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1、鋼拱組合體系橋梁鋼結構頂推工程施工專項方案編 制： 審 核： 批 準： 版 本 號: ESZAQDGF001 編制單位： 編 制: 審 核： 批 準： 二XX年X月 目 錄一、工程概況11.1、概述11.2、結構形式11.2.1、主橋結構形式11.2.2、引橋結構形式41.3、地質水文情況51.3.1、氣象水文條件51.3.2、氣象水文條件71.4、工程施工重點與難點9二、總體部署及工藝介紹102.1、總體部署102.1.1、施工總平面布置102.1.2、施工組織管理機構112.1.3、主要資源配備132.2、施工主要工藝介紹162.2.1、施工工藝流程172.2.2、主橋施工工藝流程182.2、2.3、引橋施工工藝流程19三、頂推施工輔助結構設施203.1、引橋墩旁支架203.1.1、引橋墩旁支架設計203.1.2、墩旁支架驗算213.1.3、墩旁支架施工223.2、水中臨時墩243.2.1、水中臨時墩設計243.2.2、水中臨時墩驗算253.2.3、水中臨時墩施工283.3、前、后導梁303.3.1、導梁設計30一、工程概況1.1、概述XX大橋屬于XX上規劃建設的十座大橋之一，位于XX大橋（原XX二橋）下游5km，XX大橋（原XX六橋）上游8km處。XX大橋北岸橋位位于XX，與規劃XX路相連，XX橋位位于XX南大堤GPS24-2控制點，與XXXX大道相連。橋位處江面寬1.7km。X3、X大橋工程北起XX，南至XX一路，工程設計范圍自樁號K0+000.000K1+855m，全長1855m，其中第I合同段總長度945m，其跨徑布置為55+285+90+3210m，橋跨布置如圖1.1-1所示。圖1.1-1 橋跨布置圖1.2、結構形式1.2.1、主橋結構形式主橋上部結構為3210m三孔結合梁鋼拱組合體系拱橋，相鄰兩個拱橋間采用簡支結合梁連接。簡支拱支承跨徑188m，拱肋系由主拱肋、副拱肋、主副拱肋之間的橫向連桿以及拱頂橫撐等構件組成。主拱肋外傾12，立面矢高43.784m。副拱肋軸線為空間曲線，立面矢高33m。主拱采用矩形截面,寬2.2m，高3.2m；副拱采用方形截面，邊長1.5m4、，主副拱肋之間的橫向連桿采用圓鋼管，間距8.5m。拱橋主梁為等截面鋼混凝土結合梁結構。全高4.5m，全寬37.7m。結合梁鋼梁材質為Q345qD，為主縱梁（閉口邊拱梁）、中橫梁、端橫梁、小縱梁組成的雙主梁梁格體系。其中：兩側鋼主縱梁間距27.6m，縱梁每8.5m一個節段（跨中為12.75米，拱梁交界段為12.155米），每間隔4.25m設置一道橫梁，每兩道橫梁之間設置一道小縱梁。鋼橫梁間距4.25m，混凝土橋面板厚26cm。鋼主縱梁內部設系桿索。拱橋吊桿間距8.5m，吊桿上端錨固于主拱肋，下端錨固于鋼主縱梁。簡支結合梁支承跨徑18.2m，構造形式與拱橋主梁相同。圖1.2-1 鋼拱梁結構示意圖圖5、1.2-2 主梁斷面圖1.2.2、引橋結構形式引橋上部結構為55+285+90m，引橋橋面寬度31.5m，結構形式為等高度單箱單室鋼混凝土組合結構連續拱梁，梁中心線高4.5m。結構斷面由砼橋面板及整體成槽形的鋼梁組成，槽形鋼梁整體上由頂板、腹板底板、空腹式橫梁、實腹式橫梁、腹板加勁肋、底板加勁肋組成；頂板厚度36mm56mm，寬1.2m1.8m；腹板厚度24mm36mm，斜率約1：4.07；底板厚度18mm36mm，寬11.05m；腹板上布置有豎向及水平向腹板加勁肋，豎向加勁肋斷面形式為T型或板式，連續布置，水平向斷面形式均為U肋，間斷布置；底板上布置有底板縱向加勁肋，斷面形式為板式，通過設置6、過焊孔穿越空腹式橫梁，縱向連續布置；空腹式橫梁標準間距4.25m，空腹式橫梁由T型腹板豎向加勁肋、T型橫向底板加勁肋，以及水平和斜向撐桿等組成；支點處布置實腹式橫梁。