矮塔斜拉桥主梁施工方案.doc

矮塔斜拉桥主梁施工综合技术方案
一、工程概况与结构特点
本项目为城市主干道跨江矮塔斜拉桥工程，主桥采用115+200+115m双塔单索面预应力混凝土结构体系，主梁为变截面箱梁形式，全宽34.5m，梁高从跨中3.2m渐变至墩顶6.8m。主梁采用C55高性能混凝土，纵向按全预应力构件设计，配置双向预应力体系，横向每2m设置一道横隔板，梁体混凝土总量约18500m³。根据结构受力特性，主梁施工采用"先梁后索"工法，支架现浇与悬臂浇筑相结合的施工工艺，全桥划分28个梁段，其中0#块长12m，标准悬浇段长4m，边跨直线段长18m，不设合龙段，有效减少混凝土接茬面，提升结构整体性。
二、施工总体部署
（一）施工分区划分
1. 基础施工区：包含墩顶0#块支架基础、临时支墩基础及边跨支架基础，采用钻孔灌注桩+承台组合基础形式，桩径1.2m，桩长25-30m，单桩承载力不低于800kN。
2. 主梁施工区：划分为三个作业段，分别为：
o 主塔区（0#-1#块）：采用落地式钢管支架施工
o 悬臂段（2#-12#块）：采用菱形挂篮悬臂浇筑
o 边跨段（13#-15#块）：采用满堂支架现浇
3. 材料加工区：设置钢筋集中加工棚（30m×20m）、模板堆放区（20m×15m）及混凝土输送泵站，配置2套HZS120搅拌站，确保混凝土供应能力达到240m³/h。
（二）施工流程规划
1. 施工准备→支架基础施工→0#块支架搭设→0#块钢筋绑扎→0#块混凝土浇筑→挂篮安装调试→1#-12#块悬臂浇筑→边跨支架搭设→边跨段施工→斜拉索安装张拉→桥面系施工→竣工验收
2. 关键线路工期控制：0#块施工（45天）→挂篮悬浇（每节段10天，共120天）→边跨合龙（30天）→斜拉索张拉（60天），总工期控制在360天内。
三、主要施工方法与技术措施
（一）支架系统施工
1. 0#块支架构造：采用Φ630×8mm钢管立柱（横向4排，纵向3排），顶部设置2I56b分配梁，横向间距3.5m，纵向间距2.0m。支架基础采用1.2m厚C30混凝土承台，下设10cm厚碎石垫层+双层Φ12钢筋网。支架搭设完成后进行1.2倍设计荷载预压，分级加载（50%→80%→100%→120%），每级持荷时间不少于24小时，监测沉降量不超过5mm且24小时回弹量小于2mm。
2. 挂篮设计与安装：
o 挂篮结构：采用菱形桁架式挂篮，自重58t，最大施工荷载60t，主桁高5.2m，前后支点间距9.6m，行走系统采用液压同步顶推装置，行走速度控制在0.5m/min。
o 安装流程：主桁安装→底模平台安装→侧模安装→内模安装→走行系统调试，安装完成后进行静载试验，采用砂袋分级加载至120%设计荷载，测量桁架变形量及各节点应力值。
3. 边跨支架体系：采用盘扣式满堂支架，立杆间距60cm×60cm，横杆步距120cm，剪刀撑纵横向连续设置，扫地杆距地面不大于20cm。支架顶部设置可调托座，采用双拼10#槽钢作为主楞，15mm厚竹胶板作为底模，支架预压采用水袋法，预压荷载为设计荷载的110%。
（二）钢筋工程施工
1. 钢筋加工：
o 主筋采用HRB400E级钢筋，直径≥25mm的采用直螺纹连接（I级接头），丝头加工长度控制在28±2mm，连接套筒拧紧扭矩不小于320N·m。
o 钢筋骨架绑扎采用胎架定位法，在专用胎架上完成腹板、顶板钢筋的整体绑扎，确保钢筋间距误差≤±5mm，保护层厚度偏差控制在+10mm/-5mm范围内。
2. 预应力体系施工：
o 纵向预应力：采用Φs15.2mm钢绞线（1860MPa级），锚具为YM15-15/12型，管道采用Φ90mm HDPE波纹管，安装时设置"井"字形定位钢筋，间距50cm。
