朝天门大桥结构施工方案

朝天门长江大桥主桥上部结构施工方案中港重庆朝天门大桥项目建设有限公司二00四年十月目录一、工程概况二、方案选择前期准备三、架梁吊机安装方案四、缆索吊机安装方案五、方案比选一、工程概况1.1、概述：朝天门长江大桥位于重庆市朝天门下游1.71km处，北起自重庆造船厂，南到重棉三厂。全长1.741Km。主桥设计方案是跨径为190+552+190的中承式钢桁连续系杆拱桥，双层桥面，上层桥面为双向6车道和人行道，宽36m，下层桥面中间为双线城市轨道交通，两侧各预留一个7m宽的汽车道。＋193.00南岸北岸＋252.16常年洪水位＋184.32观音梁印子石常年枯水位＋157.808×12×16×16×14×12×14×16×16×121.2、地形、地质条件：大桥两岸地形陡峭，建筑物密集，基岩裸露，河道内地形条件复杂，有多处石梁分部，航道偏南。1.3、大桥区域长江水文航道条件：桥址区水域常年宽300m左右，除去两岸趸船锚泊区域，实际航道宽度约240m。常年水流流速2.5m/s，洪水流速可达3.5-4.0m/s。成库前二十年一遇洪水位为188.23m，五十年一遇洪水位为189.83m。常年洪水位为184.32m，常年枯水位为157.80m。三、架梁吊机安装方案3.1、施工思路3.2、平面布置3.3、架梁吊机设计3.4、施工工艺流程3.5、安装效率及节点工期3.1、施工思路南主墩和北侧河滩部分基础利用枯水季节施工，同时搭设南北码头和栈桥。主桥上部先安装桁拱，待拱肋合拢后，再安装吊杆和桥面梁系，钢桁拱用拱上爬行架梁吊机从边跨向跨中悬臂安装，边跨安装时搭设少支架辅助支撑。钢桁构件出厂后用驳船运输至施工现场，通过码头和栈桥运输至堆场存放和预拼。边跨钢桁构件利用枯水季节安装，构件直接从栈桥上起吊。中跨桁拱用架梁吊机全悬臂安装，栈桥范围以内的构件直接从栈桥上起吊，水上构件在安装位置下方河道上设置定位船，构件预拼好后用驳船运输至安装位置下方定位，垂直起吊。中跨桁拱安装跨越主航道上空时，通过两侧部分桁节异步安装，实现两次航道转换，始终保持一个不小于120m宽的航道畅通。待中跨桁拱合拢后，从两侧向跨中逐跨安装吊杆、横梁、系梁和桥面板，构件利用设在过渡墩处的起重设备从栈桥上起吊，通过下层轻轨轨道梁运输至安装位置进行安装。定位船190005520019000北岸南岸一般施工水位＋200.00滨江路1000t.m塔吊扣塔运输驳船3.2、施工平面布置施工作业对桥轴线上下游各250m的水域有影响，为施工水域。码头和栈桥设在桥轴线上游侧，北侧码头设在观音梁外沿，南码头设在现中石化油趸船内侧，码头和构件堆场用栈桥连接。184.00北河岸线南栈桥南码头75200构件预拼平台北栈桥北码头桥轴线上游施工水域边线下游施工水域边线南滨路挡墙观音梁印子石25025040155.00155.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00184.00160.00155.00155.00663.3、架梁吊机设计（1）结构形式调平机构行走机构桅杆吊机（2）主要参数3.4、施工工艺流程南岸北岸步骤二、1、利用塔吊安装第一节间钢梁；2、在钢桁梁上拼装架梁吊机；3、架梁吊机进行试吊。步骤一、1、利用第一个枯水期施工基础；2、同时进行边跨临时支架、施工栈桥、预拼平台（堆场）的搭设施工，安装施工塔吊；3、施工主墩及过渡墩墩身。190005520019000施工水位常年洪水位＋184.32施工水位190005520019000北岸南岸运输驳船运输驳船南岸施工水位北岸南岸北岸常年洪水位＋184.32施工水位步骤四、1、将主墩支点设置为临时固定支座（约束水平位移）；2、开始用架梁吊机架设中跨钢桁拱；3、当钢桁达到一定的悬臂长度后，解除支座水平约束，调整桁梁纵轴线，然后重新锁定。4、同时安装扣塔塔柱和临时支撑斜腿。步骤三、1、利用架梁吊机借助临时支撑依次架设边跨钢梁的所有构件至主墩；2、在架设过程中根据要求对钢梁后端进行适当压重，保证钢梁的安装过程中倾覆稳定安全系数大于1.3。190005520019000190005520019000190005520019000168001680080008000北岸施工水位南岸定位船运输驳船180.00通航水域通航水域180.00运输驳船定位船南岸施工水位北岸8000800014400166001680016800步骤六、1、挂设1＃扣索；2、拆除扣塔支撑斜腿；3、对1＃扣索进行初张拉。步骤五、1、利用架梁吊机架设中跨钢桁拱至168m（构件均从驳船上起吊），同时对边跨进行适当配重；2、继续安装扣塔塔柱上部构件及塔顶锚箱，安装边跨和中跨锚固点锚箱；3、此阶段可保证中跨有180m的航道宽度。1900055200190001＃扣索1＃扣索140.00120.00124.00步骤八、1、南侧钢梁停止架设，将南侧定位船向江心移动，将通航孔转换至已安装完毕的南侧中跨桁拱下方，实现第二次航道转换；2、航道转换结束后，北侧定位船重新定位，两侧同时安装；3、在此期间约有两周的时间单侧航道的宽度只有120m宽。