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子牙河立交主桥支架分项施工方案

子牙河立交工程主桥支架施工方案

子牙河立交为两层互通立交，为快速路环线西北半环的一部分，桥梁面积39543.1平米，西北半环在第二层，跨越规划子牙河南路、子牙河、子牙河北路。其主桥为上承式葵形系杆拱桥，跨度为48+85+48米。

主桥主跨（8#～9#墩）跨越子牙河，在河道内打钢管桩，管桩上铺设36b工字钢，组成支架平台（按设计施工），平台上满铺方木，搭设满堂支架起拱；并在河中用工字钢搭设一个跨度为10米的门架式通道，以保证通航要求。边跨（7～8#、9～10#）跨越原河堤，设四道钢筋混凝土挡土墙，平整施工场地、碾压，部分换填三七灰土压实处理，做成台阶形状，原地面上浇筑20厘米厚混凝土垫层，垫层上搭设支架。

国家电网电定〔2021〕4号 国家电网有限公司电力建设定额站关于颁布《GIS无尘室安装补充定额（试行）》等2项补充定额的通知.pdf2.1.1支架平台布置

拱下钢管桩由于受拱的高度和通航要求限制，桩顶标高不同，每幅支架平台有五个独立平台组成，两种高度，拱脚矮平台桩顶标高2.1米，中部桩顶标高6.50米，所以每根钢管桩都应根据它所在的平台不同高度也不同。钢管装上安放两根I36b主梁（横向），主梁上面安装I36b附梁（纵向），主梁与附梁、主梁与钢管桩之间焊接，附梁上面满铺15×15㎝方木以方便作业和搭立支架。

2.1.2支架平台施工

管桩是支架的唯一支撑构件，所有荷载均由其承受，因此钢管桩不仅要有足够的承载力还要有一定的入土深度和断面积，以便有足够的刚度和稳定性，本桥设计Φ600㎜钢管桩，入土深度根据根据承载力各不相同（见施工设计图）。

主拱支架平台两侧设6米宽便桥，以便混凝土泵车和搅拌车灌注拱圈混凝土和施工机械通过，栈桥结构形式与主拱支架相同，面板采用20×20㎝的方木满铺。在河道中预留航道外留八字口。

正式打桩前先打4棵试桩（使用支架平台承重桩），12棵辅助桩，构成试桩平台，用确定土性质系数α和影响桩入土速度系数β。钢管桩的施工采用船上施工作业，具体施工工艺流程如下图：

根据桩位将打桩船停泊合适位置，锚碇打桩船，根据桩位坐标和定位船宽度确定定位船位置并锚定，利用船边作导向架使用。将钢管桩浮运到打桩船起吊方便的地方，锚碇运桩船，安装桩帽，桩帽内径比钢管桩外径略大，上面有销孔，能于桩销在一起，用打桩机液压夹夹住桩帽，提起钢管桩，放在要打入的位置，利用线锥校正垂直度，校核后打入，打入时先启动低档，随入土深度增加稳定性提高提升档位，打入到水面位置，取下桩帽接桩，采用焊接时焊缝处要增加肋板防止拔桩时从焊缝处断开。

桩的承载力采用贯入度确定，施加桩顶的能量转化成成4部分：桩贯入土中做的有效功，桩自身弹性变形吸收的能，桩土体系消耗的弹性变形能，桩土体系消耗的非弹性变形能。后三项消耗的能量随入土深度不同各不同，入土越深桩自身弹性变形吸收的能越少，而土体消耗的能越多，电动振动锤根据电动机消耗的能量，按下式确定桩的容许承载力：

式中：P—单桩容许承载力，kN；

m—安全系数，永久结构一般不小于2；临时结构一般不小于1.5,按永久结构考虑。对于超静定结构酌情适当增加；

N0—沉桩将达到规定标高前，下沉速度为0~5cm/min时所需的有效功率，即N0=60nη／ｔ，Kw；

n—电表读数，kW·h；

t—测定时间，min；

Na—振动沉桩机无负荷载时的功率，Kw；

v—沉桩最后下沉速度(贯入度)，cm/min；

Q—振动体系重力，包括桩、桩帽、振动沉桩机、机座及其他附加重力，kN；

α—土性质系数，因振动沉桩机类型及桩的结构不同而异；

β—影响桩入土速度系数。

试桩确定土性质系数α和影响桩入土速度系数β，河道内有两种地质土层，亚粘土和4米细砂层，上层亚粘土和砂层各打两棵试桩，记下最后入速度v,每棵试桩需要8棵辅助桩，桩位布置见下图。

按照设计承载力或深度打入钢管桩间歇最少6天后进行桩的静载荷载试验，静载试验由具有相应资质单位根据施工需要进行，试桩静载荷试验方法按照《建筑桩基技术规范》JGJ106—2003中的单桩竖向抗压静载试验要求进行，提供出Q—S曲线、S—Lgt曲线、试验记录试验以及试验结果等内容的试验报告。

