务川米家山大桥主拱圈施工组织设计.docx

务川石垭子水电站库区路桥复建工程
米家山大桥主拱圈施工组织设计

设 计：
复 核：
审 核：
技术负责人：
项目经理：

贵州省公路桥梁工程总公司
务川石垭子水电站库区路桥复建工程项目经理部
二○○九年十一月

目 录

第一章 概述 3
1.1编制依据和原则 3
1.1.1编制依据 3
1.1.2编制原则 3
1.2工程概况 3
1.2.1桥梁结构形式 3
1.2.2工程规模及工期 3
1.2.3工程地质、水文、气候条件 3
1.2.4设计技术标准 3
1.3主拱圈施工方案总述 4
第二章 缆索吊装系统设计与施工 4
2.1概述 4
2.2缆索系统设计 4
2.2.1索塔 4
2.2.2锚碇 5
2.2.3缆索 6
2.2.4缆索吊装设计主要技术参数 7
2.2.5吊具 7
2.3缆索吊装系统的安装 7
2.3.1索塔及塔顶结构的安装 7
2.3.2锚碇施工 7
2.3.3缆索及跑车安装 7
2.4缆索吊装系统试吊 8
2.4.1试吊荷载 8
2.4.2试吊加载程序 8
2.5缆索吊装施工注意事项 8
第三章 扣锚系统的设计及施工 8
3.1概述 8
3.2扣挂系统构造 8
3.2.1扣点布置 8
3.2.2扣索布置 9
3.2.3扣索、扣点 9
3.3扣锚系统施工 9
第四章 主拱圈施工 9
4.1工艺流程 9
4.2钢拱架设计及拼装 10
4.2.1钢拱架设计结构形式 10
4.2.2钢拱架拱座的施工 10
4.2.3钢拱架拼装 11
4.2.4钢拱架预压 12
4.3主拱圈混凝土施工 13
4.3.1钢拱架测量 10
4.3.2拱圈模板安装 10
4.3.3钢筋安装 11
4.3.4混凝土浇筑 10
4.3.5拱圈混凝土浇筑注意事项 10
4.4钢拱架的拆除 13
第五章 施工观测控制及施工监测 14
5.1施工控制组织管理、目的和意义 14
5.2施工监控主要工作内容 14
5.3索塔施工监控 14
5.4钢拱架拼装过程监控 14
5.4.1钢拱架施工控制 10
5.4.2各阶段扣索索力监控 10
5.4.3主缆索垂度和索力观测 11
5.4.4后锚的位移观测 10
5.5主拱圈混凝土浇筑过程监控 15
5.6需要监控单位配合完成的项目 15
第六章 特殊季节的施工安排 15
6.1冬季施工安排 15
6.2雨季、汛期施工安排 16
6.3夏季施工安排 16
第七章 安全、质量保证体系 17
7.1安全保证体系 17
7.1.1组织体系 17
7.1.2各作业人员工作范围及操作注意事项 17
7.1.3安全规章制度措施 18
7.1.4安全防护措施 18
7.1.5施工安全检查工作程序 18
7.2质量保证体系 19
7. 2.1组织及制度保证 19
7.2.2测量体系 19
7.2.3质检体系 19
7.2.4思想保证 20
7.2.5技术保证 20
7.2.3材料及设备保证 20
第八章 文明施工、环境保护及其它 23
8.1文明施工措施 20
8.1.1建立健全管理组织机构 20
8.1.2施工现场标准化建设及管理措施 21
8.2环境保护措施 21
8.2.1建立环保和水保管理体系 21
8.2.2环境保护和水土保持措施 21
第九章 施工设备及人员配备 22
9.1主要机械设备和材料 22
9.2吊装施工人员 22
第十章 工期计划及安排 23

