苏通大桥北索塔墩钻孔平台施工
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苏通长江公路大桥苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州(常熟)市之间,我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
路线全长33.21公里,主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成跨江大桥工程:总长8206米,100+100+300+1088+300+100+100(其中主桥长约1088米)=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
辅桥航道桥采用140+268+140=548米的T 型刚构梁桥,为同类桥梁工程世界第二;南北引桥采用30、50、75米预应力混凝土连续梁桥;主桥通航净空高62米,宽891米,可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨船队通航需要。
苏通大桥.创造四项世界之最一、最大主跨(斜拉桥):苏通大桥主跨径1088米,是当今世界跨径最大斜拉桥。
桥面采用预制混凝土钢箱梁,采用节短线和预制悬拼装施工技术。
桥塔施工流程分为68个节段,每个节段为4.5m,施工顺序为下塔柱施工、下横梁施工、中塔柱施工、交汇段施工、钢锚箱安装和上塔柱施工。
施工采用液压爬模系统施工,上部混凝土内安装有钢锚箱,把承重的斜拉索牢靠的固定在桥塔上。
钢锚箱总共有30节。
桥塔的混凝土采用的是C50高强度混凝土。
三、最深基础:苏通大桥主墩基础由131根长约120米、直径2.5米至2.8米的群桩组成,承台长114米、宽48米,面积有一个足球场大,是在40米水深以下厚达300米的软土地基上建起来的,是世界上规模最大、入土最深的群桩基础。
钢护筒搭设施工平台,所用的护筒直径为2.5至2.85m,壁厚25mm的钻孔桩钢护筒,打入地下后搭建施工平台。
钻孔灌注桩施工:将护筒打入既定位置后,钻机下钻,于此同时不断灌注泥浆护壁并循环,将桩内的沉渣排除,到达设计标高后,提出钻孔并清孔,然后分节下放钢筋笼,在中间插入一根粗导管至底,最后浇筑混凝土。
四、最长拉索:苏通大桥最长拉索长达577米,比日本多多罗大桥斜拉索长100米,为世界上最长的斜拉索。
1 概述1.1 工程概况苏(州)-(南)通大桥是中外瞩目的国家重点工程,距长江入海口 108km。
由北接线、跨江大桥、南接线组成,双向高速 6 车道。
其 8146m 的跨江大桥为北引桥、主桥、南引桥组合。
主桥为 100+100+300+1088+300+100+100=2088m 的七跨一联双塔双索面钢箱梁斜拉桥, 该桥的设计和施工将创造 4 项世界纪录,是中国向世界建桥最高水平的一次搏击。
北主塔基础(主 4#墩)采用高桩承台结构。
桩基由 131 根直径 2.80~2.50m、长117.60m 的钻孔灌注桩组成,见图 1。
该桩基的成功实施,已创造了世界桥梁最大的群桩基础。
1.2 施工的自然条件1) 地质苏通长江公路大桥地处长江三角洲冲积平原,第四纪地层厚度大,分布较稳定,基岩埋深在 270~280 m 之间。
桥位区全新统颗粒较细,沉积时间短,工程地质性质较差;上更新统以沙土为主,性质较好,其中 6-1,8-1 层岩性以含砾中粗沙为主,厚度大,分布较稳定;中更新统分布稳定,性质好。
主要地质分布特征参数及指标分别见表 1、表 2。
主桥北塔墩基础地质情况表表1地 层编 号岩土名称状态层底标高 (m)全 1-3 新 1-3统 1-3 Q4 1-3细砂 粉砂 细砂 粉砂中密 中密 中密 密实-36.7 -45.9 -54.7 -57.25-1中砂密实-64.2上 5-1 更 5-2 新 统 6-1 Q3 6-26-1粗砂 细砂 粗砂 细砂 中砂密实 密实 密实 密实 密实-71.5 -74.2 -78.2 -80.6 -87.2推荐承载力 (kpa)170 140 180 150 400 500 250 450 300 420极限摩阻力 (kpa)45 35 45 40 60 100 50 80 55 60标贯击数20 15 25 42 >50 47 36 >50 >50 >50第1页7细砂密实-94.2300558-1粗砂密实-98.35001008-2粗砂密实-104.7300508-2粗砂密实-115.2300558-3 亚粘土软塑-118.3270508-1粗砂密实-122.25001008-2粉砂密实-125.2220508-1粗砂密实-129.0500100主桥北辅助墩基础地质情况表42 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50表2地编 层号1-1岩土名称亚砂土状态软塑全 3-1粉砂中密新4亚粘土软塑统 4 粉砂夹亚砂土 中密Q44亚砂土夹粉砂 软塑4亚砂土流塑5-1中砂密实5-2细砂密实6-1粉砂密实6-1砾砂密实上7细砂密实8-1粗砂密实更8-1中砂密实新 8-1中砂密实8-2细砂密实统8-2砾砂密实Q3 8-28-1细砂 粗砂软塑 密实8-1细砂密实8-1粗砂密实8-1细砂密实各类土层对钻孔施工的影响层底标高 (m)-17.70 -29.90 -46.70 -50.20 -54.50 -61.30 -66.50 -73.60 -78.60 -84.70 -87.00 -91.80 -93.70 -103.20 -107.70 -111.30 -117.20 -121.00 -123.70 -129.70 -130.90推荐承载力 (kpa)100 110 110 120 120 110 400 250 180 500 300 500 420 450 300 550 300 500 300 500 300极限摩阻力 (kpa)35 35 35 40 40 35 60 50 45 100 55 100 60 60 50 100 55 100 55 100 55标贯击数8 16.6 12 31 39 14.6 50 29 31 50 46 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50 >50第2页粉细砂土层对钻孔泥浆的影响和破坏较大,松散的粉细砂土层还很容易导致塌孔; 密实的中粗砾砂对钻孔桩施工影响最大,在砾砂中钻进,容易导致泥浆泄漏,钻进速度 变慢,在土层交替变化处,因土层软硬不一,差异较大,更容易导致钻孔倾斜,也是容 易钻杆断裂的土层,在施工中引起了高度的重视,采取了必要的施工措施保证了钻孔施 工的顺利;亚粘土层容易引起糊钻和蹩钻现象,在钻具和钻头的排碴能力及设备配置上 有针对性,加快了钻孔成桩速度,在腐质性亚粘土中钻进极易造成缩孔、缩径、塌孔等 现象的发生,在此土层中钻进时,加大了泥浆水头作用高度和保证了泥浆性能指标,防 止了一切钻孔事故的发生。
苏通长江公路大桥引桥和专用航道桥方案选择及施工组织设计一、工程简述苏通长江公路大桥工可推荐的主桥方案为跨径1088米的双塔斜拉桥,长2044m,北引桥长3085m,南引桥长2010m,专用航道桥长548m,桥梁全长7687m。
桥位处江面宽阔,江面宽达5.7km,最大水深达40m。
因江心洲发育,水下地形形成深槽与沙洲间互展布、主支叉深浅不同,拟建桥位处中间主航道水深超过-10m的水面宽约2.0km,水深超过-20m的水面宽约1.19km,其它地段水深在0~-10m之间,水浅时沙洲露出水面;99年实测垂线最大流速达3.86m/s。
桥位处基岩埋深一般在270m以下,上部均为第四系巨厚层所覆盖,覆盖层的上部以淤泥和粉砂为主,下部为中粗砂和(亚)粘土,较好的持力层在80m以下。
桥位处临近长江口段,港口、码头众多,航运繁忙;气象条件恶劣,灾害性天气频繁;所处河段为弯曲与分叉混合型中等强度的潮汐河段,涨落潮流速流向多变。
苏通大桥的建设特点概括为“三深二大”,即:基岩埋藏深、基础持力层深、水深、船舶撞击力大、局部冲刷深度大。
二、方案选择比较的基本原则在进行方案选择前,有必要阐述我们的原则,虽然这些原则在后面的方案比选论述中,未必会明确的表述:㈠全性原则这里的安全性并不仅指桥梁运行期间的安全,还包括施工方案在执行时可预见的和不可预见的因素。
㈡济性原则㈢行性原则作为世界第一位的大桥,可供借鉴的经验也许并不多在借鉴以往经验的基础上,肯定有所创新,但必须符合可行性原则。
㈣环境相协调的原则㈤“项目系统”的一致性原则苏通长江公路大桥是一项庞大的系统工程,工程监理实施的各个阶段,都应做到与项目系统的全局出发进行考虑。
