常泰长江大桥施工方案
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桥梁建设2021年第51卷第1期(总第269期)Bridge Construction, Vol. 51# No. 1 #2021 (Totally No. 269)1文章编号!003 —4722(2021)01 —0001 —07常泰长江大桥桥跨布置方案研究胡勇,赵维阳(中铁大桥勘测设计院集团有限公司,湖北武汉430056)摘要:为确定常泰长江大桥合理的桥跨布置方案,对桥位处的河床演变进行分析与预测,综合考虑工程河段河道条件、航道条件及通航环境等因素,分析论证大桥的通航孔布置及墩位布设方案。
经分析论证,最终桥位跨长江主航道采用主跨1 176 m、边跨490 m的桥型方案;天星洲左汊及录安洲右汊采用主跨388 m、边跨168 m的桥型方案。
所采用的方案通航孔均基本覆盖了历年航道变化及通航水域范围,对12. 5m深水航道及专用航道布置,以及对船舶通航、相邻码头运行、岸坡及天星洲尾部低滩稳定的影响均相对较小;且失控船舶碰撞桥墩的概率较小,危险程度较低。
关键词:常泰长江大桥;桥位;建设条件;通航孔;墩位;桥跨布置中图分类号:U442. 54 文献标志码:AStudy of Span Arrangement Options for ChangtaiChangjiang River BridgeHU Yong , ZHAO Wei-yang(China Railway Major Bridge Reconnaissance H Design Institute C o. Ltd., Wuhan 430056, China)Abstract:Based on the analysis and prediction of the riverbed evolution at different navigable span arrangement and pier distribution solutions were analyzed and verified forChangtai Changjiang River Bridge,taking into account the related factors,such as watercourse condition,navigation channel condition and the navigation environment.According of the analysis and verification,the main navigational channel bridge of Changtai Changjiang RiverBridge is designed as a cable-stayed bridge with a main span of 1 176 m and two side spans of 490m,while the left branch(Tianxing Islet side)and right branch (Lu’an Islet side)are arch bridgeswith main spans of388 m and side spans of 168 m.The navigable spans in the final design are allcapable of crossing the regions exhibiting navigation channel change over years and the navigablewaters,aiming to reduce the influence of bridge on the distribution of 12. 5m-deep navigationchannel and special n avigation channel as well as the normal service of adjacent harbors,bankslopes and stability of lower shoal at the tail of Tianxing Islet to the minimum.In addition,theprobability of ship-bridge collision is low,thereby the potential risks are reduced.Key words:Changtai Changjiang River Bridge;bridge site;construction condition;navigable span;pier location;span arrangement1工程概况 廊规划(2014 —2020年)》《江苏省高速公路网规划常泰过江通道是《长江经济带综合立体交通走(2017 —2035年)》《江苏城镇体系规划(2015 —2030收稿日期:2020 —06 —08基金项目:中国中铁股份有限公司科技研究开发计划项目(2020 —重点一 10)Project of Science and Technology Research and Development Program of China Railway Group Limited (2020-Key Project-10)作者筒介:胡勇,教授级高工,E-mail:huy@。
8.1.3.8、清孔至终孔高程前15cm开始调整泥浆指标,终孔后提起钻头30~50cm,继续转动钻具,维持泥浆循环,采取换浆法清孔。