第一章 概述
1.1编制依据和原则
1.1.1编制依据
1）《石垭子水电站库区路桥复建工程米家山大桥施工图设计》
2）《石垭子水电站库区路桥复建工程施工招投标文件》
3）《公路工程技术标准》、《公路桥涵施工技术规范》、《公路桥涵施工手册》
4）《公路工程施工安全技术规程》、《安全手册》、《安全技术操作规程》
5）《公路环境保护设计规范》、《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国水污染防治法》、《中华人民共和国水土保护法》
1.1.2编制原则
由于本工序在整个工程中占有十分重要的地位，我公司按照各种编制依据，结合多年从事特大桥施工的丰富经验及目前的技术能力、管理水平和施工设备，同时广泛吸取各方的意见，提出5点编制原则，以指导本工序的顺利施工。
1、采用先进的施工技术和施工工艺，精心比选各种施工方案并优化施工方案。
2、利用网络技术统筹安排，制定科学、合理、严密的实施性施工组织计划搞好工序衔接，力求均衡生产，确保业主要求的合同工期。
3、优化资源配置，精心组织施工，努力缩短工期，进场与本工程相适应的装备，组织规范化的平行流水作业。落实投标文件承诺的工程质量优良和工程安全、环保。
4、加强项目部及施工现场的管理，控制工程成本；强化安全管理，杜绝伤亡事故的发生。
5、重视生态环境、强化环保意识，做好环境保护和文明施工。严格控制施工噪音、扬尘，处理好污水、弃渣、弃土，尊重当地居民的风俗和习惯，保障施工人员及周围群众人身和财产不因施工而受到损害。
1.2工程概况
1.2.1桥梁结构形式
务川米家山大桥项目属于石垭子水电站建设水库淹没区路桥复建工程。新建米家山大桥全长173.1m，桥面全宽12.5m，全桥孔跨布置为16m+125m+16m。大桥主孔为125m整体式钢筋混凝土箱形拱，两岸边孔均为1×16m预应力混凝土空心板。
主拱圈线形为等截面悬链线，拱轴系数m=1.756，失跨比1/5，拱圈截面高度210cm，为单箱三室断面。顶底板厚度从拱脚至拱上2号立柱段为30cm，拱上2号立柱至拱顶段为25cm，腹板厚度均为26cm。拱圈内设横隔板，厚度为30cm，全拱共计33道横隔板。拱上为四柱式排架或横墙。
拱座采用明挖扩大基础，要求拱座基础嵌入中风化基岩不小于3.0m，地基容许承载力不小于2.5MPa。
1.2.2工程规模及工期
主拱工程量为：拱座挖方15701m3，拱座砼629 m3，拱座钢筋9.35t；主拱圈砼1305 m3，主拱圈钢筋181.41t。
施工工期20个月。其中准备期2个月，主体工程工期18个月。
1.2.3工程地质、水文、气候条件
工程区域位于中亚热带湿润气候区，气候复杂多变，冬暖夏热，雨量充沛。
根据石垭子水电站有关资料，多年平均降雨量1208.5mm，降雨量在区内分配不均，主要集中在汛期4~9月，约占全年的76.7%。6、7月多暴雨，易形成洪流。年平均气候15.5℃，极端最高气温39.5℃，极端最低气温-6.8℃。务川县城最近5年日平均最高气温30.5℃，日平均最低气温-0.5℃。
桥位区左、右岸多为基岩出露。左、右两岸均为二叠系统茅口组（P1m）为深灰色中后块~块状灰岩，局部夹少量薄层灰岩，层间附炭质薄膜。桥位区上游二叠系栖霞组（P1q）为深灰色中后层灰岩。
工程区河流常年不断流，据调查，河流水质受大气降水明显，暴雨后河流流水呈浅黄色，半透明，稍混浊，枯季水位为507.00m。
1.2.4设计技术标准
1） 汽车荷载：公路-Ⅱ，人群荷载：2.62kPa；
2） 桥面净宽：净9m（行车道）+2×1.5m（人行道），全宽12.5m；
3） 设计洪水频率：桥面高程不受洪水位影响；
4） 桥头引道技术等级：四级，设计行车速度20km/h；
5） 设计基准期：50年；
1.3主拱圈施工方案总述
主拱圈施工方案总述如下：
大桥主孔为钢筋混凝土箱形拱，拱圈施工采用现浇,因拱桥净空较高且跨度大,无法采用满堂支架施工,结合我公司已施工同类大桥的经验,拟采用在拱圈下拼装钢结构拱架的施工方法,具体方法为：浇筑临时拱座，利用设在两岸的缆索吊装系统吊装钢拱架节段进行拼装，并调整标高，在拼装好的钢拱架上铺设方木，安装模板，现浇拱圈。本方案主要施工要点如下：
1、主拱圈采用专用钢拱架，钢拱架基本节段分为拱脚节段、标准节段，节段间连接采用特制连接构件，横向连接采用横联和平联，顺桥向共有拱脚节段2联、标准节段20联、合拢段1联，6片基本节段及相应的横联和平联组成1联基本节段。
2、钢拱架安装采用缆索吊装系统吊装就位，扣索扣挂固定的施工方法安装，全桥设一套缆索吊装系统，由缆索（主索、起重索、牵引索）、索塔、索鞍、跑车、起重及牵引滑车组、卷扬机、后锚系统等组成。其中索塔采用φ630×10mm螺旋钢管为立柱，用型钢作桁架做为横向连接，以形成门式结构，塔高20米，两柱之间的中心距离为9m。缆索系统为左右各一组，以适应不同的吊装情况。
3、钢拱架吊装时，每联钢拱架基本节段在引桥上拼装完成后，由左右两组缆索共同作用，吊装就位，扣锚稳固后松钩并通过扣索调整端头标高，两岸对称吊装直至完成两岸次合拢段安装。
4、按照监控单位提供的安装预抬值，整体调整好拱轴线及高程后，封固拱脚临时铰，安装拱顶法兰钢板，观测合拢口长度，切掉拱顶合拢段多余部分，进行合拢段吊装就位并在无应力状态下施焊。
5、在拼装完成后的钢拱架上安装槽钢分配梁，铺设木方，安装模板，分层分环浇筑主拱圈。
第二章 缆索吊装系统设计与施工
2.1概述
米家山大桥缆索吊装系统施工跨径布置为：40m+166m+40m，两岸索塔塔顶高程相同，均为619.500，额定起吊净吊重为18t。
吊装系统索塔位于两岸桥台处，索塔与索塔铰座焊接连接，索塔铰座与桥台上预埋钢板焊接
连接，索塔上放置主索索鞍。缆索吊装缆索系统设计为左右两组（2-2φ52），每次可吊装1联钢拱架基本节段。缆索吊装系统后锚系统由后锚基础、锚桩组成，均为钢筋混凝土结构，后锚系统为缆索吊装和扣挂系统共用。
图2-1：缆索吊装系统总体布置图（单位：cm）
2.2缆索系统设计
缆索吊装系统主要由索塔、缆索、锚碇及索鞍、吊装跑车等组成。
2.2.1索塔
1、索塔构造
索塔为螺旋钢管和型钢焊接而成的门式结构。索塔立柱为2根φ630mm×10mm螺旋钢管，立柱中心距为9m，横向连接采用2道由I32a工字钢和［20a槽钢连接而成的桁架式横联。