槽形鋼梁頂面寬度13.1m，底板寬度11.05m。在橫梁位置設置撐桿及橫向連接系統，橫向連接系統總寬度31.5m，在空腹式橫梁位置設置外側挑臂撐桿及內部撐桿支撐橋面板系統，撐桿下側連接于橫梁下側兩端靠近腹板位置，撐桿上側連接于挑臂橫梁及內橫梁，實腹式橫梁處只設置外側挑臂撐桿。在兩側橫向離腹板頂緣5.75m位置設置小縱梁，兩端連接于橫向連接系，用以增強挑臂鋼結構額穩定性及通過布置剪力釘群增強與橋面板的密貼性。支點左右各約12.75m7、范圍內采用雙結合的結構形式，該區域內底板縱向加勁肋演變為開孔板剪力鍵，同時間隔布置剪力釘，保證砼板與鋼梁密實結合。底板砼跨越1道實腹式橫梁及4道空腹式橫梁，為保證底板砼的連續性，在這4道橫梁腹板上配有剪力釘。圖1.2-3 引橋標準斷面圖圖1.2-4 引橋支點斷面圖1.3、地質水文情況1.3.1、氣象水文條件1.3.1.1、氣象條件杭州市屬于亞熱帶季風氣候區，四季交替明顯；冬季受蒙古高壓控制，盛行西北風，以晴冷、干燥天氣為主，是低溫少雨季節；夏季受太平洋副熱帶高壓控制，以東南風為主，海洋帶來充沛的水氣，空氣濕潤，是高溫、強光照季節；春節降水豐富，且降水時間長；秋季干燥，冷暖變化大。據浙江省氣象中8、心，XX及杭州市氣象局資料，杭州市常年平均溫度16.2，極端最高氣溫為40.3（2003年），極端最低氣溫為-9.6（1969年）；歷年平均降雨量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（臺風雨季），年總降雨日140170天；多年平均蒸發量12001400mm，年陸面蒸發量800mm左右；多年平均相對濕度8082%；多年平均雷暴日數36天，最多雷暴年56天；多年平均大霧51天，最多大霧64天；無霜期220270天；最大積雪厚度為15cm。全年主導風向以東風為主，北西風次之，歷年最大風速20m/s，平均風速1.9m/s，全年039、.0m/s風速所見比例為92.4%。1.3.1.2、水文條件工程河段內河床演變特點：年內洪沖潮淤，年際受連續豐、枯水文年及下游尖山河段主槽曲直的影響較大，連續豐水年尖山河灣主槽順直，河床大沖大淤；連續枯水年尖山河段主槽彎曲，河床變幅較小。深槽的年內變化與整個河段洪沖潮於的特點基本一致，年際最大沖於幅度達11m。橋位斷面由于受XX至XX及北岸丁壩局部沖刷坑的影響，河床主槽主要集中在離北岸200800m的范圍內，出現頻率為92%。主槽擺幅在650880m之內，年內沖於變化在26m之間。橋位斷面XX處于XXXX灣道的凸岸，在彎道水流的作用下存在邊灘，邊灘的寬度及高程隨XX流域徑流的時空分布的變化而發10、生相應的沖於變化，變幅較大，平均低潮位以上的邊灘寬度多年平均值約為330m。距離橋址最近的水位站為XX水文站，位于橋址上游僅2km左右，橋址水位可直接采用XX水文站水位資料，潮位特征值見表1.3-1。表1.3-1 水位資料，潮位特征值項 目單 位七 堡量值出現時間平均高潮位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日平均漲潮歷時h:min1:37平均落潮歷時h:min10:47XX大橋工程處于XX河口沙坎頂端附近，受潮流和徑流的共同作用。相關計算分析結果表明：由于橋址處于洪潮共11、同作用的河口段中間，橋址斷面最大流量和最大洪水流速出現在特大潮落時刻。工程斷面0.33%和1%頻率的設計洪峰流量分別為33114m3/s和31772m3/s，相應的最大斷面平均流速分別為3.2m/s和2.84m/s。高水位分別為8.66m和8.30m，1%頻率低水位為1.1m。橋址斷面各頻率的流量及相應的最大平均流速，見表1.3-2。