(1)、依靠钻机的气举反循环系统用储备池中的新浆置换钻孔泥浆。
随时测定进、出浆口的泥浆指标,当出浆口的泥浆指标达到表8.1-7要求,即完成第一次清孔。
表8.1-7 清孔后的泥浆性能指标(2)、待钢筋笼、导管安装后,重新测量孔底沉淀层厚度,超过20cm时,通过导管上端安装的专用混合器采用气举方式进行二次清孔。
二次清孔器构造见图图8.1-6 二次清孔器构造图8.1.3.9、检孔成孔后对孔深、倾斜度、孔径、沉淀厚度等进行检测。
孔底高程的检测,以钻杆(包括钻头)长度计算为准,并用钢丝测绳校核。
待钻机移位后,再用钢丝测绳进行孔深测量,钻杆长度减去测量孔深为沉淀层厚度。
孔径、孔形和倾斜率采用超声孔径测壁仪进行检测。
8.1.3.10、钢筋笼制作安装本工程单桩钢筋笼长度为95.3m,自重约60T。
主筋为Φ36mm(Ⅱ级)的螺纹钢,声测管采用Ф76×3.5(内径)无缝钢管加工而成,接头采用螺纹接头。
(1)、钢筋笼制作由于受钢筋出厂长度(9m或12m)影响,采用分节加工,分为7个12m标准节和1个11.3m调整节。
按照设计要求:每根桩的钢筋笼接长次数不超过3次,即:现场安装时,每根桩的钢筋笼最多分4节吊装。
因此,钢筋笼分节加工完后、吊装前,在胎架或平台上预先将每两节钢筋笼按设计要求连接成3个24m标准节段和1个23.3m调节段。
钢筋笼直径 2.627m,为了保证钢筋笼的加工精度,设计了专用的钢筋笼加工模具,见图8.1-7。
模具共三套,等距离固定在钢筋笼加工台座上,并在钢筋笼的一个端面用平整的δ=16mm钢板设置成基准面。
钢筋笼加工时,严格控制主筋的长度,确保主筋一端与基准面接触,这样,制作成型后的钢筋笼主筋间距准确、端头齐平,有利于滚轧直螺纹接头连接。
钢筋笼加工完成后,在钢筋笼两个端部及中腰位置设置“Δ”形加强杆,以防止吊装变形。
常泰过江通道主桥施工方案引言常泰过江通道是一项重大的基础设施工程,主桥的施工是整个项目的核心部分。
本文档将详细介绍常泰过江通道主桥的施工方案,包括主要施工工艺、进度计划、工程材料和安全措施等内容。
施工工艺桩基施工1.确定桩基施工区域,进行地质勘测,确定合适的桩基类型。
2.使用钻孔机进行钻孔,依据设计要求进行孔深和孔径的控制。
3.在钻孔完成后,进行清孔处理,确保桩基质量。
4.根据设计要求设置钢筋笼,并进行灌注混凝土。
主桥墩柱施工1.桥墩柱的施工分为模板安装、钢筋绑扎、混凝土灌注等步骤。
2.桥墩柱的模板安装需要严格按照设计要求进行,确保墩柱的几何尺寸和水平垂直度。
3.钢筋绑扎需要根据设计要求进行,并对绑扎质量进行检查。
4.进行混凝土灌注,确保灌注均匀,充实度满足要求。
主桥梁安装1.主桥梁的安装采用预制梁段的方式进行。
2.首先,将预制梁段运输至施工现场,进行组装和调整。
3.使用大型起重设备将预制梁段吊装到合适的位置,并进行定位和连接。
4.确保各个梁段之间的连接牢固可靠,并进行必要的调整和修正。
桥面铺装1.桥面铺装采用沥青混凝土进行。
2.在铺装之前,需要对桥面进行清洁和处理,确保背面光滑、无污染。
3.铺装沥青混凝土前,进行充分的湿润和压实处理。
4.在铺装完成后,进行表面养护和抗滑处理。
进度计划根据已有的项目计划,常泰过江通道主桥的施工预计需要12个月的时间。
具体进度计划如下:1.第1个月:进行桩基施工,并完成一部分的墩柱施工。
2.第2-5个月:继续进行墩柱施工,逐渐完成所有墩柱的施工。
3.第6-8个月:开始主桥梁的安装工作,预计每个月安装3-4个梁段。
4.第9个月:主桥梁安装完成,并开始进行桥面铺装。
5.第10-11个月:完成桥面铺装和相关的养护工作。
6.第12个月:进行最后的验收和整体完工。
工程材料常泰过江通道主桥施工所需的工程材料主要包括钢筋、混凝土和沥青混凝土等。
1.钢筋:采用符合国家标准的Q235钢筋,根据设计要求进行切割和焊接。
2.3.2、栈桥、码头、施工平台、钻孔平台施工栈桥宽8m,长约204m,采用钢管桩基础,利用DZ90振动锤配合履带吊沉设;纵向主梁采用321战备贝雷桁架,采用55t履带吊逐跨向前延伸的方法搭设施工。
码头与濒临深水区,与栈桥相连,用于砂、石料进场。
码头采用钢管桩基础,贝雷主梁,搭设方法同栈桥。
钻孔平台平面尺寸为80.44m×35.6m,采用钢管桩基础,并设置150t履带吊跑道,采用钢管桩基础,利用DZ90振动锤配合履带吊沉设;纵、横向主梁采用H型钢,以满足履带吊和钻机作业要求,采用人工配合履带吊安装。
施工平台设置在围堰四周,大堤侧宽度20m,其余三侧宽10m,南侧与栈桥衔接,以利于各种施工机械进出场。
施工平台采用钢管桩基础、型钢主梁,搭设方法同钻孔平台。
2.3.3、灌注桩施工钢护筒采用履带吊配“中250Ⅱ型”液压振动锤(最大激振力2500KN)沉设,沉设过程采用桁架式导向架定位,并配全站仪或经纬仪监测其垂直度。
灌注桩采用6台GYD300型钻机采用气举反循环方式钻进成孔,采用高性能PHP 泥浆护壁,在承台外侧设置2个3000m3的泥浆循环池,用于泥浆循环。
每台钻机配备1台ZX250型泥浆处理器、2台3PNL泥浆泵进行泥浆处理。
钢筋笼在现场分3 次连接,采用150t履带吊安装。
混凝土采用2台90m3/h拌和1台60m3/h楼拌和,混凝土搅拌运输车运输至现场,汽车泵浇筑。
2.3.4、承台施工采用锁口钢管桩围堰,分三次进行水下混凝土封底,形成承台干施工条件。
承台混凝土按大体积混凝土施工,设置冷却水管,并进行温控。
承台采用大面钢模,采用型钢(或脚手钢管)支撑在围堰锁口钢管桩上。
2.3.5、塔座施工塔座采用大面钢模,设置对拉螺栓。
塔座混凝土按大体积混凝土进行施工,设置冷却水管,并进行温控。