图2-2：索塔构造图（单位：mm）
两岸索塔顶高程相同，塔高均为20m。主索索鞍设置在塔顶上。
索塔构造如图2-2。
2、塔脚的布置
索塔塔脚采用特制钢结构铰座，并将其与索塔立柱焊接并加缀板连接。铰脚由上铰座、下铰座、销子等几部分组成。
索塔与铰座的连接示意图见图2-3。

图2-3：索塔与铰脚连接示意图（单位：mm）
3、索鞍布置及结构设计
在索塔顶铺设塔顶钢板，钢板与索塔满焊连接并加缀板，在塔顶钢板上安置主索索鞍，并将索鞍与塔顶钢板焊接连接，每岸索塔顶共安置两个索鞍。索鞍采用单层11孔结构形式，纵向长度80cm，横向宽度81cm。索鞍具体机构形式参见缆索吊装施工方案设计图。
2.2.2锚碇
锚碇用于锚固主索及扣索，大桥两岸各设两个锚碇，采用C30钢筋混凝土浇筑而成。锚碇形式采用重力式锚锭与圆形锚桩相结合的方式，重力式锚锭顺桥向长8.5米，横桥向宽4.5米，深度4米，圆形锚桩直径为2米，长6米，埋深4米，露出地面2米，锚桩位于锚锭中。锚碇上预埋扣索用千斤头，主索背索扣紧于圆形锚桩上。

图2-4：锚碇构造示意图（单位：mm）
2.2.3缆索
缆索主要技术规格见表2-1：
1、主索承重索
主索承重索支承于两岸索塔的索鞍上，两侧则通过索鞍后锚固于后锚锚碇上，根据吊运构件的重量、垂度、计算跨径（两塔架中心距离）等因素进行主索的设计。
主索工作最大垂度控制在。选用2φ52钢丝绳（6×37），共设两组，在进行钢拱架节段吊装施工时，由两组主索上的2台跑车共同抬吊，主拱圈浇筑完成后，主索则可用于吊装拱上空心板。
2、起重索
起重索用于控制所吊装钢拱架节段的升降，其一端缠绕于一岸的卷扬机滚筒上，另一端跨过索塔，缠绕于对岸的起重卷扬机卷筒上，两台8t卷扬机承载一台跑车。

各缆索主要规格 表2-1
项 目
主索
起重索
牵引索
缆风索
型 号
6×37
6×37
6×37
6×37
根数—直径（mm）
2-2φ52
2-1φ21.5
2-1φ24
2-2φ26
单位重量（kg/m）
9.44
1.64
1.98
2.36
钢丝直径d（mm）
2.4
1
1.1
12
截面积（mm2）
1003.8
174.27
210.87
250.95
公称抗拉强度（MPa）
1870
1670
1670
1670
钢丝绳弹模（MPa）
75600
75600
75600
75600
破断拉力（t）
154
24.3
32.33
34.37
规范要求拉力安全系数
3
5~6
4~5
3.0~3.5
设计计算拉力安全系数
4.63
6.8
4.39
4.39
起重索选用φ21.5钢丝绳（6×37），采用走4方式穿绕。一台跑车对应2台8t起重卷扬机，分别设置在务川、大坪两岸锚碇附近。

图2-5：起重索走线示意图
3、牵引索
牵引索用于牵引跑车沿桥跨方向在承重索上移动，其一端缠绕于一岸的卷扬机滚筒上，另一端跨过索塔，与跑车上牵引钩相连，两台8t卷扬机负责一台跑车的前后移动。
牵引索选采用φ24钢丝绳（6×37），直接与跑车相连。2台8t牵引卷扬机分别设置在务川、大坪两岸锚碇附近。

