XX市水中坝桥梁工程拱圈浇筑钢拱架专项施工方案编制:审核:审批:XX市公路桥梁建设有限责任公司XX市XX桥梁工程项目经理部2017年4月目录目录 (1)1、编制依据 (2)2、编制范围 (2)3、工程概况 (2)4、水中坝桥梁工程拱圈浇筑总体安排 (3)5、拱架材料 (3)6、钢拱架预拱度计算 (4)7、钢拱架线形控制 (4)8、钢拱架现场布置 (4)9、钢拱架的受力计算 (7)10、钢拱架的非标准构件的加工 (8)11、钢拱架的安装 (8)12、拱肋混凝土的浇筑 (9)13、卸落、横移拱架 (9)14、工程数量 (9)15、主要施工机械设备和施工人员 (10)16、工期计划 (10)17、施工安全保证措施 (10)17.1组织保障 (10)17.2 起吊人员要求 (10)17.3 技术措施 (11)17.3.1吊装程序的检查 (11)17.4 应急措施 (13)18、文明施工保证措施 (13)19、安全施工措施 (13)拱圈浇筑钢拱架专项施工方案1、编制依据1.1《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011 )；1.2《公路工程质量检验评定标准》（JTGF801-2012）；1.3《城市桥梁工程施工与质量验收规范》（CJJ 2-2008）；1.4《XX市水中坝桥梁工程招标文件》；1.5《XX桥梁工程施工图设计》（审查修订版2016年8月）；1.6国家现行有效的其他有关规范、标准及规定；1.7XX市有关安全、文明施工等的标准及规定。

2、编制范围本方案只针对XX桥梁工程拱圈混凝土浇筑钢拱架而编制。

3、工程概况错误！未找到引用源。

4、水中坝桥梁工程拱圈浇筑总体安排XX桥梁工程采用三跨连拱拱桥，处于周公河河床内的1#、2#墩不属于单向推力墩，不能适应单跨浇筑拱圈，因此需要三跨拱圈对称、均衡浇筑，防止产生不平衡推力。

桥梁垂直于桥轴线横向宽度24米，由于该桥斜交79.060，拱圈实际顺河向宽度为24.44m。

该桥施工于2016年12月9日开工，开工日期距枯水期开始时间已过3个月，开工时间较晚，前期浪费了桥梁基础施工的黄金时间，极其可惜。

为最大限度利用这个枯水季节，现阶段加紧施工桥梁下部结构，按总体施工进度安排，先施工完成1#、2#墩的承台及拱座，在现阶段已经填筑的岛上拼装钢拱架，先将中跨拱架安装好，再退回施工0#、3#桥台拱座，在两岸吊装两个边跨拱架。

采取这种安排可以在枯水期结束前完成中跨拱架吊装。

在施工完成0#、3#桥台拱座后，预计处于雨季，尽管如此，也可以进行边跨拱架吊装作业。

三跨拱架吊装完成后，可以在汛期进行拱圈混凝土浇筑作业，控制全桥施工工期，以期能在2017年年底完成桥梁主体工程，这是本工程控制的重点。

按上述总体安排，1#、2#墩桩基应在2017年2月份完工，1#、2#墩承台应在2017年4月中旬（雨季前）完工，预留15天用作吊装中跨拱架。

在吊装拱架前应将拱架的加工构件、标准构件组织进场，并在现场预拼完成。

5、拱架材料拱桥施工方法很多，拱架现浇法是其中之一，本桥采用拱架现浇的目的主要是解决桥梁洪期可以施工，安全度汛的需要。

制造加工拱架的材料也是很多的，有五四式军用三角架，有321公路钢桥桁片，也有采用型钢加工制造的。

水中坝桥拟采用321公路钢桥桁片加工钢拱架。

321公路装配式钢桥是一种可分解的、能快速架设的、主要用于抢修的制式桥梁，在实际使用中，也可用于施工便桥、龙门吊机、架梁导梁以及施工支架、拱架等。

这种构件拼装的桥梁器材主要有以下特点：1）采用高强度钢材全焊制成，主梁可分解成轻型桁架、立体或平面拼装单元，用单销或螺栓连接。

重量较轻，运输拆除较方便；2）构件可以互换，可重复使用；3）桥梁主梁的组合形式可根据跨径、荷载的大小改变。

我国的战备公路钢桥于20世纪60年代定型生产，原名“321”公路钢桥，与英国的“贝雷桥”相似，主梁亦为米字型桁架，但尺寸不一致，一些地方常把国产的“321”公路钢桥桁架称作“贝雷架”或“贝雷梁”。