2.3.6、塔柱、横梁施工塔柱与横梁异步施工,按照先塔柱后横梁的原则进行,即:先施工塔柱过下横梁,然后施工下横梁;再施工上塔柱至塔顶,最后施工上横梁。
本工程为常泰长江大桥主航道桥常州侧吊装工程,主要涉及钢梁吊装施工。
常泰长江大桥主航道桥为公铁两用斜拉桥,全长10.03公里,连接常州与泰州两市。
本工程需吊装的钢梁共有45节,每节长28米,重1500吨。
二、施工方案1. 施工组织(1)成立吊装施工领导小组,负责施工过程中的组织、协调和指挥。
(2)明确各岗位责任,确保施工安全、高效。
2. 施工准备(1)施工现场准备:清理施工区域,确保吊装设备进场、施工通道畅通。
(2)设备准备:检查吊装设备性能,确保吊装设备完好。
(3)人员准备:组织施工人员进行技术交底,确保施工人员掌握吊装操作规程。
3. 施工工艺(1)吊装方案:采用双机抬吊,每台吊车吊装两节钢梁。
(2)吊装顺序:从桥梁两端开始,依次向中间进行。
(3)吊装过程:1)吊车就位:吊车在指定位置就位,调整吊车臂长,确保吊装高度满足要求。
2)绑扎钢梁:在钢梁两端分别绑扎钢丝绳,确保钢梁稳定。
3)吊装:吊车缓慢起吊,将钢梁吊至预定位置。
4)落梁:吊车缓慢下降,将钢梁落至桥面上。
5)调整:调整钢梁位置,确保钢梁准确就位。
4. 施工安全措施(1)吊装前,对吊装设备、吊具、钢丝绳等进行检查,确保安全可靠。
(2)吊装过程中,加强现场安全巡查,及时发现并排除安全隐患。
(3)吊装人员必须佩戴安全帽、安全带等防护用品。
(4)吊装过程中,严禁无关人员进入吊装区域。
5. 施工进度安排(1)前期准备:5天。
(2)吊装施工:30天。
(3)验收及总结:5天。
三、质量保证措施1. 严格按照设计要求和规范进行施工。
2. 加强施工过程中的质量检查,确保施工质量。
3. 施工完成后,组织验收,确保工程质量符合要求。
四、环境保护措施1. 施工过程中,做好噪音、粉尘、废水等污染物的处理。
2. 施工结束后,对施工现场进行清理,恢复原状。
五、文明施工措施1. 施工现场保持整洁,设置警示标志。
2. 施工人员文明施工,遵守施工现场管理规定。
3. 加强施工现场卫生管理,确保施工环境整洁。
6.4.2、抽水、破桩头、浇筑承台垫层混凝土(1)、抽水封底混凝土强度达到设计要求后,用水泵抽干围堰内积水,并沿钢管桩开挖排水沟与集水井连通。
(2)、桩头处理桩基为大直径(φ2.8m)灌注桩,实际桩头处的直径为3.1m(护筒直径),桩头高度为 1.0~1.5m(高出桩基设计标高的部分),单个桩头破碎量7.5~11.3m3,有关规范规定,桩头破除不宜采用机械(如凿岩破碎机)破除,若采用常规的人工破碎法施工,工期长,费用高。
拟采用截桩法施工,即先由人工剥出图6.4-11 桩头处理示意图(3)、凿除封底混凝土的顶面松散层,测量封底混凝土顶面标高,浇筑封底时预留的30cm垫层混凝土至设计标高。
6.4.3、承台模板制作、安装(1)、模板安装承台模板采用大面定型钢模,一次立设。
模板结构:钢模每层高度2.0m;面板厚度δ=5mm;竖肋采用[6.3间距30cm;每层钢模设两道2[12.6cm围檩;竖向围檩后安装,采用2[12.6cm型钢,与横向围檩焊接固定,间距为1.5m。
钢模在厂家加工,出厂前先进行试拼装,确保拼缝严密不漏浆。
试拼合格后,运至现场安装。
安装前,清除模板上的浮锈及其他杂物,并均匀的涂抹一层脱模剂。
承台与系梁之间设施工缝,处模板拟采用收口网模板,用纵横向围檩加强,支撑在封底混凝土上。
(2)、模板支撑在竖向和横向围檩交叉处设置外支撑,支撑采用脚手钢管或[10型钢,支撑两端分别焊接固定在竖向围檩和围堰的钢管桩上;收口网模板后设置斜支撑,支撑在封底混凝土上。
在模板顶口上10cm处竖向围檩上设置拉条,拉条另一端与钢管桩焊接固定,用于模板微调定位,待调节到位后,安装外支撑并焊接固定,见图6.4-12。
6.4.4、钢筋及冷却水管施工垫层混凝土强度达到要求后,测放出承台边线,设置劲性骨架,绑扎钢筋,承台钢筋一次性绑扎到位。
承台钢筋在场内加工,运至现场安装,钢筋制作与安(1)、劲性骨架设置劲性骨架是承台钢筋施工的重点,承台钢筋用量大,钢筋网格、层次较多,为保证钢筋按设计要求准确定位,拟采用劲性骨架进行定位与架立各层钢筋网片,以做到上下网格对齐,层间距准确,并能确保钢筋保护层厚度。
1.2.4、地震(1)、近场区地震活动特征近场区现代地震活动震级小、频度低,该区属弱震、少震区。
震源深度多在10-15Km,属壳内浅源地震。
(2)、工程场地地震危险性分析据预可阶段《泰州公路过江通道工程场地地震安全性评价工作报告》,近场区位于长江中下游-南黄海地震带内,该地震带中强地震活动水平较高。
本工程场地从北向南各场点50年超越概率10%的基岩地震动水平向峰值加速度变化在85.4-97.9gal之间,地震基本烈度为Ⅶ度。
根据预可研究阶段江苏省地震工程研究院地震危险性分析计算,桥址区50年超越概率63%、10%和2%以及100年超越概率10%、5%和3%的基岩地震动水平向峰值加速度,从北向南50年超越概率10%的基岩地震动水平向峰值加速度变化在85.4~97.9gal之间,地震基本烈度皆为Ⅶ度。
根据桥址区工程地质、水文地质和历史震害情况的现场调查和勘察工作,查明桥址区为抗震不利地段。
1.2.5、不良地质与特殊地质(1)、可液化砂土通过钻探、原位测试、钻孔波速测试及室内土工试验成果、工程物探成果,南塔墩主要不良地质为可液化砂土及软土。
南塔墩若以地震基本烈度为Ⅶ度进行砂土液化判别,则其液化指数为0~10.77,为不液化~中等液化等级,若以Ⅷ度进行砂土液化判别,则其液化指数为0.84~16.86,为轻微~中等液化等级。