图2-6：吊机牵引索走线示意图
4、索塔缆风系统
缆风系统为平衡主索吊重和扣索扣挂钢拱架对索塔产生的水平力而设。索塔设置前后缆风，前缆风设置在引桥上，后缆风设置在引道上。缆风索上锚端位于索塔顶处，下锚端距索塔15m，与水平方向夹角β约为55°。设置方法为在引桥和引道上预埋缆风拉环，待索塔安装完成后安装缆风索。
为保证施工安全，索塔还需设置横向缆风，根据大桥桥位所处位置，可在两侧山体上钻孔埋设拉环，安装横向缆风索，每岸索塔共设4根横向缆风索，上下游各2根，对称布置。
2.2.4缆索吊装设计主要技术参数
计算跨径：40m（务川）＋166m＋40m （大坪）
设计吊重：18t
载重控制垂度： 最大索力：110.85t
主索（2-2φ52）空索安装垂度： 安装索力：
起重卷扬机：卷扬机型号：JM8 容绳量：400m/台 钢丝绳规格：φ21.5
牵引卷扬机：卷扬机型号：JM8 钢丝绳规格：φ24
2.2.5吊具
全桥共布设二组主索，每组主索上设置一套吊具，共计2套。缆索吊装系统吊具包括吊装跑车、滑车组、吊装横梁及配套使用的钢丝绳等结构和设备。
为保证每联钢拱架在吊装时受力均衡，特设置吊装横梁，吊装横梁为工字钢上焊接限位钢板的结构形式，当起重索通过跑车，走4线绕过滑车组后不直接吊装钢拱架，而是绕过吊装横梁两端头并吊紧吊装横梁，将吊装横梁两端头调平，在吊装横梁上的限位钢板分隔开的区域内扣挂钢丝绳，此钢丝绳再与钢拱架节段上的吊点相扣挂，开始吊装钢拱架节段。
2.3缆索吊装系统的安装
2.3.1索塔及塔顶结构的安装
1、安装索塔铰座。将铰座构件运至铰座预埋钢板处，测量就位，将下铰座底板与预埋钢板进行焊接，安装上铰座和铰座销子，用楔形块对上下铰座做临时固定。
2、使用吊车等设备将索塔钢管吊至上铰座顶板上，测量就位，进行焊接并安装缀板，焊接完成后需设置纵向和横向临时缆风索保持钢管稳定后吊车方可松钩。
3、使用辅助吊装设备吊运安装索塔横联，安装过程中临时缆风索需受力保持索塔钢管稳定。
4、测量塔顶高程，安装塔顶钢板。
5、将已加工好的索鞍吊至索塔钢管顶面，测量就位，将索鞍与塔顶钢板进行焊接连接。
6、铰座临时固定现阶段不可解除，需待整套缆索吊装系统安装完成后方可解除。
2.3.2锚碇施工
1、按照设计图纸，放样出锚碇基坑开挖边线
2、本锚碇处为石质结构，地质情况较好，基坑开挖以人工开挖为主，局部坚硬处放少量炸药爆破开挖的方法。开挖应保证基底完整密实，针对对大坪岸局部软弱地质，根据计算方案做超挖或局部换填处理。
3、基坑开挖到位后根据施工设计图纸安装锚碇钢筋。其中锚桩钢筋单独安装，并设锚筋。
4、预埋扣索用千斤头，千斤头需露出锚碇足够长度，后端同样设锚筋。
5、浇筑锚碇混凝土，一次浇筑完成。浇筑混凝土时需对扣索千斤头进行保护。
6、混凝土浇筑及养生都应安装相应规范施工，以保证锚碇结构的质量。
2.3.3缆索及跑车安装
用φ21.5mm钢丝绳作为各种缆索的临时拉索。首先将临时拉索将拖拉绕过务川岸塔顶索鞍，临时拉索后端固定在务川岸8t牵引卷扬机上，将拉索放至务川岸河边，在大坪岸牵引卷扬机上设足够强度和长度的绳索，用此绳索将临时拉索牵引过河，并绕过大坪岸塔顶索鞍，进入大坪岸牵引卷扬机。将主索放置于务川岸牵引卷扬机附近，拉出主索一端，与临时拉索用索卡固定，固定长度需足够，启动大坪岸牵引卷扬机收临时拉索，将主索拉至大坪岸并绕过大坪岸塔顶索鞍，一直拉至大坪岸锚碇并进行锚固。启动务川岸牵引卷扬机拉回临时拉索，安装其余主索。主索安装完成后需根据施工设计计算书使用调索器调整主索安装垂度。
在务川岸索塔顶面主索处安装跑车，并利用临时拉索安装牵引索和起重索。
为防止互相缠绕，主索需每隔20米设一道支索器，支索器间以小钢丝绳互相连接。
2.4缆索吊装系统试吊
缆索吊装系统布置完成，检查验收完毕，在吊装拱架前必须进行试吊运行试验，以检测验证其吊重能力及各种工况下的缆索系统的受力及变形是否和计算相一致，为拱架的吊装施工提供可靠的技术保证；检测缆索吊装系统各子系统是否运行正常，尽量做到在正式吊装前排除所有机械故障，保证吊装安全；检查吊装人员实际操作水平，避免因人为因素造成吊装事故。缆索系统试吊运行试验主要包括吊重的确定及重物选择，缆索系统的观测、试验数据的收集、整理、分析等工作内容。
2.4.1试吊荷载
本缆索吊装系统试吊荷载为：动载1.2P。P为最大设计吊装重量，P=18t。
吊装荷载采用型钢等重物加载，用型钢组拼一个平台，将其余型钢堆放于平台上。
2.4.2试吊加载程序
1、试吊时按照0.5P-1.0P-1.2P的顺序进行分级加载试验。
2、试验时每次荷载起吊后持荷时间不得小于1小时，然后进行全跨范围内的行走，试验过程中对两岸索塔及缆索吊装系统各部位进行监测，并作详细记录。
2.5缆索吊装施工注意事项
1、缆索吊装施工因为其施工的危险性，所以缆吊系统的质量尤其重要，其各种结构件的设计和制造标准按照永久结构的响应规范实施，应严格审核加工工艺，制订操作细则，进行技术交底，确保各种技术要求。
2、缆吊系统各种外购材料要使用正规厂家的合格产品，要有产品质量证明书、合格证，并按有关规定进行验收。对旧的材料必须详细检查，制订计算方案时需考虑其折旧系数。
3、对吊装系统重要构件，如铰座、跑车、索鞍等结构要进行专项检查。
4、现场施工之前应认真阅读设计图纸及施工方案，制定安全技术实施细则并进行各级交底，使缆索吊装工作有章可循，顺利安全的进行。
5、在施工过程中，应组织专门人员负责观察与通信工作，发现问题立即采取处理措施，必要时可停工处理，避免发生事故。
第三章 扣锚系统的设计及施工
3.1概述
米家山大桥扣锚系统由扣索、扣索背索及其锚固系统组成。在钢拱架节段上设置扣点，在两岸桥台后方及缆吊系统锚固系统处设置扣索锚固点。具体为：务川岸前三段正式扣索及三段临时扣索扣挂于0#桥台后方锚桩上，后三段正式扣索和两段临时扣索通过塔顶索鞍后扣挂于务川岸缆吊后锚锚固点上；大坪岸前三段正式扣索及三段临时扣索扣挂于3#桥台上，后三段正式扣索和两段临时扣索通过塔顶索鞍后扣挂于大坪岸缆吊后锚锚固点上。
3.2扣挂系统构造
3.2.1扣点布置
根据桥位处现场条件，拟设4处扣点，即两岸缆吊系统后锚固系统处扣点，0#桥台和3#桥台处扣点。
缆吊系统后锚固系统处扣点结构形式为预埋千斤头，当扣索从塔顶索鞍绕过后利用卷扬机拉紧并使用索卡将扣索与千斤头连接在一起，每岸后锚扣点处共预埋18根千斤头，以满足3组正式扣索的需要。
0#桥台处扣点结构形式为在桥台后方施工两根扣索锚桩，千斤头一端锚固在锚桩上，一端穿绕过0#台并位于桥台前方，此处扣点为务川岸钢拱架前三段正式扣索扣挂所用，每根锚桩上为9根千斤头，共18根。
3#桥台由于混凝土体积巨大，因此不需要单独施工锚桩，只需在桥台后方设置扣点，千斤头一端扣于扣点上，一端穿过桥台，以满足大坪岸钢拱架前三段正式扣索扣挂所用，3#桥台处共预埋18根千斤头。
3.2.2扣索布置
米家山大桥半跨钢拱架设置正式扣索6组，另外在正式扣索安装过程中半跨钢拱架还有5组临时扣索。临时扣索起稳定正式扣索前一段钢拱架的作用，每安装一组正式扣索后就拆除前一组临时扣索。
每组扣索横向共有6根，均扣挂在钢拱架上。前三组正式扣索和前三组临时扣索均扣挂于桥台扣点处，后三组正式扣索和后两组临时扣索则通过塔顶索鞍扣挂于缆吊系统后锚处。

