400m-的斜拉桥-及-5×100m连续梁桥施工方案

（一）本工程段概况第二工程段项目包括主通航孔400m长的斜拉桥（160m+400m+160m）上、下部结构及其相邻两端5×100m连续梁桥下部结构（不含打入桩）和上部结构。桥跨组合为：（5×100）m+（160+400+160）m+（5×100）m，总长1720m。1、主通航孔斜拉桥斜拉桥设计上采用预应力钢筋混凝土双塔空间双索面结构型式，边孔设有一个辅助墩和一个边墩，墩顶设有拉压连杆支座，以改善结构的变形和受力性能。辅助墩距主塔墩90m。主塔斜拉索采用扇形布置，约23对斜拉索，梁上水平索距为8m，索设计张拉力采用600～1000吨级。在梁部施工过程中可通过加大边跨箱梁截面尺寸及增设平衡重，来平衡中跨梁段重量。斜拉桥下塔柱断面由8.0m×4.0m变化至11.0m×5.5m，壁厚0.9m。中塔柱断面均为8m×4m，中空，壁厚0.8m。上塔柱（拉索锚固区）断面均为8m×6m，中空，壁厚1.0～1.5m。塔柱间设有一道横梁，位于中塔柱和下塔柱的结合部处，顶面标高+44.0m，横梁宽度8m，高度6m。主墩承台为多边形，横桥向长度62m，顺桥向宽度29m，厚度5.5m。承台底标高-2.0m，横桥向承台两侧各设有一个防撞墩。边墩和辅助墩桩基外排桩斜桩布置。承台呈多边形，钢筋混凝土结构，长度29.8m，宽度13.6m，厚度3.5m。承台底标高-1.0m，采用C30混凝土。墩身采用双柱空心薄壁墩结构，墩柱横桥向长5.3m，顺桥向长4.2m，壁厚0.8m，C40混凝土。边墩高度35.5m，辅助墩墩高度41.1m。2、5×100m连续梁桥连续梁桥下部结构为打入桩基础，共6个桥墩（斜拉桥边墩为共用墩）。承台底标高均为-1.0m。墩柱为高性能钢筋混凝土空心薄壁结构，墩柱底截面尺寸横桥向宽6m，顺桥向宽4.8m，墩柱壁厚0.7m，C40混凝土。连续梁上部结构为直腹板预应力钢筋混凝土箱形梁，单箱单室截面，顶板厚25cm，底板厚25～80cm，腹板厚40～85cm。梁部采用C60混凝土。梁体预应力体系为三向预应力。纵向预应力采用低松驰φ15.24钢绞线，Rby=1860Mpa或Rby=2000Mpa，OVM（或HVM）锚具。箱梁顶板采用钢绞线扁锚（BM锚），单端交替张拉锚固。在腹板内设双肢或单肢ΦL32精轧螺纹粗钢筋，σs=750Mpa，YCM锚具。3、施工环境本工程段起点里程为K19+660m，终点里程为K21+380m。工程地点距芦潮港约17Km，距小洋山约11Km，基本处在芦洋大桥的中段偏洋山岛侧。该工程段区域水深约11m，水流流速快，流向变化不大。海底地形较平坦，系第四纪堆积层，厚度160～220m，层位相对稳定。其覆盖层分布如下：（1）0～5米层厚为淤泥层；（2）8～15米层厚为淤泥质粘土层；（3）5～10米层厚粉质粘土层；（4）以下均为粉细砂层（持力层）。在桥轴线的左侧（沿芦潮港至小洋山方向，下同），有一斜向走向的中日海底光缆通过，最近点距桥轴线约为2480m，最远点距桥轴线3800m；在桥轴线的右侧，也有一条嵊泗县大洋山圣姑岙至上海南汇县芦潮港通信电缆通过，最近点距桥轴线约4000m。（二）本工程段施工主要特点：1、主通航孔斜拉桥主跨跨径大，桥面宽。2、主墩采用φ2.5m钻孔桩基础，且钻孔桩根数多（42根/墩），入土深，桩长达108m，护壁泥浆由海水配制而成，其性能指标须经反复试验确定。3、采用水上施工方法施工，设立水上生产、生活基地，靠前作业，全天候施工，水上施工作业时间长。4、水上施工设施庞大，生产组织、指挥调度工作繁重，船舶躲避台风转移耗时长。5、采用水上混凝土工厂供应混凝土。现浇混凝土工程量大，仅一个主墩就多达37320m3，其中钻孔桩22266m3，承台9500m3，塔柱5960m3。6、斜拉桥主塔墩承台长62m，宽29m，厚5.5m，混凝土数量9500m3，体积庞大，浇注时间长。7、海上作业淡水、电力缺乏，施工用电、用水自行解决。