1、特大桥施工技术总结封面彩图施工总平面布置图（施工照片）XX特大桥施工技术总结前 言 内昆铁路北起四川内江，南至云南昆明，全长879公里，新建铁路水富至梅花山长357.6公里，该工程处于四川盆地爬升至云贵高原的过渡地带，地形险恶，地质情况复杂，桥隧比重占线路总长的45%，是继成昆、南昆铁路之后在西南山区修建的又一条铁路干线。内昆铁路与正在进行修建的水柏铁路的建设将形成西南与华南沿海各省的交流的最短通道，成为成昆铁路的重要分流线，为“黔煤入川”、“黔煤入广”创造良好的运输条件。将来从成都经由内昆铁路到广西防城港比现在经由川黔线、黔贵线缩短运距279公里。内昆铁路水富至梅花山段XX特大桥，位于贵州省
2、威宁县观风海镇，在李子村横跨XX，是内昆铁路控制工期的头号重点难点工程，“内昆铁路看建总，建总看十八局，十八局看XX”。可见XX特大桥在内昆铁路建设中的重要地位。该桥由铁道部第二勘测设计院设计，中铁第十八工程局二处负责主桥施工，长沙铁道学院监理公司负责监理工作。该桥于1999年3月26日开工至2000年9月11日最后一个梁段合拢，历时17个半月的时间完成主体工程施工任务，工程质量评定为优良。该桥的建设无论从工程规模、工程结构特点、工期和施工难度均创造了中国铁路建桥史之最。参加该桥施工的主要人员有：施工单位:XX等设计单位：XX监理单位：XX第一部分 工程简介一、地理位置 XX特大桥位于贵州省威
3、宁县观风海镇境内，在李子村横跨XX。该桥线路中心里程为DK442+256。二、工程规模大桥全长1031.86m，桥跨布置为732m+（72+3128+72）m+832m，主桥部分包括12号墩及悬灌梁、其桥跨布置为5孔（72+3128+72）m一联的刚构-连续组合梁，梁部为单箱单室、变高度变截面、三向预应力箱形结构。0号段梁高8.8 m，跨中梁高4.4m，梁部圬工为7452.8m3。全桥基础设计为钻（挖）孔桩和明挖基础，桩径为150cm，单墩群桩最多桩数为50根，全桥总桩数为222根，最长桩为40m，桩基总长7986m，砼圬工为16057m3。承台最小尺寸为（长宽高）14.214.24m，最大尺
4、寸为（长宽高）37.618.15m，总圬工量为14520m3。主跨811#墩身为弧端形截面厚壁空心墩，其余墩身为矩形截面，主跨墩身最低墩高度39m，最高墩高度107米，墩底最大截面为28.98m，砼圬工近30000m3。全桥总圬工量为10.5万m3。该桥主跨采取群桩高墩连续-刚构组合梁形式设计是我国铁路桥梁设计之最。结构形式详见XX特大桥总布置图图1-1。三、自然地理概况（一）、地形地貌 大桥座落在XX峡谷，当地属构造侵蚀中山沟谷地貌，海拔20542180m，自然坡度3060。沟槽内地势较为平坦，坡面植被较差，两侧多有呈散点、鸡窝状分布的小煤窑，工程地质极差。桥址距威宁昭通公路较远，交通极不方
5、便，不通水电。（二）、水文地质 桥址地下水埋深较浅，大部分在5m范围内，个别地方地下水位较深，主要为空隙潜水，且无侵蚀性。（三）、地质情况 XX特大桥横跨XX背斜。背斜两翼地层为石炭系下统大塘组旧司段，含有多层岩性，并含有数层煤层及煤线。地面以下5-20米为不稳定的滑坡带，11#墩边坡达40米高，坡面极不稳定，有破碎的断层。该桥址地震基本烈度为六度。（四）、气候条件据威宁县气象局提供的资料，威宁县属亚热带季风湿润气候，由于海拔高，具有高原季风气候特点。年平均气温11，最高气温32 .3，最低气温-15.3；年平均风速3.2m/s，最多风向SE；年平均降雨量1400mm，降雨主要集中在5-10月
