上海崇明越江大桥B6标水上平台及钢护筒工程投标方案

上海崇明越江通道长江大桥工程B6标水上平台及钢护筒工程投标技术方案上海通晟市政工程有限公司年月日第一章施工准备阶段组织计划一、工程概况上海长江大桥工程位于上海市东部，由长兴岛跨越长江口的北港，至崇明陈家镇，全长约16.55Km，本标段为堡镇沙非通航孔60m跨连续梁，桩号范围为k17+318~k19+238。桥梁结构采用六至七跨预应力混凝土连续梁。承台：钢筋混凝土承台。基础：钻孔灌注桩基础。1、自然条件及周边环境1）地形地貌拟建桥址场区地貌类型陆域和近岸处为河口、砂嘴、砂岛和沙滩地貌，水域为河床、江心暗砂地貌。崇明岛陆域区地势平坦，分布有较多的明浜和鱼塘；崇明岛地面标高约3.3~3.4m，大堤高程约5.9m。北港水域江底呈现南北两个水道。南水道宽约4.2公里，呈宽状“U”字形，水深16~18m，江底略有起伏，幅度约3~4m；北水道宽约800m，最大水深约16m。江堤外普遍分布有潮滩。水下砂体较多，在近崇明岛北港北侧分布有一宽约2.7公里的暗砂（堡镇沙），砂体呈现NW---SE走向，与长江径流方向基本一致，砂体表面较平，最浅处深仅几米，落潮时已露出水面。2）地质条件场区全新统土层厚度较大，且在横向和纵向相变较大。按其岩性、地质时代、成因类型及物理力学性质指标上的差异，可分为17个工程地质（亚）层。一，全新统土层：层底标高大约-45m左右起伏变化，近长兴岛约为-41.7~40.9m，水域约为-50.6~-40.5m，近崇明岛约为-41.5m；全新统土层概况如下：崇明岛陆域局部段分布有厚约1.3m、软塑状的②1层灰黄色粉质粘土；浅部分布②3层砂质粉土层，江中砂体（堡镇沙）和长兴岛、崇明岛陆域区厚度较大（最大厚约17m），在南北深槽区受切割变薄或缺失，该层在一定的水动力作用下易产生流砂和管涌现象。长兴岛陆域及崇明岛近岸段②3层之下分布有第③层淤泥质粉质粘土，厚度约2m，而江中及崇明岛陆域缺失。沿线遍布有第④层淤泥质粘土层，流塑状，高压缩性，易触变和流变。厚度约2.6~24.5m，江中砂体及长兴岛侧厚度较小。第⑤1层以粘性土为主，纵横向变化较大，该层在崇明岛侧下部夹薄层粉砂较多，呈粘质粉土；在江中和长兴岛区段夹砂较少，呈粘土或粉质粘土。该层厚度变化较大，约2.0~2.5m。第⑤2层为粘质粉土，该层在横向和纵向上变化亦较大，厚度约2.5~16.5m，在江中砂体（堡镇沙）至崇明岛段及崇明岛陆域缺失。二，上、中更新统土层：由于长江河道的原因本拟建场缺失上海统编的第⑥层和第⑧层土。第⑦层以粉性土为主，整个场区遍布，层面埋深-50.6~-40.3m，总体来说，随深度增加砂性渐重、状态渐好，根据土性及工程性质差异又可细分为二个亚层（⑦1、⑦2），⑦层总厚度约14.8~33.4m，状态中密~密实。其中在⑦1层中局部段夹有厚约1.5~17.5m、软塑状的透镜体粉质粘土夹粉土（⑦1层）。第⑨1层灰色砂质粉土与粉质粘土互层状态极不均匀，仅局部段分布；第⑨2层灰黄~灰色含砾粉细砂层，沿线均有分布，土质均匀，密实，在长兴岛近岸段、江中及崇明岛陆域埋藏较深，表面标高为：在长兴岛陆域埋藏较浅，层面标高约-63.4~-62.2m。厚度变化较大，局部未钻穿。其下均为中更新统地层（⑩、(11)、(12)层），状态为硬塑状粘性土或密实状含砾粉砂，层面及层厚均变化较大，层面标高约-92.3~-99.9m，其中第⑩层仅在江中局部段分布。土层工程特性指标参数表层序土层名称标准贯入击数平均值N63.5②1灰黄色粉质粘土②3灰黄~灰色砂质粉土8.5③灰色淤泥质粉质粘土④灰色淤泥质粘土⑤1-1灰色粘土⑤1-2灰色粉质粘土夹粉土14.5⑤2灰色粘质粉土19.5⑦1灰色砂质粉土30.5⑦t灰色粉质粘土夹粉土18.5⑦2灰色粉砂48.5⑨1灰色砂质粉土与粉质粘土互层29.0⑨2灰黄~灰色含砾粉细砂59.0⑩灰褐~兰灰色粉质粘土(11)灰色含砾粉砂60.5(12)灰绿~草黄色粉质粘土3）周边环境及施工条件1，本工程最北端的PM112墩距崇明岛大堤约710m为B7标施工区域。