番禺大橋斜拉橋施工

1、番禺大橋斜拉橋施工            摘要：介紹了番昌大橋斜拉橋設(shè)計(jì)特點(diǎn)及施工場(chǎng)地布置，基礎(chǔ)、主塔、主梁等施工技術(shù)措施以及施工中平 行作業(yè)組織措施. 關(guān)鍵詞：道路橋梁 斜拉橋 施工實(shí)踐  1設(shè)計(jì)概況及技術(shù)特點(diǎn) 1.1 設(shè)計(jì)概況 番禺大橋是連接廣州市與番禺市上主干道跨越珠江的一座特大型橋梁，位于洛溪大橋下游 3.9km處。由于番禺、順德、中山、江門(mén)、珠海等地往來(lái)廣州的車(chē)輛日益增多，番禺大橋的建成將有效地緩解洛溪大橋交通壓力。 大橋全長(zhǎng)3467m，主橋?yàn)殡p塔空間從而

2、密索飄浮體系斜拉橋，全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。主跨380m，橋跨組合為70913809170m，主梁為邊主梁DP斷面，寬達(dá)377m，橋面設(shè)8車(chē)道 和人行道；通航凈高34m，主塔為倒Y形，塔高自承臺(tái)面起計(jì)140.3m；拉索采用HDPE熱擠護(hù)套防護(hù)的平行鋼絲束，共244報(bào)，塔上標(biāo)準(zhǔn)索距1.3m，梁上標(biāo)準(zhǔn)索距6m。輔助墩雙邊墩為空 心薄壁柔件墩，既充當(dāng)拉力墩，又作為抗縱向水平推力墩。主塔基礎(chǔ)采用。3.om直徑鉆孔灌注樁和大體積實(shí)體承臺(tái)，對(duì)應(yīng)每個(gè)塔柱有9根樁，一個(gè)塔共18根樁，樁身嵌入弱風(fēng)化泥巖。 番高側(cè)82#主墩位于水中，承臺(tái)尺寸54x23.5x6m；廣州側(cè)83主墩設(shè)于岸上，承臺(tái)尺寸 48xl7x6m 1

3、2技術(shù)特點(diǎn) 斜拉橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上無(wú)論塔、梁、索都能有許多變化和組合形式，基于通航、美觀和地域象征上的考慮，番周大橋采用了斜拉橋方案，設(shè)計(jì)在構(gòu)件尺寸、形式選擇和組合上包含卜述 特征： （1）采用th3.om大直徑鉆孔樁和大體積承臺(tái)； （2）全預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)； （3）寬達(dá)37.7m的DP斷面主梁，大至37.7380（接近110）的定跨比，相應(yīng)增大了主塔橫梁跨度和承臺(tái)橫向尺寸； （4）采用倒Y形塔林，由于寬跨比關(guān)系，塔柱橫向斜度達(dá)3:l。 上述設(shè)計(jì)特點(diǎn)對(duì)施工提出了較高的要求，與國(guó)內(nèi)已建的斜拉橋相比，由于混凝土主梁寬度和塔往斜度都是最大的，我們?cè)谑┕ぶ谐侠響?yīng)用高性能混凝土和預(yù)應(yīng)力施工技術(shù)外，還發(fā)展了爬

4、模、牽索掛籃懸澆等施工技術(shù)；由于基礎(chǔ)所采用的鉆孔樁直徑及承臺(tái)尺寸也在國(guó)內(nèi)斜拉橋中居于首位，要求合理地組織大型基礎(chǔ)施工，我們充分結(jié)合橋位處地質(zhì)水文條件，在基礎(chǔ)施工中采用了獨(dú)具特色的低成本和高速度的施工方案。 2施工場(chǎng)地及主要生產(chǎn)設(shè)施布置 大橋?yàn)槟媳弊呦?，兩岸施工?chǎng)地均布置于大橋東側(cè)，并分為兩大功能區(qū)：生活區(qū)和生產(chǎn)區(qū)?？紤]常年風(fēng)向，將生活區(qū)布置于生產(chǎn)區(qū)的東側(cè)，這樣生產(chǎn)區(qū)靠近場(chǎng)地西側(cè)大橋位，減短了場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸距離、在生產(chǎn)區(qū)從東向西依次布置了零星材料和工具倉(cāng)庫(kù)、交通碼頭、起重運(yùn)輸碼頭、鋼結(jié)構(gòu)加工車(chē)間、砂及碎石堆場(chǎng)、水泥倉(cāng)庫(kù)、混凝土攪拌站，番禺岸還在橋東側(cè)設(shè)置 了水上施工棧橋。施工用砂、碎石、水泥均通過(guò)水運(yùn)

