大跨径钢箱系杆拱桥顶推施工工法.pdf

1、大跨径钢箱系杆拱桥顶推施工工法大跨径钢箱系杆拱桥顶推施工工法 1 前言前言 随着我国社会生产力飞速发展、科学技术突飞猛进，城市化进程的大力推进和全面建设小康社会目标的积极实施，现代化的城市路网规划对桥梁的要求不仅仅能通行，而且希望它看起来要美，社会关注度高，往往成为审美的对象。近些年来各种造型的钢管拱、钢箱拱桥因其造型美观、受力合理在我国欣欣向荣、遍地开花，一经建成往往成为地标性建筑；而在水深流急的河道、高山峡谷或恶劣的环境中修建拱桥的施工技术也是摆在研究人员、工程技术人员面前的一个实际问题。由我公司承建的乐都区大地湾村湟水河大桥工程，为乐都区城市道路规划网中繁荣路上的一座景观桥，采用 1-1

2、30m 单跨下承式提篮形钢箱系杆拱桥跨越湟水河，钢结构总长 134.6m，计算跨径 130m，矢高 29m，拱肋内倾 15，桥宽 36m，主梁及拱肋均为矩形截面；湟水河在桥址处的设计洪水流量为 Q1%=1200m3/s，规划河道宽 100m，水深约 2.0米，流量小而流速急，不利于在河道里施工作业，从现场的地理条件来看，湟水河南岸为开阔地，场地的长度、宽度满足钢梁、钢拱拼装要求，可以采用对钢梁、钢拱进行整体拼装，在河道中搭设数排临时支墩，再将全长 134.6m 的钢拱桥带拱整体顶推就位的施工方法。本工法依托湟水河大桥的施工实例，全面阐述了大跨径钢箱系杆拱桥带拱整体顶推的施工工艺，已建成的钢拱桥

3、轴线偏位、断面尺寸、成桥线型、外观质量以及顶推过程中的受力情况均满足规范要求；在跨越河道、山谷以及对环保要求高的城市中施工，该工法被证明是一种行之有效的施工工法。工法的关键技术通过了 2016 年下半年公路工程科技创新成果鉴定，达到国内领先水平，开发的“一种桥梁顶推施工连续牵引系统及方法”发明专利正在申请。工法被评定为中交第四公路工程局有限公司企业级工法。2 工法特点工法特点 1.该施工工法克服了桥位处为河道、川谷，地形复杂等困难，特别是在对环境保护、水系保护要求高的城市，采用“异位拼装，带拱整体顶推”施工更能显示出其优越性。2.在城市中施工可有效减少施工临时占地，保护当地环境，由于前期在河岸

4、的一侧拼装，对牵引一端的红线用地要求降低，并有利于施工组织，缩短工期。3.拼装场地集中，施工过程中易于逐件拼装，使用周转材料少，施工效率提高，岸上拼装易于控制施工质量。4.大大减少水上作业，改善施工环境，运输安装安全性好、稳定性高，方便组织安全防护工作。3 适用范围适用范围 大跨径钢箱系杆拱桥整体带拱顶推施工具有施工工艺简便，施工效率高，安全性、稳定性好等特点，可以被广泛应用到钢拱桥的施工中，在以下情况尤显优越性：1.跨越的河道常年流水，流量小而流速大，大型浮吊设备不能进入，河道范围内水深较浅，大型驳船行驶难度较大，而钢拱桥的制作单元节段重量又较大，河道中施工的临时支架搭设、高空吊装安全风险大

5、，不宜采用满堂支架的方式进行拼装。2.在城市中施工对环境及河道的环保要求高，施工临时用地紧缺。3.红线用地不易按时交付，只有桥梁一端具备施工条件的情况下。图 3-1 河道现场照片 4 工作原理工作原理“异位拼装，带拱整体顶推”施工工艺的主要特点是在桥梁一端的二拼场地上，先梁后拱将钢拱桥全部拼装完成，同时在河道中等跨径搭设 4 排临时支墩，并在桥梁另一端的河岸上施作顶推反力支架，采用大吨位集群液压千斤顶连续张拉钢绞线的形式将整座钢拱桥滑移到桥位，再落梁到永久支座，如下图所示。图 4-2 顶推施工纵断面示意图 图 4-3 顶推施工总平面示意图 其具体过程为：在引道路基上设置桥梁拼装胎架；在胎架上组

6、装钢结构（钢梁、钢拱）；根据顶推过程中不同状态下梁的受力状况，对梁拱整体结构进行加强；根据顶推的需要搭设临时支墩及反力装置；选用合适的牵引设备，实施顶推；拆除滑靴、临时支墩；落梁就位七个环节。图 4-4 河道中临时支墩照片 5 工艺流程及操作要点工艺流程及操作要点 工艺流程图 图 5-5 施工工艺流程图 5.1 临时结构施工 5.1.1 在河岸南侧的二拼场地上拼装时，需要 135（长）40（宽）米的拼装场地和部分存梁场地，在主纵梁正下方浇筑钢筋混凝土条形基础，条形基础上设置滑道梁，滑道梁采用热轧 HW600400 型钢，在拱肋正投影处设置拱肋支撑排架，采用 2.5m2.5m布置支墩顶下滑道顶推

