高速铁路系杆拱施工工法

'高速铁路系杆拱桥施工工法(中铁五局集团第二工程有限责任公司)王灶华易雨锋1.前言钢管混凝土拱桥因其技术相对成熟，外形美观，逐步应用到客运专线和高速铁路工程中。由于高速铁路具有不同于其他工程的显著特点和更高的标准要求，施工时既要确保满足设计要求的高速度、高舒适性、高安全性、高密度连续运营等特点，又要适应高效、快速建成的特点，就要解决如何精心组织，优化工艺，形成一套具有高铁特色的系杆拱桥施工方法。中铁五局集团第二工程有限责任公司通过对京沪高铁跨S122省道1-96m系杆拱开展科技项目攻关，形成了高速铁路系杆拱桥施工工法，其技术先进，具有明显的社会效益和经济效益。2.工法特点2.1先梁后拱施工，因地制宜，桥下吊装，即确保安全又可有效降低费用。2.2合理优化系梁施工分段和预应力张拉方案，缩短建设工期。2.3钢管拱内砼一次连续压注技术，避免了多次压注，缩短建设工期。2.4根据不同施工方案重新计算吊杆张拉力，可一次张拉到位，避免反复调整吊杆力。3.适用范围3.1客运专线、高速铁路系杆拱桥工程施工。3.2客运专线、高速铁路提篮拱桥工程施工。4.工艺原理 采用支架法施工系梁，系梁分段浇注，通过对系梁浇注分段和系梁预应力张拉时间和工艺顺序的优化，确保质量，缩短工期。钢管拱采用桥下吊装施工方法，减少荷载对系梁的影响，可优化支架的受力计算，同时降低安全风险。钢管拱内混凝土采用了一次连续压注的施工方法，吊杆张拉力通过重新计算可一次张拉达到设计要求，时间缩短至原来的三分之一以上。通过全过程的监控和跟踪调整及优化，可高效、优质、低成本的完成拱桥的施工。5.施工工艺及操作要点5.1工艺流程钢筋、预埋件加工混凝土集中制备钢绞线下料、穿束构件进场验收构件工厂制造、试拼机具、设备、砼准备吊杆进场验收吊杆工厂制造钢绞线下料、穿束混凝土集中制备系梁支架搭设、预压模板安装调整钢筋、预应力管道、预埋件安装系梁混凝土浇筑第一批预应力张拉、压浆拱肋、横撑安装、焊接焊缝探伤检测、处理拱肋管内混凝土压注拱肋吊装支架拆除吊杆安装、张拉、调试第二批预应力张拉、压浆系梁支架拆除二期恒载施工拱脚二次混凝土浇筑竣工验收拱肋吊装支架安装图5.1系杆拱施工工艺流程图 5.2关键工序施工工法5.2.1系梁施工1系梁施工采用满堂支架法施工。首先根据设计资料对地基承载力的要求，支架基础必须具有足够承载力，不得出现不均匀沉降。一般情况可采用换填砂夹卵石后再在上面铺设一层C20混凝土作为支架基础。地基处理完毕后，进行支架搭设。支架结构应具有足够的承载力和整体稳定性，支架杆件应力安全系数应大于1.3，稳定性安全系数应大于1.5。满堂支架脚手架采用碗口式脚手架，支架的横向间距、纵向间距及竖向间距根据检算资料合理设置。在跨路、跨河位置可采用钢管柱支架搭设门洞。钢管柱的大小及间距根据检算资料进行设置。支架搭设完成后，铺设底模，然后进行支架预压。支架预压的目的是为消除支架体系塑性和弹性变形对现浇系梁质量的影响，对钢管支架搭设完毕后进行预压，支架预压荷载为设计梁体自重的1.3倍，荷载分布：模拟梁部混凝土重量分布；预压材料主要采用钢材，也可采用砂袋或水袋预压。待消除支架非弹性变形量及压缩稳定后测出弹性变形量，即完成支架压重施工。撤除压重钢材、砂袋后，设置支架施工预留拱度，调整支架底模高程，并开始梁体施工。2支架预压完成后，开始进行系梁钢筋绑扎和模板安装。1）模板铺设：先铺底模，按设计值预设反拱值，并根据沉降、压缩量、张拉上拱度及时调整反拱值。底模与底模之间连接缝隙贴上软塑双面胶，通过连接螺栓拧紧，挤压，调整错台后，铲除多余双面胶，确保接缝处平整、严密。外侧模拼装同底模相似，拼装外侧模时，控制好模板角度与标高，底模与外侧模的连接螺栓要上足且拧紧。底模、外侧模拼好后，打磨其上异物，然后涂刷脱模漆。防漆脱模剂须在干燥的环境下涂刷，不能在有露水的夜里或雾天里涂刷，否则形成脱皮现象。内模分节组拼，待梁体底、腹板钢绑扎好后，进行内模安装，每段模板之间的接缝用胶带纸封堵，保证不漏浆。内外侧模板通过梁体两侧通风孔用φ22mm拉杆对拉，腹板底部两侧采用三角角钢固定在横梁上，用方木抵紧。侧模、翼板桁架底部用三角垫块调节。