2，业主在B7标及B6标范围ie内均布置栈桥。B7标范围内栈桥宽度为8m，本标段范围内栈桥宽度为6m，栈桥允许荷载为50t(含)履带吊，混凝土车辆控制在8方以下，目前栈桥已从崇明岛开始施工，预计2006年6月底施工到k18+468，10月底贯穿B6标。3，管线Ⅰ桥轴线2海里范围内有以下管线；Ⅱ上游海军和广电公用一根光缆；Ⅲ下游陆军和网通公用一根光缆；Ⅳ上游中国电信光缆和电力海缆各一根。二，主要工作内容1，钢护筒、钢管桩、平台结构型钢（钢材）的采购、加工、运输、安装、拆除；2，Pm81墩~Pm83墩、Pm87墩~Pm89墩、Pm93墩~Pm95墩、Pm99墩~Pm102墩、P106墩~Pm108墩共16各桥墩刚平台的搭设、拆除；3，以上各墩钢护筒振设。本施工方案均按投入3个钻孔桩平台、6个工作平台进行考虑。三、施工组织安排1、栈桥贯通以前，先进行北侧Pm106墩~Pm108墩的钢平台塔设。2、栈桥贯通后，钢平台搭设改为由南向北进行。3、Pm81墩~Pm83墩三个深水区钢平台在栈桥贯通后马上组织搭设，以保证总体进度要求。以上施工组织安排均根据甲方项目部的总体进度计划和要求进行。四，施工组织机构第二章施工技术方案一、钢平台设计1、设计荷载起重机械：50吨履带吊，起重弯矩1500kN.m，起重量300KN（控制荷载）汽车荷载：20吨载重汽车/8m3混凝土输送车（校检荷载）均布堆载：10KN/m2风荷载：施工状态10年一遇10m高度处设计风速V=33。26m/s冲刷深度：钢管桩在施工期间的河床冲刷深度按4m考虑。2、钢平台功能钢平台顶面高程+6.5m（吴淞高程）。钢平台面积（根据招标文件）：平台类型一（A型平台）：长度38.0m，宽度15.5m。（适用于Pm83、Pm87~Pm89、Pm93~Pm95、Pm99~Pm102墩）平台类型二（B型平台）：长度39.5m，宽度17.0m。（适用于Pm106~Pm108墩）钢平台由承台区域钻孔平台及吊车走道区域施工平台组成。钻孔平台在钻孔灌注桩施工阶段使用，施工平台在整个墩柱下部结构施工阶段使用。钻孔桩施工结束后将钻孔平台提前拆除，材料转入下一轮钢平台搭设施工。3、钢平台设计优化根据招标文化精神，对B6标钢平台设计进行优化，使其结构更合理、施工更简单，同时方便拆除。优化一：整体结构承台区域由于有钢护筒的存在，为使钢护筒充分受力，减小投入，承台区域内一律不设钢管桩，主梁（H588300）也不通过该范围，荷载直接传递到钢护筒上。此方案同时也方便钻孔平台的拆除。优化二：主梁主梁尽量不通过钻孔桩区域。为保持结构稳定和施工需要，在平台两侧必须通过时，采用搭接焊，便于钻孔桩平台拆除。优化三：横梁布置由于50t履带吊机和混凝土运输车将进入部分钻孔平台范围，履带并不一定在钢管桩附近行走（这种工况施工时也无法保证），故工作平台范围内横梁（156a）应均匀布置，间距统一为1000mm。横梁分段安装，搭接在钢管桩上，现场不设焊接接头，以加快施工进度，对拆除比较方便。优化四：钢管桩由于钢管桩振设平面精度不可能十分精确，给主梁和横梁安装带来一定难度，故将钢管桩直径改为800，整根加工制作、运输、振设，钢管桩下部壁厚10mm，上部壁厚9mm。平均每延米用钢量相当，但有利于现场安装，且单桩承载力和水平刚度明显提高，桩基长度可以缩短，实际用料可以减少。