明州大桥主桥施工方案

1主要工程项目的施工方案、施工方法一、工程概况宁波市（宁波位于东海之滨，中国海岸线的中段，是浙江沿海的交通枢纽，中国大陆沿海第二大港，同时也是一座历史文化名城，旅游胜地）明州大桥工程位于宁波市东部规划中高教园区及科技园区，为城市交通运输的主动脉。本工程长约1.33km，包括主桥、引桥及引道，南岸引桥以桥台为界，南岸引道长约80m，桥梁总长1250m，其中主桥长度为650m，北岸引桥长50m，南岸引桥长550m。大桥除需跨越甬江外，尚需跨越甬江两岸的滨江规划道路。明州大桥主桥桥宽45.8m，引桥桥宽32.5m。设计标准为城市快速干道，设计车速80km/h。设计荷载：城A级、公路Ⅰ级，人群3.5KN/m2，全桥满人2.5KN/m2，主桥为双向八车道2×15.5m，人行道2×2.5m，采用中承式拱梁组合体系的系杆拱桥，跨径布置（100＋450＋100）m，设计纵坡3%。新建桥址平面位置图二、工程场地自然条件1、场地地形地貌拟建大桥横跨北仑区新棉村(东南岸)与镇海区勤勇村(西北岸)之间甬江江面上,在地貌上位于宁绍平原的东端,为第四纪全新世中、晚期河、湖积滨海淤积平原。桥区地势平坦,该段江面宽约340m,主河槽位于西北一侧,东南一侧有近120m为浅滩区,江底标高最深-9.2m左右,常水位水深10m以内,两岸地面标高2.5m左右。2、地质条件桥位处地基土基本由第四纪沉积层及白垩系基岩组成，地质钻探揭示土层基本为粉质粘土层、粉质砂层、粉细砂、粘土夹卵砾石及泥质砂岩层等。3、水文条件甬江为浙江沿海弱潮河流,潮汐属非正规半日潮,河道底坡平缓,多年平均高潮位2.23m,历史最高潮位为3.36m,最低潮位为-1.72m,300年一遇洪水位为3.83m(黄海高程)。4、通航条件及通航标准桥位处河道主河槽位于北侧，主河槽宽约200m。桥区河道位于甬江弯道段，水文条件较为复杂，南岸河道淤积严重。通航等级：海运Ⅲ级航道，1000吨驳船，净空24m，双向通航。设计最高通航水位2.23m（黄海高程）。5、气象条件拟建场地属亚热带季风湿润气候,具有冬、夏交替明显、年温适中、四季分明。拟建场地盛行风向以西北风(冬季)和东南风(春夏季)为主,多年平均风速2.6米/秒,极大24米/秒。风力8级或以上大风日,主要出现在1月、8月,平均最多年17天。6、其他要求1）桥位处航空限高107m，施工过程中确保航空限高要求。2）施工过程中确保甬江通航安全要求。3）施工过程中防洪安全及抗击台风的要求。三、测量方案四、主桥施工方案一）主桥工程简述本工程主桥为双肢中承式拱梁组合体系的系杆钢箱拱桥，拱肋为箱型钢结构，加劲梁采用正交异性桥面板钢箱梁，桥面宽45.8m，主跨下肢拱轴线为悬链线，矢跨比1/5，边跨下肢桥址位置2拱为高次曲线，上肢拱轴由悬链线和反弯高次曲线组成。加劲梁通过吊杆及立柱支承于拱肋之上，中跨加劲梁的两端支承于中跨拱梁交汇处的横梁上，端支承为纵向滑动支座，横向和纵向设置阻尼限位装置。边跨加劲梁分别在中跨和边跨的拱梁交汇处与拱肋固结。主跨两端横梁之间布置强大的水平拉索，以平衡中跨拱肋的水平推力。钢箱拱肋采用全焊箱型截面，上肢拱肋箱形断面高3m，宽2.8m，腹板厚度16mm，顶底板厚度16mm；下肢拱肋箱高3.8～6.0m，宽3.5m，腹板厚度20～32mm，顶底板厚度30～45mm，局部加厚至50mm。拱顶位置两肋的拱顶中心距为18.2m，拱肋内倾角度11.3度。钢拱肋采用Q345qD钢和Q370qD钢（厚板）。加劲梁采用正交异性桥面板全焊钢箱梁方案，中跨采用开口断面，边跨采用闭口断面。箱梁横梁间距3m，高度2742～3200mm，腹板厚10～12mm。桥面铺装沥青混凝土。10045010010045010090400400400400,29400400400,29400400400尺寸单位：m主桥总体布置图二）施工工艺及部署1、主桥施工总体思路1)本工程主跨为450m，其中通航净宽仅180m，主跨拱肋及主梁采用缆索吊系统安装。2)由于本工程总体工期很紧，因此，边跨拱肋和主梁采用大型吊机安装，临时索塔与天吊系统在边跨安装时同步施工。十3)边跨的拱肋和主梁钢结构为专业单位加工，其外形尺寸很大，无法采用陆路运输，所有大型构件均由水路运输，因此在两岸须布置两条栈桥，边跨拱肋和主梁均通过两岸栈桥滑移至拱座附近，南岸栈桥长约250m，北岸栈桥长约80米，在栈桥的端部各布置一个码头。