澳凼三桥正桥施工

澳凼三桥正桥施工[摘要]文中介绍了澳凼三桥正桥下部结构、上部结构的主要施工方法。[关键词]钻孔桩主塔0#块主梁悬拼预制梁1工程概况1.1平面布置澳凼为继澳门至凼仔岛间的第三条连接线，全线总长为2119.712m,桥长1825m.平面布置见下图(左为澳门,右为凼仔)：1.2纵断面布置(1)主桥通航净空28m（高潮时），设计通航水位+1.71m（M.S.L）；(2)澳门侧立交净空高度为5.2m；(3)主桥位于半径R=3500m的竖曲线(凸曲线)上；1.3正桥布置全桥从北(澳门侧)向南(凼仔侧)为（5×60）+（2×60）+（110+180+110）+（9×60）+（7×60+45）=1825m，共五联。其中正桥为110+180+110=400m预应力混凝土斜拉桥。1.4箱梁横断面布置本桥为双幅双层桥型，上层为双向六车道，中间有栅栏，两边有人行道和护栏，下层为双向四车道。另有两根φ800mm的水管及七层60cm宽的系统槽，以供安装高压及通讯电缆，下层还有通风、照明电力、消防安全及交通监控系统。1.5地质条件桥位区的地层由第四系冲淤积覆盖层及燕山期侵入的花岗岩体构成。第四系覆盖层厚19.1～59m，分为三大层，顶部为厚8～10米淤泥、流塑状粘性土及松散状的砂，中部为厚度小于6米的软塑状粘性土或松散～稍密状砂，下部为厚10～40米中密、密实状砂及硬塑、坚硬状粘性土。下伏花岗岩，岩面高程-22.3～-61.3米由北向南渐低。基岩全强风化层厚0～17米。2施工方法2.1钻孔桩施工方案(1)正桥钻孔桩概况正桥2＃、3＃主墩，每墩15根ф2.2m总计30根钻孔桩。正桥边墩1＃、4＃墩为ф1.5m钻孔桩。(2)合理选择钻孔机具摩擦桩宜选择选择旋转钻机，钻孔速度快且安全；柱桩（嵌岩桩）可选择旋转钻和冲击钻，但要视具体岩层情况做出合理选择。(3)钻孔桩施工水上钻孔采用平台法施工。钻孔桩泥浆一般由水、粘土和添加剂按适当比例配制而成。采用冲击钻机钻孔，当覆盖层较厚并且含有较粘的粘土层时，开钻前宜抛石、低冲程、高频率冲进，在冲进到护筒底口前，应反复三次抛石1m冲进穿过护筒下口0.5m，目的是加强护筒下口护壁。在钻进过程中，钻渣的处理可以采用正循环、反循环掏渣的方法。本桥深孔钻渣处理最好采用掏渣和正循环相结合的方法。清孔时本桥采用优质泥浆置换孔内底部劣质泥浆，再用泥浆分离器分离孔内泥浆内细砂，使得孔内泥浆性能良好。2.2主墩承台施工方案(1)概况2、3号墩主塔基础均为三个独立的高桩承台基础（两个边承台，一个中承台）。考虑水中墩施工时水位及地质情况，承台施工拟采用单壁吊箱围堰方案。围堰侧板兼作承台外侧模板。(2)吊箱围堰吊箱围堰包括侧板和底板。2、3号墩的吊箱围堰高度均为5.6m，围堰内尺寸与承台尺寸相同。吊箱围堰的侧模板和底板先在铁驳上拼成整体，由50t吊船整体起吊安装，安装后吊箱围堰顶面标高为+3.1m，吊箱围堰底标高为-2.5。(3)围堰封底围堰底板面积大，宜采用大流动性标号为B20混凝土，围堰封底时根据混凝土的流动性，确定水下封底导管数量（边墩围堰用五根导管，中墩采用六根导管），为防止潮水涨落引影响封底质量，封底宜选在潮水回落时开始。(4)承台施工全部钻孔桩桩头处理完，即可进行承台施工。承台钢筋绑扎过程中安装承台混凝土冷却水管。