南京大胜关长江大桥施工情况汇报

汇报内容一、工程概况二、深水基础施工三、主桥六线拱形高墩墩帽施工四、引桥六线悬臂梁式拱形墩帽施工五、钢梁架设施工六、主墩基础施工水上大型机械使用费（见附件）一、工程概况北引桥正桥南引桥江浦区高旺镇浦乌公路京沪高速铁路大胜关长江大桥南京三桥过江电塔京沪高速铁路举世瞩目，南京大胜关长江大桥是全线的控制性工程。全桥钻孔桩2355根，直径1.2～2.8m32m简支箱梁266片墩身240个混凝土122.5万方钢梁7.8万吨456789102×841923363361921081.1主桥桥式布置矢高84m，矢跨比1/4平弦部分桁高16m其他节间长均为12m０2×84108拱肋跨中处高12m，支点处高53m拱脚处节间长为15m最大杆件重量110吨12.0×40.0m的圆端形空心墩，单箱双室截面46根Φ2.8m钻孔桩基础，墩桩长112m圆端形高桩承台平面尺寸为34×76m承台厚6.0m墩座厚4.0m1.2主桥主墩结构设计速度高，设计荷载大地铁过江通道京沪高速铁路。大胜关桥设计行车速度为300㎞/h，设计荷载为ZK活载沪汉蓉I级干线，客货共线，客运列车设计行车速度200㎞/h，货运列车设计荷载为中－活载1.3“五新”使用情况新材料钢桁拱桥杆件轴力较大，需要采用高强、厚板、可焊、防断、疲劳性能好的桥梁结构钢材，结合我国炼钢水平，本桥开展了高强度Q420结构钢的应用试验研究，将拉动桥梁结构钢材的快速发展。Q420钢材具有良好的防裂、防断性能，可焊性好。1.3“五新”使用情况新结构主桥采用六跨连续钢桁拱桥,正交异形整体桥面,三桁承重结构主桥安装了伸缩量800mm的桥梁轨道温度调节器和伸缩量400mm梁端伸缩装置主桥采用18000t大吨位球型支座。1.3“五新”使用情况新设备400t全回转钢梁架设吊船KTY4000型大扭矩动力头工程钻机2000吨米架梁变坡爬行吊机2套2000吨级吊索塔架，1套三层水平索1.3“五新”使用情况新工艺主桥基础采用大桥局自主知识产权的无导向船的双壁自浮式钢围堰施工方案1.3“五新”使用情况气囊法断缆下水是钢吊箱断开拉缆后，在自重分力作用下起动，沿坡道快速下滑，迅速到达深水区域，实现安全自浮。技术关键在于通过钢吊箱断缆后入水速度与吃水深度的计算，确定下水坡道长度、坡度大小；根据钢吊箱重量、地基条件及钢吊箱入水各工况受力计算结果，确定气囊规格型号、布置方式。此技术因地制宜采用气囊法断缆下水新技术，克服了后锚牵引控制下水对滑道坡度、水下滑道长度及前端水深要求高的难点，实现了超大型钢吊箱（3100t）整体快速安全下水。超大型钢吊箱整体气囊法断缆下水技术1.4施工技术创新采用理论计算分析钢吊箱定位精度。实测水文条件变化对钢吊箱刚体平面位移影响规律。利用重锚预设强大预拉力，尽可能消除定位系统的非弹性变形，提高锚碇系统刚度，有效控制钢吊箱的平面位移。通过试插桩方法，合理选择插桩时机，设置一定预偏量，采取工艺措施，提高插桩精度，解决水深流急、水文条件变化频繁的潮汐河流中钢吊箱精确定位难题。此技术通过对定位系统理论计算分析研究，实现钢吊箱重锚精定位控制技术由定性上升为定量，由经验上升为理论，由被动调整上升为主动控制。并根据实测数据对理论计算进行验证和修正，形成了该技术完整的理论体系与实践经验。无导向船重锚精确定位技术1.4施工技术创新钢吊箱支承于4根钢护筒的提升下放装置上，在重力大于浮力状态下，通过控制提升力、设置钢护筒与围堰间局部导向，有效抵抗水流力，控制因水流力变化引起的围堰位移与倾斜。有效解决了在水文变化频繁的潮汐河流、河床高差大等不利条件下超大型钢吊（套）箱下放、着床及下沉精度定位的难题，实现围堰下放过程定量可控、微量可调，位置可控，偏差可调。超大型钢吊箱下放、着床、下沉控制技术1.4施工技术创新常规钢梁合拢方式，主要利用墩顶布置竖向、横向、水平向等三向千斤顶调整合拢口的变位实现，吊索塔架仅作为钢梁架设过程中调整杆件应力和位移的辅助手段，体系转化过程复杂，操作极其困难和危险。