鄭州彩虹橋改造施工方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景鄭州彩虹橋始建于1994年，位于北三環(huán)與南陽(yáng)路交叉口西側(cè)，是連接鄭州北區(qū)東西向的交通咽喉，原橋?yàn)樗目绾?jiǎn)支鋼管混凝土桁梁橋，主橋全長(zhǎng)320米，寬25米，雙向4車道。由于運(yùn)營(yíng)時(shí)間超過(guò)25年，橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞損傷、橋面沉降、伸縮縫破損等病害，已無(wú)法滿足當(dāng)前日均10萬(wàn)輛的交通需求。2019年10月起實(shí)施全封閉改造，2021年7月啟動(dòng)舊橋拆解，新建橋梁采用三跨連續(xù)單拱肋鋼箱系桿拱橋設(shè)計(jì)，于2023年9月28日正式通車。1.2主要技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式：三跨連續(xù)單拱肋鋼箱系桿拱橋主橋規(guī)模：全長(zhǎng)369米，跨徑布置為121m+125m+121m橋面寬度：38米（雙向8車道+非機(jī)動(dòng)車道+人行道）拱肋設(shè)計(jì)：倒梯形變寬變高截面，矢高36米，三道拱肋通過(guò)吊桿與橋面連接荷載標(biāo)準(zhǔn)：城-A級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)速60km/h抗震等級(jí)：按7度設(shè)防，地震動(dòng)峰值加速度0.15g1.3工程難點(diǎn)鐵路運(yùn)營(yíng)干擾：橋下跨越鄭州北站編組場(chǎng)23股電氣化鐵路，施工期間需確保鐵路正常通行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換復(fù)雜：舊橋拆解采用"縱移+橫移"工藝，新橋采用"頂推+原位拼裝"組合施工精度控制要求高：鋼箱拱合龍誤差需控制在±5mm內(nèi)，頂推施工線形偏差≤10mm交通疏解壓力大：需維持北三環(huán)東西向基本通行能力，高峰期車流量達(dá)8000輛/小時(shí)二、施工總體部署2.1施工分區(qū)劃分北區(qū)作業(yè)區(qū)：負(fù)責(zé)舊橋拆解及材料堆放，設(shè)置4個(gè)60m×30m拆解平臺(tái)南區(qū)作業(yè)區(qū)：新橋下部結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)施工，布置鋼筋加工場(chǎng)、模板堆放區(qū)東西兩岸作業(yè)區(qū)：鋼箱梁頂推設(shè)備安裝及臨時(shí)支架搭設(shè)，配備2套步履式頂推系統(tǒng)中央控制區(qū)：設(shè)置BIM指揮中心，實(shí)時(shí)監(jiān)控施工進(jìn)度、結(jié)構(gòu)應(yīng)力及鐵路防護(hù)狀態(tài)2.2資源配置計(jì)劃資源類型具體配置進(jìn)場(chǎng)時(shí)間機(jī)械設(shè)備200t連續(xù)千斤頂4臺(tái)、500t履帶吊2臺(tái)、步履式頂推設(shè)備2套2021.6周轉(zhuǎn)材料貝雷梁1200片、鋼模板8000㎡、臨時(shí)支座32個(gè)2021.7人力資源管理人員65人（含鐵路監(jiān)護(hù)12人）、作業(yè)人員320人（高峰期）2021.5監(jiān)測(cè)設(shè)備全站儀3臺(tái)、應(yīng)力傳感器120個(gè)、線形監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2套2021.82.3交通疏解方案一期交通導(dǎo)改（2021.7-2022.6）：封閉主橋橋面，利用南北兩側(cè)輔道雙向4車道通行在南陽(yáng)路、江山路設(shè)置臨時(shí)繞行標(biāo)志，引導(dǎo)貨車?yán)@行西四環(huán)二期交通導(dǎo)改（2022.7-2023.8）：開(kāi)放東側(cè)半幅橋面臨時(shí)通行（雙向2車道）西側(cè)半幅進(jìn)行新橋鋼箱梁及拱肋施工應(yīng)急保障措施：儲(chǔ)備200m臨時(shí)鋼便橋，應(yīng)對(duì)鐵路股道緊急搶修與交警部門(mén)建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制，設(shè)置3處應(yīng)急交通指揮崗三、關(guān)鍵施工技術(shù)3.1舊橋拆解施工3.1.1總體拆解流程前期準(zhǔn)備