4)由于运输节段多，江面窄，所以对南侧河道进行疏浚，供船只停泊。5)两岸主墩、边墩均同步施工。2、主桥施工工艺1）主墩、边墩承台及其他辅助设施（如栈桥、河道疏浚等）施工；2）砼拱座、系梁施工；3）下部结构施工期间，同时进行主桥钢拱肋等钢结构制造加工；4）主桥三角区支架法安装施工；5）缆索吊机系统的构造设计与安装；6）塔架扣索法结合缆索吊机逐段悬臂拼装钢拱肋、风撑直至合龙；7）系杆拱水平拉索安装及分级张拉；8）安装吊杆、钢箱梁，分批张拉系杆拱水平拉索；9）桥面系及附属设施安装（水平拉索索力总调整）；3、主桥施工步骤主桥工程具体施工步骤详见附图002《主桥施工步骤图》。三）承台施工1、概述主墩承台尺寸22.5m×18.5m×4.0m，承台顶面标高＋2.0m，承台横桥中心距离为47.849m,承台之间通过系梁连接。边墩承台尺寸11.2m×8.2m×3.0m，承台顶标高低于原地面0.5m。承台及系梁砼标号：C30混凝土。2、承台施工测量承台施工前，首先在素混凝土垫层对承台底的平面位置进行测量放样。根据设计给定的承台中心坐标控点，采用LEICATCA2003全站仪，利用施工现场平面控制网定出承台中心坐标，而后由承台中心坐标放出承台的中心十字轴线，并根据承台设计尺寸放出承台的轮廓边线，然后根据承台的轮廓边线竖立承台模板。在承台模板面外侧的封底砼面上另设远端中心轴线控制点，作为上半层承台轴线控制施工的依据，由于承台高度分两次组织施工，上半层承台模板轴线控制时，可以利用吊锤法控制承台模板的垂直度和中心轴线，保证承台成型后符合设计形状准确。3承台施工高程控制，准确定出承台底素混凝土垫层的标高。并在四周准确定出标高控制线。采用三角高程的方法控制承台底素混凝土垫层和承台模板的标高校核。承台施工前，应检查其平要求。此外在承台模板安装后，实测承台四个角点的坐标，指导承台模板施工，确保承台的平面位置面位置和标高的准确性，并做好测量复核验收记录，监理验收合格后方可施工。3、基坑开挖与围护由于主墩位置均位于南北两岸新防汛堤内侧，距离新防汛堤坡脚较近。为确保安全，需对主墩承台下的地基进行土体加固；边坡围护拟采用SMW工法，以减少承台基坑开挖范围。（1）主墩土体加固为加强主墩基础对上部结构水平力的抵抗能力，并限制主墩在水平力作用下的变位，拟采用格栅状布置的φ700mm水泥土搅拌桩对主墩基础的相当范围进行土体加固。A类桩：φ700mm水泥土搅拌桩长为12m，总桩数1608根；B类桩：φ700mm水泥土搅拌桩长为8m，总桩数790根。土体加固具体构造如下图所示。土体加固A类桩B类桩A类桩φ1500钻孔灌注桩φ700水泥土搅拌桩土体加固构造图（2）土方开挖根据本工程的特点，主墩基坑拟采用机械人工辅助开挖。基坑开挖深度约5m，基坑底标高为－2.0m，开挖总方量约7500m3。边墩基坑开挖深度为3.5m，采用四周放坡进行开挖。其基坑开挖及承台砼施工方法同引桥承台施工。1）电缆线、配电箱排设与安装，布置要合理，不影响挖土施工作业。2）施工前，对全体施工人员及管理人员做好本工程施工技术交底工作，施工的关键节点作详细交底，使全体施工人员明了本工程的技术要点，有的放矢的做好本工程各项工作。3）坑缘边应留有护道，净载（弃土及材料堆放）距坑缘不小于0.5米，动载（机械及机车通道）距坑缘不小于1米；4）基坑底以上15cm范围内以用部分落深区的土方均采用人工扦土，严格控制超挖。基础垫层应紧跟挖土，随挖随浇，土方挖到设计标高，及时组织基槽验收，尽量减少坑底卸载后暴露时间。桩头清理也紧跟挖土施工。5）土方挖到预定标高，必须及时作好明排水沟和集水井，排水做到随挖随抽。根据现场实际情况，准备好水泵等排水设备。雨季要事先组织好抢险队伍，严防基坑积水；大雨时不得进行土方开挖工作并做好基坑内的排水。（3）边坡围护本工程主墩承台及系梁围护施工综合考虑，四面采用SMW工法φ850三轴搅拌桩。工法范围为结构边界外放10cm，基坑边界平面为22.7m×66.6m，工法深度约15m（近堤岸一侧为18m）。SMW工法搅拌桩直径为φ850mm，围护桩内插H型钢为700×300×13×24。顶部设置1200×850mm圈梁，基坑高度方向设置一道支撑。