5、到場(chǎng)，依靠皮帶機(jī)輸送上岸；起重碼頭不設(shè)固定起重設(shè)備，直接依靠汽車(chē)吊或水上浮吊完成起重工作；成品拉索堆場(chǎng)設(shè)于大型駁船和輔助墩水上施工鋼平臺(tái)上，共可存放48盤(pán)拉索。 南、北岸攪拌站除各設(shè)一座50m'h自動(dòng)攪拌站外，還各設(shè)有4合04m小型拌和機(jī)，在施工大體積構(gòu)件時(shí)，除工地?cái)嚢枵竟┝贤?，還依靠商品混凝土供應(yīng)，其運(yùn)輸距離約15kM。場(chǎng)內(nèi)混凝土運(yùn)輸由攪拌車(chē)、翻斗車(chē)、混凝土泵車(chē)或拖系完成。 3施工技術(shù)措施 3.1 基礎(chǔ)工程 主橋跨越珠江水系瀝窖水道，該水道為潮汐性河流，歷年平均最高水位為黃基2406m， 平均潮差2906。，設(shè)計(jì)平均流速097ms，82墩位處水深10m左右。橋位處基巖為泥砂巖， 強(qiáng)度

6、離散性大，為 2.3MPa23MPa，且泥巖具有遇水軟化的特點(diǎn)；覆蓋層類(lèi)似番禺大部分地 區(qū)，為淤泥夾細(xì)砂和中粗砂，厚度為1020m。 斜拉橋邊墩及輔助墩中l(wèi)sin鉆孔樁和承臺(tái)施工比較常規(guī)，采用了不循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和吊箱圍堰施工。主墩中3.om樁和大體積承臺(tái)施工結(jié)合規(guī)有設(shè)備和經(jīng)驗(yàn),采用了低成本和高速度的措施： （l）在護(hù)筒方面，采用了預(yù)制鋼筋混凝土護(hù)商，其內(nèi)徑由3.3m，壁厚10cm，護(hù)簡(jiǎn)下沉采用30t振動(dòng)錘和自制抓泥機(jī)孔內(nèi)抓泥兩項(xiàng)措施，對(duì)于覆蓋層為淤泥夾細(xì)砂的地質(zhì)情況，護(hù) 筒可下沉到強(qiáng)風(fēng)化巖面。 （2）成孔綜合應(yīng)用了正循環(huán)、反循環(huán)、二次成孔等工藝；清孔既應(yīng)用了并聯(lián)泥漿泵的正循環(huán)清孔方法，也應(yīng)用了氣

7、舉反循環(huán)的清孔方法。施工中主要技術(shù)措施圍繞提高鉆進(jìn)速度 和防治護(hù)筒底穿孔來(lái)靈活組織，例如開(kāi)孔時(shí)，用正循環(huán)鉆進(jìn)，人巖一定深度后改用反循環(huán)鉆進(jìn)；第一次成孔用1.8m鉆機(jī)鉆進(jìn)后，再次抓促振壓護(hù)簡(jiǎn)，第二次成孔用 3.0m鉆機(jī)鉆進(jìn)等。（3）樁身水下混凝土灌注采用單根 30Cm導(dǎo)管泵送坍落度1620cm的小石子混凝土到 漏斗逐斗灌注，以在保證澆筑時(shí)間條件下，混凝土能受到?jīng)_擊振搗，且更容易流過(guò)鋼筋凈距 僅4cm的鋼筋籠。     2007-04-21        （4）82號(hào)墩承臺(tái)采用了