承台混凝土配合比由工地试验室设计，主要根据承台防腐要求，增强混凝土的防腐抗渗能力，根据大体积混凝土施工要求降低混凝土的水化热。承台混凝土由存拌仓运送到墩位，再通过输送泵注入钢围堰内进行灌注。为了能对承台内部混凝土进行降温，在承台内布设三层循环水管（冷却管）对混凝土进行通水降温。冷却管采用φ50水管，竖向间距1.3米，横向间距1.5米，三层之间采用梅花型布置。测温孔和承台水冷却管在墩身施工时采用压浆方法封闭。2.3主塔施工方案澳氹三桥2、3号墩为主塔墩，塔高（承台以上）85.183米，横桥向呈“m”造型，每个主塔墩三个塔柱，两个边塔柱位于主梁外侧，中塔柱位于两主梁之间，两个边塔柱与中塔柱之间设下横梁和上横梁。塔柱按照其部位分为三个区域：下塔柱区、中塔柱区、斜索锚固区。(1)塔柱施工塔柱的外形尺寸为等截面空心和实心矩形。下塔柱高21.608m，为钢筋混凝土结构，承台以上8米为塑性铰区域，该区域主塔竖向主筋不得出现接头，因此承台预埋钢筋最小长度为12米。下塔柱施工外侧采用整体式钢模板，平面上模板分为四块，竖向模板分为三节，每节模板高度为3米，施工时以下面的一节模板为支撑，浇筑混凝土后，位于上面的模板不拆除，下面的两节模板倒到上面，继续施工上节塔柱，每次浇筑塔柱混凝土高度为6米。内侧模板为木模板，施工塔柱混凝土时在内壁上预留安装水平横梁的凹槽，内模就支撑在横梁上。塔柱竖向主筋连接形式为镦粗直螺纹连接，塔柱内模板由塔柱内桁架提升，外模板由塔吊提升，下塔柱分四次浇筑至21.00m高度（即3m+6m+6m+6m）。中塔柱施工方法与下塔柱相同。斜索锚固区布置有横向及纵向预应力粗钢筋和索导管，索导管伸出了塔的混凝土面，施工此段时应在模板上割出索导管的预留洞，同时横向及纵向预应力粗钢筋预留的张拉槽采用钢制盒子预留，盒子与模板采用螺栓固定。主塔塔身施工流程图(2)下横梁施工下横梁截面尺寸为4米×4米空心正方形，横梁靠中间塔柱侧为实心段，边塔柱侧设有横隔板，横梁跨中设有一进人洞。下横梁采用支架法一次现浇完成，支架的基础为支撑于承台上的四根Φ80cm钢管桩，在桩顶设置纵横向分配梁。横梁空心部分采用木模板，并与外侧模板对拉起来。(3)上横梁施工上横梁为圆弧形，两个塔间的上横梁呈“m”形，上横梁根部离下横梁顶为37.831m，上横梁为半个椭圆，长轴半径为16m，短轴半径为6.617m上横梁从圆弧起点至塔顶高度为21.444m，拟分7次立模浇筑混凝土。(4)混凝土施工主塔施工用混凝土采用泵送砼灌注方案，混凝土由混凝土工厂至墩位采用输送泵通过下海栈桥输送至船载搅拌仓运输。(5)施工脚手下塔柱施工第一个3米节段施工后，开始搭设钢管脚手和安装Φ800mm钢管桩，钢管脚手与塔柱间预留塔柱侧模板提升空间（净距1m）。主塔施工脚手为钢管脚手，随主塔升高，钢管脚手随之接高，每6m高设置一道附着设施连接。(6)索导管索导管是安装斜拉索的专用孔道，它是一根Φ340mm、δ=10mm、长度为1800mm的圆管，管端焊接δ=70mm、边长为520mm的方形锚垫板，索导管采用在塔身内埋设劲性骨架的方法固定。(7)测量与控制主塔的平面位置放样主要采用设于承台上的插点进行投点放样，共设四个点（尽量位于塔身的轴线上），塔身高度小于10m，可以直接用垂线引至塔身施工面，高度超过10m，则采用激光准直引至施工面高度。主塔平面位置检查主要采用“精密测定，初步放样点位前方交会法复核”方法。