三、方案的比选㈠体设计方案的选择在设计初步成果多提供的几种方案中,我们选择方案一,即引桥为30m,50m,70m,100m连续箱梁,专用航道桥为150m+268m+150m混凝土连续刚构。
因为100m跨径比70m跨径明显减少了深水基础的数量,同时降低了施工风险、减少了施工投入,能够缩短基础施工周期(对应上部构造采用预制节段拼装,对缩短全桥工期也是有益的)。
施工期风险评估及对策1.概述苏通大桥是目前世界上拟建的最大跨度的双塔双索面斜拉桥,也是国内外具有重大影响的工程,大桥建设将代表着我国21世纪的建桥水平,其主桥基础工程量大、技术含量高、施工工期紧,要求施工的人员数量及机械设备种类多、材料用量大、施工质量高,因此,为了将其建设成国内领先、世界一流水平的工程,必须对其在施工期间的风险进行预测及评估,并据此提出相应的对策及措施。
2.工程主要特点及难点2.1施工区域水深达20m,最大潮流流速达3.0m/s。
2.2江面开阔,宽度达6~10km,风吹程大,江面极易形成波浪。
2.3 由于河床底部为粉细沙,启动流速较小,基础施工期间,在河床未防护的情况下,河床最大冲刷深度可达27.3m。
2.4 桥址位于长江航运最繁忙的下游江口河段,水上施工安全保证难度大。
2.5工程规模大、质量要求高、工期紧、施工组织难度大。
1)水上现浇混凝土量达20多万m3,钢结构加工量达2万吨。
2)直径2.5m的钻孔桩数量达205根,最大桩长近120.0m,需穿过深厚粉细砂层,设计要求桩身垂直度允许最大偏差<1/200,成孔难度大。
3)钢筋笼最大长度近120.0m,最大重量达80多吨,设计要求各根桩身钢筋笼接长次数不应超过3次。
4)钻孔灌注桩桩身混凝土设计标号为40号,单根桩混凝土浇筑量达600m3。
5)本工程钻孔灌注桩均为摩擦桩,为保证桩基设计承载力,设计要求从钻孔到护筒底口以下到混凝土浇筑顶面越过护筒底端的时间不应超过72小时,工序时间要求紧。
6)桥址所处河段为渔产较为丰富水域,施工期环保要求高。
7)索塔基础钢护筒参与结构受力,对钢结构制作质量要求高。
8)索塔基础钢护筒直径达2.8m,最大长度达72m,壁厚为20㎜,单根重量最大达90吨,钢护筒需穿过深厚粉细砂,入土深度达40m,下沉难度大。
9)根据工期安排,四个基础墩基本同时开工,要求投入的水上施工设备多,施工占用水域大,施工对外协调难度大。
苏通长江公路大桥苏通大桥简介全称:苏通长江公路大桥地理位置和意义:苏通大桥位于江苏省东部的南通市和苏州(常熟)市之间,是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线公路跨越长江的重要通道,也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分,是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。
建设苏通大桥对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展以及沿江整体开发,改善长江安全航运条件、缓解过江交通压力、保证航运安全等具有十分重要的意义。
大桥建设工程情况:苏通大桥工程起于通启高速公路的小海互通立交,终于苏嘉杭高速公路董浜互通立交。
路线全长32.4公里,主要由北岸接线工程、跨江大桥工程和南岸接线工程三部分组成。
l、跨江大桥工程:总长8206米,其中主桥采用100+100+300+1088+300+100+100(其中主桥长约1088米)。
=2088米的双塔双索面钢箱梁斜拉桥。
斜拉桥主孔跨度1088米,列世界第一;主塔高度300. 4米,列世界第一;斜拉索的长度577米,列世界第一;群桩基础平面尺寸113.75米X 48.1米,列世界第一。
专用航道桥采用140+268+140=548米的T型刚构梁桥,为同类桥梁工程世界第二;南北引桥采用30、50、75米预应力混凝土连续梁桥;2、北岸接线工程:路线总长15.1公里,设互通立交两处,主线收费站、服务区各一处;3、南岸接线工程:路线总长9.1公里,设互通立交一处。
苏通大桥全线采用双向六车道高速公路标准,计算行车速度南、北两岸接线为120公里/小时,跨江大桥为100公里/小时,全线桥涵设计荷载采用汽车一超20级,挂车一120。
主桥通航净空高62米,宽891米,可满足5万吨级集装箱货轮和4.8万吨船队通航需要。