7、到桥位安装部分吊杆并初张拉拆除临时支墩落梁到永久支座安装剩余吊杆及系杆索施工准备主体结构过程监控成 桥成 桥钢梁部分拼装浇筑二拼场地拼装胎架钢拱部分拼装施工测量河中临时支墩施工实 施 顶 推实 施 顶 推安装桥面板，调整索力涂装最后一道面漆反力支架施工顶推前调试临时支墩监控的钢筋混凝土块体基础及60012，Q235B 钢管立柱；为保证临时支架的承载力和稳定性需对地基进行处理。图 5.1.1-6 施工场地总平面布置图 5.1.2 主纵梁拼装胎架 主纵梁下的条形基础采用宽度 4.5m、长度约 135m、厚度 400mm 的 C30 钢筋混凝土基础；在条形基础底部配置双向14200(三级钢)的钢筋网

8、片，基础顶部配置双向10150(三级钢)钢筋网片，起到承载及防裂的作用。基础剖面示意图如下图所示：图 5.1.2-7 条形基础及滑道梁布置图 海东市乐都区湟水河大桥工程图 5.1.2-8 条形基础及滑道梁构造图 5.1.3 拱肋拼装排架 在河岸南侧场地拼装时，需要在主拱肋分段接口位置搭设拱肋拼装临时支架（60012mm 钢管柱，柱间的纵向连接系采用2006mm 的钢管桁架形式）。图 5.1.3-9 拱肋排架基础总布置图 拱肋临时支撑排架基础采用长 2.5m、宽 2.5m、厚度 400mm 的 C30 钢筋混凝土块体基础；在混凝土基础底部配置双向14200(三级钢)钢筋网片。1、在主拱肋临时支架

9、位置处浇筑 40cm 厚的 C30 混凝土基础，临时支架基础尺寸设计为 2.5m2.5m 的承重台，支架基础中在底部配置双向14200(三级钢)钢筋网片，保护层厚度 6cm。2、在基础承重台顶面分别预埋 2 块 600*600*20mm 的钢板（横桥向），每块钢板下方设置 4 根直径为25mm 的连接钢筋，以提高整体稳定性。临时支架基础如下图所示：图 5.1.3-10 临时支架基础平面图 3、拱肋拼装临时支架布置图 图 5.1.3-11 拱肋拼装排架立面图 在主拱接口位置处的临时支架顶部封口板上，放置材质为 Q235，型号为工 20a 的工字钢。由于主拱圈向内倾斜 15，因此在工字钢的上方布置

10、横梁垫座，来调整拱肋横向倾斜以及纵向高程的变化，具体布置图如下：图 5.1.3-12 拱肋拼装胎架立面图 基于以上计算，对二拼场地地基处理采用碎石土分层填筑、碾压密实，碎石土层厚度为 500mm，使碎石土层的承载力不小于设计值 200kPa。5.1.4 河中临时支墩 在河道中设置 4 排临时支墩，采用等跨径布置，每跨 26 米，单侧每排基础由 4 根钻孔灌注桩及桩顶连接系梁与其上的钢管立柱形成四柱联合基础，钢筋混凝土钻孔灌注桩每根长 10 米、桩径 1000mm，穿过卵石层，桩底位于风化泥岩层，其上立柱采用 4 根60012mm 的螺旋钢管，连接系采用3008mm 螺旋钢管，横向分配梁及滑道梁

11、采用型钢结构。河道中 1#4#临时支墩采用钢筋混凝土钻孔灌注桩、大钢管立柱的形式，如下图：图 5.1.4-13 临时支墩布置图 根据地质勘测资料揭示，河床下部卵石层的厚度约为 2.54m，其下为风化泥岩层，临时支墩基础采用桩基，桩身直径 D=1000mm，桩长 h=10m，桩基进入卵石层 2.6m，进入强风化泥岩层 7.4m，桩身配筋为 2020(三级钢)，桩身混凝土强度等级为 C30，内环配置122000 的加强圈钢筋(三级钢)，外环配置8100（200）的螺旋钢筋(二级钢)，保护层厚度设计为 50mm，采用 1070mm 的旋挖钻成孔；在桩顶设置 4 道连接系梁，可满足各工况下的承载力要求