对于南塔墩区液化砂土,需考虑冲涮,若冲涮深度小于20m,对于桩基础,20m以浅液化砂土桩基设计参数需进行折减,建议对可液化砂土层折减系数为1/3。
(2)、软土通过钻探、原位测试、钻孔波速测试及室内土工试验成果,南塔墩主要软土层为1-2层淤泥质亚粘土。
其工程特点如下:1-2层淤泥质亚粘土:灰色,流塑状态,高孔隙比,高压缩性,局部夹粉性土薄层,下部与粉砂层互层状。
该层层顶埋深0.8~2.2m,层厚7.45~12.1m。
其主要物理力学指标如下:天然含水量w=39.4%,天然孔隙比e=1.107,塑性指数IP=13.1,液性指数IL=1.53,直剪快剪Cq=17.8Kpa,Фq=5.1度,固结快剪Cc=13.0Kpa,Фc=6.9度,压缩系数al-2=0.568Mpa-1,Es1-2=3.87Mpa,标准贯入实测值N3.1击,修正值N′=1.9击。
6.4.1.3、围堰设计验算(1)、设计验算内容设计中,主要验算内容有:①、围堰结构整体稳定性;②、钢管桩的抗弯能力;③、封底混凝土强度;④、内支撑强度;⑤、支撑围檩抗弯验算;⑥、钢管桩的整体和局部稳定性。
另外,在钢管桩的设计中,除了考虑通常对外力产生的应力外,还将考虑锁口间因钢管桩下沉时互相挤带而产生的施工附加应力。
(2)、验算工况锁口钢管桩围堰的受力与围堰内抽水、除土及封底砼的施工顺序有关。
根据本工程主塔墩基础施工方法,其锁口钢管桩围堰最后按以下几种不利的工况分别进行验算。
①、不排水开挖至封底混凝土底面标高。
②、封底混凝土施工刚完成。
③、封底混凝土达到设计强度后围堰内抽水完毕。
④、支撑置换到承台上后。
以上几种工况验算时,均分别与汛期的风力、波浪力、流水压力等临时荷载进行叠加,同时验算内支撑的强度及稳定性。
对于钢管桩因锁口作用而产生的施工附加力,仅在取用容许应力时作以折减。
6.4.1.4、围堰施工6.4.1.4.1、锁口钢管桩加工及打设钢管桩在场内加工后,运至现场采用振拔锤打设。
为了适应机械助沉的需要和使桩受力均匀,钢管桩的顶口加工专用桩帽,桩帽示意见图6.4-4。
图6.4-4 桩帽示意图(1)、钢管桩加工①、T型板及Λ型板与钢管桩连接必须满焊不漏水,为加强T板的刚度,须在T板两侧各加焊一根Ф20μμ圆钢。
②、锁口接长特别注意施工质量,绝对不能漏水。
③、转角处的阴头、阳头施焊角度必须正确。
(2)、钢管桩打设现场将钢管桩接长至18.0μ,安装桩帽,采用带有液压夹桩装置的∆Z90振拔锤(该锤能与钢管作钢性联接,可克服对桩的摩阻力,下沉较快且桩尖不致上卷,提高钢管桩的防水性能和完好率)先逐根施打至稳定深度,然后依次施打至设计深度。
管桩下沉前在管桩锁口内涂上黄油,采用插打,若难以下沉到位,则采用高压射水辅助下沉。
打设措施如下:①、为避免钢管桩倾斜,钢管桩打设采用定位架导向(见图6.4-5),定位架固定在施工平台上。
1.2.4、工程地质条件依据钻探、波速测试资料,南塔墩岩土层分布自上而下可概括为:上部全新统松散层类(第1~2大层,厚度38.2~41.0m)、上更新统粘性土和砂性土类(第3~6大层,厚度约60m)以及中更新统粉砂、砾砂及卵砾石层(第7~8大层,厚约50m),未钻穿。
各土层工程特性简介如下:(1)、第四系全新统(Q4):主要由细颗粒沉积物组成,灰黄色~青灰色,岩性主要粉、细砂。
1-1亚粘土:黄灰色、灰色、褐黄色,可塑状态,局部软塑,中等偏高压缩性,粉性重,局部夹粉砂薄层,土性欠均匀,上部0.5m含新鲜植物根系。
层顶埋深0.8~2.2m,层厚0.80~2.20m。
1-2淤泥质亚粘土:灰色,局部灰黄色,流塑状态,高孔隙比,高压缩性,夹粉砂薄层,局部具层理,偶夹腐植物,该层层顶埋深0.8~2.2m,层厚7.45~12.1m,地基土容许承载力[σ0]=80Kpa,钻孔灌注桩极限摩阻力τi=20Kpa。
1-3亚砂土、粉砂:灰色,稍密(松散),很湿(饱和)状态,局部夹亚粘土薄层,主要矿物成分为石英、长石,分选性较差,局部夹腐植物,偶含贝壳碎片;层顶标高-6.11~-10.29m,层厚 3.10~5.7m,层位稳定,分布连续。
[σ0]=90Kpa,τi=25Kpa。
2-4粉砂、局部细砂:灰色,稍密~中密状态,饱和,含云母,分选性较好,主要矿物成分为石英、长石,层顶标高-10.14~-15.46m,层底标高-30.24~-33.66m,层位稳定,分布连续。
[σ0]=140Kpa,τi=40Kpa。
2-6a亚粘土(Q4al):灰色,湿,中密状态,局部密实,含云母及少量贝壳碎片,局部粘粒含量高,夹亚粘土薄层,亚粘土呈中等偏高压缩性,局部混粉砂,偶夹腐植物。
层顶标高-31.24~-33.66m,层底标高-35.84~-37.49m,层厚3.50~6.70m,层位稳定,分布连续。
[σ0]=140Kpa,τi=40Kpa。
②、平台施工钻孔平台的两组贝雷桁架之间,除桩位护筒范围外均必须用贝雷横梁型钢横联,并增设两片大的框架,以提高贝雷桁架的稳定性;Ф2.0米钻孔桩的平台贝雷还必须与平台基础钢桩顶部的盖梁固定,从而确保试桩过程中平台的稳定性和安全性。
平台的钢管桩基础,采用DZ90型振动锤、通过液压夹具夹持桩帽振动打入。
(3)、地下水位观察在附近打一口直径30cm的观测井,分析长江水位对地下水位的影响,防止坍孔。
6.2.3、钻孔施工6.2.3.1、钻孔工程流程钻孔工程流程见图2.2-3。
6.2.3.2、钻机选型结合φ2.8m工程桩施工考虑,试桩钻机采用一台GYD-300型钻机。
钻机的主要技术参数见表8.1-1,其它设备配备同工程桩施工的设备配备。