表1.3-2 橋址斷面各頻率的流量及相應的最大平均流速頻 率0.2%0.33%1%2%斷面流量（m3/s）35563331143177227319斷面平均流速（m/s）3.293.202.842.73以逐年年最高潮位與當年平均潮位的差值，即距平值，作為統計樣本，采12、用皮爾遜型適線進行重現期分析。XX、倉前站高、低水位統計結果見下表，橋位附近的設計高低水位取用XX站的值。表1.3-3 橋位附近的設計高低水位取用XX站的值頻 率XX倉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特殊的水力現象。由于河口段河寬沿程向內急劇收縮，河床迅速抬高，潮波從外海向河口上游傳播過程中產生劇烈變形，遂使漲潮波前開成明顯鋒面，陡度達1:91:9.4，近岸灘地較淺處潮波鋒面往往破碎。涌潮行進速度一般13、約47m/s，同一地占水位漲率可達1m/s。水位驟升的同時，流速亦從落潮方向反轉成漲潮方向，隨之，流速劇增，俗稱“快水”，快水一般持續二十分鐘左右。今年來，涌潮約在高陽山下游2.5k的白臘礁一帶形成，上溯過程中逐漸增強，到八堡大缺口一帶最大；之后強度漸弱。強潮時，涌潮潮頭可上溯到聞家堰以上，全程約90km。1.3.2、氣象水文條件工程區第四系地層厚度達60余米，按地質時代、成因類型及工程特性，劃分為6個大層，13個亞層。自上而下分述如下：、填土，受人類活動影響，成分較雜，結構松散，分布于表層。、全新統上中段沖海相沉積層，下分四個亞層。-1、亞砂土：灰、灰黃色，稍密，濕，含鐵錳質氧化斑點，干強度14、低，低韌性，搖振反應迅速，無光澤，中等壓縮性。-2、亞砂土：灰色，稍密，濕，局部夾粉砂，干強度低，低韌性，搖振反應迅速，無光澤，中等壓縮性。-3、粉砂夾亞砂土：灰色，稍密，飽和，局部夾亞砂土，干強度低，低韌性，搖振反應迅速，無光澤，中等壓縮性。-4、亞砂土：灰色，稍密，很濕，局部夾淤泥質亞粘土和粉砂，干強度低，低韌性，搖振反應一般，無光澤，中等偏高壓縮性。、淤泥質亞粘土，為全新統中段濱海、海灣相沉積層?；疑?，流塑，具水平層理，層間夾粉砂薄層，含腐殖質，干強度中等，中等韌性，搖振無反應，稍有光澤，高壓縮性。、全新統下段淺海相沉積層，下分兩個亞層。-1、淤泥質夾亞粘土：灰色，流塑，具鱗片狀，局部夾15、薄層亞砂土，含貝殼碎屑，干強度中等，中等韌性，搖振無反應，稍有光澤，高壓縮性。-2、亞粘土：灰色，塑性，局部軟塑狀，飽和，局部夾薄層亞砂土，干強度中等，中等韌性，搖振無反應，稍有光澤，高壓縮性。、亞粘土，為晚更新統上段河、湖相沉積層?；揖G、灰黃色，軟塑一硬塑，含鐵錳質氧化斑點，局部夾亞砂土、粉細沙，干強度中等，中等韌性，稍有光澤，中等壓縮性。、晚更新統上段河流沖擊相沉積層，下分三個亞層。-1、中細沙：灰、灰黃色，中密，飽和，局部夾亞粘土，底部偶含礫石，礫徑約0.5cm，含量小于5%，中偏低壓縮性。-2、圓礫：灰色、灰黃色。稍密中密，飽和，卵礫石磨圓度較好，呈亞圓形，主要成分為石英巖、熔結凝灰巖16、，質地堅硬，粒徑一般12cm，大者58cm，最大粒徑10cm，卵礫石含量約50%，充填泥質和砂質，局部為礫砂，低壓縮性。-3、亞粘土：灰綠、灰褐、灰黃色，軟塑一硬塑，含鐵錳質氧化斑點，局部夾亞砂土、夾粉細砂，干強度中等，中等韌性，稍有光澤，中等壓縮性。-4、粉細砂：灰黃色，中密，飽和，局部夾亞粘土，粉砂，干強度中等，中等韌性，稍有光澤，中等壓縮性。-4、夾亞粘土：灰、灰褐色，硬塑，局部夾亞粘土、粉砂，干強度中等，中等韌性，稍有光澤，中等壓縮性。-5、圓礫：灰色，中密密實，飽和，卵礫石磨圓度較好，呈亞圓形，主要成分為熔結凝灰巖，質地堅硬，局部表面略有風化，粒徑一般12cm，大者810cm，底部含17、塊石，塊徑達15cm以上，卵礫石含量約60%，充填泥質和砂質，局部孔段夾中砂，低壓縮性。