图3-1：半跨扣索布置示意图
3.2.3扣索、扣点
扣索采用φ26（6×37）普通钢丝绳，锚固端采用预埋千斤头，索卡连接扣索和千斤头的方法。根据钢拱架拼装施工阶段工况受力计算，确定扣索为半跨钢拱架6组正式扣索和5组临时扣索，每组6根。
每联钢拱架横向共6片基本节段，扣点设在每片基本节段上，具体位置可参见钢拱架拼装施工方案设计图。
3.3扣锚系统施工
1、0#桥台后方扣索锚桩为钢筋混凝土结构，且需与桥台混凝土一起浇筑。
2、3#桥台中预埋扣索千斤头需设置足够多的锚固筋，千斤头一端需扣挂于锚固筋，另一端穿出桥台。
3、两桥台处千斤头穿出桥台后需注意放置角度，以便于扣索扣挂。
4、扣索后锚索在扣挂于千斤头之前必须经卷扬机或链条葫芦拉紧受力后方可扣挂于千斤头上，否则将起不到扣索对钢拱架节段的拉力作用。
5、钢拱架上扣点需安装临时限位板，防止扣索滑动，影响扣挂作用。
6、两岸缆吊系统后锚处扣点位置要设置准确，且保证基底地质完整不破碎，千斤头预埋端设置圆形锚固筋。
第四章 主拱圈施工
4.1工艺流程
见下页图4-1。

安装钢拱架
搭设水箱支架
安装水箱
加载预压钢拱架
安装主拱圈底模
安装主拱圈底板和腹板钢筋
安装主拱圈侧模
浇筑主拱圈底板砼
安装主拱圈腹板和横隔板模板
浇筑主拱圈腹板和横隔板砼