6.2.3.3、护筒沉设(1)、护筒沉设及护筒高程确定根据南塔墩处地质勘测资料,结合我公司在润扬长江公路大桥钻孔桩施工的经验(其上层覆盖层与本工程上层土性质类似):本工程钻孔桩采用优质泥浆护壁及埋置护筒保持孔口稳定的方案施工(护筒长度为18.2m,埋深约为13.9m),同时,配以合适的钻孔进尺速度,能解决该类土层在大直径钻孔桩成孔时的孔壁稳定的难题。
试桩在枯水期施工,护筒顶面高程按反循环孔内水位大于地下水2m的要求设定,枯水期最高地下水位为+2.0m,即护筒顶高程不低于+4.0m,同时,护筒顶面高出地面≮30cm,故本工程护筒顶标高均按4.5m控制,护筒底标高为-13.7m。
(2)、护筒制作护筒直径为2.3m,壁厚1.6cm,长18.2m,单根重16.4t。
护筒在工厂内制作。
护筒的所有接缝应采用剖口焊,焊缝必须用煤油涂白粉的方法检查。
护筒制作时应严格控制其圆度和端面平整度、平行度,运输之前,必须在筒内用三角形布置的撑杆点焊,以保证护筒不变形。
护筒底口焊设加强箍,上口焊法兰及筋板加强。
(3)、振动锤选择通过计算,护筒振动下沉到位时(-13.7m),激振力P=1416 KN,结合工程桩施工考虑,选用1台“中250Ⅱ型”液压振动锤,该振动锤技术参数见“8.1.3.4”。
常泰长江大桥施工方案161. 引言常泰长江大桥是一座跨越中国长江的重要大型桥梁,连接了江苏常州和泰州两个城市。
为了保障施工的安全和顺利进行,制定了本施工方案。
本文档旨在详细描述施工方案,并提供必要的操作指导和技术要求。
2. 施工时间与进度计划2.1 施工时间安排本次施工计划于2022年5月1日开始,预计历时18个月,即到2023年10月31日完成。
2.2 进度计划根据具体施工情况和资源调配,制定如下进度计划:•第1-3个月:进行调查研究和测量工作,编制详细设计方案;•第4-6个月:桥墩和桥台基础施工;•第7-9个月:沉箱安装和预应力张拉;•第10-12个月:上部结构安装;•第13-15个月:主桥面铺装;•第16-18个月:进行验收和清理工作。
3. 施工方法与工艺流程3.1 桥墩和桥台基础施工3.1.1 桥墩基础施工1.清理施工区域,确保工作面洁净;2.进行桥墩基础的土方开挖;3.浇筑桥墩基础混凝土;4.完成桥墩固结和乌山帽安装。
3.1.2 桥台基础施工1.桥台基础土方开挖;2.浇筑桥台基础混凝土;3.安装桥台墙体和梁座;4.完成桥台固结和栏杆安装。
3.2 沉箱安装和预应力张拉3.2.1 沉箱安装1.沉箱吊装和定位;2.沉箱稳定和固定;3.进行密封和抗浮措施。
3.2.2 预应力张拉1.进行预应力筋的放置和张拉;2.检测和调整预应力力值。
3.3 上部结构安装1.桥梁主梁吊装安装;2.安装桥面铺装层。
3.4 主桥面铺装1.主桥面清理和底层处理;2.进行沥青混凝土面层铺装;3.进行标线和标志的施工。
4. 质量控制措施为保证施工质量,需采取以下措施:1.按照国家相关标准进行材料选择和试验,并保证其质量符合要求;2.建立严格的质量检验体系,定期进行检查和测试;3.配备合格的施工人员,并进行培训,确保施工技术符合规范要求;4.加强现场安全管理,确保施工过程中的安全问题得到妥善解决;5.根据施工进度和质量情况,及时调整施工计划和工艺流程。
图8.2.3 塔柱施工节段划分图8.2.4.2、塔柱起步段施工8.2.4.2.1、下塔柱第1段施工第1施工段3.5m为塔柱施工起步段。
起步段外模及支架见图8.2.4。
图8.2.4 第一节段施工模板支架示意图(1)、支架搭设起步段支架搭设采用Ф48×3.5mm脚手管,支架搭设间距为120cm×120cm ×120cm,沿塔柱外围四周搭设三排支架,主要用以临时固定接长钢筋及起始段模板,并作为简易操作平台。
(2)、模板首节外模板采用钢木组合模板,即面板采用δ21mm WISA板,竖围檩采用[8,横围檩采用2[14a。
模板采用Ф25圆钢对拉螺杆承受混凝土浇筑时的侧压力。
模板通过在塔座表面层埋设预埋件,用型钢作为外支撑进行固定。
(3)、爬模附墙施工在起始段混凝土中埋设附墙装置,附墙装置为螺母和猪尾巴筋。
8.2.4.2.2、下塔柱第二、三节段挂架翻模施工塔柱第2节段仍用脚手支架作操作平台进行塔柱施工,模板用汽车吊安装,用对拉螺栓及外部钢支撑固定模板;第3节段利用液压爬模外爬架模板支撑平台以上部分作为挂架进行塔柱施工,2#、3#节段施工见图8.2.5和图8.2.6。
塔柱内腔支架采用φ48mm钢管脚手架施工,内腔除预留模板安拆空间外,尽量满布,以便安全。
支架根据施工需要分节段进行搭设,并附墙固定。
塔柱实心段施工完成后,拆除模板和脚手支架,利用塔吊安装挂架系统,进行塔柱施工。
图8.2.5 第二节段支架施工示意图图8.2.6 第三节段挂架施工示意图8.2.4.3、塔柱第4~40节段施工塔柱第4~40节段采用液压自爬模系统施工。
液压自爬模体系主要由液压爬升体系和模板体系组成。
8.2.4.3.1、液压爬升体系爬升体系包括内爬架和外爬架。
外爬架为自动液压爬架,质量约60t。
外侧爬架包括悬挂件及预埋件、爬升导轨、液压顶升设备、操作平台。
操作平台有6个,包括上部操作平台、2个主工作平台、2个下部作业平台及电梯入口平台。
安全生产保证组织机构框图15.4、高空作业安全保证措施(1)、严格按高空作业安全操作规程施工;(2)、在2m以上高空作业时,安装可靠的防护设施;施工人员必须规范配戴安全帽、安全带,现场要挂设安全网;(3)、脚手架必须搭设牢固并有足够安全的作业空间,配齐扶手、护栏和脚手板、爬梯;(4)、高空作业区、脚手架禁放易坠落的工具和材料,为防止坠落,必须设置挡板和高强密目防护网;(5)、施工区域设如禁止抛物等醒目的警告标志标牌;(6)、与当地气象部门建立畅通联系通道,在高风速和恶劣天气的情况下,避免高空作业,做好防风、防雷电工作。