6、份，占全年降雨量的82.4%。XX桥区冬季严寒，月份最低气温达-15.3；常年多大风，西南风最大风速达33ms，相当于10级台风；多雾，一年中有近150天时间大雾弥漫；春季干旱，严重缺水；于610月份，多雨并且多雷击。这种恶劣的气候给施工带来了许多不便。四、该桥的主要特点（一）、集群桩深基、高墩、大跨、长联于一体，科技含量高。主桥8#墩顶设活动支座为连续梁，其它9#11#为连续刚构。五孔一联，联长达529.4m的主桥，采取刚构-连续组合梁设计形式为目前我国铁路设计之最。主墩为50根40m长桩基，墩高107m，铁路高墩首次突破百米记录，建筑高度达161m，中国第一，世界罕见。（二）、工程量大，工
7、期矛盾突出 主桥部分砼圬工总量达8万m3（是南昆线上著名的南盘江大桥和清水河大桥两座桥梁圬工总量的1.39倍），而施工时间却比其任何一座桥的工期都短。该桥设计工期为30个月，因设计原因1999年月20日才接到施工资料开工，施工时间仅剩21个月，其间还要跨越两个雨季、两个冬季，工期相当紧张。成为铁道部关注的热点，工期是XX大桥最敏感的话题，在工程监理的前期，曾因为XX的工期准备改变全线的铺轨工期计划，但我单位用实际行动实现了令人不和相信的事实。（三）、气候恶劣，环境条件差 多雨、多雾、高温、严寒，交通运输条件差，增加了施工难度。（四）、安全、质量要求高,技术复杂，施工难度大，为世人瞩目。高墩、深
8、基群桩、大体积混凝土施工、刚构-连续组合梁施工，类似的桥梁施工无可借鉴的经验。（五）、地质复杂，施工难度大 大桥横跨XX背斜。地面以下5-20米为不稳定的滑坡带，11#墩边坡达40米高，坡面极不稳定，有破碎的断层。12#墩有溶洞出现。基础穿过煤层和地质断层，给施工带来相当大的难度。第二部分 连续-刚构组合梁施工技术一、连续-刚构组合梁梁部结构简介XX特大桥主桥包括712号墩及五跨（72+3128+72m）一联529.4m的刚构-连续组合梁。梁体为单箱单室、变高度、变截面、三向预应力箱形结构,支墩处梁高8.8m，跨中34m直线段及边跨端部25.7m直线段梁高4.4m,顶板宽8.1m,箱宽6.1m
9、,梁部砼圬工7452.8立方米。全桥由8#-11#墩的4个T构组成，8#墩顶设活动支座,其它均为刚构。每个T构梁段划分为0#段、1#-16#段、17#合拢段及边跨的18#、19#段，全联共分为141个施工梁段。箱梁结构尺寸见图2-1梁段划分见下图图2-2图2-1 梁部结构图图2-2 梁段划分示意图二、梁部施工要点及主要施工技术 该桥梁部施工的关键技术包括0#梁段竖向预应力筋安装、0#梁段砼灌注、挂蓝方案、张拉工艺、合拢顺序设计、合拢段施工、预应力施工技术、抗风施工技术等。、0#梁段施工技术0#梁段施工见施工结构设计图示1、0#梁段竖向预应力筋安装 0#段竖向预应力筋高达12m,要求一次性安装到
10、位,不允许采用连接器连接。以往施工都是在地面和普通钢筋一起绑扎定位,然后整体吊装至0#段。本桥利用墩身液压平台,在其上搭设钢管架安装和定位竖向预应力筋,并在墩身周边砼内埋设16槽钢作劲性骨架来架立和固定竖向预应力筋，待预应力筋埋入墩身一段砼施工完后,分解和拆除墩身液压平台。钢筋仍然以钢管架支撑。2、0#梁段膺架安装0#梁段在鹰架上进行现浇施工，本桥刚构墩梁结合部不设墩顶实心过渡段，箱梁底板即为墩身封顶，因此0#段施工须设置内外膺架。（1）、内部膺架在墩顶砼内设置钢牛腿，牛腿上安装纵横梁和模架，模架上铺设模板,施工箱梁0#梁段底板，并在平台下部设置二级平台和封顶砼内设置吊环,用以拆除膺架。（2）
