斜拉桥主塔施工方案Word格式.docx
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主桥结构形式采用独塔、双索面、密索、对称扇形布置、预应力砼双纵肋主梁、塔梁墩固结体系
桥梁标准宽度:
30m,横断面布置为2×
(2.5m人行道+3.0m非机动车道+0.5m防撞护栏+0.5m路缘带+2×
3.5m机动车道+0.5m路缘带)+2m中分带,主桥另设拉索锚固区2×
1.25m,桥宽32.5m,桥下无通航要求。
主桥及引桥桥面铺装均采用8厘米C40砼(调平层)+防水层+7厘米沥青砼面层,桥面铺装总厚度为15厘米,其中砼调平层内设置间距10厘米×
10厘米的钢筋网,钢筋采用D9焊接钢筋网。
5.1.2.6 斜拉索与钢锚梁
斜拉索采用15.2环氧喷涂钢绞线成品索,其标准强度为1860Mpa,弹性模量不小于1.95×
105MPa,拉索设计安全系数≥2.5。
斜拉索的防腐材料选用黑色高密度聚乙烯材料(PE材料),采用五层防护,第一层为环氧喷涂全涂装覆层,第二层为防腐油脂,第三层为单根钢绞线热挤PE防护,第四层为防腐油脂,第五层为斜拉索整体外包HDPE防护,PE护套不受力,延长其使用寿命。
主塔单肢共24对索。
斜拉索塔端采用钢锚梁的锚固方式。
全桥钢锚梁共24套。
每套钢锚梁锚固2对斜拉索,每对斜拉索纵桥向的平衡水平分力由钢锚梁承受,不平衡水平分力通过钢锚梁顶座传递到预埋钢板,由索塔承受;
竖向分力通过牛腿传到塔壁后,全部由索塔承受;
由于本桥索塔为曲线型,空间索在横桥向存在的不平衡水平分力,通过钢锚梁与钢牛腿之间的高强螺栓螺柱受剪传递到钢牛腿,由索塔承受。
具体构造特点和要求如下:
1)钢锚梁与钢牛腿之间的接触面之间采用不锈钢板和四氟板组成滑动副,钢锚梁沿其纵轴向可作移动,以确保纵桥向平衡水平分力全部由钢锚梁承受的受力模式。
2)钢锚梁组装时须确保高强螺栓螺母端朝下方布置,且应安装好开口销,以确保螺母及垫圈不脱落。
钢锚梁出厂时应确保全部高强螺栓按规范预紧力预紧。
张拉斜拉索时工地现场释放钢锚梁一端的高强螺栓至预紧力为0。
斜拉索全部张拉结束后,释放全部高强螺栓至预紧力等于0,且须确保螺母与螺栓不脱扣,开口销安装完好。
钢牛腿是钢锚梁的支撑结构,由上承板、托架板、塔壁预埋钢板、剪力钉和与劲性骨架相连的连接钢板组成。
相邻两块塔壁预埋钢板上下的间隙为5mm,施工时可用临时垫块调整间隙及钢牛腿的位置,施工完毕应将垫块去除,保证5mm缝隙的横向连续性。
图5.1.2-3主梁一般构造图
5.1.2.7 支承体系
两端交界墩处设置XQZ300SX球形支座。
5.1.3 工程特点及重点、难点
(a)大桥主塔为曲线型,造型美观,构造复杂,钢锚梁通过剪力钉与主塔连接,主塔为空间曲面线型、钢锚梁及安装精度、砼施工质量控制难度较大。
(b)塔柱施工属于高空作业,安全隐患多,施工难度大,塔柱高度高,混凝土泵送难度大。
(c)高空大型吊装作业多(钢锚梁、前支点挂篮),安全风险大。
(d)水上运输条件困难,包括人员的运输、材料的运输以及水、电等
(e)主梁采用挂篮悬浇,桥面横向宽度32.5米,施工控制难度较大。
5.4.1 施工组织管理
5.4.1.1 管理目标及要求
(a)质量目标
确保达到单位工程与综合验收合格,争创省级优质工程奖。
(b)工期目标
总工期28个月,2013年9月底开工,2016年3月底完工。
(c)安全目标
1不发生人身重伤事故;
2不发生火灾事故;
3不发生集体食物中毒事件(同时5人及以上的食物中毒);
4不发生流行性传染病(无甲型传染病、其他常见传染病未形成多人同时患病);
5不发生重大环境污染事情(生活、工业垃圾及其他污染物造成环境污染和大面积水土流失);
6不发生对施工区附近生产、生活造成重大影响的事情(如造成重大设备损坏、人员伤害等);