12、。桩基构造如下图所示：图 5.1.4-14 桩基及系梁构造图 河水深约 1.7m，基础采用筑岛法施工，筑岛后可在河床底预埋钢筋混凝土圆管涵，待桩基、系梁施工完成后可拆除筑岛以满足汛期的泄洪要求。上部立柱为四肢钢管支架，主钢管直径600mm，厚度 12mm，其下端与桩顶预埋的钢板焊接，支架平面中心距离为 33m，支架高度约 3.8m，主钢管竖向平面内采用300mm 钢管斜撑连接，厚度 8mm，以加强支墩的整体稳定性。顶推支墩布置如下图：图 5.1.4-15 顶推临时支墩立面图 5.1.5 下滑道 在每组临时支墩的钢管柱支架顶（对应主纵梁腹板位置）分别焊接 2 根 HW400400型钢组成的顶推下

13、滑道，在现场测放好高程后，进行现场焊接，其长度在临时支墩顶为450cm（在支墩顶纵向两端各悬挑 50cm），为了保证 H 型钢翼缘板及腹板的强度，需在 H型钢的腹板两边焊接竖向加劲横隔肋板，加劲肋间距为 100cm，工字钢两端做成 1：8 的坡度，坡长为 50cm，上铺一层 12mm 厚的普通钢板，面层再包以 4mm 厚的不锈钢板，不锈钢板与工字钢点焊连接，滑道面上可均匀涂硅脂，以减小滑移时的摩擦系数。滑道顶高程进行测量精确控制，要求高程偏差小于 10mm。下滑道构造简图如下：图 5.1.5-16 HW400400 型钢加劲板布置示意图 5.1.6 顶推反力架 在另一端桥台台前（远离河一侧）设

14、置顶推反力台座。在主纵梁中心线对应位置（横向间距 26.1 米）顺桥向设置 2 根钻孔灌注桩及反力支架，作为顶推反力座的受力装置，作为张拉牵引端，在主纵梁内 1#桥台一端的水平索锚垫板位置设置工具锚作为锚固端，连续顶进。图 5.1.6-17 反力架布置示意图 图 5.1.6-18 顶推反力架构造图 顶推反力支架基础采用桩基，在每个反力架下设置 2 根人工挖孔桩，桩径 1000mm、桩长为 13m、18m（后端作为抗拔桩），进入卵石层 4.8m，进入强风化泥岩层 13.2m，桩身配筋为沿圆周布置 2020（三级钢筋），再在外侧布置10 螺旋箍筋，间距 150mm，保护层厚度为 50mm，桩身采用

15、 C30 混凝土浇筑。桩基顶承台平面尺寸为 5m2m，厚度1000mm，配筋为双层双向16150，保护层厚度为 50mm，在承台顶预埋 30mm 厚钢板与反力架焊接，材质为 Q235B，加设 150*150mm 的三角加劲板。反力架采用热轧 H 型钢制成：588300mm，材质为 Q235B。后端锚固点设置在 1#桥台一侧的水平索锚垫板上（支座加劲板 ZJ1 上），采用与牵引钢绞线配套的夹片式工具锚锚固。图 5.1.6-19 拱梁节点上锚固端构造图 5.1.7 滑靴 主纵梁的竖曲线及预拱度在跨中位置共达 62.5cm，曲线形式的梁底和直线形式的下滑道直接接触不利于滑动，通过在下滑道和钢梁之间的

16、起拱垫块（滑靴）的高度控制来实现，垫块和滑道之间相对滑动，垫块和钢梁之间固定不动。滑靴采用车间内加工的 H型钢，竖向含加劲肋，高度为 100609mm 之间，使滑靴底面的连线与滑道均位于一个平面上，滑靴沿顺桥向每 6m 一段，再在两端各设置 8.73m 一段，共设置 16 对，每相邻2 道滑靴相隔 400mm，用倒置的焊接在箱梁底板（再在主纵梁腹板位置加设宽度为 190mm钢板加劲条）的 M20 高强螺栓与其固定，为了保证 H 型钢翼缘板及腹板的强度和横向稳定性，需在 H 型钢的腹板两边焊接竖向加劲横隔肋板，加劲肋间距为 100cm；整体顶推时，滑靴与下滑道之间相对滑动，详见梁底滑靴布置图所示

17、：图 5.1.7-20 梁底滑靴布置图 滑靴与主纵梁的连接构造如下图所示：图 5.1.7-21 梁底滑靴构造图 图 5.1.7-22 HW400400 型钢加劲板布置示意图 在滑道两侧设法向的限位装置（千斤顶），当横向偏位较大时采用水平千斤顶纠偏，千斤顶作用在横梁处；随着钢箱梁顶推工作的进行，在滑道及顶推自墩顶上逐步安装侧限装置，使钢箱梁在顶推中的中线得到有效控制。表 5.1.7-1 梁底滑靴高度表 5.1.8 牵引装置 牵引（顶推）装置选定为 JS300D 液压同步张拉系统及泵站安装构件，该连续顶推液压系统的应用以水平牵引为主。连续顶推千斤顶由前顶、后顶、连接支撑架、前夹持器、后夹持器、位置

