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郑州黄河公路二桥施工组织设计

桥位跨越黄河南北，依地貌成因类型划分，桥位所在区为黄河冲积平原，黄河北岸属黄河大冲积扇的

北翼，按地貌形态为黄河泛流平原地貌单元。地势平坦，西南高，东北低，自西南向东北微倾斜，自然坡

降六千分之一；黄河南岸为黄河河道区，由河床、低滩和高滩三区组成，为黄河大冲积扇的南翼，地势向

东南倾斜。历史上黄河的多次泛滥改道，残堤故道、缓岗沙丘与潭状洼地多分布在南岸的万滩及中牟以东

广大地区，古河道、古河滩、古泛道和决口扇等地貌类型复杂，差异显著，以陇海铁路为界SY／T 6886-2012 油田含聚及强腐蚀性采出水处理设计规范，地势南高北

桥位处于暖温带大陆性季风气候区，四季分明，旱、涝、风、低温、霜冻和干热风灾害频繁。旱年

多，涝年少，夏秋热，冬春寒冷干旱。年平均气温14.4℃，七月最热，元月份最冷，年最高气温34.2℃，

8三个月，年平均降水量549.9毫米。主导风向冬季多为东北风和西北风，夏季常为东南风和南风。多年

平均风速3.4米/秒，历史最大风速为24米/秒。桥位具有明显的大陆季风气候特点。

桥位勘察深度范围内，上部为黄河泛滥形成的第四系全新统冲一洪积层，下部为上更新统和中更新统

洪积层。其上部以亚砂土、粉细砂为主，夹薄层亚粘土；下部以中细砂、中砂、亚粘土含砾卵石为主。沉

积韵律明显，且地层层位变化不大，各层层位较稳定。工程场址各土层基本上水平展布。桥位地震基本烈

根据历史地震重演原则和构造类比原则，以及潜在震源区内地震活动参数与地震危险性分析，考虑到

地震烈度衰减等因素，并结合地下水理藏条件，土层粒度组分，及桥位场地地震安全性评价结果，确定该

桥位处于稳定区域。桥位工程场地类别为Ⅱ类建筑场地。

郑州黄河公路二桥是京珠国道路主干道的关键工程，跨越黄河天堑，全长近10km，主桥长约1km。

该路段按《公路工程技术标准》（JTJ001一97）平原微丘区双向八车道高速公路设计，实行全部控制出入和

收费管理。其主要技术指标如下：

1）计算行车速度：120km/h

2）桥梁设计荷载：汽车一超20级，挂车一120

3）桥梁净宽：净一2X19.484m

4）墙式护栏宽度：0.383m

5）设计洪水频率：1/300（按1/1000校核）

6）地震基本烈度：7度

7）通航标准：IV级航道（通航净高8m，净宽50m）

8）桥面横披：2.0%

第二节主桥结构与构造

郑州黄河公路二桥主桥为8×100m下承式钢管混凝土系杆拱，上下行分离。主桥每跨两墩中

计算跨度95.5m，矢跨比1/4.5。拱轴线采用悬链拱轴线，拱轴系数1.347。图1为标准跨上部

上部结构上下行为分离式的两座桥。每座桥有两片拱肋，每片由2根Φ1000×16mm钢管和腹板组成

高2.4m的哑铃形断面。拱肋上、下钢管内浇注C50混凝土；拱脚到第一根吊杆间的腹腔内浇注C50混凝

土，其余部分腹腔内不填充混凝土。主桥上部结构一般构造图见图2，拱肋截面图见图3。

两拱肋中心距离22.377m，由三道横撑（中间一道一字形和两边各一道K撑）联系两拱肋，形成空间

结构。横撑为Φ1500×16mm的钢管，管内不填充混凝土。见图4所示。

吊杆采用91根Φ7mm镀锌高强钢丝，双层PE保护，采用OVM冷铸镦头锚。吊杆纵桥向间距7.1m

支座为1750t盆式橡胶支座。一端为固定支座，另一端为滑动支座。每两跨的固定支座放在同一个墩

主桥下部结构为空心墩，群桩基础。当柱高在7m以上时，桩顶设置横梁系，桥面横坡由桩柱调整。