南岸施工水位北岸定位船运输船通航水域168.0017.00168.00240.00通航水域127.00定位船运输驳船北岸施工水位南岸步骤七、1、北侧停止架设，拆除定位船，将通航水域调整至127m，实现第一次航道转换；2、利用架梁吊机继续架设南侧中跨钢桁拱至240m，架设过程中挂设南侧2＃扣索并初张拉；3、此阶段历时约一个半月。1＃扣索1＃扣索1＃扣索2＃扣索2＃扣索1＃扣索145.00264.00276.00120.00124.00通航水域北岸施工水位南岸步骤十、1、继续架设中跨钢桁拱，南侧至276m，北侧至264m；2、南侧吊机后撤，测量和调整合拢段两侧相对高差和位移，使之达到合拢要求；3、利用北侧吊机进行中跨合拢，解除支座临时固定措施；4、拆除定位船，恢复正常航道；5、将架梁吊机后退至中支点顶部。通航水域运输船定位船南岸施工水位北岸步骤九、1、继续架设中跨桁拱，架设过程中始终保持南侧通航；2、安装工程中根据设计要求挂设北侧2＃斜拉扣索，并初张拉。1＃扣索2＃扣索1＃扣索2＃扣索南岸常年洪水位＋184.32一般施工水位北岸南岸施工水位北岸步骤十二、1、全桥附属结构和主墩景观结构施工；2、全桥完成最后一道面漆的整体涂装；3、车行道和人行道铺装施工；4、成桥动、静载试验。步骤十一、1、架梁吊机（拱上爬行）配合履带吊机（在上层桥面上行走）逐段吊装吊杆、系梁、横梁和桥面板，构件从通过下层桥面轻轨轨道梁运输至安装位置，直至中跨合拢，张拉系杆体外预应力束。190005520019000四、缆索吊装方案4.1、施工思路4.2、平面布置4.3、缆索吊机设计4.4、施工工艺流程4.5、安装效率及节点工期4.1、施工思路南主墩和北侧河滩部分基础利用枯水季节施工，同时搭设南北码头和栈桥。主桥上部先安装桁拱，待拱肋合拢后，再安装吊杆和桥面梁系，钢桁拱用缆索吊机从边跨向跨中悬臂安装，边跨安装时搭设少支架辅助支撑。钢桁构件出厂后用驳船运输至施工现场，通过码头和栈桥运输至堆场存放和预拼。主墩墩身施工完毕后，安装调试缆索吊机系统，进行试吊。边跨钢桁构件利用枯水季节安装，构件从过渡墩外侧定点起吊。中跨桁拱用缆索吊机全悬臂安装，构件从施工码头上定点起吊后，吊运至安装位置安装。待中跨桁拱合拢后，从两侧向跨中逐跨安装吊杆、横梁、系梁和桥面板。12°塔吊主塔风缆主塔风缆19000552001900018500密封主索密封主索主塔一般施工水位南岸北岸主塔4.2、平面布置施工作业对桥轴线上下游各250m的水域有影响，为施工水域。码头和栈桥设在桥轴线上游侧，北侧码头设在观音梁外沿，南码头设在现中石化油趸船内侧，码头和构件堆场用栈桥连接。300300印子石观音梁66南滨路挡墙下游施工水域边线上游施工水域边线桥轴线北码头北栈桥构件预拼平台20075南码头南栈桥北河岸线184.00横移滑道横移滑道155.00155.00160.00184.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00155.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00160.00155.00155.00404.3、缆索吊机设计主地锚12°19000北岸主塔主地锚主塔风缆主塔风缆塔吊600005680054600185005520025000密封主索主地锚主地锚塔架塔架桥轴线塔侧风缆塔侧风缆北岸南岸塔侧风缆主塔风缆主塔密封主索南岸施工水位19000起重主缆主要设计参数主塔为4φ800mm×14mm钢管立柱万能杆件平联拼成门式塔架，宽43.2m，高185m，墩顶150m高度内压注C40砼，与墩顶铰接。跨径组合为546＋568＋600m，背索与水平面的夹角为12°，中跨垂度为1/16。两组7φ50密封钢丝绳主缆，移动索鞍，每组主缆设计吊重80t，两组设计吊重5t的工作索，重力式地锚。大跑车起降速度2m/min，水平牵引速度10m/min。328048043201850015000480560万能杆件C40砼φ800钢管5.2、推荐意见两种安装方案从施工可行性上看都是可行的，其中缆索吊机安装方案减小了中跨悬臂端的荷载，施工安全性能较好，但经济性能较差，且工期较差。架梁吊机方案存在的主要问题是中跨构件安装时，需占用航道，但可以通过部分节段(6个节段）的异步安装和两次航道转换，始终保证有一个不小于120m宽的航道畅通，此方案在10月21日召开的航道问题专家咨询会上已获得认可。缆索吊机存在的主要问题是，北索塔侧风缆占用水域较大，封锁了进出梁沱作业区和过河轮渡的航道，南索塔侧风缆占用陆域较大，拆迁和协调难度大，且需要辅助安装起重设备。两种方案的中跨合拢方式完全一致。经对两种方案的综合性能进行对比分析，我们建议主桥上部钢梁采用架梁吊机先拱后梁的施工方案施工。