全线共需钢材约25万吨,混凝土140万方,填方320万方,占用土地一万多亩,拆迁建筑物26万平米。
工程总投资约64.5亿元,计划建设工期为六年。
苏通大桥的关键技术和创新张雄文(江苏省苏通大桥建设指挥部,中国南京210006)摘要:横跨长江的苏通大桥是一座主跨为1088m的斜拉桥。
本文概述大桥在设计和施工方面的技术挑战、关键技术及创新,比如桥墩冲刷防护、钢围堰下沉、施工平台搭建、斜拉索制作与减震、钢箱梁安装与控制等。
关键词:苏通大桥关键技术创新结构体系基础桥塔斜拉索钢梁1.工程概况在中国东部沿海地区,一条自沈阳出发,经上海、苏州和杭州,到海口城市的高速公路正在建设中。
苏通大桥是这条路线上跨越长江的一个重要工程(图1)。
大桥位于长江三角洲,连接苏州和南通这两座城市。
它的建立将进一步加强长江三角洲之间的联系,促进中国经济的发展。
图1.苏通大桥的位置苏通大桥总长8146m,由北引桥、主桥、专用航道桥和南引桥组成。
南北引桥总长分别为1650m和3485m,均采用30、50和75米预应力混凝土连续梁。
专用航道桥总长923m,由跨度布置为140m+248m+140m的连续刚构组成。
苏通大桥主桥为七跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥,跨径布置为100+100+300+1088+300+100+100=2088m(图2)。
该桥是世界上首座跨径超过1000m的斜拉桥。
本文主要考虑大桥的主桥部分。
图2.总体布局2.总体结构[1]2.1 索塔基础索塔基础采用131根直径为2.8/2.5m变截面钻孔灌注桩基础(图3),按桩长为117m的摩擦桩进行设计。
承台为哑铃型,每座索塔下承台的平面尺寸为51.35m×48.1m,厚度由边缘的5m变化到最厚处的13.324m。
图3.索塔基础构造图2.2 索塔索塔采用倒Y形混凝土结构,总高300.4m,其中上塔柱高91.4m,中塔柱高155.8m,下塔柱高53.2m。
塔柱采用变截面空心箱形截面,底部设实体段,索塔在64.3m处设置横梁。
斜拉索锚固在索塔钢锚箱上(图4),钢锚箱共30节,用来锚固30对斜拉索,锚箱标准节段高2.3~2.9m,总高73.6m。
目录一、编制依据 (1)二、主墩承台概况 (1)三、施工方案 (2)(一)施工测量 (2)(二)施工工艺 (2)1、工艺流程 (2)2、施工工艺 (3)四、人员、机械设备组织及进度计划 (18)(一)人员组织 (18)(二)机械设备组织 (19)(三)施工进度计划 (20)五、质量、安全、环保措施 (20)(一)质量保证措施 (20)1、质量控制标准 (20)2、质量控制措施 (21)(二)安全保证措施 (21)1、安全管理目标 (21)2、安全保证措施 (21)(三)环境保护措施 (23)1、施工期水环境保护 (23)2、施工期噪音防护 (24)3、施工期环境空气防护 (24)六、附件 (24)一、编制依据(一)《苏通长江大桥D1合同段招标文件项目专用本》(二)《苏通长江公路大桥跨江大桥工程施工图设计第三册辅桥》(三)《苏通长江公路大桥D1标基础接地施工图设计》(四)《苏通大桥工程专项质量检验评定标准》(五)设计变更通知单《关于D1标主墩吊箱围堰施工设计图意见的通知》(六)苏通大桥D1合同段招标文件补遗(第1号)(第2号)(七)国家、交通部颁发的现行设计规范、施工规范、技术规程、质量检验评定标准及验收办法(八)我国的法律、法规及当地政府有关施工安全、文明施工、劳动保护、土地使用与管理、环境保护等方面的具体规定等。
二、主墩承台概况78#、79#墩为连续刚构主墩基础,主墩基础承台的平面尺寸为33.2x49.6m,承台四角设7.3x12.6m的倒角,承台顶、底标高分别为+3.0m,-4.0m。
承台四周设防撞砼结构,四周防撞砼与承台砼一起浇筑,承台设计为35号混凝土,单个承台砼方量为11068m3,承台砼分两次浇筑,第一次浇筑高度为3m,砼方量为5060m3,第二次浇筑高度为4m,砼方量为6008m3。
承台底部采用六层直径40mm的Ⅲ级钢筋,间距为30cm,层与层的间距为17cm;顶部采用2层直径25mm的Ⅲ级钢筋,间距为15cm,两层间距为15cm;侧壁采用直径20mm的Ⅲ级钢筋,竖向间距20cm,水平间距15cm;承台中间设置四层直径20mm的Ⅲ级水平钢筋,水平钢筋的纵横向间距均为60cm,各层间距为120cm。