通过对钢桥构件进行局部改造、加工，制造成为两铰钢拱架，采用拱架法进行拱桥的施工，采用这种方法施工结构简单并受力合理、承载安全可靠、拆装方便快捷，可利用现成的设备，仅仅投入少量费用加工非标准三角架构件，以后可作为成套设备多次重复使用。

6、钢拱架预拱度计算钢拱架的预拱度由两部分组成：钢拱架的非弹性变形、钢拱架受载后的弹性变形。

钢拱架的非弹性变形是由贝雷片的连接钢销与眼孔之间的间隙在受载后变位引起；钢拱架的弹性变形由结构受力过程中引起的弹性压缩变形。

钢拱架的非弹性变形、钢拱架受载后的弹性变形累加后的数值按二次抛物线在拱轴线上进行分配。

7、钢拱架线形控制边跨、中跨设计预拱度分别为 1.4cm、2.0cm（由设计图纸提供），在拱架受载变形完成后应保证拱肋保持有设计预拱度值，因此应以计入设计预拱度值的拱肋拱腹线作为控制曲线，在此控制曲线上进行钢拱架的预拱度分配，在CAD中拟合出分配预拱度后的曲线，在钢筋混凝土拱圈的拱腹线与钢拱架之间还设置有横向[16a分配梁、纵向弓形木和拱肋底模板，高度为35cm，拟合曲线应该是拱肋的底模板曲线，拱架布置的基准曲线的曲率应该比拟合的拱肋底模板曲线曲率要小，在CAD中选取拱肋底模曲线向下方偏离30cm的曲线作为钢拱架布置的基准曲线。

标准的贝雷桁片长度为3米，为尽可能保证钢拱架良好的线形和力学性能，同时应尽量减少贝雷片非标准节段的数量和加工的工作量，边跨、中跨的钢拱架纵向分5个折线段进行布置，边跨每个折线段长度分别为6m、6m、3m、6m、6m，中跨每个折线段长度分别为9m、6m、6m、6m、9m，折点处采用加工非标桁片连接，钢拱架上弦每个折点符合拱架布置的基准曲线。

在CAD中对钢拱架进行反复布置，放出大样，量取每根非标节段的长度，作为加工非标桁片的依据。

8、钢拱架现场布置全桥拱圈分成左右两幅施工，先施工左幅12.22米，施工完成后再卸落钢拱架，横移钢拱架到另一半幅，顶升拱架，安装到位后再浇筑另外半幅拱圈。

用于半幅拱圈施工的钢拱架横向布置90单元7组，90单元采用加强型布置，上下弦及端面均安装90支撑架形成稳定的受力单元。

各单元之间用横撑、斜撑连接，将7个90单元连接成为整体结构。

钢拱架的铰脚采用加工三角架和铰座，三角架和铰座均根据受力计算的支座反力的结果来设计，应满足承压和局部稳定的要求，铰座钢销的直径选定应满足抗剪的要求，若拱架作为成套设备，铰座的设计应满足不同跨径要求，特别是跨径增大和矢跨比减小的情况，满足不同的受力要求。

该桥的铰座全部采用3cm的Q235钢板焊接，并在局部加设加劲钢板，铰孔采用精确套钻，直径为Φ50mm，钢销直径为Φ49.0mm，材质采用30铬锰钛钢。

加工非标桁片及铰座见下图：拱脚三角架加工件见下图：在铰座下部设置拱架的卸落设备，卸落设备为钢制砂筒，采用Φ402×10×450的钢管封底制作，在砂筒的底部设置M27螺孔作为出砂孔，使用时采用螺栓拧紧，砂筒最大卸落量可达到35cm ，砂筒的活塞采用Φ377×10×450的钢管封头焊接，最好在里面灌注砼，增加活塞的抗压承载能力。

