港珠澳大桥承台墩身工厂化预制施工技术

港珠澳大桥承台墩身整体预制施工技术Content目录1全桥工程概况2CB05标段工程概况3预制场规划及方案介绍4钢筋工程5模板及混凝土工程6预制构件质量检验7经验总结一、全桥工程概况香港珠海澳门港珠澳大桥的建设目标：建设世界级跨海通道，成为地标性建筑。港珠澳大桥的建设理念：大型化、工厂化、标准化及装配化。—工程概况港珠澳大桥管理局承担港珠澳大桥主体部分的建设、运营、维护和管理的组织实施等工作，由香港特区政府、广东省政府和澳门特区政府共同组建而成。港珠澳大桥是继三峡工程、青藏铁路、南水北调、京沪高铁后又一重大工程，由中国内地、香港、澳门特别行政区共同投资建设。全部工程包括珠海、澳门接线，珠海澳门口岸，海中主体工程，香港接线及香港口岸，总长约50公里，总投资729亿。桥梁共长约22.9km。—工程概况珠海、澳门口岸浅水区组合梁深水区钢箱梁东人工岛西人工岛沉管隧道珠海侧接线香港侧接线香港口岸—工程概况大型化、工厂化标准化、装配化大规模、大构件、高标准、HSE高要求120年设计使用寿命建成世界级跨海通道成为地标性建筑工程特点123—工程概况技术标准：—工程概况——高标准高要求（1）公路等级：高速公路；（2）设计速度：海中桥梁设计速度为100km/h；（3）行车道数：双向六车道；（4）设计寿命：120年；（5）航空限高：122m。（6）设计荷载：公路－Ⅰ级提高25%；技术规范：（1）《港珠澳大桥设计指导准则》；（2）《港珠澳大桥桥梁设计手册》；（3）国内外有关的最高标准、规范。HSE是一种国际化的职业健康、安全、环保先进管理体系；该体系突出领导承诺、全员参与、预防为主、持续改进的一体化管理理念。（1）安全施工根据法规，通过施工安全风险评估，编制详细的HSE作业计划；对工程项目危险源和环境因素进行辨识，编制HSE管理的安全专项方案等，并制订应急预案与现场处置方案，开展HSE培训教育等。（2）环境保护港珠澳大桥环境保护要求非常高，按要求执行。（3）白海豚保护对施工作业区采取巡查措施，确保白海豚安全离开。—工程概况—HSE管理二、CB05标段工程概况CB05标段设计范围：K29+237～K35+890；全长6.653km；合同总价37.39亿元；总工期57个月。施工准备期及主要结构施工期36个月；维护和照管期21个月。●九洲航道桥●浅水区非通航孔桥●珠澳口岸连接桥及互通立交和暗桥。—工程概况—工程概况-主要桥型及施工方案项目名称九洲航道桥非通航孔桥口岸连接桥桥式布置(m)85+127.5+268+127.5+85=6935×85+9×（6×85）+5×85=54403×65+40=235下部结构钢管复合桩、现浇承台钢管复合桩、预制承台及墩身钢管复合桩、现浇承台及墩身上部结构钢-混组合梁钢-混组合梁预应力混凝土连续箱梁主要施工方法吊箱钢围堰现浇承台,主塔整体吊装,主梁大节段安装施工预制承台及墩身,组合梁整孔安装支架现浇混凝土箱梁—工程概况浅水区非通航孔桥在九洲航道桥以东为5×85+8×(6×85)，52个预制墩，以西为6×85+5×85，10个预制墩，全桥共计9联，64孔，62个预制墩。承台采用C45海工耐久混凝土。墩身采用C50海工耐久混凝土。采用严格控制混凝土氯离子扩散系数、增加混凝土保护层厚度、不锈钢筋以及硅烷浸渍等技术,保证预制承台、墩身的120年使用寿命。大型化：非通85m跨组合梁27.002m～42.974m19.143m～25.804m6个预留孔—工程概况墩身高于27m范围属于高墩区，高墩区墩身分为三节；低于27m范围为低墩区，低墩区墩身分为两节。全桥高墩区共13个，低墩区共49个墩，共62个墩，137节。