下伏基巖（12層）有兩套地層，一套為中生代白堊系上統（K2）地層，以砂礫巖為主，局部為粉砂巖，泥質膠結，膠結程度差，巖層編號12-a。另一套為中生代白堊系下統朝川組（K1C）地層，以泥質粉砂巖為主，局部為粉細砂巖、含礫粉砂巖、凝灰質砂巖，泥質膠結，膠結程度一般，巖層編號12-b。兩套基巖均為軟質巖，呈不整合接觸，泥質粉砂巖（K1C）工程性能稍好于砂礫巖（K2）。以下按不同巖性、根據其風化程度分述如下：12-1a、全風化砂礫巖、粉砂巖：灰、灰褐、黃褐色，巖芯風化呈砂土狀，手捏可碎裂。母巖結構不甚清晰。12-218、a、強風化砂礫巖、粉砂巖：紫紅、灰黃、灰褐色，巖芯呈短柱狀，敲擊易碎，局部孔段夾弱風化粉砂巖塊。12-3a、弱風化砂礫巖、粉砂巖：紫紅、灰黃，巖芯呈柱狀，敲擊聲較脆，錘擊可碎，礫巖與粉砂巖呈互層狀，局部夾強風化透鏡體狀夾層。12-1b、全風化泥質粉砂巖：紫紅色，巖芯風化呈粘土狀，手捏呈砂狀。母巖結構不甚清晰。12-2b、強風化泥質粉砂巖：紫紅色，巖芯呈柱狀，手折可斷。局部含少量礫石，夾灰白色細砂巖。12-3b、弱風化泥質粉砂巖：紫紅色，厚層狀，巖芯呈柱狀、長柱狀，敲擊聲脆，可擊碎。局部含少量礫，夾灰白色細砂巖。1.4、工程施工重點與難點1)、工程區第四系地層厚度達60余米，多為軟土淤泥地質，拼19、裝及起重設備基礎處理困難。2）、拱梁起重結構件大，噸位重，起重高度高，吊裝設備較難選擇。3）、現場焊接量較大，現場拼裝焊接工藝要求高。4）、鋼拱梁拱肋設計為空間扭曲線，加工制作難度大。5）、拱肋支架高約70m，吊裝困難，在拱肋及風荷載作用下，支架變形難以控制，拼裝精確調位困難，安全風險大。6）、三孔鋼拱梁帶拱整體頂推，國內尚無成熟施工經驗可以借鑒，施工中的意外因素難以估計，頂推施工難度大。7）、主跨跨徑210m，中間僅設計一個臨時墩，引橋墩跨徑也有90m，頂推施工懸臂大，主梁受力復雜，應力大，各類變形難以有效控制，施工難度大，安全風險高。8）、三跨帶拱頂推重心高，頂推時易發生失穩，且頂推時間要20、遇臺風季節，安全風險大。二、總體部署及工藝介紹2.1、總體部署2.1.1、施工總平面布置XX大橋頂推施工場地布置主要分為后場拼裝區及前場的頂推施工區，拼裝區分為拼裝場地和散拼場兩大塊，拼裝場地約260m*70m，位區Pn5墩以北，受大堤及龍門吊的影響，拼裝場地南邊起點布置于距Pn6墩中點為10.955m，與橋軸線重合。拼裝場地上游側為散拼場地，約150m*40m，與拼裝場地平行。拼裝區平面布置圖見2.1-1。圖2.1-1 拼裝區平面布置圖 頂推施工區主要包括拼裝區頂推墩，橋梁結構墩及水中臨時墩，分布于橋軸線兩側，平面布置見圖圖2.1-2。圖2.1-2 頂推施工區平面布置圖2.1.2、施工組織管21、理機構2.1.2.1、組織機構XX大橋實行項目經理負責制，由項目經理負責整個實施過程中的全面管理工作。項目總工主管實施過程中的全面技術工作及對外的技術聯絡工作。由工程部、勞安部、質檢部和工地試驗室嚴格控制工程質量，為更進一步保障每一道工序的施工，在每個施工班組設專職質量監督員，用以監控施工質量。XX大橋頂推施工共設置工長4名；技術主管2名，技術員10名。頂推施工時共配四大作業班組：支架組、拼裝組、加工組、頂推組。支架組主要負責輔助結構的搭設，主要包括后場拼裝支架、頂推墩、墩旁支架等的施工；拼裝組主要負責鋼結構拼裝施工；加工組主要由鋼結構廠家組成，負責鋼結構加工及現場焊接施工；頂推組主要負責鋼結22、構頂推施工及后續的體系轉換。同時后方各個部門全力配合前場工段作業施工。其組織機構圖見圖2.1-3。各 作 業 班 組鋼結構制作鋼結構檢測拼裝支架搭設鋼結構拼裝項目經理總工程師項目副經理（2名）試驗室測量組工 程 部財務合約部質 檢 部綜合辦公室安全人事部設備物資部拼裝區頂推區輔助結構施工 頂推設備頂推施工書記圖2.1-3 組織機構圖2.1.2.2、管理體系頂推施工采用“過程方法”建立、監視、測量、改進管理體系。