18、感应元件（或位移传感器）等组成。如下图所示：图 5.1.8-23 液压千斤顶示意图 JS300D 连续牵引液压泵站则需满足前/后千斤顶独立运行加载的需要，通过配置不同的泵头流量而使系统具有不同的顶推施工速度。控制系统则通过所采集的反馈数据，对系统流量进行调节，使各台千斤顶达到同步的效果，每台液压泵站可控制 24 台（集群）连续顶推千斤顶。根据工程实际的需要配置不同的液压泵站，则可达到 230 米/小时的速度需求。本钢拱桥按照总重 2800T 计，取 0.15 的摩擦系数，则 F=2800*0.15=420，故顶推时的最大水平力为 420t，选用 2 组 LSD 250 型千斤顶及相应的泵站，每

19、组配置 19 根 17.8mm的钢绞线，用于整体牵引钢拱桥（如下表所列参数）。表 5.1.8-2 MC.LSD 系列提升千斤顶技术参数表 型号 参数 LSD60LSD60 LSD100LSD100 LSD150LSD150 LSD200LSD200 LSD250LSD250 LSD300LSD300 LSD350LSD350 LSD400LSD400 额定提升力 kN 600 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 额定油压 MPa 25 23 26 27 27 26 25 25 提升活塞面积 m2(10-2)2.332 4.524 5.637 7.610 9.4

20、79 11.62 14.33 16.21 回程活塞面积 m2(10-2)1.193 2.160 3.134 4.595 5.026 4.783 6.291 8.55 活塞行程 mm 300 300 300 300 300 300 400 400 穿心孔径 mm 100 140 152 175 240 240 240 280 小顶松锚力 kN 55 75 80 86 92 105 130 156 钢绞线直径 mm 15.24 15.24 15.24 15.24 17.8 17.8 15.24 17.8 钢绞线根数 6 10 15 19 19 22 31 27 质量 kg 435 626 786

21、930 1150 1470 1960 2650 外形尺寸 mm 3351750 4751750 5001780 5201800 5401830 5701850 6302150 7002250 5.2 节段拼装 现场配置 1 台 300 吨履带吊进行吊装作业，为了保证工程进度的连续性，再配置 1台 100 吨汽车吊用于辅助生产。5.2.1 根据现场布局及拱桥受力特点，由两端拱脚向跨中位置依次对称安装主纵梁（拼装过程中安装对应位置的滑靴），拼装过程中，并安装相对应位置的中横梁、小纵梁；图 5.2.1-24 桥面系部分节段安装平面图 5.2.2 由 1#墩向 0#墩方向，依此安装拱肋支撑排架；图 5

22、.2.2-25 拱肋支撑排架安装立面图 5.2.3 由桥梁两端，依次对称向跨中逐段安装拱肋节段，直至合龙段，对称吊装拱顶合拢段（S2-3 段，长约 13.967 米，温度选择在 510之间），完成合拢；然后安装拱顶风撑；图 5.2.3-26 拱肋节段安装立面图 5.2.4 由 1#墩向 0#墩方向，依次安装两侧人行道挑臂；5.2.5 安装s15.2-37 型环氧钢绞线水平系杆索，并进行初张拉，使整个拱梁结构形成类似简支梁结构。5.3 实施顶推 因梁、拱组合桥带拱整体顶推过程中边界条件处于时刻变化之中，每一个截面都将经历跨中与支座位置，承受拉压应力的交替作用，而吊杆结构只能承受拉力，经受拉压应力

23、循环作用会导致吊杆失效的特点，故需在拱、梁间设置临时承压杆，形成结合梁体系。5.3.1 步骤一：在桥梁一端的二拼场地上对钢拱桥进行整体拼装后，在拱肋和主纵梁之间增设 8 组钢管支撑（63012mm，Q235B），再在两片拱肋之间（对应最外侧 2 组钢管支撑位置）增设 2 组水平钢管支撑（63012mm，Q235B）。整体三维模型如下图所示：图 5.3.1-27 结合梁体系模型 整桥立面图如下图所示：图 5.3.1-28 结合梁体系立面图 5.3.2 步骤二：拱梁之间的加固杆件安装完毕后，正式实施顶推，分为 2 个阶段：1、顶推启动阶段 启动 2 套系统进行顶推：（1）在桥梁另一端采用 2 组

24、LSD 250 型千斤顶及相应的泵站进行连续牵引，（2）在钢拱桥后端使用 2 组 100t 液压千斤顶顶进以消除钢拱桥启动时的静摩阻力，辅助前端的连续牵引系统完成钢拱桥顶推施工的启动工作。2、顶推阶段 采用在桥梁另一端的 2 组 LSD 250 型千斤顶及相应的泵站进行连续牵引，将桥梁整体沿滑道实施顶推、就位，并将桥梁下落至设计标高。采用建立有限元模型，各验算工况如下所示：表 5.3.2-3 各验算工况应力、位移统计表 工况 位置 最大反力 应力值(KN)钢管支撑应力(MPa)悬臂端位移(mm)工况 0 二拼场地上 91 工况 1 未上 1#临时支墩，悬挑 22m 0#桥台处 3000 105