11、、外部膺架外部膺架是在墩顶墩身预埋螺栓套组焊的预埋件，安装由型钢加工的三角架，主要承受施工荷载，三角架采用墩身平台20#槽钢加工，槽钢背靠背组合，利用22螺栓与预埋件连接，工程完后直接卸掉螺栓，并用砂浆抹平即可。（3）、鹰架安装方法墩身施工过后利用液压平台安装鹰架，鹰架的安装顺序为先内后外（墩内平台先安装），鹰架杆件利用缆索吊和塔吊吊装，人工配合安装，因鹰架连接螺栓孔与预埋件为匹配加工，安装时按编号进行。3、0#梁段模板安装及抗风施工技术（1）、模板安装鹰架组装后，按照结构尺寸要求控制顶面分配梁的标高，地面分三段整体拼装模架和模架，利用双组缆索吊对称吊装，精确测量定位后进行锁定，在以此为基础顺
12、序吊装。对侧模板顶部利用型钢进行刚性连接，悬吊内模模架和模板。（2）、抗风施工技术当地最高风速达到33m/s,相当于10级台风的风力，故抗风施工是本桥0#梁段施工的关键技术。施工中采取的措施是，避免大风天气进行吊装施工和通过对结构进行加固抵抗大风对已安装好的结构尺寸造成影响。、风荷载计算：W=k1k2k3w0取k1=1.4, k2=1.56, k3=1.3, w0=V2/1.6P PPPPw0结构受力图示则W=1932Pa，对于0#梁段模板产生的水平力为：P=129.61932=22.2t受力图示如结构受力图示。、施工措施：在施工中采取如下措施A、对现场的气候进行观测，选择合适的时间进行吊装作
13、业，安装测风器，加强对风速的观测，避免强风情况下吊装作业。监理工程师论坛B、利用模板固定面板，模板于地面分段拼装后利用两组缆索吊进行整体对称吊装。就位后在不解除吊钩的情况下及时进行加固。C、模板外模架与膺架焊接固结，上下游模架利用型钢进行刚性连接，经过计算能达到抗风的要求。顶部连接的型钢可用于悬吊内模和作为施工作业平台。结构计算如下：D、及时安装内模，使内外模形成整体增强抗风能力。安装结构图示如下：（3）、效果四个T构0#段模板安装顺利，未发生安全事故，结构经受住大风的考验，在施工过程中发生的最大风速为16m/s,事后观测模板未产生位移，未因风大影响结构的几何尺寸和工程质量。（在抗风施工方案的
14、考虑中曾建议增加0#段的劲性骨架，可起到抗风的效果和利于模板安装和施工。）4、0#梁段砼施工砼的拌制：采用5-30mm连续级配的碎石和含泥量低于1%的中粗河砂,通过掺加高效减水剂，制成塌落度12-18cm的流态砼,并根据不同的灌注部位和气温情况及时进行调整。砼灌注：砼采用单钩起吊能力10T的双组缆索吊和1250kN-M的塔吊进行灌注。在腹板、顶板和隔板位置开洞9处，安放串筒，保证砼直达灌注部位。 捣固作业：纵向波纹管待混凝土灌注到位后进行安装，钢筋进行局部移动位置和割断预留进人孔，待混凝土灌注到位后进行焊接，捣固人员直接进入结构内部进行捣固,确保混凝土密实。悬灌施工1、挂蓝的设计 采用自锚桁架
15、式三角形挂蓝进行悬灌施工，内外模板和主构架可以一次走行到位，根据现场的施工情况和施工习惯，内模也可以两次走行,外模只能与主桁架一次走行到位。 挂蓝组成：本桥采用三角形桁架式挂蓝，由吊架部分、锚固部分、模板部分、走行部分及附属部分组成。 主要技术指标：挂蓝自重59吨，适应最大梁段长度4米，适用最大梁段重量200吨，最大荷载时挂蓝实际测量变形13mm，一般梁段施工时预留沉落值5-10mm，设计安全度为2.5，导链牵引。前支座安放聚四氟乙烯滑板，后支座设滚轮，减小滑行阻力。挂蓝设计不同之处在于挂蓝的走行部分，在走行时外模板坐落于底模纵向走行梁上，较以前依翼缘板下的走行梁走行更为安全和平稳。挂蓝的结构