砂筒内的砂选用中（粗）砂，在安装砂筒时将砂晾干或炒干，完成安装后将活塞和筒壁之间的间隙封闭，防止雨水浸入。

砂筒加工件见下图：在钢拱架的铰座与拱座之间、铰座与砂筒活塞之间设置横移滑道，横移滑道要求平整稳固，在完成半幅施工后横移至另一半幅施工。

边跨钢拱架现场立面布置见下图：中跨钢拱架现场立面布置见下图：钢拱架现场横向布置见下图：工20a分配梁弓形木15mm竹胶板90支撑架加强型桁片钢管栏杆9、 钢拱架的受力计算拼装完成的用于浇筑半幅拱圈的拱架横向宽度为11.7m ，横向分配梁两侧各悬挑1.2m ，用于布置施工操作通道，边缘布置1.2m 护栏，护栏设置3道横杆。

《桥规》规定当拱圈宽度小于跨径1/20时，应验算拱圈的横向稳定，钢拱架的宽跨比为1/3.68，显然不在规定之列，钢拱架横向稳定性较好。

但在进行钢拱架受力计算时，将建立钢拱架的空间模型，采用有限元分析软件进行计算。

在计算中充分考虑了拱肋的施工顺序，在钢拱架安装完成后，陆续将分配梁、纵向弓形木、拱肋底模板安装上去，之后绑扎拱肋钢筋，安装拱肋的横隔板，施加初期荷载有利于消除一部分拱架的非弹性变形。

拱肋砼的浇筑是按照纵向、横向对称均衡的原则进行的，砼纵向分为5节段浇筑，先分段浇筑拱肋的底板和侧板组成的槽形断面砼，浇筑顺序是先对称浇筑拱脚节段，再浇筑拱顶节段，之后浇筑中间节段，各节段的接头宽度设置为80cm，在加载过程中由于拱架发生弹性变形，各节段接头钢筋应断开。

待浇筑的槽形断面砼强度达到设计强度的70%时，焊接接头钢筋和浇筑各接头砼，这样就形成了槽形的无铰拱，在接头砼强度达到设计强度的70%后，再分段浇筑拱肋顶板砼，可以不留接头一次浇筑完成。

从以上浇筑过程可以分析，在前期钢拱架主要承受拱肋槽形断面钢筋混凝土的自重、施工荷载、本身自重、分配梁和模板的自重，在后期浇筑拱肋顶板砼的时候，这部分砼的自重荷载由拱肋底板和侧板组成的槽形无铰拱和钢拱架共同承担，但槽形无铰拱的刚度和承载能力远比钢拱架大，所以实际上钢拱架主要承受前期荷载，而后期荷载主要由槽形无铰拱承受。

计算过程中在向有限元模型施加荷载时主要考虑前期荷载，并根据加载的顺序，创建不同的荷载工况，计算钢拱架在各工况下的受力状况。

10、钢拱架的非标准构件的加工钢拱架的非标准构件的加工制造应考虑到作为成套设备的多次重复使用问题,应考虑到通过加工制造可以将钢拱架用于多种跨径和不同的矢跨比,这就需要达到以下要求:首先确定钢拱架适用范围，采用321桁片拼装的钢拱架可以用于100m以下的钢筋混凝土肋拱和箱形拱桥的施工，增加90单元的肋数也可用于浆砌混凝土预制块、块石的板拱桥。

非标单元的加工尽可能适应跨径、矢跨比、拱轴系数的变化；铰座加工制造应满足钢拱架最大适用范围的支座反力的受力要求；钢拱架的横向连接节点和杆件加工精度应满足钢结构规范的要求，保证同一型号的构件可以互换；非标准构件加工的焊缝质量应与321桁片的焊缝质量达到同一等级，保证在不同适用范围的受力要求。

加工件安排在正规的较大规模厂家加工，注意控制加工的精度和质量，必要时对焊缝进行探伤检验。

11、钢拱架的安装在两岸的筑岛上拼装钢架节段，采用汽车式起重机吊装节段，在空中合拢,空中安装合拢节段只需在接头加设拱架的连接钢销，不需专门的工具，非常简便。

安装拱架时值得注意的是拱铰座高程的控制，应考虑卸落设备砂筒的压缩量1cm。

在安装拱铰座时同步将卸落砂筒和横移滑道安装到位。

拱架铰座后方滑道之间应涂抹润滑油，减小卸架时铰座下滑的摩阻力，保证顺利卸架。