8、鋼板極圍堰施工，圍堰內(nèi)支撐直接利用鉆孔樁施工平臺(tái)改造而成，可雙向受力。堰外拋砂包，堰內(nèi)填砂及石粉，然后直接抽干水澆筑墊層混凝土。對(duì)于水深10m左右的高樁大承臺(tái)施工，該方法縮短了鉆孔樁施工準(zhǔn)備時(shí)間，回避了最繁難的水下混凝土封底工作，充分綜合了現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件。 (5）83墩承臺(tái)基坑開(kāi)挖維護(hù)結(jié)構(gòu)采用了振動(dòng)下沉預(yù)制混凝土護(hù)筒的方法，護(hù)簡(jiǎn)直徑 l.6m，壁厚5cm，用30t振動(dòng)錘打入地面下6m，護(hù)筒頂設(shè)置貝雷梁支撐，問(wèn)時(shí)能作為挖掘機(jī) 走道。開(kāi)挖采用步步為營(yíng)的辦法，從橫向兩側(cè)向橋中線(xiàn)逐段推進(jìn)，分為6m一段，邊開(kāi)挖邊利用 3m樁和型鋼支撐護(hù)筒底部，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后立即填砂墊層和澆筑混凝土墊層，再向前挖 下

9、一段。該方法在飽和淤泥和細(xì)砂地質(zhì)條件下，開(kāi)挖深度達(dá)6m，而護(hù)筒維護(hù)結(jié)構(gòu)僅耗用20# 混凝土260m，是相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的做法。 3.2 主塔及主梁施工 主塔、主梁采用了現(xiàn)澆個(gè)段法施工，上塔除橫梁分為兩次澆筑外，塔身分為4.5m一個(gè)節(jié) 段施工，施工縫水平，采用水平施工縫雖然增大了模板加工難度，但對(duì)大斜度塔往采用泵送混凝土是必要的；上梁除0#、l塊及也跨尾段在支架上澆筑外，其余各節(jié)段均在掛籃上采用平衡伸臂法逐段懸澆施工，每節(jié)段長(zhǎng)度6m，混凝土數(shù)量約15om。對(duì)于主梁施工，比較了邊 跨在支架上提前澆筑，中跨逐段單懸臂現(xiàn)澆施工的方法?；谌齻€(gè)原因而否定了這種方法： （1）支架費(fèi)用較高，高于掛籃； （2）始終是

10、中跨控制主梁的施工工期； （3）主梁線(xiàn)型需要預(yù)先確定，無(wú)法象在掛籃上那樣可逐段調(diào)整。 主塔施工應(yīng)用了施工塔吊、施工電梯及混凝土泵三種垂直運(yùn)輸設(shè)備。塔吊最大起重量為 160KN，為了保證寬橋主塔雙主梁施工對(duì)塔吊吊裝半徑的需要及附著安全，塔吊布置于橋中 線(xiàn)；同時(shí)為盡量利用現(xiàn)有設(shè)備，電梯及混凝土泵均采用了二級(jí)接力運(yùn)輸方式，尤其是電梯采用了2臺(tái)直爬電梯代替斜爬電梯，節(jié)省了設(shè)備投入成本。 主塔塔柱施工模板采用了翻模，翻模由4段高1.5m鋼模板組成，每次施工完一節(jié)段翻上下面3節(jié)，保留最上1節(jié)作為接口摸，模板分塊考慮了一套模板可以用于下、巾、上各段塔柱。為方便模板安裝、鋼筋綁扎等基本作業(yè)，根據(jù)下中上塔柱高度