25、-28.3 工况 2 上 1#临时支墩 1#支墩处 2500 91 工况 2a 从 1#临时支墩向前，悬挑 7m 1#支墩处 3200 89.5-9.6 工况 3 未上 2#临时支墩，悬挑 22m 1#支墩处 3800 152-32 工况 4 上 2#临时支墩 2#支墩处 2700 136 工况 4a 从 2#临时支墩向前，悬挑 5m 2#支墩处 3200 143-4.9 工况 5 未上 3#临时支墩，悬挑 22m 2#支墩处 3800 129-32 工况 6 上 3#临时支墩 3#支墩处 2700 114 工况 6a 从 3#临时支墩向前，悬挑 5m 3#支墩处 3350 135-5 工况

26、7 未上 4#临时支墩，悬挑 22m 3#支墩处 3800 135-32 工况 8 上 4#临时支墩 1#/4#支墩处 2650 134 工况 9 未上 1#桥台，悬挑 22m 4#支墩处 3850 101-35 工况 10 上 1#桥台 1#桥台处 2700 117 工况 11 落梁到位 71.5 正式顶推前进行点动，控制系统通过所采集的反馈数据，对系统流量进行调节，使各台千斤顶达到同步的效果。工况 0：整桥在二拼场地拼装完成，准备顶推。5.3.2-29 工况 0 示意图 工况 1：整桥顶推至 1#临时墩，未上墩，悬挑 22m。5.3.2-30 工况 1 示意图 工况 2：主纵梁前端搁置在

27、1#临时墩上。5.3.2-31 工况 2 示意图 工况 2a：主纵梁前端推出 1#临时墩，悬挑 7m。5.3.2-32 工况 2a 示意图 工况 3：整桥顶推至 2#临时墩，未上墩，悬挑 22m。5.3.2-33 工况 3 示意图 工况 4：主纵梁前端搁置在 2#临时墩上。5.3.2-34 工况 4 示意图 工况 4a：主纵梁前端推出 2#临时墩，悬挑 5m。5.3.2-35 工况 4a 示意图 工况 5：整桥顶推至 3#临时墩，未上墩，悬挑 22m。5.3.2-36 工况 5 示意图 工况 6：主纵梁前端搁置在 3#临时墩上。5.3.2-37 工况 6 示意图 工况 6a：主纵梁前端推出 3

28、#临时墩，悬挑 5m。5.3.2-38 工况 6a 示意图 工况 7：整桥顶推至 4#临时墩，未上墩，悬挑 22m。5.3.2-39 工况 7 示意图 工况 8：主纵梁前端搁置在 4#临时墩上。5.3.2-40 工况 8 示意图 工况 9：整桥顶推至 1#桥台，未上桥台，悬挑 22m。5.3.2-41 工况 9 示意图 工况 10：主纵梁前端搁置在 1#桥台上。全桥滑移到位。5.3.2-42 工况 10 示意图 从上表可以看出，在顶推过程中悬臂端最大下挠出现在工况 9，达到 35mm，施工过程的瞬间允许变形按照 L/500=22000/500=44mm，则变形满足要求。但须要求监控单位对整体结

29、构的应力、应变，整桥线型进行实时监测，并随时调整桥梁的横向偏移。5.4 拆除临时支墩及落梁 5.4.1 工况 11：全桥在四个支座位置采用千斤顶顶起，拆除滑靴、临时支墩，将整桥落到桥梁永久支座上。5.4.1-43 工况 11 示意图 5.4.2 拆除滑靴、临时支墩 在拆除临时支撑杆件前须安装吊杆，根据监控单位计算，对吊杆进行 20%成桥索力的初张拉，确保落梁时整体结构受力合理，初张拉吊杆后，开始割除临时支墩、梁底滑靴；采用气体割枪进行切割，切割滑靴及拱梁间的加固支撑杆件时，先距主梁结构预留5mm 余高，严禁损伤构件，完成后再对切割面采用电砂轮进行打磨处理，使切割面与主体结构的母材表面平齐，后进

30、行涂装面漆。5.4.3 落梁 顶推至 1#墩顶后，必须将钢拱桥落到永久支座上，该施工工艺称为落梁。顶推到位后，拆除顶推机械结构；将顶升支撑油缸安装到混凝土盖梁上；顶升支撑油缸同步顶升，使得临时支墩不再受力；逐块割除临时支墩上的钢板，顶升支撑油缸同步下降，一个行程完成后落在保险支墩上，拆除一节千斤顶支墩，顶起后拆除一节保险支墩并垫上钢板垫，如此重复直至使得主梁完全落到永久支座上面；拆除顶升支撑油缸。本工程垫石和支座支撑高度较低，落梁最后阶段需要使用 8 个 500 吨的扁平千斤顶完成，保证安全可靠。(0#、1#桥台左、右幅承台上各布置 2 个千斤顶，共计 8 个，布置位置详见下图)图 5.4.3