主桥支架平台正式施工前，首先根据设计桩的承载力和试桩取得数据资料与监理共同研究确定贯入度，然后正式打桩作业，钢管桩施工以设计承载力作为控制指标，入土深度校核值。

为确保河床内所有管桩承载力都能达到设计要求，根据设计要求，对整个平台的管桩总数量的15%进行试桩—承载力试验，本支架系统共3个平台，每个平台取4根试桩，共计12根桩。具体布置见平台支架系统平面图。试桩聘请专业检测机构采用锚桩法对管桩承载力进行检测，根据试打钢管桩承载力确定基础承载能力，必要时对设计布置方式和入土深度进行调整。试打桩达到设计桩长仍不能满足承载力要求情况下必须加大桩长，直至达到承载力为止。

质量要求：桩基位置准确、竖直，平行横梁（主墩轴线）误差不大于10㎝，垂直横梁方向误差不大于5㎝，倾斜度不大于1％，且不能向同一方向倾斜。

支架平台施工控制要点：

⑴管桩在下沉过程中用全站仪跟踪检查桩位、垂直度。

⑵当桩入土深度与承载力不符时，承载力为主控项目。

⑶桩振动下沉时宜先慢速下沉，桩体位置正确稳定后才快速下沉，当桩尖达到设计标高，而贯入度为达到控制贯入度，应继续振击，直到达到控制贯入度。

⑷贯入度已达到控制贯入度，而桩尖标高未达到设计标高，应继续振击100㎜,如无异常变化即可停振。

⑸钢管桩之间的横纵向连接必须严格施工，确保支架的整体刚度和稳定性。

边跨7#—8#、9#—10#墩之间为子牙河河堤及河滩，河堤需拆除，河滩部位地质条件较差，而且两桥墩之间地面高差较大，为保证支架系统在作整个施工过程中安全稳定，防止支架基底因雨水浸泡，软化后导致支架失稳，采用钢筋砼挡墙+砼底板台阶式硬化处理。（见上图）

1、原河堤拆除后，用推土机平整场地，压路机碾压密实，为防止雨水浸泡地基造成承载力下降，支架基础两侧设排水沟，并设置成1～2％的坡度。

3、开挖的承台基坑要用素土分层夯填，每层不超过30㎝，蛙式夯夯6遍，基坑顶层30㎝采用3：7灰土回填。

2.3.1满堂支架设计

根据主拱结构分三段检算:主拱拱脚实心段、主拱脚至腹拱脚箱室段及腹拱脚实心段、腹拱脚以上箱室段。由于主拱脚实心段荷载最大，考虑施工方便，故其他两段支架设计同主拱拱脚实心段。

混凝土对底模产生的压力N1=γh=2.8×2.5=7t/m2=70kn/m2

模板使用木模，是常用的红松或樟子松，密度600㎏/m3，抗弯强度

fm=13mPa。N2=0.05×0.6=0.03t/m2=0.3kn/m2

施工时人员、机械设备荷载取2.5kn/m2，混凝土振捣对底模产生的附加力取2.0kn/m2。

总荷载：q=70+0.3+2.5+2=74.8kn/m2

碗口支架允许承受荷载见下表：

碗口支架行列距为0.6米，横杆步距1.2米，单根立柱允许荷载30kn。

Ｎ＝74.8×0.6×0.6＝26.856＜30kn

碗扣式脚手架不同组架立杆许用荷载表表13

单立杆允许荷载（KN）

2.3.2支架搭设及拆除顺序

1、在满堂支架浇筑边跨及主跨。主拱圈分段对称浇筑，段间设2米间隔缝；中跨合拢温度宜控制在15°C左右。

2、在满堂支架上浇筑腹拱圈。在拱肋上搭设腹拱支架，进行腹拱施工。

3、当腹拱圈砼达到设计强度的90%时，在主拱圈及腹拱圈上搭设上部连续箱梁支架，进行上部连续箱梁施工，上部箱梁也分段施工，留有后浇段，以防主拱拆除支架后沉降造成上部连续箱梁开裂。同时安装拉索，保持拉索顺滑。待上部连续箱梁砼达到90%后，将每根拉索索力张拉至1000KN。

4、拆除腹拱支架，拆除结束后对称将每根拉索索力张拉至3400KN。

5、对称拆除主拱圈支架，浇筑纵梁后浇湿接段。

6、对称拆除纵梁支架，将每根拉索索力张拉至4000KN，沉降观察，符合设计后浇注后浇段。

拱圈曲线需用碗口式支架调整起弧，根据前面计算，支架行列距均为0.6米，横杆步距1.2米。支架上端设置顶托，下端设置底托，用来调节支架高度，顶托上横向设置15cm×15cm方木，底托支撑在平台支架的20×20方木上。托梁上摆放最小10cm×10cm的弓形方木，间距60~102.5㎝。支架的搭设宽度超出桥梁翼板2m。根据每根管托位置调到相应标高以形成设计弧线，位置标高根据图纸给定的公式计算加预拱度，预拱度按2次曲线布置。碗扣式支架搭设见下图所示。

支架搭设时，先安放立杆垫座，其上交替安装立杆，调整立杆可调座，使同一层立杆接头处于同一水平面内，以便装横杆。组装顺序是立杆底座、立杆、横杆、斜杆、接头锁紧、脚手板、上层立杆、立杆连接销、横杆。