過程包括“管理職責、資源管理、施工項目實現、測量分析和改進”有關過程進行項目施工，實現對每個施工過程進行周密策劃，對每個工序活動所產生的環境因素和職業安全健康風險因素進行識別，制定預防措23、施。圖2.1-4 管理體系圖2.1.3、主要資源配備為了滿足鋼箱梁頂推施工要求及進度計劃，配備足夠的人員、設備及材料，主要資源配備使用計劃見下表。2.1.3.1、勞動力配備計劃序號項目部人員人員數量備注1技術主管22技術員103工長44起重工165電焊工806電工27機械工408測量員39試驗員610質檢員211專職安全員212普通工人80合 計2472.1.3.2、船機設備配備計劃序號名 稱單位數量備注1120t龍門吊臺12120t龍門吊臺1340t龍門吊臺1425t龍門吊臺15500t履帶吊輛1650t汽車吊輛1725t汽車吊輛18運輸小車輛29電焊機臺4010平板車輛31頂推裝置臺20224、液壓泵站臺203主控臺臺117對講機部20181t單鏈電動葫蘆臺4192t單鏈手拉葫蘆臺10205t卷揚機臺4215t鋼絲繩米2000222t卷揚機臺2232t鋼絲繩米30024高壓油管米235025浮吊艘126150型振動錘臺12.1.3.3、主要材料配備計劃主拱節段工程量統計表單跨主拱節段統計（2片主拱）序號節段編號單位Z1Z2Z3Z4(F5)1軸線弧長m30.12308631.6322.732吊裝重量t81328333854187453數量個24444總重t16264 33332341.64349.8 單跨副拱節段統計（2片副拱）序號節段編號單位F1F2F3F41軸線弧長m18.011925、96250923652吊裝重量t726 3994401437843數量個14444總重t726159761605615136主梁節段工程量統計表 主梁節段統計（單跨）序號節段編號單位G1G3、G4 、G5、G7、G8G2G6G9G101梁長m168.5325.514.12521.2585217121552重量t603239697.5803226474.53數量個21022224總重t120960195160128140.9引橋鋼梁標準節段工程量統計表序號梁段類型A1A2A3A4A5A61梁段數量3777822梁段長度10500850085008500850065003梁段寬度31300313026、0313003130031300313003頂板厚度5656484242424腹板厚度3632282824245底板厚度3632241818186梁段重量38146054577149368143864946918282223引橋鋼梁特殊節段工程量統計表序號梁段類型B1B2B3B41梁段數量11112梁段長度69509500850083503梁段寬度313003130025000250003頂板厚度425642424腹板厚度243228245底板厚度183218186梁段重量68409935106193460841施工輔助材料工程量統計表序號材料名稱規格型號用量（t）備注1鋼管樁8008203227、鋼管樁60083193鋼管樁40061304鋼管樁1000105045鋼管樁1200142066鋼管樁1200162067鋼管樁1400203008鋼管樁1000161409鋼管樁10001266910鋼管樁27362611H型鋼HN80030016712H型鋼HN70030011813口子鋼22512014工字鋼I563015合計31382.2、施工主要工藝介紹XX大橋主橋上部結構為3210m三孔結合梁鋼拱組合體系拱橋，引橋為鋼混組合結構連續梁。其主要的施工工藝為：下部結構樁基、承臺、墩身施工完成后，在后場搭設拼裝支架平臺，鋼拱梁先梁后拱分節段在拼裝平臺上拼裝成形，單孔鋼拱梁拼裝主要包括拱梁28、節點、主縱梁、小縱梁、端橫梁、中橫梁、主鋼拱肋、副鋼拱肋、連桿、臨時撐桿。