31、-44 落梁千斤顶布置平面图 6 材料与设备材料与设备 1.为了保证施工现场科学管理，保质量促进度，根据工程需要人员配备如下：表 6-4 人员配备表 序号 职务 人数 备注 1 现场负责人 2 全面负责 2 技术员 1 技术指导 3 测量员 2 节段定位 4 安全员 1 安全检查、巡视 5 材料保管 1 6 配切、拼装工人 15 7 焊接工人 12 8 起重工 4 9 顶推（张拉）工人 8 10 劳工 8 2.原材料配备如下：钢板：采用包头钢铁(集团)有限责任公司的 Q345qD、Q345qE（吊耳板）桥梁用钢，满足设计及规范要求。焊丝焊剂：采用山东聚力焊接材料有限公司的 JL-YJQ5011

32、 药芯焊丝和焊剂，满足设计及规范要求。吊杆、水平系杆：采用柳州欧维姆机械股份有限公司的产品，满足设计及规范要求。3.采用本工法施工所需要的机械设备需求量如下表，类似工程实际施工时，可根据具体情况适当调整：表 6-5 材料与设备表 序号 名 称 规 格 型 号 数 量 1 汽车吊 100 吨 QY100B 1 台 2 履带吊 300 吨 徐工 1 台 3 穿心式千斤顶 穿心式 MC.LSD 250 型 2 台 4 液压泵站 ZLLB2X23 2 台 5 拉锚器 ZLDM15-22G 4 套 6 索具 47.5*9000 8 套 7 索具 47.5*12000 8 套 8 卸扣 25T（巨力）16

33、 套 9 液压千斤顶 50T 10 个 10 手动葫芦 10T 14 个 11 直流焊机 MZ-630 2 台 12 交流焊机 BX1-500 2 台 13 CO2气体保护自动焊机 NBC-500 12 台 14 自动埋弧焊机 MB-40 2 台 15 电焊条烘干机 DH-40-2 1 台 16 磁力半自动切割机 4 台 17 张拉千斤顶及泵站 500T 2 套 18 顶升千斤顶及泵站 500T 8 套 19 全站仪 徕卡 TS09 1 2 台 20 水准仪 西拓测绘 西拓测绘 B32 2 台 21 螺旋钢管 Q235B 630*10mm 152 延米 22 H600 型钢 Q235B H60

34、0mm 612 延米 7 质量控制质量控制 1.以合同文件要求和设计图纸为依据，以技术规范为标准，确定本工程的质量管理目标和本项工程的质量管理标准，以工序质量标准的实现来保证本项工程质量目标的实现，以分项质量目标的实现来保证工程项目创优目标的实现。2.建立焊接工艺评定制度，每种焊材、焊剂均进行试焊，为编制焊接工艺提供依据，评定报告应内容完整、签字齐全。3.建立外观质量形象工程点制度，进行重点控制与管理。4.对关键部位和关键工序设立质量管理点，加强工序控制及检测。过程控制中必须坚持本工序检验合格，方可进行下道工序。检测要及时，资料填写要真实可靠，使其真正起到质量控制的作用，杜绝弄虚作假。5.做好

35、质量预控工作，对容易出现问题的工序，预先制定出切实可行的预控措施。过程控制直接影响工程质量，因此要全面控制施工过程，重点控制工序质量，使过程始终处于受控状态。事先预备 1cm、2cm、3cm 厚的钢垫板，每个支墩顶设置 2 组（150t）扁平千斤顶，对有沉降的临时支墩，先利用千斤顶顶起后再垫设钢垫板，保证主纵梁受力均匀。尤其对测量、试验等环节要加强控制。6.严格执行内部监理制度。项目经理部设专职内部监理工程师，负责全标段的工程质量、内部质检工作，选拔有资质的人员任专职质检员，负责本项工程的质量管理，内部质检人员按法律、法规、技术标准和规范进行检查和约束。有职有权，严格监督检查，严格把关，及时消

36、灭事故隐患，以优质的工程向业主上交一份满意的答卷。7.作好各种试验、检测记录，为施工提供准确可靠的各种数据，收集整理工程质量和施工技术资料，及时编制竣工文件。8 安全措施安全措施 施工现场须认真贯彻“安全第一，预防为主，综合治理”的安全生产方针，工地设置专职安全员，负责工地的安全管理工作。8.1 水上作业安全管理措施 8.1.1 水上作业必须在大型临时设施两侧及施工平台周边设置不低于 1.2 米的临边防护栏杆，并挂设白色安全网。8.1.2 栏杆采用48*3.5 的管材，立杆围焊在大型临时设施两侧及平台周边的横梁上固定。采用扣件连接，栏杆下边设置高度不低于 18cm 的挡脚板。8.1.3 栏杆内