高程传递采用几何水准鉴定钢尺不少于两点以上的传递方法，设点采用“重准仪法”来进行投点放样，来达到快速的目的。2.40＃块施工方案(1)工程概况澳氹三桥主墩2＃、3＃墩共4个0#块。设计0#块梁体长10m，考虑0#块于1#块间设置0.5m湿接缝，0#块现浇长度为9.0m，梁体顶面宽12.95m，梁底面宽10.3m。(2)墩旁托架施工a、0#块托架是0#块施工过程中的平台及承重结构，承担0#块施工中的所有重量。b、0#块托架主要由4根Φ800mm钢管桩构成，钢管桩外径800mm，壁厚10mm，横桥向钢管桩间设连接系连接，顺桥向钢管桩通过Φ32精轧螺纹钢筋以及预埋件与墩身连接牢靠。钢管桩下口支承在承台顶面，由于承台尺寸限制，在钢管桩上段设横向及纵向牛腿作为托架支撑。c、托架制造安装完成后，应就0#块施工部分进行压重试验，以检验托架的承载能力及消除弹性和非弹性变形。(3)梁固结临时支点施工为了解决箱梁悬拼过程中不平衡力矩的问题，在墩身预埋φ32精轧螺纹钢筋将梁体与墩身通过硫磺砂浆垫块临时固结。(4)0#块模板0#块外侧模以及墩身外箱梁底模采用钢模，内侧模、内顶模及墩顶底模均采用竹胶板，端模用木模板制造。2.5主桥悬拼方案主桥每个“T”构的拼装块件数为48块，即每个悬臂端24块。单个“T”构悬拼施工的工艺流程如下：主要分为：箱梁0#块施工、块件预制、装船运输、拼装等三个工序，其中块件预制包含块件的横、竖向预应力筋的张拉及其管道压浆。拼装包括起吊、涂胶、定位、穿预应力钢束、张拉纵竖向预应力钢束、钢筋及其孔道压浆等。2.6边跨直线段施工采用支架现浇施工边跨直线段，该支架需预压以消除弹性和非弹性变形。2.7预制梁施工方案(1)全桥预制箱梁节段数为480块，其中正桥4个T构，梁顶宽15.9米，其中4米节段136块，3米节段8块，2米节段48块，0.5米湿接缝8处.箱梁的混凝土标号为B50。(2)长线法制梁机理：采用预制悬拼方法施工连续箱梁要解决的问题是：①保证箱梁节段安装后相临梁段间的拼缝严密；②保证连续梁安装完成后的整体线型。解决以上问题是通过匹配方法实现的：首先预制梁段时以相临的已制好的梁端面为端模可以解决第一个问题；保证箱梁整体线型方面，长线台座制梁是将整片梁的线型（根据施工方法适当预留变形量）放样在固定的模型上实现的。(3)长线法制梁设备：制梁模板（含内外模、端模）6套，86m长线台座两个，钢筋成型台座一个，95m存梁区（最多存4孔梁），另外配备跨径为46m200t龙门吊机一台（用于吊运箱梁）；跨径为19起重量为10t门式吊机两台（用于制梁区的钢筋骨架、模板吊运等工作）。(4)台座制造：制梁台座基础为50cm厚整板C20级砼基础，内设上下两层Φ12@200钢筋网片，每个长线台座基础长95m，宽17m。基础上方布置砼支墩以便于调整箱梁线型。底模沿箱梁纵向分块，分块长度与对应的节段长度一致，台座线形主要通过调整砼支墩上的钢垫块的厚度而实现。制梁台座是控制节段预制线形最重要的设施之一，其最重要的指标是台座底板曲线和平整度控制、台座中心线控制、台座沉降量控制。为了控制台座的沉降量和非弹性变形，应对台座予以预压，压重的重量不小于1倍预制节段的重量，并在三天的沉降量小于3mm时停止。台座周围应布置排水沟，防止台座被水浸泡沉降。(5)制梁工艺流程：