7不发生治安保卫事件(构成刑事拘留及以上的事件、盗窃直接损失超过1万元人民币的事件)。
(d)管理要求
根据业主的管理要求,建立健全管理体系和制度,完善资源保障和各项管理措施,做到科学管理、和谐建设。
1选派具有丰富类似工程经验的人员组成项目经理部,设置与项目管理要求相适应的职能部门,完善人力资源管理,在不同层面上配备数量足够、业务精湛的工程管理及技术人员,确保所有参建人员的综合素质与本项目建设要求相匹配。
2全面推行规范化、标准化、程序化和专业化管理,借助现代科技管理手段,依托信息化管理平台,建立综合集成管理信息保证机制。
针对本工程的复杂性和特殊性,建立健全涵盖各施工要素的管理措施和技术标准,建立健全规范、系统、具有可追溯性的全过程内控和责任机制。
3加强风险管理,特别是施工过程中的水陆交通安全管理以及相关各方的公共关系管理,为千厮门嘉陵江大桥建设营造良好的社会氛围。
4建立推动工程技术和管理创新的平台和激励机制。
5.4.1.2 施工组织管理机构
本工程项目部设工程技术部、财务合约部、质量管理部、安全环保部、设备物资部、测量组、试验室、综合办公室等部门,下设四个作业工段,项目部通过各作业工段协调指挥各生产班组完成施工任务。
项目经理部的运作实行项目经理责任制,坚持“经理负责,全员管理,标价分离,项目核算,指标考核,严格奖惩”的原则,规定项目经理与公司之间,项目管理层次与公司管理层次之间,项目管理层次与作业层次之间的关系,以及项目经理的责任、权限和利益。
公司是项目管理的决策与管理层次,与项目经理签订《项目管理目标责任书》。
项目经理严格按《项目目标管理责任书》进行目标控制,确保项目目标的实现。
本工程施工组织管理机构见图5.4.1-1。
图5.4.1-1施工组织管理机构图
项目经理部主要管理人员及部门的主要职责表如5.4.1-1所示:
表5.4.1-1项目经理部主要管理人员及部门的主要职责表
序号
人员或部门
管理职责
一
项目经理部
代表公司对本工程实施组织、指挥、协调与监控,处理一切与本工程相关的事务,对建设单位全面负责。
二
项目经理
(1)负责质量方针和质量目标在本工程项目上全面实现。
(2)对工程质量负领导责任,对不合格工程项目交付使用负直接责任。
三
项目副经理
(1)贯彻落实项目部质量方针,确保质量目标在分管系统内实施。
(2)对分管部门的质量职能履行直接领导责任。
(3)主管生产的副经理在施工全过程质量管理中负领导责任。
四
总工程师
(1)主持本项目部的技术、质量工作,并逐级分配质量职能,对项目部质量体系运行负责。
(2)组织现场调查,主持编制和报批施工组织设计、创优计划和质量计划,组织编制实施细则。
(3)负责图纸会审,组织参加业主或工程师组织的设计交底,主持施工技术交底。
(4)主持对工程质量的定期检查、验评,参加工程竣工验收。
(5)主持质量事故调查处理工作。
五
项目经理部各职能部门职责
1
工程技术部
(1)参与项目图纸会审、设计交底、施工方案研讨,负责施工技术管理。
(2)负责施工组织设计的编制及实施的检查、监督。
(3)负责过程控制及工序标识。
(4)负责施工现场考评,做好服务的实施工作。
2
安全环
保部
(1)对施工安全生产实施协调与控制,负责职工劳动保护工作。
(2)负责建立安全保证体系,有权对不安全因素制止并提出整改措施。
(3)监督实施年度安全防范措施,并检查、验收实施情况。
(4)按有关规定参与重大安全事故的调查、分析、处理工作。
3
质检部
(1)负责质量体系的建立、保持和运行的日常管理工作及内部质量体系审核工作。
(2)负责检验、试验和计量的监督管理。
(3)负责工序质量检验和转序工作。
(4)负责不合格品控制。
(5)行使质量否决权,行使质量检验职能。
4
物资设备部
(1)在项目经理部分管副经理的领导下,负责物资采购、保管、供应工作。