2） 钢筋绑扎：先绑扎底板和腹板钢筋，安装并定位好预应力管道，内模安装完毕后再绑扎顶板钢筋，预埋防撞墙、竖墙及接触网支柱基础钢筋。在钢筋与模板间设置保护层垫块。保护层采用与梁体混凝土同标号的混凝土垫块制作，垫块形状为锥形，满足保护层厚度和定位的允许偏差要求。模板安装和灌筑混凝土前，仔细检查保护层垫块的位置、数量及紧固程度，并指定专人作重复性检查以提高保护层厚度尺寸的质量保证率。侧面和底面的垫块不少于4个/m2，绑扎垫块和钢筋的铁线头不得伸入保护层内。3模板安装和钢筋绑扎完成后，经监理验收检查合格后，进行系梁混凝土的浇筑。系梁混凝土施工要求截面一次成型，可分段浇筑，减小收缩、徐变的影响，避免产生施工裂缝。一般情况可分为3～5个节段进行混凝土浇筑。在梁段浇筑前，与前段混凝土接合面应凿毛，并清洗干净，纵向非预应力钢筋采用搭接。合拢段采用微膨胀混凝土。系梁浇筑采用混凝土在拌合站集中拌制，混凝土车运输、泵送入模，插入式振捣的施工方法。在支架上浇筑混凝土，横向混凝土的分布坚持“对称、平衡、同步进行”的原则进行施工，以免产生超过允许的偏差和变形。浇注混凝土时,就每箱的底板、腹板高度,沿结构横截面以斜坡层向前推进。斜坡层倾斜角20°～25°。浇筑顺序为底板、腹板、顶板，沿梁高方向浇注。系梁混凝土浇筑完成后，要采取覆盖保湿的方法进行养护，顶面采用土工布覆盖，晒水保湿养生。4系梁预应力施工当系梁全部浇筑完成后，准备进行预应力张拉。张拉分两次进行，当砼强度达设计强度95%、弹模达95%、砼养护达15天后进行第一批张拉，第二批张拉在二期横载上桥前完成。每批张拉索的位置和数量以及张拉顺序严格按照设计图规定执行。张拉方式分为一端张拉，和两端对称张拉两种，张拉时应左右对称，最大不平衡束不超过一束。梁体预应力张拉采用双控法，以应力控制为主，伸长值作校核，对于锚外应力的控制，将做完摩阻实验后，通过提供的数据并征求设计单位意见同意来决定张拉时锚外应力。 孔道压浆采用真空辅助压浆施工工艺。张拉完成后，应在两天内进行管道压浆。压浆前管道内应清除杂物及积水，压入管道的水泥浆应饱满密实。水泥浆搅拌结束至压入管道的时间间隔不应超过40min。5.2.2拱肋安装施工系梁第一批预压力索张拉压浆完成后，进行系杆拱拱肋安装。拱肋安装可采用吊车上桥拼装和吊车桥下吊装两种方式。钢管拱在工厂内加工制作好，并进行预拼，通过验收合格后运至施工工地。在进行拱肋安装之前，需制定切实可行的测量方案，具体内容应包括：控制网的测设、钢拱脚安装定位测量、拱肋临时支撑定位及安装测量、拱肋、风撑安装测量、拱肋的定期观测等。同时还得进行吊装方案的选择以及吊车的检算及选定。拱肋安装需在系梁上搭设拱肋临时支撑。拱肋临时支撑一般采用钢管柱搭设。临时支撑的设计需经过受力及稳定性检算。在系梁施工时，在支架位置预先埋设好钢板和螺栓。钢管柱与系梁通过法兰连接。钢管柱横向连接和纵向连接采用桁架连接。临时支撑安装完成后，开始进行拱肋吊装。拱肋吊装采用左右线交错吊装，前后对称吊装的方式。以122省道1－96m系杆拱为例，吊装顺序依次为：1，5段吊装→第1、5道横撑吊装→2，4段吊装→第2、4道横撑吊装→合拢段（3段）吊装→第3道横撑吊装。普通段拱肋吊装：吊装前在拱管低端上部和高端下部分别焊装好定位码板。再将吊索与钢管拱及吊钩通过卸扣连接好，并在钢管拱两端分别系上缆风绳。吊车将每段钢管拱上端吊起到离地面约1.5米高度，检查吊装工况，确认满足各项要求，再继续提升到安装高度。地面人员通过缆风绳配合吊车调整拱段的空中姿态，使拱段低端与拱脚段对位。高端上弦管轻靠落放在钢管支撑内侧的定位工装上，再使吊钩缓缓下落。利用千斤顶对拱肋高端安装位置进行微调，在全站仪的监测下，调整拱段的轴线及标高，符合要求后，先在拱段上端与支撑工装间焊装钢性支撑结构,然后进行拱段下端与已安好段间定位码板的焊接。合拢段吊装：合拢段吊装时，需根据相邻两个拱肋分段的端口间距，对合拢段端口余量进行修整，修整完毕开制焊接坡口，然后安装定位码板。 横撑吊装：使用全站仪，分别进行两侧拱段的精确调整，定位数据符合要求后，测量两拱段间K撑间距，并依此修整横撑横向尺寸。横撑弦管吊装前，在拱肋连接处搭设悬挑钢管脚手架，弦管吊装到位后，安排进行两端接头处悬挑脚手架的连接、扩展搭设并铺好走板。