南京大胜关桥钢桁拱为三片主桁结构，杆件规模、线刚度、支反力巨大，合拢对位点多，采用以多层吊索塔架和水平索调整钢梁合拢位移为主要手段的新的合拢技术，在主墩钢梁不起顶的状态下实现钢梁合拢。多点对位钢梁合拢新技术1.4施工技术创新2.1施工方案概述根据桥址处水文地质、冲刷、通航的情况及特点，6#、7＃、8＃主墩基础均采用重锚无导向船施工方案。6#、8＃主墩基础施工采用底节钢吊（套）箱先在江边制造，下水浮运到墩位，重锚精确定位，插打16根定位钢护筒形成静定钻孔平台，完成8根成桩围堰平台安全渡洪，钻孔桩完成后接高钢吊箱并整体下沉到设计标高。7＃主墩基础施工采用底节钢吊箱在江边制造，下水浮运到临时锚锭水域整体接高围堰，再浮运到设计墩位，重锚精确定位，插打16根定位钢护筒形成静定钻孔平台，钻孔桩完成后，进行承台封底施工。二、深水基础施工2.2主墩基础施工特点1、工程规模巨大8#主墩基础的混凝土总量为12.9万方，钢筋1.2万吨，钢材2.1万吨。2、主墩处水深流急、河床冲刷大主墩墩位处常水位+7.00m时水深约50m。最大流速为2.75m/s,最大潮差1.56m。给围堰精确定位带来较大难度。3、长江航道航运繁忙，施工水域狭小，施工干扰大，水上施工安全风险大。4、工期紧、基础施工渡洪要求高要求6#、8＃主墩利用06年初半个枯水期达到开钻条件，并各成桩8根确保围堰安全渡洪。要求7＃墩钢吊箱于06年9月底整体浮运到位，12月31日成桩16根。5、地质条件复杂，钻孔桩施工难度大墩位处覆盖层主要由粉、细、中、粗、砾砂及圆砾土层组成，泥岩强度低，属软质岩，遇水软化，极易造成糊钻，排渣困难，进尺效率低。6、钢吊箱定位精度要求高主墩钢吊箱定位精度要求：平面轴线偏差≤50mm，平面高差≤50mm。7、施工机具投入巨大2.38#主墩主要水上机械设备配制表机械设备名称单位数量使用部位或工序水上浮吊63t艘1钢围堰底节制造、浮运、定位、下沉、钻孔桩施工、钢围堰接高、下放、承台施工水上浮吊60t艘1钢围堰浮运、定位、下沉水上浮吊50t艘1承台施工水上浮吊250t艘1钢围堰气囊下河、浮运、定位、下沉、钢围堰接高、下放水上浮吊200t艘1钢围堰浮运、定位、下沉、钢护筒安放、钻孔桩施工、钢围堰接高、下放、清基水上浮吊150t艘1钢围堰浮运、定位、下沉、钢围堰接高、下放水上浮吊100t艘1钢围堰浮运、定位、下沉、钢护筒安放、钻孔桩施工、钢围堰清基及封底、承台施工水上门式吊机80t台1承台施工(未完)2.38#主墩主要水上机械设备配制表机械设备名称单位数量使用部位或工序工程铁驳300-600t艘3钢围堰浮运、定位、下沉、钢护筒安放、钻孔桩施工、钢围堰接高、下放、清基及封底、承台施工工程铁驳1000t艘2钢围堰气囊下河、浮运、定位、下沉、钢围堰接高、下放桅杆吊120t台1钢护筒安放、钻孔桩施工、双壁钢围堰封底、承台施工拖轮600HP艘4钢围堰气囊下河、浮运、定位、下沉、钢护筒安放、钻孔桩施工、钢围堰接高、下放、封底、承台施工运输驳船500T艘3钢围堰底节制造抛锚船600-1200hp艘3钢围堰浮运、定位、下沉、钻孔桩施工、钢围堰接高、下放、清基及封底、承台施工水上砼搅拌船3000t艘1钻孔桩施工、双壁钢围堰封底、承台施工海天号水上砼船艘1双壁钢围堰封底、承台施工抓斗船QF520艘2钻孔桩施工、双壁钢围堰封底、承台施工泥浆船1500t艘2钻孔桩施工测量船艘1钢围堰气囊下河、钢围堰浮运、定位、下沉(续前页)2.4主墩施工方案与常规施工方案对比常规施工方法主墩施工方法定位方法普通锚+导向船重锚+无导向船施工方法抛设普通锚碇系统，导向船拼装并先定位，钢吊箱整体浮运到墩位，依托导向船定位下放，插打定位钢护筒，围堰完成体系转换，形成钻孔平台。抛设重锚碇系统，钢吊箱整体浮运到墩位，利用重锚系统进行围堰初、精定位，插打定位钢护筒，围堰完成体系转换，形成钻孔平台优点工艺成熟；施工平台大；围堰定位、下放易于控制。