37、侧每隔 50m 距离应放置救生圈、救生衣等水上作业安全防护物品。作业人员工作时必须系安全带、穿救生衣。8.1.4 基坑的开挖应按分层顺序作业，基坑顶部周边的临时荷载不得超过设计的规定，并对基坑进行变形观测，当变形超出允许范围时及时采取处理措施。8.2 高空作业安全管理措施 8.2.1 凡在离地面 2m 以上（含 2m）的作业为高处作业。8.2.2 凡从事高处作业人员，必须定期进行体格检查，凡不适宜高处作业的人员，不得从事此项工作。8.2.3 双层作业或靠近交通要道作业时，应设置隔离措施，防止下层人员受打击、坠落等伤害。8.2.4 进行高处作业时，应根据情况使用符合要求的脚手架、脚手板、吊架、梯

38、子、跳板、安全带等。8.2.5 高处作业人员必须佩戴安全帽，系好安全带，穿防滑鞋。8.2.6 脚手架应牢固稳定，并经常清除杂物。冬季应随时清扫冰雪。在过道、工作平台上应有防护设施。8.2.7 严禁操作人员以绳索及起重机作为上下通道，不应在未固定的脚手架上工作，不应在不稳定的结构上通过。8.2.8 夜间进行高处作业时，必须配置照明设备。8.2.9 当梯子在高度 2m 以上竖放时，应采用安全梯。斜放时应采用踏步梯并加设扶手。8.2.10 高处作业应佩带工具袋，小型材料应放入袋内，较大的工具应用绳拴好，不得随便乱放，防止落下伤人。8.2.11 安全带应有试验合格标记，一般每隔 6 个月进行一次负荷试

39、验检查。静载试验可用 2.25KN（225kgf）的重物停留 5min 进行观察，或用 1.2KN（120kgf）的重物在距离地面 2m 高处作冲击试验。8.2.12 安全带应拴在操作人员垂直上方的牢固处。8.2.13 安全网在使用前应按规定进行试验，合格后方可使用。8.2.14 高处作业区域的风力为四级（包括四级）以上时应停止作业。8.3 吊装作业安全管理措施 8.3.1 吊装前各工种按工作需要准备合格的千斤顶、手拉葫芦、钢丝绳、割刀、焊线、耳板等必需的工具，穿戴好安全防护用品：安全帽、工作服、软底防滑鞋、安全带、水上作业救生衣等；起重机械须由专人指挥起吊物体，吊重物体下严禁行人停留、通过。

40、起吊工应严格执行起重操作规程及“十不吊”规定，经常检查吊臂、吊绳、吊钩等关键部位的安全性、牢固性。8.3.2 脚手架搭设人员应准备好各种安全设施器材。8.3.3 按图纸的工艺要求搭设作业平台，完毕应认真检查合格方可使用。8.3.4 作业人员在作业前认真检查安全设施，作业平台是否牢固、安全。8.3.5 作业人员应相互关照，如有危险预兆应相互通报，紧急避险。8.3.6 装配作业时，马板、手拉葫芦、千斤顶应生根牢固，必要时用铁丝拴牢，防止滑落，伤人或落入河中。8.3.7 钢构件内作业前要保证照明充足，通风设备安全可靠。8.3.8 狭小平台作业，防止锤头或其他工具坠落伤害同伴。8.3.9 狭小仓室、危

41、险区域作业要有专人监护。8.3.10 尽量避免上下交叉作业，在通道上方作业时，通道前后应派人警戒，防止穿行人员受到伤害。8.4 临时用电管理措施 8.4.1 施工现场须安排专职电工，持证上岗，禁止非电工无证上岗施工人员不得私自接拆电线，施工用电、照明用电按规定分线路接线。8.4.2 配电箱实行一机一闸，并应有过载、短路、及断路保护功能。8.4.3 构件内及潮湿场所应采用安全电压 36V 或 24V 照明。碘钨灯用铁架的应做好保护接零，所有 220V 灯具都应使用单极漏电保护开关。8.4.4 电气设备，配电系统要定期检查，做好记录。线路检修时，实行工作票制，由专业电工检修设专人统一组织，统一指挥

42、。8.4.5 电气设备集中场所应配置灭火器材，电气设备周围严禁烟火。定期检测电气设备的绝缘程度。8.4.6 配电箱、电气设备周围不准堆放易燃、易爆物品，不准使用火源。8.4.7 电气焊时，周围严禁有易燃易爆物品、乙炔瓶、氧气瓶和施焊点三者距离要符合规范要求。8.5 施工现场管理措施 8.5.1 梁段吊运、吊装应拉设警戒线，防止无关人员穿行。8.5.2 桥上行车应走安全通道，不得从没有安全防护的管道上通过，通道上严禁堆放工件杂物。8.5.3 顶推过程中，千斤顶正前方严禁站人，操作人员须站立在千斤顶两侧 2 米范围以外，非施工工人员禁止进入施工区域。8.5.4 在顶推过程中，需不间断地进行中线观测