主副拱拼裝完成后，安裝臨時支撐，拆除拱肋支架，采用頂推工藝將該孔鋼拱梁頂推出拼裝平臺，然后拼裝下一孔鋼拱梁，再將其頂推出拼裝平臺，最后拼裝第三孔鋼拱梁。三孔鋼拱梁全部拼裝完成后，逐跨整體頂推到位。引橋施工與主橋類似，采用逐跨拼裝頂推的工藝進行。2.2.1、施工工藝流程一跨鋼拱梁在平臺上拼裝頂旁支架及水中臨時墩施工頂推設備、系統籌備鋼拱梁制造、運輸鋼導梁制造梁體落于頂推墩上測量、一跨鋼拱梁頂推到位安裝撐壓桿，拆除副撐支架控制系統安裝調試實施頂推拼裝二跨鋼拱梁循環施工完成三跨鋼拱梁拼裝安裝后導梁落梁就位安裝前導梁測量監控同步29、臨測解除臨時撐桿吊桿施工橋面板施工系桿施工施工準備拼裝平臺及頂推墩施工頂推設備安裝實施多點連續頂推至主橋相應墩頂解除臨時連接體系轉換臨時撐壓桿加工制造實施頂推圖2.2-1 施工工藝流程圖2.2.2、主橋施工工藝流程圖2.2-2 主橋頂推施工工序圖2.2.3、引橋施工工藝流程圖2.2-3 引橋頂推施工工序圖三、頂推施工輔助結構設施 根據本橋結構形式，結合頂推施工需要，本合同段頂推施工輔助設施主要包括引橋墩旁支架、水中臨時支撐墩、前后導梁、臨時撐壓連接桿、拼裝區頂推墩等五種。3.1、引橋墩旁支架XX大橋一合同段頂推施工拼裝平臺位于北引橋PN6墩北側，頂推施工過程中主橋鋼拱梁從引橋PN6墩向主橋PS30、2墩頂推，中間經過引橋PN5、PN4、PN3三個結構墩，且PN5、PN4、PN3三個結構墩均作為頂推施工的頂推墩。由于引橋結構墩 Pn5Pn3三個墩身橫橋向支座中心距11m，而主橋兩鋼主梁中心距約26m，引橋結構墩 Pn5Pn3墩作為頂推墩橫向寬度不夠，因此需在引橋Pn5Pn3墩身上下游兩側各搭設一個墩旁支架，滿足主橋頂推施工需要。3.1.1、引橋墩旁支架設計引橋墩旁支架主要是用于主橋鋼拱梁頂推施工時的頂推墩，根居頂推施工需要，墩旁支架設計主要考慮如下：豎向承載力： 15000t水平承載力： 50t橫向寬度： 26m縱向寬度： 6m高度： 各墩根據頂推線形標高引橋墩旁支架主要由承重鋼管樁，水平31、及斜向鋼管聯系，上部承重梁組成。根據設計要求，頂推墩單側豎向承載力不小于1500t，平面尺寸及標高主要根據頂推施工要求設計。根據引橋墩身結構，結合考慮承臺尺寸，在墩身上下游兩側各搭設一個墩旁支架，支架主支撐腿為120014mm鋼管樁, 每側四根，中間輔助鋼管為100012mm，支設于承臺上，水平撐采用8008mm的鋼管，斜撐采用6008mm的鋼管。承臺施工時在承臺上埋設預埋件，將斜撐及立柱與預埋件焊接。支架頂部設雙支800300H型鋼承重梁，每側布設2組。引橋墩旁支架構造圖見圖3.1-1。圖3.1-1 墩旁支架結構圖3.1.2、墩旁支架驗算 根據墩旁支架布置，用MIDAS建立簡化模形如下圖所示32、，支架主要承受上部荷載的豎向力及頂推時的水平力。下圖為上部豎向荷載的分布圖，其中最大值為464t。下圖為頂推時的水平推力，單樁最大值為17t。下圖為荷載組合下的內應力圖，鋼管樁最大應力為172MPa，滿足要求。3.1.3、墩旁支架施工3.1.3.1、預埋件施工墩旁支架承重鋼管樁支設于承臺上，施工時在承臺上埋設柱腳預埋件，將承重鋼管樁與預埋件焊接，搭設墩旁支架。柱腳埋件錨板采用Q235鋼板加工，為直徑1600mm1800mm的橢圓形鋼板，中間挖空直徑600mm的圓孔，鋼板厚板為25mm，每塊錨板下方設40根長度750mm錨筋，錨筋采用25螺紋鋼加工，與錨板之間采用塞孔焊。承重鋼管樁與埋件用肋板焊33、接，肋板采用14mm鋼板加工，尺寸為200400mm。柱腳預埋件如圖3.1-2所示。圖3.1-2柱腳預埋件圖承臺施工時，在承臺砼澆筑前測量放樣出柱腳預埋件位置，將柱腳預埋件與承臺鋼筋焊接，頂面與承臺砼表面齊平。