调整好装配间隙后，进行该处定位码板的焊装；然后在拱段与支撑工装间焊装钢性支撑结构。在全站仪监测下进行拱段与预埋段间及横撑与拱管间码板焊接施工。拱肋全部吊装完毕后，进行焊接作业。拱肋分段接头焊接由拱脚向拱顶顺序进行。弦管、横撑的纵缝、对接环缝采用自动焊、全溶透；缀板与弦管、缀板的对接焊缝为全溶透焊，有条件采用自动焊；横撑与弦管、横撑弦管见的焊缝均为溶透焊缝，吊装锚座钢板与钢管的焊接采用溶透焊带角焊缝。在进行焊接之前，需确定焊接工艺，所有的焊工必须经过焊接考核合格后方可进行焊接作业。焊接完成后，对所有全溶透焊缝要100％进行超声波检测，对T型焊缝及超声波认为的疑问之处，应以X射线拍片；所有焊缝均需作10％以上X射线拍片检查。焊缝质量达到GB50205-2001的一级焊缝要求。5.2.3拱肋混凝土压注施工拱肋安装完毕后进行拱肋混凝土的压注。系杆拱拱肋混凝土采用C55无收缩混凝土。每条拱肋由上管、下管及腹腔组成，各分四个隔仓。拱肋混凝土的压注顺序是：先下管、再上管、最后腹腔。混凝土压注分别从两拱脚两侧同时对称压注，泵送速度尽量协调一致，严格按对称加载，均匀原则,两侧顶升高差不大于2m。在混凝土压注之前，首先要进行施工布置及设备选定。施工布置主要包括泵机位置的确定，泵送管道布置，水管道布置等。设备的选定主要包括混凝土输送泵型号及数量的选定，泵送管道数量的确定，回流截止阀数量的确定，混凝土罐车数量的确定等。混凝土灌注孔管采用直径φ125mm的无缝钢管，灌注管长度50cm左右，出浆管采用直径φ150mm无缝钢管，长度150cm。泵送混凝土灌注管位置设置在拱脚上60～80cm处及每个隔舱距下部隔舱板60～80cm处。支管与拱肋轴线的夹角呈３０° 左右，以减少泵送阻力。在进浆管与泵管之间安装回流截止阀。出浆孔位置设置的每个隔舱最顶面位置，垂直地面设置。灌注泵管应安装牢靠，以防振动使支管焊缝或泵管接口脱落。在隔舱最顶部设置一处3cm大的出气孔，避免混凝土压注时在隔舱板附近形成密闭的空气。在混凝土泵送过程中，要安排专人采用敲击法判断管内混凝土的填充情况，如有空隙及时用体外加震方法解决。当混凝土从出浆孔冒出后要用振动棒对混凝土进行振捣，振捣完成后再补压一次然后将回流截止阀关闭，完成单个隔舱的压注。一个隔舱压注完成后要及时进行泵管清洗，然后移至下一隔舱进行压注。在每次压注前，先必须压注同等级强度的砂浆对管道进行润湿。以京沪高速铁路跨122省道1－96m系杆拱拱肋混凝土压注为例：现场一共准备了6台HBT85.16-162RS混凝土拖泵，其中4台施工，2台备用。混凝土罐车12台，混凝土泵管管道8条，即每侧每端各两条主管道。共计压注混凝土430方，总共用时仅15个小时。原设计的压注方案为：先对称灌注左右两侧拱肋的下弦管。待下弦管混凝土强度达90%后，对称灌注左右两侧拱肋的上弦管。待上弦管混凝土强度达90%后，再对称灌注左右两侧拱肋的腹板。按此施工方案整个压注从开始到结束需15天左右。现场通过合理组织施工，仅用一天就完成了所有弦管的压注，大大节约了施工工期及成本。5.2.4吊杆安装张拉高速铁路系杆拱吊杆布置采用尼尔森体系，吊杆均采用127根φ7高强低松弛镀锌平行钢丝束，安装有磁通量传感器、减震体、防护罩及不锈钢护管（亚光）。吊杆安装采用吊车吊装，电葫芦调整就位的施工方法。全部吊杆安装完成后，进行吊杆张拉作业。吊杆张拉作业采用4台200吨的液压千斤顶。张拉作业采用左右线、前后同时张拉。具体的张拉顺序严格参照设计图进行。吊杆张拉的具体方法是：吊杆预紧，观察张拉端锚头顶端距工作板凳剩余空间(3～5cm)，防止吊杆张拉过程中，锚头与工作板凳相抵触。如果剩余空间过小，通过调整锚固端的外漏空间来实现张拉端的剩余空间满足要求。锚固端的外漏空间须≧32cm，防止张拉过程中锚固端受力出现不正常现象。吊杆预紧后，开始对称张拉，按张拉力的10%，20%，50%，100%分阶段对吊杆进行张拉，并做好相应顶高活塞伸出值的记录。在张拉的过程中观察锚头与工作板凳剩余空间的变化。 待张拉力达到100%之后，拧紧螺母，持荷3～5分钟。油泵回油，对吊杆的索力进行检测。为保证吊杆张拉一次到位，不需再进行索力调整，可根据实际的吊杆张拉顺序，运用空间有限元对吊杆张拉控制力进行优化计算。