纵向水平力计算，考虑桥面的连续作用，按连续梁弹模结构理论计算墩台水平力。该桥计算时考虑了三种

河床断面形态：即实测河床断面，发生最大冲刷深度时的河床断面和考虑河床淤积的断面。

下部结构摩擦桩桩长根据《工程地质报告》提供的各墩台位附近钻孔地质资料和河南黄河勘测设计院

郑州、开封两黄河桥的试桩成果，考虑摩擦桩的实际工作机理进行修正。

黄河是季节性较强的河流，洪水期与枯水期流量相差很大，受黄土高原的影响，河水含有大量泥沙，

冲刷剧烈，主河槽经常改变。针对黄河的水文特点，施工前期进行了多种施工方案的比选，确定了“双线

施工栈桥加跨墩龙门吊机”的总体施工方案，即在黄河主河槽上架设施工栈桥，在施工栈桥上拼装大型跨

墩龙门吊机，利用龙门吊机进行大型构件的吊装作业。端横梁与拱脚结点采用支架现浇，预应力系梁采用

预制、少支架安装，然后是钢管拱肋安装和管内混凝土灌注，最后完成中横梁、桥面板及附属设施。

龙门吊机和栈桥的总体布局见图6。全桥施工步骤如下：

(2）修建临时栈桥、墩位平台，施工桩基、承台和墩身。

(3）下部与基础施工的同时，工厂制作钢管拱肋节段、厂内防腐处理，并陆续运至现场。开始预制系

梁节段、预制吊杆横梁并张拉第一根横梁预应力束、预制面板。

（4）架设上部结构吊装用跨墩式龙门吊或其他吊装设备。

(5）搭设端横梁和拱脚段系梁现浇支架和系梁安装支架，现浇端横梁和拱脚段拱肋、拱脚段系梁。

(6）进行系梁的分节吊装，系梁安置在支架上，现浇系梁湿接头形成整体。第一次张拉部分系梁预应

(7）第一次张拉端横梁部分预应力束。

(8）搭设拱肋吊装支架，吊装拱肋、横撑，焊接拱肋、横撑接头、拱肋合拢。安装避雷针。拆除拱肋

临时支架，形成钢管肋拱。

(9）泵送钢管内混凝土，形成钢管混凝土拱肋。

(10）第二次张拉部分系梁预应力束。

(11）安装吊杆、进行吊杆第一次索力调整，并拆除系梁临时支架，形成系杆拱。

(12）安装横梁，现浇横梁与系梁的湿接头，张拉横梁预应力束，使横梁与系梁固结。

(13）第三次张拉部分系梁预应力束。安装桥面板。

(14)进行吊杆第二次索力调整。

(15）铺装桥面混凝土现浇层的钢筋网，现浇桥面混凝土。安装桥面防撞护栏。

(16）第三次调整吊杆索力，并通过吊杆调整桥面标高。

(17）张拉端横梁其余预应力束，并封闭预应力钢束锚头。

(18）张拉拱脚竖向预应力钢筋，并封闭锚头。

(19）安装桥面伸缩缝、封闭所有吊杆锚头、拱圈及横撑的表面整饰处理，安装灯光照明设施等。

郑州黄河公路二桥主桥施工龙门吊机照

1、栈桥、龙门吊机施工

施工栈桥为双侧栈桥，每侧长970m，上、下游侧栈桥中线距主桥中线均为31m。栈桥上部结构由拆

装式万能杆件组拼成再分型上承桁架，桁架宽6m，跨度14m，栈桥共分三联，每联按设计要求设制动墩，

联与联之间设伸缩缝。上游侧栈桥龙门吊机跨距内桥面设2m轨距的运输轨道，满足改良型运输车辆的通

行，龙门吊机跨距外悬挑载重5t以下4m宽的汽车运输道。下游侧在龙门吊机跨距内设重载汽车运输道。

基础为Φ40cm钢管桩，每墩设单排桩3根，根据水文地质资料确定单根桩长平均25m，平均入土深度16m，

单桩设计允许承载力570kN。桩顶设分配梁与栈桥主梁连接。主桥每跨间设简易横向联接系，联接系杆梁

和拱肋安装支架，使施工栈桥、钻孔桩施工平台、系杆梁支架连为整体大平台，增强抗击洪水和流冰的冲

栈桥施工时，RT745一型轮胎和PD一100履带式起重机协助，用DZ一60振动打桩机首先在岸边插打