4、钢管桩设计1）地质情况桥址处地质分层情况如下表：B6标地质分层表墩号河床标高各地层分界标高②3④⑤1-1⑤1-2⑦1Pm81墩-4.9-16.7-24.9-32.0-39.9-------Pm82墩-3.3-15.4-21.3-33.1-42.8-61.3Pm83墩-2.8-17.6-23.8-32.4-44.4-56.8Pm87墩0.6-15.2-20.4-30.9-42.4-55.6Pm88墩1.4-16.4-21.1-30.4-41.3-55.6Pm89墩1.3-15.0-22.2-32.2-41.8-55.2Pm93墩-1.3-18.3-25.3-33.8-42.3-60.3Pm94墩-1.2-17.2-23.7-32.0-41.7-56.2Pm95墩-1.4-18.0-24.4-33.7-40.4-58.9Pm99墩-0.7-15.5-22.7-31.9-40.7-51.9Pm100墩-0.7-15.6-23.2-31.7-40.2-52.9Pm101墩0.5-14.6-22.1-33.3-41.3-49.7Pm102墩0.5-14.9-22.3-32.1-41.3-50.5Pm106墩-0.7-13.8-23.2-31.1-39.5-63.7Pm107墩-2.3-13.8-24.3-30.9-39.0-53.3Pm108墩-3.5-10.9-21.0-31.2-41.2-59.4从上表可以看出，Pm81墩河床面标高和各地层分界面均较低，Pm93墩各地层分界面较其它浅水区低，可以分别代表深水区和浅水区进行桩基础极限承载力计算。Pm81墩和Pm93墩地质情况见下表：Pm81墩和Pm93墩地质资料墩号地层泥面标高地层分界底标高分层厚度极限摩阻力Pm81墩②3-4.9m-16.7m11.8m35KN④-24.9m8.2m25KN⑤1-1-32.0m7.1m40KN⑤1-2-39.9m7.9m50KNPm93墩②3-1.3m-18.3m17.0m35KN④-25.3m7.0m25KN⑤1-1-33.8m8.5m40KN⑤1-2-42.3m8.5m50KN2）计算荷载50t履带吊机自重60t，按如下图把杆位置时吊重30t为最不利吊装工况，此时两个履带分布的荷载如图所示：如果此时吊机骑跨在单根钢管桩上，则绝大部分荷载由该桩承担，集中荷载P=（142+71）*6.35/2=676KN钢管桩在施工期间的河水冲刷深度按4m计算。3）钢管桩设计钢管桩顶标高+5.132m。深水区钢管桩桩长31.0m，底标高-25.868m。整根加工制作、运输、安装。壁厚：下部15m范围厚9mm，上部16mm范围厚10mm。单桩重量5.82t。浅水区钢管桩桩长26.5m，底标高-21.368m。整根加工制作、运输、安装。壁厚：下部15m范围厚9mm，上部11.5m范围厚10mm。单桩重量4.93t。钢管桩承载力安全系数取2。4）钢管桩承载力计算Pm81墩（深水区）单桩极限承载力FFPKN129814.38.0]40968.0252.835)48.11[(安全系数9.16761298/PFKPn93墩（浅水区）单桩极限承载力FPKNF139414.38.0]25435)417[(安全系数1.26761394/PFK5、钢平台结构组成基础：80010（9）钢管桩，顶标高+5.132m，桩长26.5m（深水区为31.0m），持力层为第⑤1-1层。钢管桩结构详见附图。主梁：双木品H588300，纵桥向布置于桩顶。横梁：I56a，横桥向根据吊车走道位置和钻机布置，工作平台范围加密。次梁：I20a，间距@400mm，纵桥向布置。面板：工作平台区域为10mm钢板，钻孔平台区域铺设钢板网。平联：4258钢管，用于平台连接，标高+1.7m。钢平台结构详见附图。6、钢护筒设计钢护筒材质选用Q235。根据钻孔桩类型，将钢护筒分为两钟类型：A型：钢护筒内径1800mm，壁厚12mm。对应1600钻孔桩。B型：钢护筒内径2000mm，壁厚12mm。对应1800钻孔桩。钢护筒顶标高根据施工需要应高出最高水位2.0m以上，本工程钢护筒设计顶标高+6.5m，与钢平台标高保持一致。为保持成孔期间孔位安全，钢护筒底标高应穿透不良的透水地层，并进入地质条件较好的④2层至少2.5m。根据地质分层表，选择钢护筒底标高在-16.3m~-26.3m之间，钢护筒长度在22.8m~32.8m之间。钢护筒设计表墩号顶标高（m）底标高（m）长度（m）分节长度Pm