柱腳預埋件埋設時要求焊接牢固，砼澆筑完成后表面平整，嚴禁預埋件高于承臺砼表面。待承臺、墩身澆筑完成并達到設計強度后，安裝墩旁支架。3.1.3.2、墩旁支架搭設墩旁支架承重鋼管樁及平聯、斜撐預先在后場按尺寸分別加工，并將承重鋼管樁每側兩根拼裝成形，裝載重汽車運至現場。采用65t履帶吊吊承重鋼管樁于承臺預埋件，測量觀測校正后將鋼管樁與預埋件焊接固定，并在四周用肋板焊接。每組鋼管樁焊接完成后及34、時完成平聯及斜撐焊接。墩旁支架鋼管樁及平聯、斜撐焊接完成后，測量測出鋼管樁樁帽標高，將多余的部分割除，安裝樁帽鋼板。將鋼板與鋼管樁焊接，周圍焊接肋板加強。樁帽要求水平，相鄰樁帽高差不大于2mm。墩頂承重梁為雙支800300H型鋼，每組H型鋼中間焊勁板加強。順橋向安置于樁帽中心上，與樁頂鋼板焊接，橫向之間用型鋼連接，兩組中間采用600鋼管樁聯系，中間與800輔助樁連接，增強整體穩定性。3.2、水中臨時墩主橋跨徑為3210m，主墩為“V”形墩，“V”形墩頂中心間距為22m，主橋支承跨徑為188m。根據設計要求，減少頂推跨徑，頂推施工時主跨位置需設置臨時墩，為了滿足施工期間通航要求，在每跨主跨跨中布35、設了一個臨時墩，布置在跨中位置，臨時墩布置見圖3.2-1。圖3.2-1水中臨時墩布置圖3.2.1、水中臨時墩設計水中臨時墩作為頂推施工時的頂推墩，主要承受頂推施工的豎向荷載及水平荷載，平面尺寸主要滿足頂推施工設備安裝及操作需要，考慮主梁橫橋向間距較大，約26m，臨時墩橫橋向做成分離式的兩個墩。水中臨時墩設計參數主要考慮如下：河床標高 -4.5m（中跨最深處）豎向承載力： 15000t水平承載力： 50t橫向寬度： 2.6m縱向寬度： 7.2m頂標高： 各墩根據頂推線形標高臨時墩主要由鋼管樁基礎，承重立柱及穩樁鋼絲繩組成，臨時墩基礎垂直荷載按鋼拱梁作用時最大支反力、臨時墩自重及受力不均勻性情況設36、計。每個臨時墩基礎采用12根100012mm鋼管樁，入土25m，鋼管樁橫橋向間距3m，順橋向間距3m，從平均高潮水位（+4.43m）以上采用6008mm的鋼管聯撐連成整體以保證支架的穩定性。上部結構采用4根100016mm鋼管立柱，平聯采用6008mm的鋼管，上部與基礎之間連接縱、橫梁分別采用雙組合700300H型鋼及三組合800300H型鋼，墩頂承重梁采用雙組合800300H型鋼。并用4根直徑28mm鋼絲繩作為穩樁鋼絲繩，以增強上部鋼管立柱的穩定性。為滿足通航要求，但又必須確保施工期間臨時墩的安全，臨時墩上下游兩側設置防撞設施，臨時墩結構圖見圖3.2-2。在邊墩、主墩、臨時墩墩頂之間，橫向對37、稱在兩滑道外側設置2索縱向聯系拉索，控制頂推時墩頂位移，平衡可能出現的水平推力。拉索為8-j15.24鋼絞線，并于鋼絞線一端設P錨，另一端設置張拉設備及錨具在頂推前實施預拉緊固，以保證臨時墩安全。兩束鋼絞線預拉采用逐級同步張拉，張拉后鋼絞線保證不影響通航。圖3.2-2水中臨時墩結構圖3.2.2、水中臨時墩驗算3.2.2.1、水中臨時墩結構驗算根據水中臨時墩結構及布置，采用MIDAS建模計算： 應力模型頂推狀態下：擱置狀態下： 變形模型頂推狀態下：擱置狀態下： 反力模型頂推狀態下：擱置狀態下：計算結果可得：最大應力為195MPa；最大豎向反力：286噸；最大變形：50mm。均滿足鋼結構的強度剛度38、穩定性要求。3.2.2.1、鋼管樁承載力驗算根據公路橋涵地基與基礎設計規范JTJ024-85第條P=式中：u周長 u=3.768mk安全系數，取k=1.7影響系數， =1.0極限側磨阻力A-截面積 樁尖承載力 開口樁樁尖承載力影響系數查看地質資料可得，中跨PLD2墩為最不利情況，則入土深度L為：P=*1.0*(38*1.14+32*1.9+26*7.2+20*3.3+22*5.3)3.2.3、水中臨時墩施工水中臨時墩共三個，分別布置于兩個邊主跨及中主跨之間，施工時除中主跨處的臨時墩采用船舶搭設外，兩個邊主跨處臨時墩采用在原棧橋上搭設支棧橋，然后在支棧上履帶吊搭設臨時墩。