SMW工法施工如下图所示。1200×850圈梁单位：米φ609×16支撑SMW工法围护支撑图1200×850圈梁SMW工法围护构造平面图4SMW工法围护构造立面图1）SMW工法施工工艺搅拌桩施工流程如下图所示：清洗移位重复搅拌提升送浆重复搅拌下沉搅拌提升送浆预制切土下沉涂刷减磨剂钻机就位开挖样槽测量定位下插H型钢配制水泥浆定位型钢2）测量放样根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定线后做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收签证。确认无误后进行搅拌施工。3）开挖样槽根据基坑围护内边控制线，采用0.4m3挖机开挖1.2m×l.5m沟槽，并清除地下2米以上的障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工，并达到文明施工的要求。4）定型钢放置垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200×200的槽钢，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格500×300的工字钢，长约10m，H型钢定位采用型钢定位卡。（视实际情况而定）5）钻机就位施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物，素土回填夯实。路基承重荷载以能行走40t吊车及DH508桩架为准，场地平整完毕后由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机就位应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位，确保桩机的垂直度，同时应用经纬仪经常校核桩机的位置。水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。6）水泥浆制备及注浆在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建50m2水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。三轴桩水泥掺量为20%，双轴桩水泥掺量为13%，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，注浆压力为l.5MPa～2.5MPa，以浆液输送能力控制。水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度为0.5～1.0m/min，提升速度为1.0～2.0m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。7）安插H型钢施工前应对型钢表面进行除锈，并在干燥条件下涂抹减摩剂。插入前应校正位置，设立导向装置，以保证垂直度小于1/200。为了利于对所有H型钢进行回收，因此减摩剂的涂刷质量应严格控制。具体如下：①涂刷减摩剂前应清除H型钢表面的污垢及铁锈。②减摩剂必须用电炉加热至完全融化，用搅棒撑搅时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢表面上，否则涂层不均匀，易剥落。③如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则易剥落。④H型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩5剂。⑤灌注顶圈梁时，埋设在圈梁中是H型钢部分必须用泡沫板将其与混凝土分开，否则将影响H型钢的起拔回收。8）H型钢的回收待承台浇注完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。H型钢拔出后用0.5水灰比的水泥砂浆自流充填H型钢拔除后的空隙，以减少对周围环境的影响。SMW工法围护材料表名称规格尺寸深度重量三轴搅拌桩85066.34815m三轴搅拌桩850111.348m13mH型钢H40048