拱架無支架法施工綜合技術方案一、工程概況本項目為跨徑120米鋼管混凝土拱橋施工，主拱圈采用等截面懸鏈線結構，矢跨比1/5，拱肋為四肢格構式鋼管混凝土結構，單肋重85噸。工程地處山區(qū)峽谷地帶，谷底與拱頂高差達68米，地質條件為中風化石灰?guī)r，地下水位埋深12米。施工區(qū)域屬亞熱帶季風氣候，年均降雨量1450mm，最大風速15m/s。根據(jù)設計要求，橋梁設計荷載等級為公路-I級，設計使用年限100年，抗震設防烈度VII度。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)規(guī)劃預制區(qū)：設置在橋梁下游300米平緩地帶，劃分鋼筋加工區(qū)（30m×20m）、鋼管拼接區(qū)（50m×30m）、混凝土澆筑區(qū)（20m×15m）及成品存放區(qū)（80m×40m），配置2臺25t龍門吊。吊裝區(qū)：在兩岸山頂設置纜索吊機主塔，東岸主塔高45m，西岸主塔高38m，跨徑布置為120m+150m+120m，最大吊重能力100t?？蹝靺^(qū)：每側拱座設置6組扣索錨固點，采用預埋鋼結構錨箱，每組可承受拉力不小于5000kN。2.2施工流程規(guī)劃施工準備階段（45天）：場地平整、臨時設施建設、設備進場調試基礎施工階段（60天）：拱座基坑開挖、鋼筋混凝土澆筑、預埋件安裝構件預制階段（90天）：鋼管拱肋分節(jié)預制、混凝土配比試驗、預應力孔道成型吊裝合攏階段（60天）：纜索系統(tǒng)安裝、拱肋分段吊裝、扣索張拉調整管內混凝土施工（30天）：真空輔助灌注、養(yǎng)護監(jiān)控、應力測試橋面系施工（45天）：吊桿安裝、橫梁架設、橋面鋪裝驗收交付階段（30天）：分部分項驗收、荷載試驗、竣工資料整理三、關鍵施工技術3.1拱肋預制工藝3.1.1鋼管加工采用Q355ND低合金高強度結構鋼，主鋼管直徑800mm，壁厚16mm，采用數(shù)控相貫線切割機下料，坡口角度35°±5°。在胎架上進行節(jié)段組裝，采用全站儀三維定位，節(jié)段長度誤差控制在±2mm，軸線偏差不超過1mm/m。3.1.2混凝土制備管內灌注C80自密實微膨脹混凝土，配合比為水泥:粉煤灰:礦粉:砂:石:水:外加劑=480:60:60:620:1020:165:8.5。采用雙臥軸強制式攪拌機攪拌，攪拌時間不少于180秒，出機坍落度控制在260±20mm，擴展度≥750mm。3.1.3預應力體系在拱肋上下弦管內設置15.2mm鋼絞線，每束12根，采用真空輔助壓漿工藝。管道壓漿水泥漿水灰比0.35，摻入5%膨脹劑，壓漿壓力控制在0.5-0.7MPa，持壓時間不少于5分鐘。3.2纜索吊裝系統(tǒng)3.2.1系統(tǒng)組成主索：2根Φ60mm鋼絲繩，安全系數(shù)K=3.5，橫向間距18m起重索：Φ28mm鋼絲繩，采用2×4滑輪組，起重速度0.8m/min牽引索：Φ22mm鋼絲繩，牽引速度1.5m/min扣索：15.2mm鋼絞線，每根扣索由8束組成，配備200t穿心式千斤頂3.2.2安裝調試主塔基礎采用擴大基礎，混凝土強度C30，地基承載力要求≥300kPa。纜索安裝時先架設導索，利用慢速卷揚機牽引主索過河，采用全站儀進行主索垂度調整，空載垂度控制在L/200（L為主跨徑）。3.2.3荷載試驗按1.25倍額定荷載進行靜載試驗，分50%、75%、100%、125%四級加載，每級持荷30分鐘，測量主索撓度、塔頂位移及構件應力。動載試驗采用1.1倍額定荷載，進行起升、運行、制動測試，制動距離不大于1.5m。3.3斜拉扣掛施工3.3.1扣索布置采用空間桁架式扣掛體系，每側拱肋設置6道扣索，編號為K1-K6，其中K1-K3為臨時扣索，K4-K6為永久扣索?？鬯髋c水平面夾角在35°-55°之間，避免產生過大水平分力。3.3.2吊裝順序采用"先邊后中、對稱吊裝"原則，從兩岸拱腳向拱頂推進，兩岸同步吊裝至合龍段。每個節(jié)段吊裝流程為：起吊→對位→臨時固定→扣索張拉→精確調整→永久固定。3.3.3合龍工藝當兩岸拱肋吊裝至合龍段距離約20cm時，在夜間氣溫穩(wěn)定時段（22:00-次日6:00）進行合龍作業(yè)。采用"溫度匹配法"，合龍段長度根據(jù)實時溫度計算調整，預留壓縮量2-3mm。合龍順序為：先安裝合龍段勁性骨架→調整扣索張力→焊接合龍段接口→解除臨時約束。3.4管內混凝土施工3.4.1灌注工藝采用"高位拋落+真空輔助"復合灌注工藝，在拱肋低端設置進料口，高端設置真空抽氣口和排氣口。抽真空度控制在-0.08MPa以下，混凝土通過30m高位落差形成自流，連續(xù)灌注時間不超過4小時。3.4.2質量控制在每個節(jié)段設置3個壓力傳感器和2個溫度傳感器，實時監(jiān)測灌注壓力（0.3-0.5MPa）和混凝土溫度。當混凝土強度達到設計強度80%時進行第二次壓漿，確保密實度。采用超聲波檢測，缺陷面積不得超過檢測截面的1%。