43、，当偏离超过 20mm 时应及时调整，并派专人监测反力支架的位移情况。9 环保措施环保措施 1.成立以项目经理为组长的环境保护领导小组，配备足够的环保设施和技术人员，认真学习环保知识，共同作好环保工作。2.聘请环保专家到现场指导，与当地环保部门签订联合开展环保的工作协议。3.收集当地政府的环保要求文件，对施工管理人员和施工人员进行环境管理培训，特别是河道保护方面的资料，使其清楚地了解当地环境保护法律和合同条款中规定的相关要求，并积极落实。参加培训人员的记录和培训内容备案在综合办公室，以便相关部门检查和审核。4.按月进行环境检测及审核，并做好记录和备案。5.合理安排作业时间，最大限度地降低噪音对

44、环境的危害，对于高噪音和高振动的机械，尽量避免夜间在居民区和敏感区施工作业，尽量减少对当地居民日常生活的影响。6.对生活垃圾采取集中处理的方式，生活污水、生产废水采取二级沉淀池进行处理，严禁直接排入河道。7.经常保养、清洁施工设备，保证设备的清洁和完好，防止污染主体结构。10 资源节约资源节约 大跨径钢箱拱桥采用“异位拼装，带拱整体顶推”的工艺顶推施工，减少了河中临时支墩的施工，节省了不可回收和不可再生利用的混凝土、钢筋的使用量，累计节省钢材 46.42t、混凝土 582m。取得了良好的资源节约的效果。11 效益分析效益分析 11.1 经济效益 11.1.1 大跨径钢箱拱桥采用“异位拼装，带拱

45、整体顶推”的工艺顶推施工，该工法施工简便，质量易控制，安全性好，可靠性高，使用大型吊装设备少，施工作业面集中，现场易于清理，便于现场管理，且能缩短工期，对环境影响小，可以被广泛应用到钢拱桥的施工中，特别是在桥区水急沟深、地形复杂及对环保要求高的城市更能显示出其优越性，较之其他施工方法不仅加快了施工进度，而且节约了施工成本，提高施工方案的安全性。对于大跨径钢箱拱前期提出的三种施工方案具体对比如下：表 11.1.1-6 施工方案对比表 项目 方案 1 方案 2 方案 3 备注 逐段拼装法施工 先梁后拱法施工 带拱顶推法施工 河道中临时支墩 支墩需 8 排，数量多 4 排支墩、2 排提升架 4 排临

46、时支墩 选择方案 2，3 拱肋安装排架 较困难，排架基础须落到河道持力层 较困难，排架基础需布置在横梁上 陆地拼装，施工容易 选择方案 3 支架拆除 拆除工作量大 拆除工作量较小 拆除工作量较小 选择方案 2，3 施工安全性 较高 河道汛期对提升架冲击作用大，较底 较高 选择方案 1，3 工期 较长 较短 较短 选择方案 2，3 施工成本 临时支墩、多台大型履带吊，成本高 拱肋提升架、大型龙门吊，成本较高 只需在拼装场地配置1 台履带吊、1 台汽车吊及牵引端的张拉设备，成本较低 选择方案 2，3 综上所述，经过综合对比三种方案，择优选择方案 3 作为该钢箱系杆拱桥的施工工法，该施工工法与逐段拼

47、装的施工工法对比，可节约成本（临时工程）121 万元，提前 18天完工，节约人工费约 28 万元，共节约成本 149 万元。11.2 社会效益 11.2.1 减少环境破坏，产生景观与美化效应 异位拼装节约了施工用地，并极大地减少了河道中的作业量，减少了对河道、当地水系的破坏；将钢拱桥与桥区环境有机结合，使得桥梁与周边环境、大自然协调一致、浑然天成。11.2.2 彰显良好的企业形象 由于施工快速，场地相对集中，施工场面雄伟壮观，彰显了国企“能打硬仗、勇于超越”的良好形象，在当地赢得了高度评价，本成果的应用可取得良好的社会效益。12 工程实例工程实例 湟水河大桥位于青海省海东市乐都区繁荣路上，采用 1-130m 单跨下承式提篮形钢箱系杆拱桥跨越湟水河，桥梁总长 141m，桥宽 36m，钢拱桥总重达 2620t，桥位处水流湍急，地形复杂，汛期安全风险大，施工用地紧缺，通过采用大跨径钢箱系杆拱桥顶推施工工法按期完成了业主下达的控制性工程阶段工期目标，工程质量良好，均达到验收标准，累计获得奖励 75 万元；为企业树立了良好的形象，创造了社会效益。