15.5、易燃易爆物品(1)、焊接施工用氧、炔气存放必须规范,气瓶配备防震圈和防护帽,防止阳光曝晒;(2)、易燃物品远离焊接区;(3)、工作区配备良好的通风设施;(4)、焊工佩带防护罩和手套;(5)、为有效防止火灾,易燃易爆物品存放区严禁烟火,禁止私拉乱接。
15.6、电气设备(1)、正确选择、安装、使用和维护电气系统和设备,并由专职人员负责定期检查;(2)、现场配电系统管理人员必须持证上岗并胜任本职工作;(3)、在用电区域设置醒目的“当心触电”等标志标牌;(4)、所有电器设备必须有可靠接地,并且安装漏电保护装置。
15.7、索塔施工安全措施15.7.1、爬模施工安全措施(1)、施工前、制定具体的施工操作工艺和安全技术措施,并认真进行技术交底。
(2)、爬模由专业施工队伍使用,做到定人定岗、定责,并落实专人负责、统一指挥。
(3)、每次提升前,经安全、技术和质量等部门检查合格后,由项目经理签发提升令,才可以提升。
(4)、爬架外侧及底部全部用双层密目安全网封闭。
(5)、架体上的施工集中荷载按承力片架均匀受力布置。
同时,不允许集中在一个架体上堆载,且不超过设计允许值。
(6)、风力大于5级、大雨、雾天严禁爬架提升。
(7)、台风前,爬架上部与模板上口围檩或塔柱内埋设的劲性骨架用临时拉杆进行稳固,以满足抗台风要求。
桥梁建设2020年第50卷第3期(总第263期)Bridge Construction,Vol.50,No.3,2020(Totally No.263"文章编号:1003—<722(2020)03—0001—10常泰长江大桥主航道桥总体设计与方案构思秦顺全,徐伟,陆勤丰,郑清刚,傅战工,苑仁安,孙建立(中铁大桥勘测设计院集团有限公司,湖北武汉430050)摘要:常泰长江大桥是一座集成高速公路、城际铁路、普通公路三种交通运输方式的大跨度桥梁。
三种交通功能在桥上采用相对独立的方式布置,最大限度地节约资源、保障安全、提升桥梁使用功能。
为尽量减少桥梁建设对长江航运的影响,主航道桥采用主跨1176m的斜拉桥跨越长江主航道。
主跨1176m的超大跨度斜拉桥建造充满技术挑战,设计中对斜拉桥结构体系、新型基袖型式、新型桥塔结构及索塔锚固结构、恒载横向不对称结构行为等开展了系统研究,提出了温度自适应体系、台阶型沉井基袖、空间钻石型桥塔、钢箱一核芯混凝土组合结构,较好地解决了超大跨度桥梁的建设难题。
关键词:常泰长江大桥;大跨度斜拉桥;温度自适应体系;台阶型沉井基袖;空间钻石型桥塔;钢箱一核芯混凝土组合结构;总体设计中图分类号:U44&27;U<<2.5文献标志码:AOverall Design and Concept Development for Main Navigational Channel Bridge of Changtai Changjiang River BridgeQIN Shun-quan,XU Wei,LU Qin-f e ng,ZHENG Qing-gang,FU Zhan-gong,YUAN Ren-an,SUN Jian-ii(China Railway Major Bridge Reconnaissance&Design Institute Co.,Ltd.,Wuhan430050,China)Abstract:The Changtai Changjiang River Bridge is a long-span bridge that will fulfill multiple purposes of transportation by accommodating highway,intercity railway and urban road traffic after completion.The three types of traffic passages are separately arranged with intent to reduce the materials needed,ensure safety and improve the functionality of the bridge to the maximum.To elimina0e0heinfluenceofbridgecons0ruc0ionon0henaviga0ionof0heChangjiangRiver0oa minimum,the main navigational channel bridge is designed as a cable-stayed structure with a main span of1176m.Multiple technical challenges are faced by engineers to realize the construction of such agian0cable-s0ayedbridge.In0hedesigns0age#sys0ema0icresearcheshavebeenconduc0ed0oana-lyze and compare di f eren0s0ruc0ural sys0ems of cable-s0ayed bridge#novel0ypes of founda ion# novelpylonconfigura0ion#novelcable-0o-pylonanchorages0ruc0uresaswe l as0hes0ruc0uralbe-haviorsunder0ransverselyasymme0ricaldeadloads.Basedon0heseresearches#solu0ionsarefig-uredou00obe0eraddress0hecomplexiiesin0hecons0ruc0ionof0hebridgewi0hsuchas0unning