16、图示如下：2、挂蓝刚度及变形试验 挂蓝在工厂进行了刚度和变形试验，挂蓝分级加载、卸载。通过加载实验测定挂蓝的弹性变形和非弹性变形值，检验各部件的连接情况，测定施工数据，为安装挂蓝预留沉落量提供依据，具体的实验方法如下： 场内制作挂蓝加载实验台； 场内拼装挂蓝主桁架； 主桁架前端分级加载，进行挂蓝实际变形观测，做好记录； 在实验台上分别对锚、吊结构进行加载实验，安全系数要大于2。通过加载实验测定挂蓝在满载时的弹性变形值为13mm，非弹性变形值为11mm，强度和刚度符合施工规范和钢结构设计规范要求。挂蓝加载实验图示如下：3、挂蓝安装挂蓝安装在0#段完成并安装完底板后进行，先安装滑轨和锚轮组，并利用
17、竖向预应力筋锚固滑轨。然后吊装主桁架部分，主桁架在地面组装后用缆索吊吊装到位，最后安装前横梁和其他部件。挂蓝安装采用缆索吊分部整体吊装施工，具体施工步骤如下：安装挂蓝底模板，并利用竖向预应力筋锚固挂蓝轨道。主桁架在地面整体组装后用缆索吊吊装到位，锚固于挂蓝轨道安装前横梁及前吊带，悬吊底模板，解除斜拉钢丝绳；0#梁段外模解体，利用缆索吊单侧吊钩移动就位，置于底模外侧走行纵梁上，上端临时固定于主桁架上；安装外模吊梁和吊杆悬吊外模；安装内吊梁，吊杆和内模架，内模板；安装其他部件；安全检查。安装前对有关尺寸进行了检查，比如吊带孔位置，锚固钢筋间距，吊耳间距等，发现问题及时处理，避免了在安装过程中发现，
18、影响安装进度，全桥8套挂蓝安装顺利。4、挂蓝的使用施工时为进行有效的线性控制工作，减少挂蓝在灌注砼过程中的变形调整，挂蓝前端应预留沉落量，沉落量的确定是根据挂蓝实验时的变形和现场施工前12个梁段灌注过程中的变形观测结果来确定的，具体办法如下：首次使用挂蓝前按照实验数据对挂蓝前端预留沉落值，灌注砼前于挂蓝前横梁和吊带上设定观测点，根据砼的灌注过程分级对观测点的标高进行观测，当观测结果与预留沉落值相差超过施工规范要求的5MM时，对挂蓝前吊带进行调整对观测结果进行分析，确定挂蓝的底模板和主桁架的变形。该桥挂蓝的预留沉落值根据实验和前期的观测结果设定为1-5#梁段8mm，5-11#梁段5mm,11-1
19、7#梁段8mm。该变形值在进行挂蓝标高设定时一次完成。在挂蓝的使用过程中坚持对挂蓝的吊系统进行检查，避免发生安全事故。5、挂蓝走行 梁段砼达到80%后，进行张拉、压浆后，将挂蓝前移。前移步骤为： 接长并锚固挂蓝轨道，在轨道表面放置镀锌铁皮，并涂润滑油；拆下底模后吊带、内外模前后锚杆，并确认模板已经和砼脱离，内模和内模架落于降低的内滑梁上，外模板落于底模走行纵梁上；拆除主桁架的后锚杆让后支座受力，放松底模前吊带，使底模离开梁体100mm左右；进行走行前的安全检查，重点检查部位为挂蓝两轨道是否相对水平和与桥轴线平行，轨道锚固和支垫情况，挂蓝前后支座，挂蓝上是否有人员在作业；每片主桁架各用一个10吨
20、的倒链牵引，带动挂蓝底模、侧模和内模同步前移，滑行时及时对接缝和砼表面缺陷进行处理，尤其是对拉杆头进行处理，防止锈水污染砼表面，进行修补和处理时挂蓝不能移动；到位后及时安装底模后吊带，内外滑梁吊杆和挂蓝主桁架后锚固装置，将临时受力状态变为永久受力状态，确保施工安全。6、特殊情况下挂蓝的处理挂蓝联体解决箱梁1#梁段无后锚施工 在进行8#T构0#梁段施工时，由于在中隔墙位置设计无竖向预应力钢筋，施工时亦忘记为1#梁段悬灌施工埋设临时锚固钢筋，致使施工1#梁段时挂蓝后锚处轨道锚固跨度过大，不能满足受力要求，对挂蓝的安装和移动都产生影响。针对这种情况，施工中采取挂蓝联体的办法得到了解决。具体施工方案如