o 横向预应力：采用Φs15.2mm钢绞线，单端张拉，锚具为BM15-4型，管道采用Φ50mm波纹管，每2m设置一道排气孔。
o 竖向预应力：采用JL32精轧螺纹钢筋（屈服强度830MPa），配套YGM32锚具，下端采用固定端锚具，上端采用张拉端锚具，张拉控制应力为0.75fptk。
（三）混凝土工程施工
1. 配合比设计：C55混凝土配合比为水泥:粉煤灰:矿粉:砂:石:水:外加剂=420:70:50:730:1080:160:6.8（kg/m³），坍落度控制在180±20mm，初凝时间≥12h，28天弹性模量≥3.5×10⁴MPa。
2. 浇筑工艺：
o 0#块混凝土分两次浇筑，第一次浇筑至腹板倒角以上20cm（高度3.5m），第二次浇筑剩余部分，两次浇筑间隔不超过72h。
o 悬臂段采用一次浇筑成型，浇筑顺序为：底板→腹板→顶板，布料厚度控制在30cm以内，采用50型插入式振捣棒振捣，振捣时间20-30s/点，确保混凝土密实。
o 混凝土养护采用智能喷淋系统+土工布覆盖，养护期间保证表面湿润，养护时间不少于14天，冬季施工时采用蒸汽养护，确保混凝土强度达到设计强度85%以上方可拆模。
（四）斜拉索施工
1. 索体构造：采用PES7-121型平行钢丝斜拉索，直径15.2mm，标准强度1670MPa，外包双层PE护套，索长范围35-120m，单根索重2.5-8.5t。
2. 安装工艺：
o 牵引系统：采用2×5t卷扬机+导向轮组，牵引速度控制在0.8m/s，索体安装前进行预张拉（10%设计索力），消除钢丝应力松弛。
o 张拉施工：采用YDC2000型千斤顶两端同步张拉，张拉顺序从塔柱两侧对称进行，分三级张拉（30%→70%→100%），每级持荷5min，索力误差控制在±3%以内。
o 索力调整：采用频率法监测索力，张拉完成后24小时内进行复测，对超出允许偏差的索体进行二次调索，确保成桥索力符合设计要求。
四、施工监测与质量控制
（一）施工监测体系
1. 几何形态监测：
o 采用Leica TS60全站仪（测角精度0.5″，测距精度1mm+1ppm）进行三维坐标监测，监测点布置在每个梁段端部腹板处，纵向间距5m，横向间距3.5m。
o 每节段施工完成后进行高程、轴线偏差测量，悬臂端累计挠度偏差控制在±15mm内，轴线偏差不超过10mm。
2. 结构应力监测：
o 在0#块、5#块及合龙段关键截面布设应变传感器（振弦式应变计），共设置32个监测断面，每个断面布置8个测点。
o 实时监测混凝土浇筑、预应力张拉及挂篮行走过程中的应力变化，压应力控制在18MPa以内，拉应力不超过1.5MPa。
3. 温度监测：
o 沿梁高方向布置5层温度传感器，监测日照温差及年温差对梁体变形的影响，温度监测频率为每小时一次，数据实时传输至监控中心。
（二）质量控制措施
1. 原材料控制：
o 水泥采用P.O42.5R级水泥，进场检验强度、安定性及凝结时间，合格率100%。
o 钢筋原材每60t为一批次进行力学性能检验，焊接接头每300个为一批次进行拉伸试验。
o 预应力钢绞线每批重量不大于60t，逐盘进行外观检查和力学性能试验。
2. 工序质量控制：
o 模板安装：接缝处粘贴5mm厚海绵条，模板错台≤2mm，平整度≤3mm/2m，轴线偏差≤5mm。
o 混凝土施工：坍落度每车检测，入模温度控制在5-30℃，抗裂性采用氯离子渗透系数试验（≤10⁻¹²m²/s）。
o 预应力张拉：实行"三控"原则（应力控制为主，伸长值校核为辅），实际伸长值与理论值偏差控制在±6%以内。