：對(duì)122m跨鋼桁拱進(jìn)行加固，設(shè)置臨時(shí)支撐墩8個(gè)，安裝縱移軌道中段拆解：采用2臺(tái)200t連續(xù)千斤頂同步拖拉62m跨桁梁，向北橫移至拆解平臺(tái)東西跨縱移：將122m跨桁梁頂推至中間空位，再橫移至北側(cè)拆解區(qū)構(gòu)件分解：采用液壓剪切割成8m×3m標(biāo)準(zhǔn)段，汽車吊吊裝外運(yùn)，回收率達(dá)92%3.1.2鐵路防護(hù)措施設(shè)置雙層防護(hù)棚架（凈高6.5m），采用I45b工字鋼+20mm厚鋼板組合結(jié)構(gòu)每個(gè)鐵路股道設(shè)置限高限寬裝置，安裝紅外入侵報(bào)警系統(tǒng)配備鐵路應(yīng)急搶修隊(duì)，儲(chǔ)備道砟50m3、鋼軌100m、接觸網(wǎng)配件2套3.2新橋主體施工3.2.1下部結(jié)構(gòu)施工樁基工程：采用旋挖鉆成孔，直徑1.8m鉆孔灌注樁共48根，樁長(zhǎng)65m，單樁承載力特征值3800kN承臺(tái)施工：采用鋼板樁圍堰（SMW工法），C40混凝土一次澆筑成型，設(shè)置冷卻水管控制內(nèi)外溫差≤25℃墩身施工：分節(jié)澆筑鋼筋混凝土實(shí)體墩，高度12.6m，采用液壓爬模系統(tǒng)，模板接縫誤差≤2mm3.2.2鋼箱梁頂推施工（東西跨）臨時(shí)支架：采用φ630×10mm鋼管樁+貝雷梁組合體系，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)+碎石褥墊層頂推系統(tǒng)：設(shè)備配置：2000kN步履式頂推器8臺(tái)，行程200mm/次控制參數(shù)：縱向頂推力≤1500kN，橫向糾偏力≤300kN監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：布設(shè)16個(gè)位移傳感器，實(shí)時(shí)調(diào)整頂推速度（0.5-1.5m/h）施工精度控制：每頂推5m進(jìn)行線形復(fù)測(cè)，累計(jì)偏差超過(guò)8mm時(shí)啟動(dòng)糾偏程序采用溫度補(bǔ)償算法，每日溫差超過(guò)10℃時(shí)調(diào)整頂推時(shí)段3.2.3鋼箱拱安裝（中跨）節(jié)段劃分：中跨鋼箱拱分28個(gè)節(jié)段工廠預(yù)制，最大節(jié)段重52t，長(zhǎng)度8.4m吊裝工藝：采用500t履帶吊主吊，300t汽車吊輔助溜尾吊裝半徑18-35m，起吊角度控制在60°-75°設(shè)置纜風(fēng)繩調(diào)節(jié)系統(tǒng)，每個(gè)節(jié)段臨時(shí)固定時(shí)間≥2小時(shí)合龍施工：選擇在夜間2-4時(shí)（溫度穩(wěn)定時(shí)段）進(jìn)行合龍合龍段預(yù)留8.4m，采用"溫差法"調(diào)節(jié)間隙，通過(guò)4臺(tái)50t千斤頂微調(diào)就位焊接完成后24小時(shí)內(nèi)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，Ⅰ級(jí)焊縫合格率100%3.3橋面系及附屬工程橋面鋪裝：采用"20cmC50混凝土調(diào)平層+8cmSMA-13瀝青面層"，設(shè)置防水層及剪力釘?shù)鯒U安裝：采用PES7-121型低應(yīng)力防腐吊桿，張拉控制力1200kN，分3級(jí)加載交通安全設(shè)施：安裝波形護(hù)欄（防撞等級(jí)Am級(jí)）、防眩板、LED照明系統(tǒng)及智能交通監(jiān)控設(shè)備四、質(zhì)量安全控制體系4.1質(zhì)量管理措施材料控制：鋼材采用Q355qD橋梁專用鋼，每批進(jìn)行力學(xué)性能及Z向拉伸試驗(yàn)高強(qiáng)螺栓扭矩系數(shù)偏差控制在±10%，終擰扭矩經(jīng)第三方檢測(cè)過(guò)程控制：實(shí)行"三檢制+第三方檢測(cè)"，關(guān)鍵工序留存影像資料鋼箱拱焊接采用CO?