21、下图所示：、荷载计算：A、根据结构自重计算施工时作用在挂蓝前端的结构自重 G自=250KNB、施工荷载 G施：均布荷载为（Pa=0.75KN/M2）作业面积（A1=44.2M2）=33KNC、风荷载： G风=风压P风(1.25KN/M2)受风面积A1 ( 44.2 M2) =55KN (风压系数取1.0)D、1#梁段钢筋混凝土设计重量1500KN,作用在挂蓝前端的荷载按照挂蓝结构计算为 G砼576KN、安装过程中的结构安全A、挂蓝安装时只计入作用在挂蓝前端的结构自重、风荷载、施工荷载，对后锚的影响，受力点均按作用在挂蓝前端计算。 P安= G自+ G施+ G风=250KN+55KN+33KN=3
22、38KN。 B、结构简化计算图示如（图二） C、所需锚固力计算 按照以上图示计算(图中尺寸单位以cm计)A点锚固力Ra计算: MB= P安5.2M-Ra5=0 Ra=P安5.2M/5M =338KN5.2M/5M=351.2KN D、 轨道受力检算 根据图一中轨道一的受力状态对轨道进行受力检算 W为轨道的截面模量为4.110-3m3 安全系数为K=/=17.5104/6.4104=2.72,符合铁路桥涵施工规范要求、施工阶段的结构安全A、施工阶段的荷载计算 施工阶段计入挂蓝前端的全部荷载，施工荷载、风荷载一半作用在挂蓝前端，挂蓝前端总荷载 P 施=G自+ G砼+（G施+G风）1/2 250+5
23、76+(33+55)1/2=870KN 经过计算，图二的锚固措施满足不了施工阶段的要求，故采取挂蓝联体的方案施工(见图一)。B、水平杆件选择 水平联杆内力（此时不计算Ra产生的力距，偏于安全） 根据 MB=N 3.5+P5.2+N0 =0 推得 N=P安5.2/3.5=8705.2/3.5=1292.5KN134.2t 所需要水平联杆断面积： A=N/钢=1292.5/17.5104=7.3810-3 M2 故选用4根20a的槽钢连接，总断面积为1.153210-2 施工时结构安全系数K=1.56C、联体挂蓝前端弹性变形计算 联体挂蓝为对称结构，可取图三进行结构变形计算，（图中尺寸单位为cm）
24、。根据单位荷载法计算挂蓝前端的弹性变形，计算公式如下：其中E=2060000kg/cm2；A值根据型钢表查得,除EC杆为20a的普通槽钢外，其余各杆均为32c的槽钢；各值计算结果如下表。杆件Np(KN)L(m)EA(KN)i (m)AB-1.49-1296.355.051061.910-3AC006.105.051060BC-1-8703.505.051066.0310-4EC1.491296.35.002.381064.0610-3BD-1.49-1296.35.205.051061.9910-3CD1.791557.36.275.051063.4610-3联体挂蓝前端D点的竖向位移（弹性变
25、形值）D=i=1.210-3M 单独挂蓝悬灌施工时(结构受力如图二)前端弹性变形按上式计算如下表：杆件NNp(KN)L(m)EA(KN)i(m)AB-1.49-1296.35.005.051061.9310-3AC17471519.896.105.0561063.210-3BC-2.005-1744.353.505.0561062.4810-3BD-1.49-1296.35.205.0561061.9910-3CD1.791557.36.275.0561063.4610-3 合计=i=1.310-2M。 从计算结果可以看出两种施工方法的弹性变形值基本相同。采用挂蓝联体施工在混凝土的灌注过程中前