项目墩身+承台H（m）承台V（m3）承台重G（t）数量（个）备注高墩区13+4.5+1.3912237013197#、198#、199#低墩区14+4.5+1.3895235049项目Hmax（m）Vmax（m3）总重G（t）备注高墩区墩帽6+24921292198#、215#墩身19.3744711260203#、210#低墩区墩帽6+5.5045291420216#—工程概况三、预制场规划及预制方案本标段预制场地位于中山市翠亨区，预制场总占地约556亩。预制、存放、场内运输及出海四大功能。距桥址约45km。九洲港驻地人工岛驻地—预制场规划及方案介绍中山预制场效果图承台墩身及墩帽预制存放区桥面板预制存放区组合梁拼接及喷涂区钢筋自动化制作车间出海及上料码头现代化的大型混凝土拌合站(2HZS180+2HZS120).—预制场规划及方案介绍1234—预制场规划及方案介绍—预制场规划及方案介绍承台及底节墩身整体预制方案：1、所有钢筋均在钢筋加工车间自动化加工制作；2、承台、墩身分别在各自钢筋绑扎台座上绑扎；3、承台钢筋绑扎完毕后，采用纵横移设备移运到预制台座上；墩身钢筋绑扎完毕后，采用龙门吊机整体吊装至预制台座上承台钢筋上固定；4、模板整体自动化开合模；5、混凝土工厂供应混凝土浇筑，承台+底节墩身整体一次性浇筑；6、养护，并达设计要求后，模板整体分离，通过纵横移系统将承台及墩身移运至存放台座。整个过程充分体现“大型化、工厂化、标准化”理念。—预制场规划及方案介绍—预制场规划及方案介绍工艺流程：绑扎底四层钢筋绑扎承台其余钢筋墩身钢筋与承台钢筋固定绑扎墩身钢筋承台墩身钢筋整体移运至预制台座混凝土浇筑并养护整体移运至存放台座方案介绍—预制场规划及方案介绍承台钢筋绑扎混凝土工厂墩身钢筋安装合模混凝土灌注承台墩身成品四、钢筋工程—钢筋工程钢筋加工车间内设置一套钢筋自动切割、弯曲设备，实现钢筋下料、弯曲成型的自动化作业。钢筋自动化加工制作钢筋自动化加工车间—钢筋工程钢筋自动化加工制作钢筋加工钢筋数控弯曲机钢筋成品堆放钢筋数控剪切生产线—钢筋工程底节墩身外侧主筋及箍筋采用不锈钢筋。不锈钢筋在厂家制作完成验收合格后送至现场安装，使用时注意几点：⑴不锈钢钢筋存放在干净整洁的地面上，成批的不锈钢筋必须附有标签，标明厂家、型号、等级、直径及钢筋标记。⑵不锈钢筋不得与其他钢筋混同储存。⑶不锈钢筋的绑扎钢丝采用直径1.2mm柔软的不锈钢丝，牌号与钢筋相同。⑷所有不锈钢筋禁止焊接，焊接会对材料的物理性能带来不利影响。不锈钢筋—钢筋工程四层钢筋绑扎完成吊装至绑扎台座承台钢筋绑扎及预留孔钢筋定位承台整体钢筋移位墩身钢筋吊装就位承台、墩身钢筋对接就位钢筋模块化绑扎与安装—钢筋工程港珠澳大桥承台、墩身钢筋净保护层厚度分别为65mm、70mm。，允许误差为0～+10mm。施工的过程中采用标准垫块按照每平米4个的原则设置。1、针对承台和墩身保护层厚度专门设计制作了两种带凹槽厚度不同的超大等强度凝土保护层垫块，单个垫块重达2kg。2、合模后调整好模板的垂直度和截面尺寸，以现有的外侧模板为依靠逐层对保护层进行调整，调整好以后采用刚性骨架进行定位，确保混凝土保护层满足设计要求。混凝土保护层控制四、模板及混凝土工程—模板工程承台墩身整体模板桁架体系总重量约420t，采用全钢模设计，主要分为：模板体系、桁架体系、滑移系统及调整系统四个部分。整体一次精确定位。模板体系：承台外模、承台底模、墩身外模、承台预留孔模板、墩身内模及承台顶面压模。桁架体系：承台桁架与墩身桁架两部分，支承在滑移系统上。滑移系统：滑道与滑移装置。调整系统：模板到位后的微调措施，包括水平调整千斤顶与楔块。承台墩身整体模板结构—模板工程液压系统由泵站动力系统、操作控制系统、液压管道系统及液压千斤顶系统组成，每套系统含1套泵站，12支50t竖向油缸，20支15t水平拉力油缸等组成。控制整个模板体系的升降、侧模的侧向移动。液压系统主要功能是辅助模板系统的开合。模板整体自动化调整系统左侧升降右侧升降泵站1左侧平移右侧平移泵站1泵站2—模板工程模板自动化合模模板自动化拆模单边走行支撑系统长边方向：重力拆模短边方向：液压拆模模板整体自动化调整系统—混凝土工程港珠澳大桥承台墩身混凝土采用耐久性海工混凝土。