四、施工監(jiān)測與控制4.1幾何形態(tài)監(jiān)控4.1.1拱軸線控制在每個拱肋節(jié)段設置3個監(jiān)測點，采用LeicaTS60全站儀按二等三角測量精度進行觀測，測角中誤差±0.5″，測距中誤差±1mm+1ppm。軸線偏差預警值為L/3000，限值為L/2000（L為拱肋長度）。4.1.2標高控制建立施工高程控制網，每200m設置一個水準基點，精度等級為二等水準。拱頂標高監(jiān)測頻率為每吊裝節(jié)段1次，合龍階段每2小時1次，標高允許偏差±30mm，累積偏差不超過±50mm。4.2結構應力監(jiān)測4.2.1監(jiān)測點布置在拱腳、L/4、L/2、3L/4等關鍵截面布置應變計，每個截面設置4個監(jiān)測點（上、下、左、右）。采用振弦式應變傳感器，測量范圍-1500~+3000με，精度±0.1με。4.2.2監(jiān)測頻率吊裝階段：每個節(jié)段吊裝后1小時內讀數(shù)，24小時后復讀合龍階段：每小時監(jiān)測1次，持續(xù)24小時混凝土灌注：全過程實時監(jiān)測，數(shù)據(jù)采樣間隔10分鐘運營階段：前3個月每周1次，之后每月1次4.2.3預警值設定壓應力：≤0.85×fck（混凝土軸心抗壓強度標準值）拉應力：≤0.75×ftk（混凝土軸心抗拉強度標準值）應力變化速率：≤100με/h4.3環(huán)境監(jiān)測在施工現(xiàn)場設置自動氣象站，監(jiān)測參數(shù)包括：氣溫（-30~60℃，精度±0.5℃）、濕度（0~100%RH，精度±3%）、風速（0~60m/s，精度±0.5m/s）、降雨量（0~50mm/h，精度±0.2mm）。當風速≥10.8m/s（6級風）時，停止吊裝作業(yè)；當環(huán)境溫度超過35℃或低于5℃時，調整混凝土配合比或采取溫控措施。五、質量安全保障措施5.1質量管理體系5.1.1材料控制鋼材：每批進場鋼材需提供質量證明書，按規(guī)定進行力學性能和化學成分檢驗，合格后方可使用混凝土：實行"四試"制度（試配、試拌、試灌、試養(yǎng)），每50m3制作1組標準養(yǎng)護試塊連接件：高強度螺栓按批進行扭矩系數(shù)測試，扭矩偏差控制在±10%以內5.1.2過程控制推行"三檢制"（自檢、互檢、交接檢），關鍵工序實行"首件認可制"。建立質量追溯系統(tǒng)，每個構件設置唯一二維碼標識，記錄從原材料到成品的全過程信息。5.1.3驗收標準拱肋安裝：軸線偏差≤L/30000，且≤30mm；高程偏差±20mm焊接質量：無損檢測Ⅰ級焊縫合格率100%，Ⅱ級焊縫合格率≥98%混凝土強度：同條件養(yǎng)護試塊強度達到設計強度115%以上5.2安全防護措施5.2.1高空作業(yè)防護設置雙層安全網，高度1.2m，網眼尺寸≤10cm作業(yè)人員配備雙鉤安全帶，生命線采用Φ12mm鋼絲繩，錨固點抗拔力≥15kN臨時操作平臺采用型鋼搭設，腳手板滿鋪固定，荷載限值2kN/m25.2.2吊裝安全制定吊裝專項方案并組織專家論證吊裝前進行試吊，起吊高度0.3m，停留時間不少于10分鐘設置吊裝警戒區(qū)，半徑20m，配備專職安全員監(jiān)護5.2.3應急預案配備應急救援器材：擔架2副、急救箱2個、應急照明3套、滅火器10個成立應急小組，每月組織1次應急演練與當?shù)蒯t(yī)院建立聯(lián)動機制，急救響應時間≤30分鐘六、施工機械設備配置設備名稱型號規(guī)格數(shù)量主要參數(shù)用途纜索吊機2×100t1套主跨300m，起升高度120m拱肋吊裝履帶吊SCC80001臺最大起重量800t構件裝卸龍門吊MG25-30A2臺起重量25t，跨度30m預制場轉運千斤頂YCW200B8臺額定拉力2000kN扣索張拉全站儀LeicaTS602臺測角0.5″，測距1mm+1ppm測量放樣混凝土攪拌站HZS1201座生產能力120m3/h混凝土制備真空壓漿機ZB4-5002臺真空度≤-0.09MPa預應力壓漿超聲波檢測儀CTS-90061臺頻率范圍0.5-10MHz混凝土缺陷檢測七、工期保證措施平行作業(yè)：基礎施工與構件預制同步進行，纜索系統(tǒng)安裝與拱座混凝土施工并行作業(yè)資源保障：備用1套扣索張拉設備，關鍵材料儲備量不少于30天用量技術優(yōu)化：采用BIM技術進行施工模擬，提前發(fā)現(xiàn)并解決沖突問題獎懲機制：設立工期節(jié)點考核獎，對提前完成節(jié)點的班組獎勵2-5萬元天氣應對：配備防雨棚、加熱設備，確保雨天及冬季施工正常進行八、環(huán)境保護措施噪聲控制：晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB，高噪聲設備設置隔音罩揚塵治理：施工便道硬化處理，出入口設置洗車平臺，裸土覆蓋率100%廢水處理：設置三級沉淀