以京沪高速铁路跨122省道1－96m系杆拱为例：吊杆张拉时采用了调整后的张拉控制力，一次张拉完成，根据张拉完成后对吊杆内力与设计内力的比较发现，相对误差约为-1.6%～3.5%，满足设计要求，不需要再进行调索。吊杆张拉完成后，进行防水罩、不绣钢护管、减震器、数据采集箱的安装。5.2.5监测与分析控制桥梁监测和分析控制不仅是桥梁施工技术的重要组成部分，也是确保桥梁施工宏观质量的关键及桥梁建设的安全保证，它在施工过程中起着安全预警、施工指导以及及时为设计提供依据。任何体系的桥梁在每一个施工阶段的内力和变形是可以预计的，因此当施工中发现测试的实际值和预计值相差过大时，随即进行检查和分析，找出原因并排除问题后方可继续施工，避免出现事故，造成不必要的损失。桥梁施工监测和分析控制的主要目的：(1)通过对施工方案的有限元计算，确保施工方案的可行性，并保证桥梁施工各阶段的主体结构、附属结构的强度和稳定系数满足相关规范的要求，确保整个施工过程的安全顺利。(2)通过现浇系梁的预应力张拉效果测试，掌握系梁施工质量和应力状态，为下一阶段拱肋的节段安装提供必要的支撑条件。拱肋安装、管内混凝土灌注过程的拱肋应力、线形测试与分析，掌握拱肋成型的状态。(3)通过吊杆张拉的方案优化计算，确定拟定的张拉顺序中各吊杆张拉力的大小，确保吊杆张拉力满足设计要求并力争避免繁琐的吊杆内力调整施工。通过吊杆张拉过程中拱肋和系梁的应力状态测试，了解吊杆张拉的施工质量。(4)通过二期恒载施工过程拱肋、系梁、吊杆等应力（或内力）的测试，了解成桥质量，为桥梁验收提供技术资料。监测与分析控制主要内容：(1) 通过施工方案及施工过程中的理论计算，确保各个施工阶段均是在结构安全、稳定的前提下开展。(2)首先通过随梁养护混凝土试件的强度和弹性模量的测试，检验梁体混凝土的强度、弹性模量随时间发展的规律，为理论计算提供必要的计算参数。(3)通过梁体管道摩阻、喇叭口摩阻、锚口摩阻、夹片回缩、弹性压缩等预应力瞬时损失的测试，检验预应力损失及张拉工艺，对设计和施工提出建议。(4)主梁预施应力效果测试：通过梁体预应力效果测试，保证建立的预应力满足设计要求。(5)拱肋关键截面的应力及线形测试：通过拱肋拼装及混凝土灌注过程中的关键截面应力测试，了解拱肋拼装质量及混凝土灌注质量，确保拱肋成型的应力及线形状态满足设计要求。(6)吊杆内力测试：利用索力测试仪，对吊杆内力进行各阶段、逐根测试，确保吊杆的张拉质量。(7)桥面线形测试：利用高精度水平仪、静力水准测试仪和桥面线形永久测点，测试桥面的线形变化。(8)各施工阶段系梁主要截面的应力测试：拱肋拼装、混凝土灌注、吊杆力张拉过程中系梁的应力测试，确保各阶段系梁关键截面的应力满足强度安全。6.劳动力组织6.1系梁施工施工管理人员4人、技术人员2人、测量试验人员5人；架子工30人、混凝土工60人、钢筋工35人、普工20人、罐车司机12人、天泵司机4人。6.2拱肋安装现场管理人员2人、技术员3人、焊工20人、吊装、装配工12人、测量试验人员5人、安全防护人员2人、吊车司机4人、普工5人。6.3拱肋混凝土压注现场总指挥1人、管理人员4人、质检员4人、测量人员3人、试验员2人、电工1人、机械修理工1人、放混凝土4人、混凝土振捣4人、安拆泵管12人、洗泵管4人、安全防护4人、罐车司机12人、拖泵司机6人。6.4吊杆安装张拉 现场管理人员2人、技术员2人、监控人员2人、张拉工11人、吊车司机4人。7.材料与机具设备7.1需特别说明的材料7.1.1系梁施工材料1系梁支架材料：（1）φ48×3.5mm碗口式脚手架、φ502mm钢管柱、砂桶、50工字钢、20工字钢、12×12cm方木、竹胶板等；（2）实体段冷却水管：φ25mm镀锌钢管；（3）测温元件；（4）锚具：OVM15-12锚具、OVM15-9锚具、OVMBM15-3扁式锚具、OVMBM15-3P扁式锚具均有使用。2拱肋安装：（1）钢管柱、16槽钢、20工字钢、钢丝绳，临时支撑材料。（2）药芯焊丝，所有气体保护焊必须采用药芯焊丝；（3）码板，临时固定拱肋节段。3拱肋混凝土压注：（1）回流截止阀，安在泵管于进浆孔之间，起到止浆作用；（2）进浆管和排浆管，采用无缝钢管加工；（3）C55无收缩混凝土，配合比设计。