接头是立杆同横杆、斜杆的连接装置，应确保接头锁紧。组装时，先将上碗扣搁置在限位销上，将横杆、斜杆等接头插入下碗扣，是接头弧面与立杆密贴，待全部街头插入后，将上碗扣套下，并用榔头顺时针沿切线敲击上碗扣凸头，直至上碗扣被限位销卡紧不在转为止。

如发现上碗扣扣不紧，或限位销不能进入上碗扣螺旋面，应检查立杆与横杆是否垂直，相邻的两下碗扣是否在同一水平面上（即横杆水平度是否符合要求）;下碗扣与立杆的同轴度是否符合要求；下碗扣的水平面同立杆的轴线的垂直度是否符合要求，横杆接头的弧面中心线同横杆轴线是否垂直；下碗扣内有无杂物充填等，如是装配原因，则应调整后锁紧，如是杆件本身原因，则应拆除，并进行整修。

剪力撑用旋转扣件固定在与之相交的横向水平杆或立柱上，旋转扣件中心线距主节点的距离不大于150mm，扣件螺栓拧紧扭力矩不小于40N*m，各杆件伸出扣件边缘长度不小于100mm。对接扣件的开口应朝上或朝内。

因引桥现浇箱梁已经施工，主、引桥采用的是同一种碗扣支架，支架高度相差较小，箱梁的支架已经进行预压，支架的弹性和非弹性变形参数已经取得，故主桥施工时支架不再进行预压，而是利用引桥支架预压参数进行支架调整。

支架卸落的过程，就是由拱架支承的拱圈及拱上建筑物个的重力逐渐转移给拱圈自身来承担的过程，为了保证拱圈能顺利进行体系转换，支架不能突然卸除，而应按一定的卸架程序和方法进行。拆除支架原则：拆除支架要求对称、分批、缓慢。

(1)上部连续箱梁砼达到90%后，将每根拉索索力张拉至1000KN。然后对称拆除腹拱拱肋上部钢筋混凝土支承处3.5米范围类支架；

(2)由腹拱拱顶向腹拱拱脚逐渐对称拆除剩余腹拱拱肋支架。

2.4.2现场拆除主跨拱肋及边跨拱肋支架流程

腹拱支架结束后对称将每根拉索索力张拉至3400KN，然后按下表对称拆除主拱圈支架。

主跨及边跨支架距离中墩距离（m）

系杆第二次张拉后方可拆除拱桥支架。主跨及边跨拱肋从跨中及边墩向中墩对称、按顺序、间隔拆除支架，支架拆除过程中对关键截面的应力及位移进行监测，发现应力及变形过大，及时停止支架拆除，并恢复支撑系统。施工时，首先拆除腹拱支架然后拆除主拱支架，腹拱是非超静定结构、跨度小且支承在刚性主拱上，腹拱拱架一次拆出。主拱支架采取逐级减小支撑力的方法拆除主拱架，主拱支架从拱顶开始分段向两端对称拆除，每段长度2米。桥下支架均有可调顶托，拆除支架时先松动顶托，然后再顶紧顶托，二次顶紧扭矩为松动扭矩的3/4，顶托松动不能成片松动，采取隔二松一、轮回松动的方法完成每段顶托松动，全部顶托松紧一遍后，间隔一段时间，让拱圈有一段应力调整时间，根据监测主拱应力、下沉情况决定第二次落架时间。如此循环共需4次完成落架工作，然后完成支架拆除。

2.4.3现场拆除上部钢筋混凝土连续箱梁支架流程

由跨中向中墩对称、逐渐缓慢拆除上部钢筋混凝土连续箱梁支架。

3.1高处作业人员须戴好安全帽、系好安全带、穿防滑鞋双T板吊装施工方案，安全带定期作荷载、冲击试验。

3.2高处作业人员不得穿拖鞋、硬底鞋、易滑鞋上班。禁止其它无关人员进入施工现场。

3.3从事架子、起重作业人员，定期检查身体，必须持证上岗。

3.4作业平台上的脚手板必须满铺，且平顺、牢固、无探头板。施工搭设的梯道、脚手架、防护栏、安全网等防护设施应符合安全要求，经安全员检查合格后方可投入使用，架子工施工应严格执行《建筑施工高处作业安全技术规范》和《建筑安装安全技术操作规程》有关规定。

3.5高处作业面上用的料具应放置稳妥，小型工具、材料应随时放入工具袋内，传递料具应安全可靠，严禁抛掷，禁止重叠施工。

3.6拆除建筑物的栏杆、楼梯、模板、脚手架等，必须和整体拆除程度相配合，不能先行拆掉，建筑物的承重支柱和横梁，要待其所承担的全部结构拆除后方可拆除。

3.7夜间作业应保持良好的照明，基坑周围悬挂醒目的安全警示牌和警示灯。

4.1与当地气象部门建立联系桥梁工程现浇湿接头施工组织设计，取得气象部门的早期天气预报，提前做好防护和排水施工，作好所需材料和设备的准备。

4.3勤修道路，保证道路畅通，确保工程材料，抗洪抢险物资能及时送到施工现场。