第一排钢轨桩，吊装第一片主梁。在伸臂端安装导向架，逐根插打Φ40cm钢管桩，然后拆除导向架，悬

臂吊装栈桥主梁。起顶主梁使其稍高于设计标高，塞入桩垫和分配梁后连接固定。吊机走行到下一排支墩

顶主梁上站位，重复上述步骤延伸栈桥。

600kN跨桥龙门吊机是施工垂直提升的关键设备，根据施工需要，共配置一高一低两台。高龙门吊机

计算跨度66m，净跨64.8m，净高47m，提升高度43m。低龙门吊机计算跨度与高龙门相同，施工净高为

24m，提升高度20m。由于龙门吊杆在栈桥上走行，使用性能必须满足顺桥向移动轨距在土200mm以内的

变化，满足不均匀沉陷在土100mm以内的变化，必须满足吊重500kN走行800mm的要求，并要求自重控

龙门吊机构造：主梁由三个高2.9m、宽1.8m的倒三角形桁架组成一个高5.8m、宽3.9m（0.3m为弦

杆宽）的倒三角形空间桁架。桁架弦杆、腹杆和平联均用Q235型钢及钢板组焊而成。在下弦杆两侧设8

根Φ15.24、标准强度1860MPa的钢绞线体外预应力；吊机支腿共4条，每条51m，变截面矩形桁架。主

梁每端两条支腿呈八字型扒开，上端与梁固结，下端与走行台车铰结，同一端两走行台车中心距28m，两

条支腿通过平联、地梁及剪刀撑连成一体；龙门吊机天车为吊挂式，上平台在主梁外侧弦杆上走行，下平

台上设置提升卷扬机系统。

2、拱座、端横梁与系杆梁施工

拱座与端横梁均采用支架现浇支架基础的一部分利用已浇注成型的主体结构承台，另一部分为扩大基

施工前，应模拟混凝土灌注进行压重试验，得出预留变形量，指导后续施工。施工过程中，应预留支

架基础沉降量和平台下挠量。

拱座部分设有拱肋顶埋段和型钢定位骨架，施工过程中，应严格控制控制型钢骨架和拱肋预埋段的位

置，并且牢固定位。同时，预留因支架变形和基础沉降引起的拱肋预埋段的偏差，以满足拱肋接装精度要

单根系杆梁分八片预制，每两片组成一个箱形断面。安装系杆梁前，在每个纵向接头部位搭设临时支

架，并进行压重试验，得出沉降数据，指导施工。安装完成后，现浇纵、横向湿接缝，与拱座一起形成整

钢管拱肋在工厂制造，共分5段，其中拱脚预埋段在系杆梁现浇段进埋入，其余三段为吊装。拱肋钢

管壁厚为16mm，由螺旋钢管用自动焊对接形成10～12m长的单元直管，按平面放线坐标，加上预设拱度、

温度变形值、弹性变形量（回弹量）制作热弯胎具，在工厂内采用陶瓷片加热法将单元管节按修正后的悬

链拱轴线形进行热弯。腹板采用数控切割机床，按修正后悬链拱轴线精密下料，预制对接坡口，在工厂内

进行分节段单元平面组装，焊接尽量采用自动化，确保节段匹配成型精度及控制焊接变形。横撑拼装接头

及长度在工厂内采用仿形数控切割完成，并预留适当的焊接变形收缩量。将修正后悬链拱轴线形模拟拼装

与对接，将主拱分成三等分，每等分采用临时连接板连接，并刨好坡口，预留焊接收缩量，存放于工地胎

当系杆梁施工完毕后建设工程施工质量验收统一标准2019，自系杆梁顶面安装支架，采用支架精确定位、龙门吊机吊装就位、内法兰连接

的方法分阶段将运输来的各段拱肋进行安装就位。拱肋安装完毕后，泵送管内混凝土。

吊杆索采用卷扬机牵引法安装，安装前，搭好脚手平台，安装好转向滑车支架。安装时，将15kN调

速卷扬机牵引钢丝绳通过上下索导管口与吊杆索锚头连接，启动卷扬机将索从系杆梁预埋索道管穿入，从

拱肋索导管穿出，用半圆形垫片卡住上锚头，转换吊点，同时安装上、下球形支座和支承大螺母。待拱肋

混凝土嘧完成并达到一定的强度后，按设计要求张拉吊杆索预应力。

小区1#楼灰土挤密桩施工方案主桥施工照片见图8。