4吊杆安装张拉：（1）张拉板凳，确保张拉千斤顶就位；（2）磁通量传感器，在吊杆安装时同时安装就位；（3）防水罩、减震器、不绣钢护筒、上锚头防护罩、数据采集箱，在吊杆张拉完成后进行安装。7.2采用的主要机具设备主要机具设备如下表7.2-1~7.2-4：表7.2-1系梁施工主要机具设备表序号机具设备名称规格型号单位数量备注1吊车25T台22钢筋切割机GQ40-1台13钢筋弯曲机GW40-S-1台14钢筋调直机TZJ台15电焊机BX-500-2台56对焊机VM-75-1台1 7张拉设备套88压浆机台49发电机50KW台110自卸汽车辆211混凝土罐车8～10m3台142台备用12混凝土天泵台31台备用13插入式振动器台16表7.2-2拱肋安装主要机具设备表序号机具设备名称规格型号单位数量备注1履带吊车100吨台12吊车50吨台13吊车25吨台14二氧化碳保护焊机台125直流焊机台46气刨台17磨光机台88氧割枪把8表7.2-3拱肋混凝土压注主要机具设备表序号机具设备名称规格型号单位数量备注1砼拖泵HBT85.16-162RS台62台备用2φ125mm泵管截止阀个243φ125mm泵管延米400含调节弯头4混凝土罐车8～10m3台125φ50mm振动棒台4 表7.2-4吊杆安装张拉主要机具设备表序号机具设备名称规格型号单位数量备注1履带吊车100吨台12吊车50吨台13电葫芦个64千斤顶400吨台45油泵台46对讲机台88.质量标准和要求8.1工程质量控制标准8.1.1系梁质量控制标准表8.1.1-1模板安装要求尺寸允许偏差表序号项目允许偏差(mm)检验方法1底模横向矢距2拉线尺量检查平整度2用1米靠尺测量底模四角高差2水准仪侧向弯曲±2尺量检查两侧底模长度±2尺量2外模侧模长±2尺量模板高度±2尺量上翼缘（桥面板）内外偏离设计位置±2尺量腹板垂直度每米不大于2吊线尺量检查平整度±21米靠尺检查 3内模侧模长±2尺量模板高度±2尺量模板内各倒角部位尺寸±2尺量腹板垂直度每米不大于2吊线尺量检查平整度±21米靠尺检查4端模预应力钢绞线预留孔道位置偏差±2尺量垂直度每米不大于2吊线尺量检查模板高度±2尺量表8.1.1-2预应力筋预留管道及钢筋绑扎要求序号项目要求1预应力筋预留管道在任何方向与设计位置的偏差距跨中4m范围≤4mm、其余≤6mm2桥面主筋间距及位置偏差（拼装后检查）≤15mm3底板钢筋间距及位置偏差≤8mm4箍筋间距及位置偏差≤15mm5腹板箍筋的不垂直度（偏离垂直位置）≤15mm6混凝土保护层厚度与设计值偏差+5mm、07其它钢筋偏移量≤20mm8.1.2拱肋安装质量控制标准拱肋安装检查验收各项指标应符合设计制定的允许偏差：①弯曲度：f≤L/1000且f≤10mm（L为节段长）；椭圆度（失圆度）：f/D=3/1000（D为钢管直径）②接缝错边：＜2mm；钢管端部不平度：f/D≤1/500且f＜3mm③拱肋宽度误差：±3mm；拱肋高度误差：±3mm④拱肋节段（Lm）旁弯：3+0.1Lmm且≤10mm ⑤吊杆孔水平间距误差：±3mm；吊杆孔标高误差：±5mm⑥吊杆长度偏差：±10mm⑦拱轴线长度误差：Δ≤20mm⑧吊装成拱后横向偏位：±10mm⑨吊装成拱后竖向偏位：±10mm焊缝质量要求：①外观质量：焊缝尺寸符合设计要求，不得有焊瘤、夹渣、弧坑和针状气孔等缺陷，咬边深度不得超过0.5mm；②内部质量：对接直缝应满足二级质量标准的要求。抽取长度的100%进行超声波探伤，焊缝长度的10％进行X射线拍片检查，并提供检测报告。8.1.3拱肋泵送混凝土质量控制标准①泵送混凝土采用C55无收缩混凝土，混凝土质量应满足《铁路混凝土工程施工技术指南》（TZ210-2005)有关要求。混凝土初凝时间要大于钢管混凝土泵送时间。②采用超声波检测混凝土的密实度，对不符合规范要求的采取压浆等手段加以补强。8.1.4吊杆安装张拉质量控制标准表8.1.4吊杆安装实测项目质量要求控制表序号检查项目规定值或允许偏差检查方法和频率1吊杆的拉力（KN）符合设计要求用测力仪检查2吊点位置（mm）±103高程（mm）205吊杆锚固处防护符合设计要求每根检查8.2质量保证措施8.2.1系梁施工质量保证措施1系梁支架必须经过计算，确保其强度、刚度和稳定性。