(2)根据施工进度安排,编制材料用料计划,确保优质材料供应。
(3)负责材料的标识和可追溯性的归口管理。
(4)对因使用劣质材料造成产品发生质量事故,负主要责任。
(5)确保船舶、机械、设备完好程度,满足施工需要。
(6)制定船机设备的检修和保养计划,负责船机设备的检修和保养。
5
计划财务部
(1)负责对合同执行过程总的经济风险进行预先评估。
(2)负责组织合同评审、统计工作。
(3)负责听取用户意见,提出改进建议,做好服务。
(4)负责对外分包工程的评价和管理,实施合同管理。
(5)负责成本控制和财务核算工作。
6
综合办公室
(1)负责综合性文件和资料的管理和人事管理工作。
(2)负责有关信息、资料的收集与处理,及时准确的做好宣传报导工作。
(3)对“五大员”和特殊过程操作人员建立技能考核的制度。
(4)负责对民工进行培训工作,并实行三证制度。
5.4.2 总体施工安排及流程
5.4.2.1 施工总体安排
以索塔及主桥上部主梁安装为主线,重点控制索塔封顶及主梁安装贯通两个节点工期,统筹安排,科学调度,安全、高效、优质地建成涪江五桥大桥工程。
(1)工程开工后立即开展栈桥设计、主塔钢围堰、主梁挂篮、主塔爬模系统设计制造及营地建设;
(2)优化主塔施工及主梁安装工艺,提高施工效率;
(3)为满足总工期要求,需在2014年洪水期施工塔柱,施工前应通过计算分析,确定钢围堰允许最大内外水头差,密切关注水文预报资料,合理安排塔柱施工时机,严格控制钢围堰内外水头差,确保施工安全;
(4)在上塔柱施工期间同步安装0#块支架;
(5)边跨主梁搭设临时支架
(6)合理安排施工顺序和斜拉索、挂监加工制造及进场时间,确保塔、梁施工工序转换顺利流畅。
5.4.2.2 总体施工流程
总体施工流程见图5.4.2-1所示。
图5.4.2-1总体施工工艺流程图
5.4.3 施工阶段划分及关键节点工期
为统筹安排施工进度,有序组织施工生产,根据现场具体情况,拟将工程划分为如下几个主要施工阶段,各阶段主要工作内容及节点工期如下:
施工准备阶段:
2013年9月1日~9月30日。
主要工作内容包括:
总体施工组织设计编写、桩基施工方案编写及报批,临时施工场地租用及驻地建设,施工测量控制网复测、加密及精密导线布置,爬模系统设计与制造,前支点挂篮系统设计与制造,钢围堰设计与制造,办理施工许可证,前期施工设备物资采购及进场检验,混凝土配合比设计及报批等。
(a)主桥桩基施工阶段:
2013.10.1日~2013.1.15日主桥桩基施工
(b)钢围堰下放,主桥承台系梁基坑开挖:
2013.11.15日~2013.12.15日
(c)塔柱施工阶段:
2013年12月15日~2014年12月30日。
塔柱施工(含横系梁及下、上横梁等),125t.m塔吊及施工电梯安装调试,0#、1#块支架安装,挂篮加工制造、试拼、运输及检验,交界墩基础及墩身施工,引桥基础及部分墩身施工等。
(d)上部主梁浇注阶段:
2014年12月1日~2015年8月31日。
索塔区主梁浇注,合龙段浇注,引桥剩余墩身及上部箱梁现浇施工等,实现全桥主结构贯通。
(e)工程收尾阶段:
2015年8月31日~2015年12月31日。
附属设施施工、桥面铺装、标志标线、成桥静动载试验、竣工验收等。
5.4.4 主要施工方法及关键设备
5.4.4.1 主要施工方法
(1)索塔施工
1塔柱分27个节段现浇,起步段2节,浇筑高度分别为2.12m、4.5m,起步段第一、二节搭设脚手管支架作为施工平台,立模现浇,其余节段均采用爬模施工,标准节段高度为4.5m,锚固区标准节段3.9m。
2塔柱上、下横梁,采用搭设支架施工,与塔柱分离异步施工。
3中塔柱施工时每隔一段距离设一道水平横撑并对索塔施加一定的水平顶推力,水平横撑与塔柱固结。
水平横撑待索塔施工完成后拆除。
4混凝土采用泵送工艺施工。
(2)主梁施工
主梁采用前支点挂篮悬浇。