不设导向船；利于通航；浮吊吊距和占位方便，施工周期短，工序简单缺点船舶使用量较多，投入较大，施工周期长；导向船设备需另专业设计制造，增加导向船联结系杆件；浮吊吊距要求较高。围堰定位难度较大，施工工艺要求高；钢吊箱顶面需设绞锚平台，箱壁上设导缆器等特定设施，施工空间受限。2.5钢吊箱制作2.6钢吊箱制作2.7钢吊箱下水2.8钢吊箱下水2.9钢吊箱浮运根据初步定位后钢吊箱在水流和潮水位条件下的变化规律，选择在平稳的时段内进行钢吊箱的精确定位。选择低平潮位施加预拉力。通过插打定位钢护筒体系转换实现钢吊箱的最终精确定位。2.10钢吊箱定位2.11插打钢护筒2.12插打钢护筒KTY4000型钻机提放钻头2.13钻孔桩施工安装钢筋笼浇筑钻孔桩水下混凝土2.14钻孔桩施工利用四角4根钢护筒提升装置和箱壁水固定钢吊箱，接高完成后利用提升装置下放。方案优点：钢吊箱接高时底节处于固定状态，利于施工；下放过程可上下调控；不受水位影响；吊箱下放时重力大于浮力，主动下沉。2.15钢吊箱接高下放2.16钢吊箱接高下放提升下放装置06主隔仓h＝4.5m主隔仓h＝4.5m次隔仓h＝3.0m主隔仓h＝4.5m主隔仓h＝4.5m次隔仓h＝3.0m水流方向南ⅠⅣⅡⅧⅤⅢⅦⅨ0102030405070809101112131415162.17钢吊箱封底及承台施工钢吊箱封底布置图围堰封底浇筑混凝土施工场景2.18钢吊箱封底及承台施工浇筑承台混凝土施工场景2.18钢吊箱封底及承台施工承台浇筑后围堰内施工场景2.18钢吊箱封底及承台施工大型浮吊400t全回转浮吊2.19水上施工大型设备配备情况250t浮吊200t浮吊大型浮吊2.19水上施工大型设备配备情况1200t浮吊150t浮吊大型浮吊2.19水上施工大型设备配备情况63t浮吊100t浮吊80t浮吊大型浮吊2.19水上施工大型设备配备情况水上混凝土工厂北岸水上海天号混凝土工厂，生产能力120m3/h，双站双泵系统。南岸水上混凝土工厂，生产能力150m3/h，双站双泵系统。2.19水上施工大型设备配备情况大型船舶抛锚船2.19水上施工大型设备配备情况大型船舶400HP拖轮2.19水上施工大型设备配备情况大型船舶1000t工程用铁船2.19水上施工大型设备配备情况3.1结构形式及特点京沪高铁新建南京大胜关长江大桥主桥上部为六线连续钢桁拱（钢桁梁）结构，下部除6#、7#、8#三个主墩外，其余均采用由半圆拱形盖梁和双幅空心墩身组成的墩身帽结构，结构整体外形酷似“凯旋门”。墩身帽总高32～38m（矩形空心墩身单箱单室截面为10m×6m，壁厚1m，设计为C30混凝土3500m3；Ⅱ级钢筋450t）。三、主桥六线拱形高墩墩帽施工3.1结构形式及特点墩帽平面尺寸：37m×6.4m高度：7m墩帽结构用料：混凝土约1900m3，钢筋约200t。15001500主桥断面布置图京沪铁路沪汉蓉沪汉蓉南京地铁南京地铁520520下游侧上游侧客运专线37002005003190承台130010001000R650六线钢桁拱(钢桁梁)墩帽墩身3.1结构形式及特点常规标准双线铁路桥梁墩身帽特点：多为直板式或圆端式实心结构，一般平面尺寸约为11m×2.5m，高度2.5m左右，混凝土方量约为100m3。墩帽施工可以钢管脚手与墩身组成支承体系，不需另设大型支撑结构。大胜关桥墩身帽特点：体积大。单个墩帽混凝土方量达1900m3，大约是常规双线铁路桥墩帽部分的19倍。单量多。墩帽分三次浇筑混凝土，最多一次混凝土浇注方量达到750m3。形式新。双幅墩身间半圆拱直径达13m，拱下须设置支架。墩帽外侧为双曲线型，模板需整体加工安装。3.1结构形式及特点墩帽施工支架分为圆拱下支架空心墩身顶节支架两部分3.1结构形式及特点圆拱下支架：由等距布置φ48×3.5mm钢管支架和T形格构式支撑桁架组成。由水平梁和竖向立柱两部分组成，立柱为四组2.5mx2.4m格构式，桁架式水平梁长13m，与立柱对应设置，将钢管支架传