2外模采用钢模，立模各种尺寸及模板刚度均要满足规范要求。3 钢筋接头、焊缝长度与质量以及箍筋的位置、保护层的厚度符合设计和规范要求。4拱脚及吊杆预埋件的尺寸、方向和位置严格控制。5预应力束孔道定位骨架应按设计要求设置并固定牢靠，确保位置准确。6混凝土浇筑时，宜按斜向分段、水平分层、前后左右对称连续浇筑，一次成型。振捣应做到快插慢拔、不欠振、不过振、不漏振、不漏浆，且避免振动棒碰撞模板和钢筋。同时跟踪观测支架变形情况，发现异常及时处理。7混凝土浇筑完毕后按要求及时覆盖洒水养护，达到设计要求强度及弹性模量后，方可进行预应力束张拉，张拉工艺和顺序按规范和设计规定进行。8预应力束孔道压浆时，注意是否串孔，要严格按照真空辅助压浆工艺操作。8.2.2拱肋安装质量保证措施1拱肋钢管轴线折线成弧，在钢管拱肋加工制作前，应根据施工图绘制钢构件放样图及焊接工艺流程图。2钢管拱出厂之前应进行试拼，试拼验收合格后再运至施工现场。3所有担任本工程焊接施工的焊工，必须经专业的技术培训、考试合格后持证上岗作业。4现场安装各分段至钢拱肋合拢，分段接头焊接从拱脚向拱顶顺序进行，所有焊缝必须经过超声波检测合格。5缀板的横焊缝和弦管的环缝不要在同一截面上，至少错开50cm以上。6为降低埋设误差及制造误差对结构安装的影响，增加结构安装时的调整范围，预埋件定位后，将其偏差测量值提供给钢结构制造部门，在构件制造中分别予以补偿。7在钢管支撑顶端设置钢管拱可调定位工装，当钢管拱段吊装落位后，能使其轴线及标高值基本到位，并能分别实现精确调整，从而降低调整难度，减少调整时间，保证调整质量。8在所有钢管拱对接焊和横撑与拱段焊接作业,必须两侧拱段同时施工,且一侧的焊接施工也应按对称方式进行；实施焊接时，应用全站仪进行监测，发现焊接变形超差时，应立即采取纠正措施。8.2.3拱肋混凝土压注质量保证措施1 施工前组织有关人员对用于钢管拱混凝土施工的机械设备进行全面检查，确保泵送施工的连续性。2质量检查人员认真检查己顶升压注部位的混凝土是否密实，发现问题及时向有关部门报告，并及时作相应处理。3试验人员严格按己确认的配合比施工，控制好混凝土和其各组成材料的质量。施工过程中按要求留有足够的试件，并做好值班记录。4混凝土顶升过程中，测量人员随时对钢管拱的变形和拱座进行测控。发现异常情况应及时通知现场负责入。5当拱肋混凝土强度达到设计强度后，用超声波对拱内混凝土的密实情况进行检查，发现问题应及时钻小孔作压浆处理。8.2.4吊杆安装张拉质量保证措施1吊杆的安装及施工过程中的索力调整，原则上按施工步骤图进行施工，并结合施工监控情况按监控指令进行调整。2吊杆在运输及安装过程中保持顺直、无扭弯；保护好外层PE套管，不得产生划痕，坑槽等质量缺陷；保护好冷铸镦头锚的螺纹及螺帽不受损伤，以免在张拉调索时带来麻烦。吊杆运输时应当将吊杆放在垫木上，并用麻绳将吊杆固定在运输台车上，锚头应用麻布进行包裹。将吊杆下穿时应缓慢下穿，不得让锚头与拱肋发生碰撞。下穿有困难时，不得进行硬拉硬顶，应检查原因，排除障碍后再进行。3吊杆的张拉必须两侧两端同时对称进行，张拉控制应力应按照设计值，不同吊杆的张拉力值不能弄混；张拉完毕检验确认张拉力及其他无误后，旋转螺帽，完成调整索力。4吊杆的减振及防水密封设施的安装时应注意将氯丁橡胶的安装切口放置成90°角度，而且外层氯丁橡胶的安装切口不得与卡箍的安装切口重合。氯丁橡胶的外侧端面应保持平整。法兰盘的连接应牢固，保持各螺栓受力一致。两副卡箍的连接螺栓要拧紧。5吊杆安装完毕应对法兰、螺栓进行防腐处理；压注黄油应自下而上压注，压注黄油速度要均匀，压满后对压注口要进行严密封堵，然后将上下盖板与拱肋或锚窝预埋件牢固连接，进行焊接、防腐处理。 9.安全措施9.1认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针，根据国家有关规定、条例，结合施工单位实际情况和工程的具体特点，组成专职安全员和班组兼职安全员以及工地安全用电负责人参加的安全生产管理网络，执行安全生产责任制，明确各级人员的职责，抓好工程的安全生产。9.2施工现场按符合防火、防风、防雷、防洪、防触电等安全规定及安全施工要求进行布置，并完善布置各种安全标识。