监理工程师检查验收后
缆吊系统施工完成后进行钢拱架吊装
安装主拱圈顶板钢筋
安装主拱圈顶板模板
浇筑主拱圈顶板砼
监理工程师检查验收后
监理工程师检查验收后
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4.2钢拱架设计及拼装
4.2.1钢拱架设计结构形式
米家山大桥钢拱架为自行设计特制专用钢拱架，主要由标准节段、拱脚节段和拱顶合拢段三种基本节段组成；横向联系采用横联联结，拱架顶面和底面用平联联结；基本节段间下弦通过销轴连接，上弦采用专用连接构件连接。
钢拱架标准节段上下弦杆采用［25C槽钢，竖腹杆和斜腹杆采用［8槽钢。一片标准节段横向宽1044mm，其下弦为阴阳铰接头结构形式，阴阳铰心间距离为5980mm。拼装钢拱架时用销轴将下弦连接起来，钢拱架可绕销轴作微小转动，以满足钢拱架拼装线形需要。标准节段上弦为法兰钢板结构形式，拼装钢拱架时将根据拼装线形要求设计制做的连接构件与前一段钢拱架连接，再安装后一段钢拱架。每一联钢拱架标准节段横向共6片，通过横联和上下顶面的平联连接起来。
钢拱架拱脚节段下弦后端为拱脚铰，拱脚铰结构为φ273×16无缝钢管，以和临时拱座上的半圆铰座配合安装。上弦后端为较短的法兰钢板结构形式，当整跨拱架拼装完成后，拱脚节段上弦需根据此时距临时拱座的实际长度，加工型钢连接件，以连接拱脚节段上弦与临时拱座。拱脚节段其余结构与钢拱架标准节段一样。
拱顶合拢段也采用［25C和［8加工制做，加工时留有预留长度，待钢拱架除合拢段所有节段安装完成，达到合拢条件后，测量合拢口长度，切掉合拢段多余长度，进行安装合拢。
横联和平联结构形式一样，采用∠75×50×5角钢和∠56×56×5角钢制做。横联和平联与钢拱架之间通过四角上的螺栓连接。另外，钢拱架拼装完成后，还需在拱架顶面安装［18a分配梁，此分配梁也可起加强横向稳定作用。
4.2.2钢拱架拱座的施工
钢拱架临时拱座与拱圈拱座同时施工、同时浇筑混凝土。具体为：按钢拱架拼装施工方案临时拱座设计施工图，测量放样，安装钢筋、模板及临时拱座上铰座铰槽。安装铰槽的方法为在临时拱座设计位置预埋一根φ300×10mm钢管,钢管的一半位于临时拱座中，另一半露出拱座外，安装时严格控制两岸铰槽的高程，两岸铰槽高程必须一致，且同岸的铰槽两端高程也需一致，以确保钢拱架拼装时的高程和轴线方向。
安装主拱圈拱座主筋时，需预留出足够长度，以满足临时拱座主筋要求，即两拱座钢筋相连。临时拱座采用C40混凝土，与主拱圈拱座混凝土同时浇筑，浇筑前需做好配合比试验，因临时拱座铰槽处钢筋网较密，混凝土不容易振捣密实，所以在浇筑混凝土时，必须仔细检查，加强混凝土的振捣，用小锤敲打铰座铰槽弧形内侧以检查此处混凝土是否密实，如果有空洞，则加强铰座位置混凝土的灌入，确保拱铰位置混凝土的密实性。 如混凝土浇筑完成后才发现铰槽处有空洞，可使用环氧砂浆灌注空洞。
待临时拱座混凝土强度达到规定强度后方可开始拼装钢拱架。
4.2.3钢拱架拼装
在欲浇主拱圈下拼装钢拱架，采用从拱脚分节段逐步向拱顶推进的施工顺序，两岸对称安装施工。钢拱架横向宽10.04m，高度2.2m。沿弧向共用2联拱脚节段、20联标准节段和1联拱顶合拢段，每联基本节段横向为6片。
1、选择拼装场地
由于大桥地形原因，钢拱架的拼装场地受到限制，无法在河底搭设拼装平台，因此只能在引桥桥面上进行拼装。在拼装第1～6基本节段时，钢拱架扣索锚固点桥台上，扣索高度低于桥面高度，扣索对拱架的安装不形成阻碍，因此第1～6节段在引桥桥面上拼装完成后可整联吊装；在拼装第7～11基本节段时，若在引桥上进行拼装节段，吊装时已安装扣索会对吊装拱架造成阻碍，因此在拼装7～11节段时，可考虑将整联钢拱架分为两部分进行吊装，以避开已安装扣索的阻挡。
2、安装拱脚节段
拱脚节段作为拱架拼装的开始阶段，它的安装就位的准确性直接影响到整跨钢拱架拼装是否成功，因此对拱脚节段的整个安装过程必须十分谨慎，确保安装准确性。在拱脚节段安装前，清除拱脚铰座内的杂物和积水，并在铰槽内打黄油，确保拱铰与铰槽能够灵活转动。在引桥上拼装拱脚节段并进行吊装，将整联拱脚节段吊至临时拱座处，使拱铰无缝钢管进入铰槽，扣上第一段临时扣索，然后进行测量，利用缆索调整轴线位置，利用扣索调整拱脚节段前端头高程。拱脚节段安装就位后，采用限位板和压板固定拱铰，使其不在铰槽内移动。