8、海上高空作业多，施工环境复杂，气候多变，安全防范工作始终贯穿施工全过程，是重中之重。（三）主通航孔主跨400米PC斜拉桥施工斜拉桥梁部采用全预应力混凝土箱型断面型式，梁高3.0m，梁宽34.5m。斜拉桥的大部分工作量集中在两个主塔上，其混凝土量达74600m3，现场工作量大，作业时间长。因此采取设立水上基地、配备水上混凝土工厂的方法，在水上施工斜拉桥主墩及边孔桥墩。上部梁体（除现浇段外）采取岸上预制、水上悬臂拼装。1、基础施工主墩钻孔桩穿过淤泥层和淤泥质粘土层、粉质粘土层，持力于粉细砂层。主墩钻孔桩采用定位桩固定平台方法施工。（1）定位桩平台施工定位桩用φ1.2m钢管桩，桩长36m，入土约24m。布置在顺桥向主墩承台的两侧。每2根或4根定位桩（桩距2m）构成一个支墩，支墩中心距7m，4根桩的支墩5个，2根桩的支墩4个，各墩桩顶连成整体。定位桩由打桩船插打，完成后在支墩顶安装桩顶联结梁，然后再在主墩两侧的联结梁顶安装工作平台，利用平台和导向架插打钻孔钢护筒。所有钢护筒插打完后，安装护筒支承环，将工作平台支承在联结梁和护筒上，减小平台跨度，并使平台形成牢固的整体，抵抗海浪和台风。（2）钻孔桩施工施工平台完成后即可进行钻孔作业，钻孔时泥浆护壁。钻孔机械主要采用KPG-3000型气举反循环旋转钻机，该型钻机最大钻孔直径φ3.0m，钻孔深度130m。另外配备一些GPS-2500型钻机。桩基施工时每墩拟上钻机4台。所有钻孔桩施工安排在7个月内完成。（3）承台承台采用吊箱围堰进行施工，吊箱围堰在岸上制造，船运至墩位处拼装，然后用支架液压起吊系统整体起吊就位（也可采用精轧螺纹钢多点吊挂，由护筒顶上的千斤顶下放就位），固定后进行围堰喇叭口堵漏、封底。封底混凝土达强度要求后围堰抽水，切割护筒和凿除桩头，进行承台施工。承台混凝土按设计要求采用一次或两次灌注（混凝土量达9500m3），按大体积混凝土要求施工。具体措施如下：①选用低水化热的普通硅酸盐水泥。②掺加10%～15%的优质Ⅱ级粉煤灰，减少水泥用量。③采用级配良好的优质中砂和碎石，合理选用混凝土配合比。④冷水冲洗碎石，降低混凝土入模温度。⑤减小分层厚度，让混凝土温度在浇注过程中充分散发。⑥承台内埋设冷却循环水管和测温管，控制温升梯度≯25℃。⑦运用“蓄热保温法”对承台混凝土进行保温保湿养护，防止裂纹产生。由于海上环境恶劣、气候复杂多变，承台混凝土灌注时间不宜过长，为此在承台施工时将用2座120m3/h的水上混凝土工厂同时供应混凝土，满足150m3/h的混凝土产量要求，确保主墩承台混凝土灌注时间不超过3天。2、墩柱及主塔施工（1）边墩、辅助墩斜拉桥边孔边墩和辅助墩墩身用落地支架配合翻模分节现浇，泵送混凝土。（2）主塔①塔柱施工塔柱施工采用逐段现浇方法完成。下塔柱采用落地支架配合翻模施工；中塔柱和上塔柱用爬架施工，中塔柱为三面爬架，上塔柱为四面爬架。中塔柱内侧面之间设有“A”形支架，支架底部支承在横梁顶面上，横桥向两侧与已浇塔柱连接。支架的作用一是支承塔柱，二是作为高塔吊机的附着支点。由于柱壁为空心截面，且呈倾斜状，柱壁内需设置劲性骨架，以支承模板和新浇混凝土重量，防止变形。上塔柱柱壁内同样埋设劲性骨架，以定位索道管和柱壁内布设的水平预应力筋。索道管和劲性骨架分节安装，先在岸上精确定位，塔上微调固定。测量定位工作在阴天或早上日出前完成。塔柱混凝土采用泵送。②横梁施工横梁拟采用一次浇注施工方案。下塔柱顶部与横梁等高段与横梁同时浇注。横梁一次浇注时所用时间短，对加快施工进度有利，但要解决变形协调和混凝土收缩徐变问题,具体措施有：a、使用收缩补偿混凝土。b、选用合理配合比，确保混凝土初凝时间符合要求。c、增大横梁下方支架刚度，用钢管桩作支撑柱，减小弹性和非弹性变形。d、采取由中间向两端进行的混凝土灌注方法，使支架变形先期完成。塔柱施工用起重设备为一台300t-m高塔吊，布置在塔柱一侧的桥轴线上，距墩中心8米。塔吊在承台完成时安装，斜拉桥合拢后拆除。塔柱施工过程中应加强形位监控。