9.3支架墩柱基础施工前与公路、交警部门联系，取得相关部门同意，并做好公路上的临时工程施工防护以及交通输导工作后，方可实施。9.4在施工范围内（来车方向）设置符合国家标准要求的安全警示标志、标牌，提示和限制过往施工区域时减速慢行。9.5夜间施工，在离施工区域（100米、60米）处各安装两只黄闪灯，以警示过往车辆注意行驶。9.6施工人员道上施工时，必须穿黄色反光背心，佩带安全帽，原则上不得横穿道路，必要时需专人维护和协管交通。9.7为保证夜间行车和支架的安全，应在支架墩柱来车方向20米范围内设置防撞水桶和导向防撞头；并在支架上涂刷反光漆。9.8施工中对过往车辆的防护：以防止梁部施工时桥上坠物落危及行人及行车安全，在支架底部密张挂安全网，在出入口两端搭出1.0m的防坠挑排。9.9施工现场用电必须采用三相五线制，按规定设置工作零线和保护零线。9.10严禁用大地做相线或零线，施工现场必须使用橡皮绝缘线不得使用塑料线。9.11电气设备除做保护接零外，必须在负荷首端设置漏电保护装置，每台设备应有专门开关箱，必须实行“一机一闸一箱一漏电保护”制。9.12熔断器的熔丝规格与电流相一致，不得使用铜丝代替。9.13严禁私拉乱接电线和电气。9.14电气作业人员必须按规定穿绝缘鞋，戴绝缘手套，使用绝缘工具，并持证上岗。9 .15起吊构件时，所用吊具栓挂应牢靠，吊钩应有防脱绳保险，以防止起吊过程中钢丝绳受外力影响滑脱。9.16起吊构件时，先将物件提升离地面10-20cm，经检查确认无异常现象时，方可继续提升。放置构件时，应缓慢下降，确认物件放置平稳牢靠，方可松钩，以免物件倾斜翻倒伤人。9.17起吊构件时，作业人员不得在已受力索具附近停留，特别不能停留在受力索具的内侧。9.18起重作业时，应由技术熟练、懂得起重机械性能的人员担任指挥信号，指挥时应站在能够照顾到全面工作的地点，所发信号应实现统一，并做到准确、清楚。9.19起重作业时，司机应听从信号员的指挥，发现紧急准状况时，任何人员都可发出停止吊装指令，起重司机无条件服从。9.20起吊构件时，起重臂回转所涉及区域和构件的下方严禁站人，禁止人员站在构件上。9.21起吊时，应将构件提升到距离所能遇到的障碍物0.5m以上为宜。起吊时钢丝绳如有扭结、变形、断丝、锈蚀等异常现象，禁止使用。卡环应使其长度方向受力，抽销卡环应预防销子滑脱，有缺陷的卡环严禁使用。9.22支架施工前，先进行专项技术交底。9.23支架材料的材质和扣件必须进行检测，合格后方可进场。9.24支架预压时，人员必须全部拆离。9.25拆除脚手架前，班组成员要明确分工，统一指挥，操作过程中精力要集中，工具不用时要放入工具袋内。9.26正确穿戴好个人防护用品，脚应穿软底鞋、挂好安全带。9.27拆除脚手架前，周围应设围栏或警戒标志，在道路两端设专人监护，设置警示区，专人维护，禁止闲杂人员入内。9.28严格遵守拆除顺序，由上而下，一步一清，不准上下层同时作业。9.29拆除脚手架的大横杆、剪刀撑，应先拆中间扣，再拆两头扣，由中间操作人往下顺杆子，严禁抛掷，必须溜放。9.30拆除的脚手架杆、脚手板、钢管、扣件等材料应往下传递或用绳索吊下，不得往下投扔。 9.31拆除过程中最好不要中断，如确需中断应将拆除部分处理清楚告一段落，并检查是否会倒塌，确认安全后方可停歇，必要时采取加固措施。9.32脚手架拆除完后应将架料分类堆放，堆放地点要平坦，下设支垫排水良好。钢类最好放置室内，堆放在室外应加以遮盖。对扣件、螺栓等零星小构件应用柴油清洗干净装袋分类存放室内以备再用。9.33辅助设施：上料通道四周应设1m高的防护栏杆，上下架应设斜道或扶梯，不准攀登脚手架杆上下。10.环保措施10.1成立对应的施工环境卫生管理机构，在工程施工过程中严格遵守国家和地方政府下发的有关环境保护的法律、法规和规章，加强对施工燃油、工程材料、设备、废水、生产生活垃圾、弃渣的控制和治理，遵守有防火及废弃物处理的规章制度，做好交通环境疏导，充分满足便民要求，认真接受城市交通管理，随时接受相关单位的监督检查。10.2将施工场地和作业限制在工程建设允许的范围内，合理布置、规范围挡，做到标牌清楚、齐全，各种标识醒目，施工场地整洁文明。10.3对施工中可能影响到的各种公共设施制定可靠的防止损坏和移位的实施措施，加强实施中的监测、应对和验证。