氣體保護(hù)焊，預(yù)熱溫度≥150℃，層間溫度≤250℃驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)：軸線偏位≤10mm，頂面高程偏差±20mm拱肋線形偏差≤L/3000（L為拱肋長(zhǎng)度），且≤30mm4.2安全生產(chǎn)管理鐵路安全防護(hù)：執(zhí)行"一機(jī)一人"監(jiān)護(hù)制度，鐵路限界內(nèi)作業(yè)辦理要點(diǎn)手續(xù)設(shè)置防拋網(wǎng)（高度2.5m）及接觸網(wǎng)絕緣防護(hù)，接地電阻≤10Ω高空作業(yè)控制：20m以上作業(yè)設(shè)置雙層安全網(wǎng)，工人配備雙鉤安全帶掛籃、腳手架等臨時(shí)結(jié)構(gòu)按1.2倍荷載進(jìn)行靜載試驗(yàn)應(yīng)急管理：編制鐵路中斷、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)等專項(xiàng)應(yīng)急預(yù)案，每季度組織演練配備應(yīng)急發(fā)電機(jī)2臺(tái)（200kW），確保停電時(shí)關(guān)鍵設(shè)備正常運(yùn)行4.3環(huán)境保護(hù)措施揚(yáng)塵控制：施工區(qū)域設(shè)置6m高圍擋，安裝霧炮機(jī)8臺(tái)，PM10濃度控制在0.5mg/m3以下噪聲管理：晝間噪聲≤70dB，夜間≤55dB，高噪聲設(shè)備設(shè)置隔音棚廢水處理：設(shè)置三級(jí)沉淀池（處理能力50m3/h），經(jīng)處理后回用率達(dá)80%五、施工進(jìn)度計(jì)劃5.1關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)控制工作內(nèi)容開(kāi)始時(shí)間完成時(shí)間工期（天）前置條件舊橋拆解2021.7.152022.6.10330交通導(dǎo)改完成東跨頂推2022.11.12022.12.1140下部結(jié)構(gòu)完工西跨頂推2023.2.202023.3.3140東跨頂推完成鋼箱拱合龍2023.7.182023.7.181東西跨就位橋面系施工2023.8.12023.9.1545拱肋安裝完成通車驗(yàn)收2023.9.252023.9.273全橋完工5.2進(jìn)度保障措施資源保障：鋼材、鋼絞線等主要材料提前3個(gè)月儲(chǔ)備，儲(chǔ)備量滿足30天連續(xù)施工需求工序銜接：采用BIM技術(shù)進(jìn)行4D進(jìn)度模擬，關(guān)鍵線路工序提前7天預(yù)警季節(jié)性施工：雨季：儲(chǔ)備防雨布5000㎡，基坑周邊設(shè)置排水溝及集水井冬季：采用熱水拌合（≤80℃）+骨料預(yù)熱（≥5℃），混凝土入模溫度≥10℃六、技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用6.1施工技術(shù)創(chuàng)新舊橋拆解工藝：首創(chuàng)"縱移-橫移-分解"三步法，減少鐵路停運(yùn)時(shí)間至零，獲國(guó)家發(fā)明專利智能頂推系統(tǒng)：開(kāi)發(fā)基于BIM+GIS的線形控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)頂推精度達(dá)±3mm，較規(guī)范提高60%鋼箱拱焊接技術(shù)：采用窄間隙埋弧焊，一次焊接深度達(dá)40mm，焊接效率提升40%6.2數(shù)字化管理應(yīng)用BIM技術(shù)應(yīng)用：建立全橋三維模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)-施工-運(yùn)維全過(guò)程信息集成物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測(cè)：布設(shè)200個(gè)傳感器，實(shí)時(shí)采集應(yīng)力、位移、溫度等數(shù)據(jù)，通過(guò)云平臺(tái)分析預(yù)警無(wú)人機(jī)巡檢：每周2次對(duì)拱肋、吊桿進(jìn)行航拍檢查，生成三維點(diǎn)云模型對(duì)比分析七、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)與流程7.1分部分項(xiàng)驗(yàn)收隱蔽工程驗(yàn)收：地基處理、鋼結(jié)構(gòu)連接等關(guān)鍵工序需經(jīng)監(jiān)理、設(shè)計(jì)、勘察單位聯(lián)合驗(yàn)收結(jié)構(gòu)驗(yàn)收：主橋完工后進(jìn)行靜載試驗(yàn)（加載至設(shè)計(jì)荷載1.2倍）及動(dòng)載試驗(yàn)（測(cè)試自振頻率）功能驗(yàn)收：包括橋面平整度（≤3mm/3m）、排水坡度（2%）、照明亮度（≥20cd/㎡）等7.2竣工驗(yàn)收資料竣工圖：含橋梁總體布置圖、結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)圖等286張，采用CAD+BIM模型雙交付試驗(yàn)報(bào)告：鋼材