26、端高程控制与单独挂蓝施工时相同。 、挂蓝移动过程中的结构安全挂蓝走行时前端荷载按照动载计算（结构受力如图二），动载系数取1.2，其计算方法与挂蓝安装计算方法相同，安全系数K=2.7/1.2=2.252,满足铁路桥涵施工规范要求。 现场我们利用挂蓝联体的办法解决了1#梁段无后锚的悬灌施工和挂蓝安装、移动问题，当时亦有采取打锚杆和增加轨道强度的方案进行处理，但经过研究一致认为联体的施工方案更为直接，且结构计算简单、明确，弹性变形值基本相同。在挂蓝的安装和移动过程中不计算结构的变形。 利用挂蓝底侧模板施工合拢梁段 设计时曾经考虑挂蓝的移动方案，但由于材料规格的限制和节约材料，缩短了前端上下横梁的长度
27、，在合龙施工中采取临时加长前上横梁，伸出箱梁翼缘板，利用钢丝绳代替前吊带，使侧模板完全坐落于底模板上进行移动。 外推吊钩法进行挂蓝底侧模板的拆除。参考处论文集之特殊情况下挂蓝底板的拆除方法箱梁线性控制施工技术 进行高程测量时采用三角高程测量技术，同时应用了TTM理论对施工误差进行修正，确保了高程测量的准确。为什么进行线型控制 为保证梁在运营阶段的刚度符合设计要求。如何进行线型控制 对箱梁在悬灌阶段的不同受力状态（包括砼的徐变，预应力等因素的影响）时影响线型因素运用计算机进行变形计算，将其结果与现场实测结果进行比较，通过调整梁段的立模标高来达到设计要求。线型控制所做的工作精确测定梁部砼的弹性模量
28、，干容重，保证砼强度符合设计要求，合理安排工期，使实际施工工期与设计相符，按照设计的合拢顺序和合拢温度进行合拢，对施工阶段的梁段进行分阶段的变形观测。通过观测的实际数据与计算结果对照，经过计算确定下一阶段的砼立模高程。为更有效地精确计算，现场分别进行了墩身沉降观测和日照温差对位移的影响观测。砼施工砼的质量指标砼的设计强度C48 要求三天的强度达到80%以上，龄期强度按照配合比设计要求达到120%以上。砼的弹性模量不小于3.5106Gpa砼的干容重小于2.60T/M3砼外观无缺陷，颜色一至，棱角分明。砼坍落度要求达到120-180，便于砼捣固作业。砼原材料的选用 水泥：使用525号普通硅酸盐水泥
29、，其品质指标应符合现行国家水泥标准。砂子：悬灌梁C48砼采用广西进购的优质砂，砂中含泥量在1%以下，砂的其它技术指标应符合GB/T1468493建筑用砂质量标准。石子：采用碎石531.5mm连续级配，碎石中细粉含量1%，其它技术指标符合GB/T1468593建筑用卵石、碎石质量标准。外加剂：梁部C48砼选用广东湛江产FDN3000高效减水剂，掺量C0.5%。缓凝剂为试验室根据工程实际用的水泥、砂、石和外加剂进行配合比及强度试验,确定砼的理论配合比为：。砼的质量控制和早期强度预测砼的拌合施工 砼采用自动计量拌和站进行集中拌和，砼生产能力为25M/H，施工前砼拌和人员在试验人员的监督下将试验室所开
30、的配合比输入电脑，确认无差错方后开盘。搅拌时间不少于45秒。砼拌制的干湿度。梁部砼底板坍落度控制在160180mm，墙部砼坍落度控制在120140 mm，顶部砼坍落度控制在80100 mm。砼的运输： 砼水平运输采用砼输送车，垂直运输采用缆索吊和塔吊。在进行梁段施工中，每小时可完成从拌和楼至作业面的运送砼15m3。满足砼的灌注需要。砼的灌注 砼采用插入式振动器捣固密实，每个梁段配备46台插入式振动器；根据梁段的高度确定振动棒的长度。砼从拌合楼拌出至入模时间为30-40分钟，保证砼在初凝前入模。控制砼入模温度在17-30度之间，确保高标号砼的整体质量和早期强度，如达不到，原材料需进行降温和升温处理。砼进行分层浇注，每层厚度控制在30cm左右，接缝、预埋件、钢筋密集处，加强振动；砼养生砼的养生质量直接影响到砼的强度和砼的表观质量。根据环境的温度变化情况制定砼养生措施如下：砼灌注完，砼表面用彩条布覆盖，并撒水养护，待同等条件养护的