同时，将相关方案和要求向全体施工人员详细交底。10.4设立专用排浆沟、集浆坑，对废浆、污水进行集中，认真做好无害化处理，从根本上防止施工废浆乱流。10.5优先选用先进的环保机械。采取设立隔音墙、隔音罩等消音措施降低施工噪音到允许值以下，同时尽可能避免夜间施工。10.6对施工场地道路进行硬化，并在晴天经常对施工通行道路进行洒水，防止尘土飞扬，污染周围环境。11.效益分析11.1本工法对高速铁路系杆拱桥的施工 进行了详细的分阶段的研究，对系梁浇筑、系梁预应力张拉、吊杆张拉力调整等进行了详细的优化计算，它的成功应用为以后系杆拱、提篮拱桥工程在类似情况下的建设提供了可靠的决策依据和技术指标，可促施工技术的进步，取得明显的社会、经济效益。11.2本工法与同类工程施工方法相比进行了多项优化，如采用桥下吊装拱肋、系梁浇筑、系梁预应力张拉、吊杆张拉力调整等，可有效地降低安全风险、缩短工期可达15~30天，节约成本30万以上，达到了很好的社会和经济效益。12.应用实例京沪高铁丹昆特大桥跨S122省道1-96米平行系杆拱桥12.1工程概况京沪高速铁路丹阳至昆山特大桥九曲河桥段跨S122省道为1-96m下承式钢管混凝土平行系杆拱桥，里程：DK1117+177.3～+277.5，线路与S122省道成34°夹角。系梁截面为单箱三室截面，梁宽17.1m、梁高2.5m，梁长100.05m。平行钢管拱肋采用悬链线型，哑铃型钢管混凝土截面，平面内矢高19.2m；拱架两拱肋之间设五道横撑，其中拱顶X型横撑，拱顶至拱脚设四道为K型横撑。吊杆布置采用尼尔森体系，每侧10根，每根吊杆均采用127根φ7mm平行钢丝束，双层PE防护，冷铸锚体系。表12.1主要工程数量表序号名称单位数量备注1C50钢筋混凝土M31990系梁2钢筋T243.83钢纹线φ15.2高强低松弛应力T94纵向预应力4OVMB15-12锚具套1685OVMB15-12P锚具套246塑料波纹管（内径φ90mm）m71947钢绞线T33.56横向预应力8OVMBM-3锚具套326 9OVM15-9锚具套8010OVM15-12锚具套13611塑料波纹管（内径20*60mm）m2754．712Q345qD钢材T326拱肋、横撑、拱脚13Q235钢材T10514C55无收缩混凝土m3430拱肋15C50钢筋混凝土m3151.2拱脚12.2施工情况系梁采用碗扣式脚手架加大型钢管柱、型钢门洞式支架组合的方式，采用midascivil2006进行了个施工阶段的受力分析；系梁分两段进行浇筑，预应力的张拉进行了管道摩阻测试，根据测试结果进行了张拉力调整，第二次预应力张拉在系梁支架拆除前已施工完成。图12.2-1系梁支架平面布置图图12.2-2系梁支架立面布置图 拱肋的吊装采用100吨履带吊车桥下吊装，拱肋管内混凝土压注采用一次性连续分段压注，压注前进行了可行性的分析计算图12.2-3拱肋吊装平、立面图吊杆的初始张拉力通过铁科院桥梁所计算进行了优化调整，调整后数值如下表：表12.2高速铁路1-96m系杆拱桥吊杆张拉力优化计算成果表吊杆编号铁科院调整初张力KN吊杆张拉完成目标杆力KN铁科院计算结果KN二者差值KN相对误差%1#吊杆994.0994994.00.00.03#吊杆857.1635636.21.20.25#吊杆646.2557558.71.70.37#吊杆584.3533533.70.70.19#吊杆492.7445446.91.90.410#吊杆338.23503500.00.08#吊杆733.5653662.69.61.56#吊杆1191.5790817.627.63.54#吊杆1335.8867867.20.20.02#吊杆1379.8999982.7-16.3-1.612.3工程监测及评价结果本工程成桥后各项线形控制指标均符合设计和规范要求，系梁节段施工缝处未出现任何裂纹。钢管拱内砼无脱空处，密实度检测符合要求， 系梁和钢管拱的内应力测试数据符合设计要求。二期恒载上桥后，吊杆的杆力不需进行二次调整。整个工程的施工达到了预期的效果，在因基础施工耽误工期20天左右的情况下仍然按节点工期完成了施工任务，并降低了较大的施工成本，取得了很好的效果。'