spanleng0h#including0headopionof0empera0ureadap0ivesys0em#s0eppedcaissonfoundaion# spa0ialdiamond-0ypepylon#ands0eelbox-coreconcre0ecomposi0es0ruc0ure.Key words:Changtai Changjiang River Bridge;long-span cable-stayed bridge;temperature收稿日期:2020—04—02基金项目:中国中铁股份有限公司科技研究幵发计划项目(2020—重点一10)Project of Science and Technology Research and Development Program of China Railway Group Limted(2020-Key Project-10)作者简介:秦顺全,院士、教授级高工,E-mail:qin S hq@。
8.2.4.7、预埋件工程塔柱预埋件主要分为两类:一类是结构物预埋件,一类是施工预埋件。
结构物预埋为塔柱为鞍座、爬梯及电梯、检修平台、供配电设施及供电电缆、照明设施、主梁临时锚固、主梁抗风支座、避雷设施、排水设施等预埋件;施工预埋件为塔吊、施工电梯、塔柱爬模、横梁施工支架等施工时所需预埋件。
本工程预埋件数量较多,施工要求高,埋设难度大。
预埋件埋设质量直接影响到后期结构物施工,为此预埋件施工过程中须专人负责,并由专项技术人员负责指导,并建立预埋件埋设前后的复查制度,防止少埋或漏埋,确保定位准确。
(1)、预埋板埋设在塔柱混凝土顶面的预埋件均经镀锌处理,并在其相应部位混凝土浇注之前,放样定位,置于上层钢筋网片之上,锚固钢筋与相邻主筋相焊接、固定,预埋板面应与混凝土表面保持水平。
混凝土收光时找出预埋件位置,铲除表面水泥浆,漏出钢板面,以防止日久难以找出。
埋设于塔柱混凝土侧面的预埋件,其锚固钢筋与相邻主筋相焊接,预埋件钢板面紧贴模板面,模板拆除后,及时清楚其表面水泥浆。
凡是有防雷接地要求的预埋件,应在混凝土浇筑前认真检查锚固钢筋与塔柱防雷接地系统连接数量,严防少连漏接,并用仪表检查是否符合接地要求。
因室外预埋件长期暴露在空气中,极易锈蚀,尤其经雨淋湿后,会在混凝土表面形成锈斑,影响混凝土表面质量,故凡在室外预埋钢板,均须预先进行镀锌处理。
(2)、预埋管预埋管放样定位后,牢固绑扎或焊在相邻钢筋上,管口用麻布塞堵,以防管内进浆。
8.3、横梁施工横梁为单箱单室预应力钢筋混凝土结构,变高截面,上下横梁混凝土总方量分别为1036m3和1321.1m3。
横梁与塔柱异步施工,即塔柱按标准爬模施工工艺施工至第14节段后,再分两次浇注下横梁,待横梁预应力张拉完成后,再继续进行塔柱施工,横梁采用二次浇注,一次张拉工艺。
异步施工可以避免塔柱内侧外爬架反复安拆和塔柱模板改造,在施工塔柱的同时,有足够时间进行横梁支架系统安装;横梁采取二次浇注,即可依靠首次施工混凝土与横梁支架共同承担第二次混凝土重量,能有效减少支架结构重量,并简化横梁钢筋模板系统,加快施工进度。
6.1.1.2、码头施工砂石料主要采用水运进场,考虑在江边搭设码头,用于布设砂石转运装车的集料漏斗。
经综合考虑利用栈桥作为运输道路,因此,栈桥延伸至江边深水区与码头相接,码头平台尺寸为18×10m。
(1)、码头设计①、设计条件设计高水位取+5.92m,设计低水位为-0.11m,码头平台设计高程取+6.9m,地面高程为-1.3~+1.5m。
施工临时堆载3kN/m2。
活载:汽-15级。
②、码头结构基础采用φ80cm钢管桩,排距为9m,每排基础采用3φ80cm(间距为4.8m),桩间设置[14b平联与剪刀撑。
考虑防冲刷需要,钢管桩入土深度约为14.4m,桩底标高控制在-15.7m。
钢管顶部设1cm封头盖板,焊接连接,并设劲板加强。
盖梁采用2[36,单根长10.2m,与钢管顶盖板焊接固定。
纵向主梁采用321战备贝雷,在盖梁顶对应钢管中心位置设置3路贝雷,每路贝雷桁架由2排贝雷采用45框架联结。
纵梁与盖梁采用“п”形卡箍焊接固定。
横梁采用I25,单根长10.2m,@1.5m,横梁与贝雷采用骑马螺栓固定。
纵向分配梁采用2[14,间距30cm布置,与纵梁间断焊接固定。
桥面采用1cm钢板满铺,钢板顶面焊接φ8mm防滑钢筋。
栏杆采用φ4.8cm 钢管,高1.2m。
③、防撞桩设置平台前5m处设置4根防撞钢管桩,桩顶设置系缆设置,兼作靠船桩使用,桩内灌采用黄砂填芯。
防撞桩采用φ80cm钢管桩,桩长23.6m,入土深度14.4m,桩底标高控制在-16.7m,间距4 m,桩间设[14b平联与剪刀撑。
④、码头具体结构见图6.1-2。
图6.1-2 施工码头结构示意图(2)、码头施工钢管桩采用55t履带吊配合DZ90型振动锤锤击施沉。
钢管桩下沉到位后,割除变形桩头,焊接封头盖板和劲板,安装2[36b盖梁,吊装贝雷纵梁,并依次安装贝雷梁顶的横梁、分配梁及1cm面板等。
上部结构采用55t履带吊配合安装。
6.1.2、钻孔平台、工作平台施工本方案拟在承台基础施工范围内搭设钻孔平台,并在钻孔平台四周及围堰外侧搭设环形工作平台,靠岸侧平台宽20m,其余宽10m,下游侧平台与栈桥联通。
常泰大桥南边跨钢梁拖拉施工关键技术摘要:在临时支架上安装滑道,钢绞线将穿心千斤顶和钢梁进行连接,并在每个标准节钢梁底部安设4台滑座,前后滑座通过钢带连接,两台穿心千斤顶同步张拉钢绞线,致使拖动钢梁滑移,用浮吊将钢桁梁标准节吊至鼻梁,分段拖拉钢梁,就位后把标准节段的钢梁进行拼接,完成钢梁架设。