3. 质量验收标准：
o 混凝土强度：每个梁段留置3组标准养护试块+2组同条件养护试块，合格率100%。
o 钢筋保护层厚度：采用雷达检测仪检测，合格率不低于90%，最小厚度不小于设计值的80%。
o 桥面平整度：采用3m直尺检测，最大间隙≤3mm，合格率≥95%。
五、安全与环保保障措施
（一）安全防护措施
1. 高空作业防护：
o 挂篮四周设置1.2m高防护栏杆+0.2m高挡脚板，外挂密目安全网（网目密度≥2000目/100cm²）。
o 作业人员配备双钩安全带，攀登通道采用Z字型爬梯，梯宽0.6m，踏步间距0.3m，设置防滑条。
2. 起重作业安全：
o 塔吊安装高度120m，配备力矩限制器、高度限位器及变幅限位器，作业半径内设置警戒区，配备专职信号指挥员。
o 挂篮吊装采用四点吊装法，吊点设置在主桁节点处，吊装前进行吊具受力验算，确保安全系数≥3.0。
3. 临时用电安全：
o 采用TN-S接零保护系统，配电箱实行"三级配电两级保护"，漏电保护器动作电流≤30mA，动作时间≤0.1s。
o 夜间施工照明采用镝灯（2000W），照明度不低于50lux，线路架空高度不低于2.5m。
（二）环境保护措施
1. 扬尘控制：
o 施工现场主要道路硬化（20cm厚C20混凝土），设置洗车平台（含三级沉淀池），出场车辆必须冲洗轮胎。
o 水泥、粉煤灰等粉料材料采用密闭罐存储，砂石料堆场设置6m高围挡+防尘网覆盖。
2. 噪声控制：
o 破碎机、切割机等设备设置隔音棚，昼间噪声≤70dB，夜间≤55dB，夜间施工办理夜间施工许可证并公告周边居民。
o 混凝土浇筑尽量安排在白天进行，如需夜间施工，采用低噪声振捣棒（噪声≤85dB）。
3. 废水处理：
o 施工废水经三级沉淀池处理（沉淀池尺寸5m×3m×2m），pH值控制在6-9范围内，处理后的水用于场地洒水降尘。
o 油料库房设置防渗池（采用2mm厚HDPE土工膜防渗），防止油料泄漏污染土壤。
六、应急预案与风险控制
（一）主要风险防控
1. 支架失稳风险：
o 预防措施：支架搭设严格按方案执行，每搭设3层进行一次检查验收，大风（风力≥6级）天气停止支架作业并采取缆风绳加固。
o 应急处置：立即停止施工，疏散人员，采用临时支撑加固，分析失稳原因并制定整改措施后方可复工。
2. 挂篮倾覆风险：
o 预防措施：挂篮行走时同步控制两侧千斤顶行程差≤5cm，设置防倾覆安全销，行走前检查轨道锚固情况。
o 应急处置：立即启动应急电源，采用千斤顶回顶调整挂篮姿态，检查主桁结构变形情况，必要时更换受损构件。
3. 混凝土裂缝风险：
o 预防措施：优化混凝土配合比（掺加膨胀剂），控制入模温度（夏季≤30℃，冬季≥5℃），加强养护（覆盖保湿≥14天）。
o 应急处置：对表面裂缝采用环氧树脂灌浆处理，深度超过30cm的裂缝采用钻孔压浆法处理，处理后进行取芯检测。
（二）应急资源配置
1. 应急物资：配备应急发电机（200kW）1台、液压千斤顶（500t）4台、急救箱2套、应急照明设备10套、灭火器20个。
2. 应急队伍：成立20人应急抢险队，配备挖掘机1台、装载机1台、应急车辆2辆，定期组织应急演练（每季度1次）。
3. 通讯联络：建立应急通讯录，确保项目负责人、技术负责人、安全员及相关部门24小时通讯畅通。
本方案针对矮塔斜拉桥主梁施工的关键工序和技术难点，制定了系统的施工方法和控制措施，施工过程中应严格执行方案要求，加强过程监测和质量控制，确保工程质量达到设计标准和规范要求。施工期间应根据现场实际情况动态调整施工参数，重大技术变更需组织专家论证后方可实施。