3.2.3.1、支棧橋搭39、設在兩邊主跨臨時墩中心距江心9m處搭設支棧橋，支棧橋橫向與原主棧橋相接，支橋棧結構形式與主棧橋一致，寬6m，長度51m。支棧橋采用80t履帶吊配合振動錘逐跨推進搭設，方法與原主棧橋一致，具體措施詳見“棧橋專項施工方案”。圖3.2-3支棧橋布置圖3.2.3.2、邊主跨臨時墩搭設邊主跨臨時墩采用在支棧橋上80t履帶吊配合150型振動錘搭設?；A為9根100012mm鋼管樁，入土25m，根據河床標高及鋼管樁頂標設，單根鋼管樁長約34m，分兩節施沉，首節長20m，次節14m。履帶吊于支棧橋上吊振動錘及首節鋼管樁，測量精確定位后，振動下沉，首節鋼管樁下沉至水位線以上1m位置后，接長次節鋼管樁，繼續振動下40、沉，直至下沉到位。圖3.2-3鋼管樁沉放示意圖鋼管樁沉樁偏差：樁位平面位置：10cm樁 頂 標 高：10cm樁 身 垂直度：1%每排鋼管樁下沉到位后即進行樁身之間連接,以增大樁的橫向穩定性，平聯采用6008mm鋼管樁連接。施沉鋼管樁時須在流速不大情況下施沉，避免高潮或流速過大情況下進行施沉。 待所有鋼管樁及平聯施工完成后，進行樁帽施工。施工前測量在各樁頂放出標高，將高出部分鋼管樁割除，安裝樁帽鋼板，樁帽鋼板采用20mm厚A3鋼，樁帽與鋼管樁環向焊接，四周焊14mm肋板，焊縫高度為10mm。樁帽施工完成后，安裝縱橫梁。下橫梁為雙組合700300H型鋼，與樁帽焊接，上接三組合800300H型鋼縱梁41、，縱橫兩側均焊14mm加強勁板，保證其整體鋼度，使上部鋼立柱受力能均勻傳達遞至樁基礎上。鋼立柱為12001400mm鋼管樁，為減少水上作業，橫向每兩根鋼管、平聯及樁帽在后場預制加工好，整體吊裝與縱梁焊接，四周焊接肋板加強，兩組鋼管立柱安裝完成后，安裝平聯及斜撐。最后安裝頂部承重梁及穩樁鋼絲繩。3.2.3.3、中主跨臨時墩搭設中主跨臨時墩處通航孔處，采用浮吊搭設。施工前與海事等相關部門辦理相關手續，浮吊駛入施工現場拋錨定位，吊振動錘振沉鋼管樁，其主要施工方法與邊主跨臨時墩搭設方法類似。3.3、前、后導梁在橋梁的頂推施工中，導梁對頂推的跨度起到了重要的作用。導梁的各個參數對于主梁在頂推施工過程中的42、受力都有很大的影響。適當地選擇導梁的各個參數值能夠減少主梁在施工過程中的內力，從而節約材料和降低施工成本。根據國內橋梁頂推施工經驗，結合本橋梁拱結合復雜結構體系的頂推，避免頂推過程前（后）端鋼導梁在滑道上脫空現象，使鋼導梁均勻受力；盡量減小鋼拱梁的內力與變形，鋼導梁剛度宜大，長度宜長。本橋頂推施工時主橋需要前、后導梁各一套，引橋需要一套前導梁。3.3.1、導梁設計3.3.1.1、主橋導梁設計根據本橋的頂推跨度，結合本橋拱梁結合復雜結構體系的頂推，導梁設計時的各參數主要考慮如下：導梁長度： 45m導梁剛度： 1.53m4(導梁根部)導梁高度： 4.02m導梁寬度： 26m導梁重量： 210t為減43、小自重，同時又要滿足頂推要求，設計考慮采用變剛度導梁，由根部向端部逐漸減小，經對結構比選，鋼導梁與主縱梁對應設有兩組縱梁，結構尺寸與主縱梁一致。每組縱梁以兩片鋼拱梁為主梁，在導梁根部前端5m處將鋼拱梁的斜腹板改為直腹板，根部5m內為即有斜腹板又有直腹板的過渡段。導梁將斜腹板改為直腹板既便于橫向連接成整體，加工制造簡單，整體性提高，受力改善，總重量也有所減輕。為方便導梁過前方頂推墩，導梁端部設計成臺階狀，方便起頂。在兩片方鋼拱梁采取桁架焊接，導梁橫向采取桁架螺栓連接。單片鋼板梁采用厚16mm的Q345C鋼板加工，導梁縱向分為四個節段，長度分別為5m、12m、14m、14m，為方便導梁安裝及拆除，導梁縱向采用栓接。主