3、梁部施工主梁采用现浇与预制悬拼相结合的施工方法进行。主梁0#块段（30m长）、辅助墩墩顶16.5m长梁段（含两个1.5m湿接头）以及边墩墩顶梁段（压重块）在墩旁托架上现浇，其余主梁分块预制，水上悬臂拼装。（1）梁块预制预制部分主梁拟分10个节段用部分长线台座匹配法预制，每个节段主梁分块长度4m。其中主跨侧的第一、第二预制节段长度均为68m，各17个梁块，主跨侧第三预制节段长48m，12个梁块；边跨侧第一预制节段长68m，17个梁块，边跨第二预制节段长52m，13个梁块。预制梁段与现浇梁段之间以及相邻两个预制梁段之间的连接和线型控制通过预留湿接头来完成，斜拉桥主梁共设8个湿接头。主梁节段划分如图所示。现浇段现浇段合拢段湿接头湿接头湿接头湿接头合拢段预制悬拼段预制悬拼段预制悬拼段梁块在岸上制梁场按架设顺序编号进行预制，先架先制，后架后制。斜拉桥主梁预制台座设四个，每个台座长度68m，并排布置。其中两个台座负责主跨6个节段梁块预制，另外两个台座负责边跨4个节段梁块预制。一个节段所属的所有梁块按成桥状态位置顺序对号在同一个台座上预制，台座线型与节段主梁设计线型一致。制梁时每次每个台座上浇制一个梁块，上一个已浇梁块的前端面作为下一个待浇梁块的后端面端模，在其相邻梁块浇注时不能吊离台座，以确保相邻梁块悬拼时匹配面吻合，其他梁块制好后，可移开吊至存梁台座上存放，存放期按规定时间办理。（2）预制梁块悬拼施工当主梁0#块段施工完成后，在梁顶安装架梁吊架，用架梁吊架悬拼预制梁块。架梁吊架起吊能力500t，共2对4套。梁块自预制场沿栈桥码头下河，船运至待架点锚泊，吊架将梁块吊起对位拼装。同一节段的预制梁块采用胶拼，胶拼的匹配面胶粘剂在一定的压力下固化。相邻节段间以及预制梁块与现浇梁段之间接头采用湿接头混凝土连接。拼装时主墩两侧对称进行，每安装一个梁块，吊架前移一次，每安装2个梁块挂设一对斜拉索。当边跨架至151m（第34个梁块完成）时，先进行边跨合拢。待合拢段混凝土强度达到设计要求，边跨和辅助墩拉压连杆支座安装完成后，才能进行主跨其余梁块的悬拼，最后调索，主跨合拢。梁部施工时应加强线型、索力等方面的监控。4、施工工艺框图（1）斜拉桥钻孔桩施工工艺框图（2）斜拉桥承台施工工艺框图（3）斜拉桥主塔下塔柱施工工艺框图（4）斜拉桥主塔横梁施工工艺框图（5）斜拉桥主塔中塔柱施工工艺框图（6）斜拉桥墩顶现浇段施工工艺框图（7）斜拉桥主梁节段预制施工工艺框图（8）斜拉桥主梁节段悬臂拼装施工工艺框图（9）斜拉桥缆索安装施工工艺框图（10）斜拉桥平行钢丝缆索挂设施工工艺框图斜拉桥钻孔桩施工工艺框图定位桩插打定位桩制造插打钢护筒旋转钻机就位泥浆循环系统布置泥浆反循环钻孔钻头配重配置水上混凝土工厂布置钢筋笼安装水下混凝土灌注导管水密试验吊箱围堰施工钢护筒制造终孔、清孔、验孔钢筋笼制造水上施工平台搭设桩基检测评定墩位施工布置平台桁架预拼下导管二次清孔斜拉桥承台施工工艺框图钢护筒上围堰拼装布置围堰下放就位、固定围堰堵漏、围堰封底冷却水管制备桩头凿除、桩基检测承台钢筋、冷却水管安装钢筋成型承台混凝土灌注、养护围堰抽水围堰分块制造围堰侧板拆除水上施工平台拆除浮吊就位验收评定斜拉桥主塔下塔柱施工工艺框图循环四次劲性骨架车间分节制造安装高塔吊灌注节段混凝土安装劲性骨架安装两塔柱间平衡架及外脚手架测量控制劲性骨架位置及倾斜度精确调整劲性骨倾斜度、焊牢安装劲性骨架顶与支架的联结杆接长和绑扎钢筋安装内模及支架凿毛、清理底部混凝土表面测量放出施工边线及控制线安装外模及支撑、安装模板对拉杆检查调整内外模板灌注平台安装布置养护、凿毛、模板拆除修整混凝土制备混凝土输送泵及管道布设斜拉桥主塔横梁施工工艺框图安装下横梁底模绑扎下横梁底板钢筋、安装定位网穿波纹管和钢绞线，安装内模腹板钢筋绑扎、预埋件设置安装外侧模底节段模板及对拉螺杆混凝土制备检查、验收、签证、灌注平台布置平衡架完善及拼装护筒立柱横梁预应力束张拉横梁预应力孔道压浆、封端临时施工孔封堵张拉设备检验标