最后进行复测，确认拱脚节段轴线和高程均准确后，方可进行后继节段的拼装施工。
3、安装标准节段
本钢拱架共设置12组正式扣索和10组临时扣索，扣点对称设置。半跨主拱圈支架有10联标准节段，10联标准节段需扣挂6组正式扣索和4组临时扣索，安装方法为每安装一段正式扣索即拆除前一段临时扣索，当第6组正式扣索安装完成后，所有的临时扣索都已拆除完成，所以半跨标准节段最后仅扣挂6组正式扣索，具体方法参见拱架吊装步骤图。为减轻索塔和后锚的压力，前3组正式扣索和前3组临时扣索（包括拱脚节段临时扣索）扣于两岸桥台扣点上，后3组正式扣索和后2组临时扣索通过塔顶索鞍后扣于后锚扣点上。标准节段拼装与吊装配合进行，在引桥上拼装第1联标准节段，利用缆索吊装系统将节段吊至拱脚节段前面，将下弦阳铰接头插入拱脚节段下弦前端阴铰接头，安装销轴，上弦法兰钢板与拱脚节段上弦前端已安装好的连接构件法兰钢板通过螺栓进行连接，扣挂第一组正式扣索并拆除第一组临时扣索，然后根据监控单位提供的扣索索力和拱架安装高程收紧扣索，松开缆吊系统，最后进行复测，确保节段轴线和高程准确，至此第1联标准节段安装完成，同法循环安装标准节段直至到达拱顶合拢段位置。每段根据实际情况进行扣索的扣挂，如安装的是临时扣索，则只需利用临时节段调节本段高程即可；如安装的是正式扣索，则需先拆除前一段临时扣索后方可利用本段正式扣索调整高程。
安装钢拱架时还需对拱架横向偏位进行控制，在每联节段安装就位后，采用φ21.5mm钢丝绳作为钢拱架横向缆风，横向缆风上下游对称设置，通过调整横向施工缆风可调整拱架轴线。
钢拱架在安装过程中，需严格控制其安装高程和拱架轴线，采用每联钢拱架安装即调整的方法，最后无需整体调整拱架高程，减小了施工难度，提高了施工的便捷性。
4、安装拱顶合拢段
虽然拱顶合拢段长度已根据监控单位提供的考虑过施工预拱度的拱架线形进行计算，但由于本拱架合拢方案采用现场合拢，受各结构加工误差、安装误差及施工温度等各种因素的影响，合拢段实际长度肯定与施工设计图有一定误差，因此，拱顶合拢段最终合拢长度以合拢时实际测量长度为准。拱顶合拢段也为钢拱架加工厂家加工，以控制钢结构质量。合拢段加工时预留有充分的多余长度。
具体合拢方法为：合拢前复测钢拱架各节段是否均符合设计高程，并于合拢前四天开始观测每天气温最低时间，连续观测三天，掌握温度变化规律，同时在每天气温最低时测量合拢口长度，也同样测量三天，掌握合拢口精确长度，然后切削拱顶合拢段多余长度，切削时本着宁少勿多的原则，即宁可切削多次，也不一次切削过多，以免合拢段切削过多无法使用。在第四天晚上气温最低时进行合拢，首先安装合拢段上下弦两端头法兰钢板，然后利用缆索吊装系统将拱顶合拢段吊运至合拢口并放入，调整合拢段位置使之达到设计位置，将合拢段上下弦两端头与法兰钢板间进行焊接，焊接需要专业焊接人员操作，焊缝需达到设计要求，以保证拱架完全合拢。
5、拆除扣索
拱架拼装完毕后，必须进行监控观测24小时，如钢拱架无异常变化，方可拆除扣索，拆除要有序和对称进行，拆除过程中应跟踪监控，观测拆除扣索后拱架的变形和应力情况。
因拆除扣索后，拱架上下弦杆内力会突然增大，为缓和这种情况，拆除前应先逐步松驰扣索的拉力，首先拆除第6组正式扣索，再根据测量拱架高程的变化决定其余扣索的拆除顺序，两岸扣索必须保证同步放松，放松方法为所有扣索依次循环放松，循环次数由观测结果决定，直至所有扣索均完全松驰。每组扣索放松一次后，均要复测整个拱架的高程和平面位置，如果拱架的沉降和偏位均在允许范围内，才可继续放松扣索，如果超过允许范围，则需分析、查明原因后再进行。完全松弛的扣索从拱顶至拱脚两岸对称逐一拆除。
6、钢拱架拼装施工注意事项
在悬拼拱架节段时要特别注意以下几点：
a、拼装前复测所有的铰座，检查铰座铰槽，确保轴线一致；清洁铰槽内污物，并均匀涂抹黄油。
b、要精心保护施工现场所有的构件和配件，防止受损，受损的要及时更换，不可继续使用。