关键词:常泰长江大桥;斜拉桥;钢桁梁;临时结构;拖拉法;施工技术;桥梁施工1工程概况常泰长江大桥主航道桥为双塔双层斜拉桥,主航道桥主梁采用箱桁组合桁架结构,釆用Q370qE、Q420qE与Q500qE三种材质的高强度桥梁结构钢,主塔两侧是录安洲、天星洲专用航道钢桁拱桥,录安洲非通航桥采用连续钢桁梁,主塔6#墩的南侧连接录安州非通航桥,南边跨钢桁梁拖拉起点为江边,跨既有道路,经7#墩至非通航桥的8号墩。
滑移支架布置图2南边跨钢梁施工技术2.1临时结构2.1.1滑移支架滑移支架1(水中区域)采用打入桩基础,基础上为打入桩顶分配梁+钢管立柱+连接系+分配梁+滑道梁的结构,HN800型钢作为桩顶分配梁,∅1000×12的钢管立柱。
滑移支架2(陆地区域)采用∅1200钻孔桩基础,立柱采用∅820×14钢管,立柱间连接系为钢管,分配梁和滑道梁为钢板组合箱梁。
每节段钢管立柱装完后,装焊联结系,联结系分块制作,现场拼焊成整体。
2.1.2墩旁托架7#8#墩墩旁托架钢管立柱采用采用∅820×14钢管,钢管之间连接系和附墙采用∅426×6钢管,支架顶部设置对拉钢绞线,钢绞线采用R=1860MPa,单束20∅15.2,共4束,钢管立柱安装完成后张拉200t。
2.1.3滑道滑道梁采用材质Q345B,厚度δ=30mm、∠100×10角钢焊接成高箱型结构,腹板和底板间采用10.9级M30高强螺栓进行连接,间断焊接厚4mm的不锈钢板密贴梁顶,板顶接头须打磨平顺。
2.1.4滑座滑座设在钢梁节点与滑道梁之间,其构造见图2。
1.2.3、水文地质条件
1.2.3.1、区域含水层性质
(1)、区域含水层的划分
根据《长江三角洲地区江苏省域水文地质工程地质综合评价》(江苏省地质矿产局第一水文地质工程地质大队,1985.9),桥位区揭露的地下水类型为松散岩类孔隙水,按地层时代及岩性划为三个亚类,分别为潜水、上更新统承压水、中更新统承压水。
①、潜水
含水组地层属全新统,为河口三角洲相,岩性为灰黄、灰色亚粘土、亚砂土、粉砂与亚砂土互层及粉细砂,水平层理发育,局部呈千层饼状。
该层单井涌水量100~1000吨/日,据区域资料,该处潜水为淡水,矿化度小于1,水质类型以重碳酸型与重碳酸氯化物型为主。
②、上中更新统承压水
含水砂层的粗细、厚度变化与晚更新世长江古河床分布密切相关,岩性主要为灰色砂砾石、含砾粗砂,含水砂层厚度主要表现为主河床中心厚,南北两边薄,长江三角洲潜水层与该层并无稳定的隔水层,二者形成统一的自由水面。
单井涌水量一般为1000~3000吨/日,由于受晚更新世两次海侵的影响,水的矿化度由西向东,由淡水变为微咸水。
③、中更新统承压水
含水层主要为中粗砂砾石为主,含水层埋深一般为80~150m,单井涌水量一般为1000~3000吨/日,其水化学类型主要为重碳酸型、重碳酸氯化型水,基本上为淡水。
(2)、地下水的补、迳、排条件
由于南塔墩位于长江岸边边滩,长江水位标高一般在1~2m左右,地下水补给均为长江江水补给或上部含水层向下部含水层补给;迳流方式一般以水平迳流或垂直迳流为主;排泄则为上层含水层向下层排泄或上游向下游排泄。
1.2.3.2、南塔墩含水层分布及其特征
南塔墩主要含水层分为三类:浅层潜水含水层、中部弱承压含水层及下部承压含水层。
(1)、浅部弱承压含水层
该含水层分布于南塔墩区,主要含水地层为2-4层粉砂、细砂。
平均厚度约20m。
其主要特征是:
①、含水层上部直接与长江水接触,接受长江水补给;
②、含水层岩性主要为粉砂细砂,局部夹亚粘土薄层,渗透系数一般在6×10-4~1.2×10-3cm/s。
③、其主要迳流为层间迳流,排泄水式为上部向下部水层排泄及上游向下游排泄。
(2)、中部弱承压含水层
该含水层分布于南塔墩区域,主要含水地层有4-3层粉砂、细砂;4-5层粗砂、砾砂、4-6层中砂、5-1层粉砂、细砂、5-3层粗砂、砾砂。
平均厚度40m 左右。
其特点为:
①、含水层厚度大,层顶面标高一般在—34.91~-37.63m。
②、虽然含水层顶部分布相对隔水层2-6a层亚粘土,但随着地层向长江方向延伸,2-6a层亚粘土补切割,上下两个含水层相连,长江水同时补给上部含水层和下部含水层,故两个含水层地下水位几乎相同。
③、该含水层上部以粉砂、细砂为主,下部以粗砂、砾砂为主,上部土颗粒相对较细,中部夹粉砂、细砂及中砂、下部为粗砂、砾砂。
5-3层粗砂、砾砂渗透系数一般在6.0×10-3~2×10-1cm/s,为强透水层。
④、该含水层主要接受上部含水层垂直补给及上部含水层的补给,排泄方式主要为水平向向下游排泄向下部含水层排泄。
(3)、下部承压含水层
下部承压含水层主要为6-1层粉砂、细砂及其以下各层,总厚度大于100m。
其主要特点是:
①、总厚度大,埋深深,本次勘察最大深度170.6m才穿过该含水层。
②、该层土性为砂性土及碎石类土,渗透系数有变化,一般在 6.0×10-4cm/s~>1cm/s。
③、其主要补给方式为上层含水层补给及上游含水层补给。
1.2.3.3、地下水水质分析与评价
根据桥址区南塔区深部地下水水质分析试验成果,桥址区地下水潜水质为低矿化度淡水。
化学表达式为HCO
-Ca·Mg型水,PH=7.95,矿化度=1.23g/l。
在
3
Ⅱ类环境条件下,对水泥、混凝土、钢结构无腐蚀性。
1.2.3.4、江水水质分析与评价
勘察期间在低潮位和高潮位时分别采取江水水样,按照《公路工程地质勘察规范》附录D中相关要求进行水质简分析,水质分析成果显示:江水化学类型为-Ca型低矿化度淡水。
总硬度约122.6mg/l,属微硬水。
HCO
3
(1)、江水对混凝土结构的腐蚀性为“弱腐蚀性”。
(2)、江水对钢筋混凝土中钢筋具“无腐蚀性”。
(3)、江水对钢结构具“弱腐蚀性”。