置4 道直径为300mm 地钢管,每道 5 根,钢管之间用型钢焊接相互连接成整体.在钢管顶部横桥方向布置5 根 I32 工字钢,每根长 7m.并与钢管顶焊接牢固,使每排立柱连接成整体.在 I32 工字钢上沿顺桥向每052、.4m 设 1 根【10 槽钢作为分配梁,并与 I32工字钢相互焊接连成整体.【10 槽钢上满铺 2mm 地镀锌铁皮,并相互固定、连成整体,确保其强度、稳定性及变形满足要求.在镀锌钢板四周设置安全防护密目网.在防护门形棚架搭设过程中,用最短地时间将防护棚搭设完毕,经过检查合格后开放交通.5.防护棚拆除在挂篮施工连续梁混凝土施工结束后,将该部位地防护棚拆卸,在拆卸防护棚时,注意交通组织,具体安排如下:在拆卸防护棚之前,准备好拆卸人员、设备(吊车、氧气瓶等).在拆除防护棚时,封闭一幅交通,将所有交通改移到另一幅道路上,尽量使用最短地时间将支架拆除、并及时清理干净路面.同时将车到改移到已经清理干净地53、半幅路面上,封闭另外半幅路面,采用同样地方法拆除剩下地防护棚,然后清理干净路面,全线开放交通.拆卸下来地型钢及时用车辆运送到指定地点,不得影响临离高速公路上地车辆正常通行.防护棚拆除结束后,及时将路面清理干净,同时移走该施工部位地所有标识、标牌.6.交通总体封闭方案铁路连续梁计划完工日期2013 年 8 月 19 日,其中中跨合拢时间7 月20 日,若高速公路早于此时间通车,按中跨挂篮位置实行公路半幅或局部封闭通行方式保通.(1)交通封闭原则临离高速公路施工车辆多,车流量大,因此,保证工程施工期间地交通畅通是保证施工顺利进行地前提.在保证临离高速公路地行车安全、畅通保证地基本要求下,施工期间工54、程队与高速公路施工单位协作配合,采取各种有效地缓堵、安保措施,最大程度减小施工拥阻,严防重特大交通事故和责任生产事故,在高标准,高质量、高效率完成施工任务地同时,全力以赴地搞好施工地安全畅通交通.(2)总体方案根据本工程特点,在综合考虑施工安全、施工进度、施工质量和提高工作效率地方面地因素制定了施工总体方案.在防护棚搭设、支架拆除时,需要对该段单幅桥面交通实行交替封闭管理,施工区单幅桥面全部封闭,另一幅作为双向通车.在连续梁施工阶段,临离高速公路车辆正常行驶,但在施工区段前方按规定设置警示标志.在路面临时封闭、改道过程中,区段实行两端控制,施工区段两侧方向都配备安全交管防护人员、安全员各配备155、 人.在连续梁施工区段内搭设临时非承重防护棚,防止高空杂物坠落,影响交通.在施工地点前设置好警示牌,提醒司机前方正在施工,设置防护引导设施确保车辆安全通过.同时派专人进行安全巡视,确保施工期间公路交通安全畅通.施工中,加强与高速公路建设单位、施工单位地紧密联系,及时沟通,确保施工过程中地交通安全.若施工中需要变更施工方案,必须事先征得高速公路建设单位地同意后才能执行变更方案,否则不得擅自变更方案.7.安全措施支架搭设采用封闭一幅路面,借道分流方式,沿线设置交通安全警示设施以警告、提醒和引导车辆通过施工控制区和加强安全防范意识,确保工作区内施工人员和设备地安全,措施如下:引流、防撞:整个施工控制56、区采用发光锥形交通路标进行隔离,布设间距 10m,沿公路方向 100m;并在施工现场设置防撞墙,以提高施工区地安全性;隔离用设施具有夜间反光功能.警告灯:为使驾驶员在较远地距离内引起注意,较好地起到警示作用,在警告区内沿路连续设置警告频闪灯.警告频闪灯固定在路肩外侧埋设地竖杆上.在型钢防护棚入口地一端,贴上红白相间地反光膜,并安装红色警示灯,间距 50cm 一个串联连接.夜间在灯光照射下司机可以清楚地看到此处开始进入施工通道.防护棚通道内护栏涂刷反光漆,便于提示司机确认行车道宽度.同时在防护棚通道内纵梁间安装夜间照明灯,便于提示司机确认行车道净高.门形支架搭设后,在纵型钢梁上焊接钢管支架,型钢57、梁底部拉设安全网、顶部设置人行通道护栏并围护安全网,避免高空坠物伤及行车安全.支架搭设完,型钢横梁上满布木板,避免后续施工时小型机具、材料坠落.警示牌:从警告区开始依次设置施工标志、限速标志、车道合流标志、施工标志和解除限速标志等交通标志牌.安全监控:施工期间工程部配备安全员24 小时配合值班.做好防撞墩、警示锥筒等维护和紧急情况汇报.8.门架搭设期间防护措施(1)交通组织方案棚架施工采用2 台 20T 吊机拼装临时支架.上部结构施工需单幅封闭.开口带设置委托离临路政部门按相关要求完成,交通转换后保持另一幅路面双向行驶.根据施工组织安排要求,门架搭设地顺序是:先搭设高速公路左线门架,再搭设高速58、公路右线门架.(2)交通组织措施为保障通行车辆地安全畅通,设置施工现场保通岗,配备必要地车辆,设备和人员,负责施工现场地交通管理和保通工作.施工现场保通岗根据现场交通量指挥车辆通行,防止防护棚对双向路段通行车辆地影响.9.支架、门架及临时标志拆除本连续梁成桥后,应及时拆除门架,拆除按从上到下从左到右地原则进行,先拆除纵梁上方地木板及绿网,再拆除纵梁和横梁,最后拆除钢管柱和条形基础,纵梁、横梁、钢管柱、条形基地拆除左右侧应分阶段,拆除时按施工门架交通疏解措施对路面进行封闭,施工期间损坏地路面按公路管理部门地要求进行修复,路面修复完毕后拆除各种临时标志.10.施工期间临时标志设置施工期间临时标志按59、 道路交通标志和标线(GB5768-1999)地相关要求设置.11、铁路连续梁计划完工日期2013 年 8 月 19 日,其中中跨合拢时间7 月 20 日,若高速公路早于此时间通车,按中跨挂篮位置实行公路半幅或局部封闭通行方式保通.七、工期安排施工准备:2012 年 8 月 20 日2012 年 10 月 25 日,施工准备包括场地平整、便道修筑、队伍进场、队伍驻地建设、设备材料进场、混凝土集中拌和站建设等工作;孙家沟大桥计划 2012 年 10 月 25 日开工,2013 年 8 月 19 日完工,工期11 个月.其中:基础施工:计划2012 年 10 月 31 日开工,2012 年 12 月 19 日完工,包括全桥墩台桩基础施工;承台施工:计划 2012 年 11 月 20 日开工,2013 年 1 月 21 日完工,包括