c、每联钢拱架吊装到位后，必须先扣紧扣索，调整好位置后，缆吊才可松钩，不可让钢拱架处于无约束自由悬臂状态。
d、因钢拱架如果在横向无约束，极易造成横向失稳，因此钢拱架必须设置横向缆风，在拼装前，应先在拱架两侧山体合适位置设置足够的缆风锚桩，钢拱架安装到横向缆风设计位置，立即对称扣挂上横向缆风索。
e、必须对钢拱架拼装过程作全过程监控，全过程监控可及时了解钢拱架拼装过程中各种参数的变化，如超出允许值可及时调整，防止出现事故。
f、每安装完一段基本节段，立即安装此阶段和前一阶段之间的跨段平联，加强钢拱架的整体性。
g、拆除扣索前，首先要调整好横向缆风，两侧受力平衡后，方可拆除扣索。
h在拼装过程中需对缆吊系统和钢拱架构件进行随时检查，检查的重点有：索塔的位移变形、锚固系统、扣索的受力状态、钢拱架节段的变形和位移情况、主索、起重索、牵引索和扣索的受力情况等，并做好详细完整的记录，以便使整个拼装过程处于受控状态。
i、拼装过程中要求测量放样精确，防止钢拱架节段拼装出现过大误差。
j、所有钢丝绳连接处和扣挂处，索卡的数量一定要足够多，不少于《吊装手册》上规定的数量，且用油漆作好标识。
k、由于桥位地处山谷，风力较大，因此施工前必须注意观测天气，与当地的气象部门取得联系，尽量避开大风天气。风力超过六级时，不可进行缆索吊装施工。
4.2.4钢拱架预压
为准确掌握钢拱架受荷载及温度等因素影响下的应力、应变和位移情况，确保安全顺利地浇筑拱圈，在铺设拱圈底模前对拱架进行加载试压，预压目的有: 消除钢结构拱架的非弹性变形，使所有连接杆件紧密接触;通过试验检测拱架的承载能力，确定拱架的稳定性和安全度。
拱架拼装完成拆除所有扣索后，安装拱脚节段与拱座间连接件并进行焊接，焊接完成后观测72小时，如钢拱架情况正常，即可进行预压。预压加载方法为：在钢拱架上搭设钢管脚手架，在脚手架上用木板加工制做成水箱，加工时注意水箱的封闭性。往水箱内注水开始加载，注入的水重量为主拱圈施工工况二荷载扣除钢拱架自重、钢管支架重量和水箱自重。钢拱架自重为453.8t，钢管支架和水箱自重按35t计得到其重量为1627t，在预压时按照荷载的120％计算，注水总重量为1952t。水箱横桥向宽度为10m。与主拱圈横向宽度一样，加载过程模拟砼浇筑时的加载程序进行，尽量让拱架全断面均布荷载。
预压时加载顺序与主拱圈混凝土浇筑顺序一样，由两岸拱脚处对称向拱顶加载，与此同时，拱顶段也相应加载，以克服拱架的过度变形，使拱架在加载过程中保持动态应力平衡，直至加载完成。预压时加载要匀速、对称、平衡进行，整个加载预压过程需全过程监控，如发现异常情况，应立即停止加载，查清原因后方可继续进行。
为确保安全，掌握拱架弹性变形趋势，加载分三期进行，第一期加载重量为荷载的100%，第二期加载重量为荷载的10%，第三期加载重量为荷载的10%。第一期加载完成后进行一昼夜监测后进行第二期加载，同样加载完成后再进行一昼夜监测，然后进行第三期加载。
在拱架预压时，应记录好拱架沿纵向的变形情况，为浇筑砼预拱度提供依据，加载完毕，观测24小时后，可卸去荷载，卸载时务必也要遵循均匀、对称、平衡原则。 拱架预压完毕后，观测24小时无异常情况，即可根据预压时所得预拱度，铺设木方和底模、安装钢筋，浇筑主拱圈砼。
4.3主拱圈混凝土施工
4.3.1钢拱架测量
钢拱架预压完成后，精确测出拱架各节点的实际坐标，与设计拱架施工坐标进行对比，如实际各节点标高与设计和放样图有出入，应以弧形木和垫木进行调整，使模板弧形符合设计曲线形状要求。
4.3.2拱圈模板安装
在调整成型的拱架上直接铺设横向10×10cm木方作模板底梁，然后在上面铺底模。由于预压后拱架有一定的下挠，可用加垫薄木板来调整底模安装高程，铺设时可考虑再设置1/2000～1/3000的预拱度。底模采用胶木板，侧模采用定型钢模。
4.3.3钢筋安装
钢筋在钢筋加工场地下料后，现场进行绑扎，钢筋的提升通过缆吊系统进行。首先绑扎底板及腹板钢筋，再绑扎顶板钢筋。钢筋绑扎前，根据情况适当设置支撑钢筋，形成支撑骨架后再进行绑扎。钢筋骨架主筋的接长采用机械或焊接接头，现场接长采用搭接焊。砼保护层采用同标号小型预制砂浆块绑扎在钢筋骨架上，砼浇筑到该位置时，拆除