苏通大桥主塔深水基础的设计与施工
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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)。
苏通长江大桥主桥基础施工主要步骤及注意事项该桥的基础工程特点是:水文条件复杂,河床是粉细砂,地质条件差,河床容易冲刷,通航要求高。
根据工程的特点,施工的的步骤主要有1、河床预防护2、钢护筒施工以及施工平台搭设3、河床防护4、钻孔灌注桩施工5、桩端压浆6、钢吊箱施工7、浇筑承台封底混凝土。
以下是各个施工过程的具体操作:河床的土质是粉细砂,容易形成冲刷。
主墩基础防护工程分为核心防护区,永久防护区,护坦区。
核心区是桩和施工平台20m范围的区域内,满足钢护筒沉设要求,并防止河床冲刷,永久防护区为桩土共同作用的的40-45m。
最外围的是护坦区,是位防止河床冲刷变形设定的,是永久防护区的外的45m。
形成这几个区域的施工过程是先向江底抛沙袋,形成预防护,钢护筒完成后抛填级配石料反滤层。
永久防护区和护坦区是直接抛填级配石料反滤层,钢护筒部分进行后,进行抛填石料护面钻孔平台:搭设钻孔施工平台的步骤是,定位导向架沉设钢护筒施工,2.54m 的辅助钻孔平台桩起重船配合振动锤沉设辅助平台桩,经水平连接后,形成钢护筒初始施工平台,沉设第一排钢护筒,(长69.2m,分两节沉放)第一排钢护筒完成后与初始平台连接,在已设的钢护筒上焊接牛腿,定位导向架,从上游往下游推进,在已经放完钢护筒上搭设施工平台,在施工平台两端安放桅杆吊,在中间搭设两个龙门吊。
安装各种施工设施。
在平台两侧各设4根直径2.54m的靠船桩。
用打桩船进行分批打桩,分区下沉。
主塔基础钻孔灌注桩的施工。
采用的是优质泥浆护壁,反循环施工方法进行施工1钻机吊装就位固定2钻到孔深,经监理确认后反循环清孔,根据地质的情况,调整施工机械的参数3钢筋笼在车间制作完成,水运到施工现场,安装压浆管,超声波检测管(桩长131.4m,比较长,分4节下放)4下放导管,检测管检查沉渣厚度,水下浇筑混凝土。
为防止桩的沉降过大,桩的强度达到一定强度后对桩底桩端压浆施工。
承台施工:1在钢管桩上焊接牛腿,拼装承台底板,安装底板横梁2铺设钢板3首节钢吊箱安装并连接形成整体,4底板加强横梁拼装5安装千斤顶支架及系统,提升临时吊杆,钢吊箱下放。
目录1。
项目概况 01.1 项目地理位置及主要功能 01.2 前期工作概况 02。
主要技术标准 (3)3. 建设条件 (8)3.1 地形地貌 (8)3.2 气象 (8)3。
3 河势及河床稳定 (10)3.4 水文 (11)3。
5 工程地质 (16)3.6 地震 (22)4。
主航道桥桥型及结构方案 (26)4.1 总体设计 (26)4。
2 结构设计 (27)4。
3 施工方案 (30)5.专用航道桥桥型及结构方案 (33)5。
1 总体设计 (33)5.2 结构设计 (34)5.3 施工方案 (36)6。
引桥桥型及结构方案 (38)6.1 总体设计 (38)6.2 结构设计 (38)6.3 施工方案 (40)7. 接线工程 (41)7。
1 接线工程主要技术标准 (41)7。
2 接线工程设计路段划分 (41)7.3 接线工程路线走向 (41)7.4接线工程概况 (42)8. 交通工程及沿线设施 (44)8。
1 管理养护机构 (44)8.2 交通安全设施 (44)8.3 监控系统 (45)8。
4 通信系统 (45)8.6 收费系统 (45)8。
7 限载系统 (45)8.8 供电照明及综合电力监控 (46)8.9 房屋建筑 (47)8。
10 景观工程 (47)8。
11 跨江大桥附属工程 (47)9。
建设安排与实施方案 (49)9。
1 总体施工方案 (49)9。
2 总体施工进度安排 (51)附图地理位置 ..................................................................................................... 图—1 路线平纵面缩图......................................................................................... 图—2 全桥标准横断面......................................................................................... 图—3 主航道桥总体布置..................................................................................... 图—4专用航道桥总体布置................................................................................... 图-5 全桥施工进度安排..................................................................................... 图—61. 项目概况1.1 项目地理位置及主要功能苏通长江公路大桥(简称“苏通大桥”)位于江苏省东南部长江口南通河段,连接苏州、南通两市,北岸接线始于江苏省公路主骨架“横三”线——宁(南京)通(南通)启(启东)高速公路,与实施中的连(连云港)盐(盐城)通(南通)高速公路相接;南岸接线终于江苏省公路主骨架“连三”线—- 沿江高速公路太仓至江阴段,与实施中的苏(苏州)嘉(嘉兴)杭(杭州)高速公路相接。
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。
桥梁深水基础施工方案及施工工艺一、施工方案1.基坑开挖:先根据设计要求确定基坑范围和形状,然后进行土方开挖。
根据施工现场的实际情况,采用机械挖掘或者爆破的方式进行基坑开挖,确保基坑的形状和尺寸符合设计要求。
2.基坑处理:对基坑底部进行处理,去除杂质和松软土层,确保基坑底部坚硬、平整。
然后,在基坑底部铺设一层防渗隔水膜,以防止地下水的渗透。
3.沉井施工:沉井施工是桥梁深水基础施工的关键环节。
首先,根据设计要求,在基坑底部搭建沉井框架。
然后将预制的沉井箱或者模块沉入到基坑底部,并逐步下沉到设计高度。
在沉井过程中,需要进行水平调整和垂直控制,确保沉井的位置和高度准确。
4.筏板施工:在沉井完成后,施工人员将混凝土浇筑到沉井内部,形成一层厚度适当的筏板。
筏板的厚度和尺寸应根据设计要求进行控制。
在浇筑过程中,需要采取震捣措施,以确保混凝土的密实性和强度。
5.基坑回填:筏板浇筑完成后,进行基坑的回填工作。
首先,将沉井框架进行拆除,并在沉井周围进行填土,将基坑回填至地面平均高度。
在填土过程中,需要进行夯实和加水充实,以提高土体的稳定性和密实度。
6.护坡施工:基坑回填完成后,进行护坡施工。
根据设计要求,在基坑周围施工护坡结构,以防止土体的坍塌和滑坡。
护坡的形式可以是钢筋混凝土挡土墙、石方护坡等,具体的形式和尺寸应根据施工现场的实际情况进行确定。
二、施工工艺1.基坑开挖工艺:采用机械挖掘或者爆破的方式进行基坑开挖,根据设计要求确定开挖深度和形状。
在开挖过程中,需要进行土方的清理和坡度的控制,确保基坑的形状和尺寸符合设计要求。
2.沉井施工工艺:在基坑底部搭建沉井框架,再将预制的沉井箱或者模块沉入到基坑底部。
通过调整沉井箱或者模块的位置,逐步下沉至设计高度。
在沉井过程中,需要进行水平调整和垂直控制,以确保沉井的位置和高度准确。
3.筏板施工工艺:在沉井完成后,进行筏板的浇筑。
先在沉井内部安装螺旋钢筋,然后进行混凝土浇筑。