(3)斜拉索施工
钢绞线斜拉索采用单根挂索、单根钢绞线一次张拉成型的工艺施工。
(4)交界墩施工
两侧交界墩均位于河堤外侧,均为干施工。
1钻孔灌注桩用旋挖钻机成孔,浇筑水下混凝土成桩。
2承台采用干施工,混凝土一次浇筑完成。
3墩身采用翻模施工,标准施工节段高度4.5m。
5.4.4.2 关键设备
(a)120t.m塔吊
根据索塔及临时墩施工的需要布置2台125t.m塔吊作为索塔施工及支架安装的垂直起重设备。
塔吊主要性能参数如表5.4.4-1所示:
表5.4.4-1250t.m塔吊主要性能参数表
名称
倍率
速度(m/min)
吊重(t)
绕绳量(m)
电机功率(KW)
起升
0~16
16
Φ20-525
51.5
0~32
8
变幅
0~58
堵转力矩185t.m
回转
0~0.7r/min
2×
145t.m
行走
标准速度12.5~25
3.7
电力
380V,50HZ,105KVA
平衡重
臂长(m)
重量(t)
55
17.3
250t.m塔吊吊重曲线图如图5.4.4-1。
图5.4.4-1250t.m塔吊吊重曲线图
5.5 主要工程项目的施工程序和施工方法
5.5.2 索塔施工
5.5.2.1 简述
斜拉索通过钢锚梁锚固于上塔柱,为抵消斜拉索的不平衡水平分力,在上塔柱斜拉索锚固区内配置了Φ32的精轧螺纹粗钢筋。
索塔采用C50混凝土,为便于施工、定位,索塔内设置劲性骨架,劲性骨架须按照图纸要求与钢牛腿壁板进行焊接连接,塔顶设置避雷针及导航灯,塔内设检修爬梯。
5.5.2.2 施工难点及重点
(a)施工测量及控制
塔高107m,测量控制难度大,需采用多种测量手段进行放样及施工控制测量,确保索塔施工精度要求。
索塔施工测量及控制的重点和难点有:
外形轮廓曲线控制、钢锚梁安装定位及精确控制;
索塔结构应力和变形控制,包括多种工况以及日照温差、风荷载等因素影响下的索塔各部位的应力状态和变形控制。
(b)钢锚梁施工
斜拉索锚固区钢锚梁制作、安装精度要求高,单节钢锚梁重4.5t,钢锚梁安装定位难度大,定位精度将直接影响斜拉索安装质量结构受力和耐久性。
(c)高性能混凝土施工
索塔混凝土最大泵送高度约107m,砼强度等级、抗裂及耐久性要求高,泵送难度大。
混凝土配合比设计及浇筑工艺是确保索塔混凝土质量的关键,尤其是上塔柱钢混结合段混凝土施工难度大。
5.5.2.3 总体施工工艺
(a)塔柱起步段采用搭设脚手管支架作施工平台,立模现浇,第一段高度2.2m,第2个节段高度4.5m;
其余节段采用爬模施工,标准施工节段高度为4.5m,锚固区标准节段高度3.9m共27个节段。
(b)下塔柱横梁、上塔柱横梁,采用搭设支架施工,与塔柱分离异步施工,下塔肢横梁一次浇筑完成,上塔塔横梁分四次浇筑完成。
(c)中上塔柱施工时,每隔一段距离设置一道水平横撑,对索塔施加一定的水平拉力,避免因施工荷载和塔柱自重引起过大的横向水平位移。
中塔柱施工时每隔一段距离设一道水平横撑并对索塔施加一定的水平顶推力。
水平横撑与塔柱固结。
及横撑待索塔施工完成后拆除。
(d)塔柱混凝土采用泵送施工工艺。
5.5.2-1塔柱分段示意图
5.5.2.4 设备选型及布置
(a)塔吊选型及布置
塔柱施工阶段选用2台120t.m塔吊作为施工起重设备,分别布置在墩轴线上下游两侧。
塔吊采用基础预埋在主塔塔座里,采用组合型钢基础,顶标高为113m。
(b)混凝土泵送设备选型及布置
索塔混凝土采用商品混凝土,由8m3混凝土罐车运输到现场,泵送入仓。
根据混凝土的泵送高度浇筑强度要求,选用一台SCWHINGBP4000高压混凝土泵,混凝土泵布置在塔座底部,输送管道沿塔柱外侧布置利用爬模预埋栓孔固定。
(c)施工电梯选型及布置
塔柱施工期间布置二部SCQ200GP型施工电梯下塔柱施工时,在承台顶面安装1#、2#电梯,作为上、下塔柱及上游侧中、上塔柱的施工通道,安装总高度为107m,塔柱施工完毕后拆除。