关键做好配合比的调试工作，并做好原材料质量控制和外加剂的正确选用。原材料控制：严禁使用立窑水泥，避免使用早强、水化热较高和高C3A含量的水泥，禁止使用可能发生碱活性的活性骨料。外加剂的选用：应使用正规厂家性能稳定的外加剂，根据气候变化适时调整参量确保现场混凝土的坍落度、和易性、流动性、初凝时间等指标满足施工要求。针对港珠澳承台墩身整体预制这一新型施工工艺，混凝土的现场初凝时间控制在12h比较适宜。混凝土配合比及工作性能控制—混凝土工程承台墩身混凝土的筑采用混凝土车运输、天泵布料、串筒下料浇筑方法。混凝土施工顺序从下至上依次为承台、墩身、挡墙。承台采用两台天泵浇筑，每半边承台在墩身桁架内设置5个下料点。墩身采用两台天泵浇筑土，墩身内总共布置8个混凝土下料点。混凝土浇筑和振捣—混凝土工程混凝土浇筑分层进行，分层振捣厚度不超过30cm。混凝土的浇筑连续进行。混凝土一经浇筑立即进行全面的捣实，使之形成密实、均匀的整体。成立混凝土振捣作业队，实行振捣责任制，振捣时分区具体落实到人，保证新浇混凝土与先浇混凝上结合良好，插进深度一般为50～100mm。振动棒振捣点均匀布置，采用交错式的次序，移动距离不超过40cm，振动棒的操作做到“快插慢拔，直上直下”。混凝土浇筑和振捣—混凝土工程承台与墩身一次性整体预制的关键部位就在交界处，承台与墩身交接位置处采用附着式平板式震动器与插入式振动器双控，来确保混凝土的施工质量，同时控制好混凝土的翻浆。承台与墩身交界处混凝土的浇筑与振捣收浆抹面覆盖土工布承台洒水养护墩身包裹洒水养护—混凝土工程承台与墩身交界处混凝土的浇筑与振捣承台及底节墩身混凝土浇筑承台及底节墩身混凝土浇筑完成拆模—混凝土工程混凝土浇筑前，在承台内布设测温点用以监控混凝土温度变化。混凝土温度采用预埋测温管和测温元件，用测温仪和温度计测量的方式对混凝土温度进行监控。根据设计要求，为保证混凝土入模温度控制在28°C，我部混凝土工厂专设制冰机，加冰处理。混凝土温度控制温度计算—混凝土工程施工时尽量减少暴露的工作面，混凝土浇筑完后l～2h内，使用塑料布覆盖进入养护阶段。养护采用时间继电器式的自动喷淋养护，喷淋口采用塑料管或金属管钻孔形成。拆模后墩身用防水篷布包缠养护。混凝土养护拆模前混凝土养护拆模后混凝土养护—预制构件质量检查钢筋混凝土防腐除不锈钢筋以外，还采取了混凝土硅烷浸渍、牺牲阳极保护系统。混凝土耐久性控制指标—氯离子扩散系数(≤10-12m2/s)：28天：6.5。56天：4.5。防腐工程施工硅烷浸渍施工阳极块安装预留孔顶增加保护层厚度六、预制构件质量检查—预制构件质量检查预制构件拆模后进行外型尺寸的竣工测量，及时对预制构件混凝土质量进行检测，包括混凝土弹模和保护层厚度检测。质量检验项次实测项目规定值或允许偏差（mm）检查方法及频率1混凝土强度(MPa)合格标准内按招标文件技术规范附录A检查2断面尺寸外廓尺寸±15检查三个断面壁厚±10检查三个断面3竖直度或斜度H/3000且不大于20用垂线或经纬仪测量2点4墩身高度及承台厚度±10用水准仪测量3处5支承垫石顶面高程±10用水淮仪测量5点6轴线偏位10用GPS、经纬仪测量纵横各2点7支座位置5用尺量8大面积平整度5用2米直尺检查9预埋件位置10用尺量：每处10氯离子扩散系数28天≤6.5×10-12m2/s10氯离子扩散系数56天≤4.5×10-12m2/s11保护层厚度(mm)C5010，0厚度检测仪检查：每个检查面不少于3点—预制构件质量检查混凝土弹模和保护层厚度经仪器检测均满足设计要求。质量检验七、经验总结—经验总结港珠澳大桥承台墩身在全国范围内首次采用一次性整体预制施工，承台墩身整体预制实现了大型一体化模板的自动化开合；实现了承台墩身、墩帽钢筋及内模整体吊装；承台墩身一次性浇筑，龄期差小，避免了承台与墩身之间因龄期差异产生的收缩裂纹。充分发挥港珠澳大桥“大型化、工厂化、标准化、装配化”的建设理念，重点优化完善了钢筋