电梯导轨附着于塔柱外壁,并随着爬模外架的爬升而接高。
爬架外侧底口设置吊挂平台,作为电梯站台,见图5.5.2-1所示。
图5.5.2-2塔吊及施工电梯布置图
5.5.2.5 塔柱施工
(a)施工工艺流程
根据塔柱结构形式及高度情况,塔柱共划分为27个施工节段,标准节段高度4.5m。
塔柱采用爬模施工(起步段除外)。
塔柱施工工艺流程见图5.5.2-4所示。
(b)起步段施工
下塔柱起步段2段第一段高2.1m,第二段高4.5m,起步段采用搭设脚手管支架作为施工平台,立模现浇。
施工完成后,安装爬模系统。
(c)塔柱爬模施工
索塔2~26节段采用液压爬模施工,共计25个节段。
根据塔柱结构的变化,在12#节段模板需进行一次转换,在第17#节段,横桥向模板左右倒支使用
1液压爬模系统
爬模系统主要由模板体系和液压爬升体系组成。
塔柱分层施工高度为4.5m,模板设计高度为4.8m。
外模共设6层工作平台,内模采用挂架与模板组合。
所有平台均设置可调机构,随着索塔截面的变化,调整模板及工作平台尺寸。
液压爬模施工示意见图5.5.2-5所示。
图5.5.2-3塔柱施工工艺流程图
图5.5.2-4爬模施工示意图
图5.5.2-5爬架布置图
A.模板体系
由于索塔截面形状、尺寸在一直变化,在施工过程中,需不断调整模板尺寸。
根据索塔的这一结构特点,塔柱外模板在平面上分为8块,施工时主要通过调整横桥向模板尺寸来达到设计要求,模板平面布置见图5.5.2-6。
图5.5.2-6模板布置图
塔柱内外模板采用新制木模,当整个爬升结构全部安装到位后,利用其自身的液压传动装备就可自动完成外模板的上升、下降。
内模板通过塔吊提升、安装。
B.爬升体系
外模板体系通过钢梁与爬升主体相连,爬升系统由油缸驱动,液压自动爬架设6个工作平台。
在塔柱施工过程中,布置在塔周的爬升体系均同步爬升,带动模板共同均匀上升。
各个油缸通过控制调节器相互协调同步工作。
1爬模施工阶段
共25个节段(2~26段),外模采用自动爬架与木模板组合,内模采用挂架与模板组合
2吊模施工阶段
索塔第25、26异形段内侧模板采用吊模施工,因25、26内侧为小半径圆弧(半径11.6m),内侧爬模无法布置轨道,采用在内侧能过预埋件搭设施工平台,用塔吊吊安内侧模板,外侧模板正常爬升。
(d)塔肢间临时撑杆设计与施工
随着塔柱升高,索塔将产生较大水平位移和内倾力。
为抵消由于中下塔柱向内倾斜而引起的水平分力,控制塔柱位移与应力需要,在中下塔柱施工的同时每隔一定距离设置水平撑杆。
中塔柱拟设2水平支撑,水平支撑安装后即施加主动顶推力。
中塔柱水平撑杆拟设2道,每道水平撑杆采用2根φ1200×
14mm钢管,钢管通过预埋件与塔柱连接、水平撑杆采用塔吊整根吊装。
图5.5.2-7肢间临时撑杆布置示意图
考虑水平横撑支撑及拆除将引起索塔变形,下中塔柱立模时需设置一定的预偏量加以调整。
(e)上塔柱钢锚梁制作运输
1钢锚梁进场验收及安装
钢锚梁加工制作是钢锚梁施工的一个关键工序,其加工工艺及精度直接影响钢锚梁承载能力和安装精度,应委托专业的厂家加工。
钢锚梁制造完成后在厂内进行节段间整体试拼装,检验整体几何尺寸、节段对接偏差和栓孔重合率。
经检测合格后进行涂装,发运至工地。
钢锚梁进场前经全面质量检查、验收、提交全部检查验收文件,报监理工程师确认签证合格后,填发产品合格证。
待完成并提交全部出厂文件后,钢锚梁构件及配件才能作为合格产品进场。
钢锚梁安装是上塔柱施工中的重要工序,其安装质量直接影响斜拉索能否顺利穿束,其安装定位精度必须控制在允许偏差范围。
详见。
表5.5.2-1钢锚梁安装的检查项目
检查项目
容许偏差
横桥向轴线位置偏差
±
5m
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