11、及施工特點(diǎn)，設(shè)置了塔柱施工腳手平臺(tái)： （1）下塔柱平臺(tái)直接以土墩承臺(tái)為基礎(chǔ)，采用型鋼竹木材料搭設(shè)； （2）中塔柱則采用了自行設(shè)計(jì)的整體式輕型爬架，這種爬架利用一了架體自身橫橋向尺寸和支點(diǎn)來(lái)增強(qiáng)架體抗傾覆穩(wěn)定性，其架體由圍繞塔柱的上、下兩層水平空間衍架和兩層行架間聯(lián)系格構(gòu)柱組成。架體四面布置交承牛腿，支承于已澆塔柱預(yù)埋件上，架體自重、模板自重及其它施工荷載合力處于支點(diǎn)范圍內(nèi)。架體上根據(jù)需要設(shè)置了4層水平腳手平臺(tái)，全部自 重22t，可以負(fù)擔(dān)25t施工荷載，滿(mǎn)足了大斜往塔往施工的特殊需要，該爬架可帶著樓板一起爬升，亦可獨(dú)立爬升后再提升模板； （3）上塔柱為全塔唯一直立段，考慮日后往索和安裝減振器的需

12、要，采用了簡(jiǎn)易腳手平臺(tái)，方法為在已完成塔縣預(yù)埋了工字鋼挑梁，再在挑梁上設(shè)踏板。 主塔橫梁施工采用了重型支架，支架形式為粱支柱式。支架基礎(chǔ)力士塔承臺(tái)；承重梁采用貝雷梁；立柱則應(yīng)用了 55cm高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管拉，每六條一組靠柱箍和聯(lián)結(jié)村形成格 構(gòu)柱。選用這種立柱形式避免了鋼立柱溫升與混凝土塔柱溫升有較入差值帶來(lái)的問(wèn)題，從而避免了支點(diǎn)的強(qiáng)迫位移現(xiàn)象，這對(duì)于保證橫梁混凝土不出現(xiàn)早期開(kāi)裂是重要的。 主梁0#、1#塊及邊跨尾段施工也采用了梁支柱式重型支架，支架材料同主塔橫梁一樣。 主梁104個(gè)6米長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的懸臂現(xiàn)澆應(yīng)用牽索掛籃，以保證能有效控制主梁施工內(nèi)力和標(biāo)高，該掛籃吸收和發(fā)展了國(guó)內(nèi)已有的牽索掛籃技

13、術(shù)，在技術(shù)上取得了下述成果：（l）研究設(shè)計(jì)了一種鋼錨箱。該錨箱具有綜合的功能，一方面作為拉索在主梁上的錨固槽口； 一方面充當(dāng)拉索與掛籃臨時(shí)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了空間牽索；同時(shí)它還作為梁上斜拉索套 筒的定位基座和掛籃順橋向水平約束，既方便了梁上套筒定位，又能將牽索在掛籃上的水平分力傳到已完成的主梁上。 （2）除掛籃自身可升降0.3m外，橋面板頂模及主梁的內(nèi)側(cè)模亦可升降2.2m。使橫梁能與邊主梁、橋面板整體澆筑，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)對(duì)橋面板應(yīng)力的限制要求，而不防礙掛籃前移。 （3）掛籃寬度超過(guò)40m，37.7M 寬的節(jié)段包含橫梁全斷面一次澆筑。 邊跨合攏段施工時(shí)，將邊跨掛籃后退4.0M ，利用尾段現(xiàn)澆支架縱向接長(zhǎng)，

14、再利用吊帶將支架懸臂端與主梁懸臂端相連，形成半吊支架，在半吊支架上立摸澆筑合攏段。     2007-04-21        中跨合攏段施工利用中跨的一個(gè)掛籃完成，先拆除一倒掛籃，另一測(cè)掛籃前移，用吊帶吊住該掛籃懸臂端后，拆除掛籃后節(jié)。該掛籃就成為靠自身C形構(gòu)和吊帶支承于合攏段兩邊 的簡(jiǎn)支平臺(tái)，中跨合攏段即可在掛籃上澆筑。 采用現(xiàn)澆節(jié)段法施工的橋梁，結(jié)構(gòu)體系經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換才形成最終的結(jié)構(gòu)。施工時(shí)既要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的每一狀態(tài)及每一荷載工況的穩(wěn)定、內(nèi)力及變形進(jìn)行控制；又要滿(mǎn)足設(shè)計(jì)對(duì)橋

15、架結(jié) 構(gòu)最終的幾何尺寸和恒載內(nèi)力狀態(tài)的要求；同時(shí)注意施工結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性、內(nèi)力和變形。這三者經(jīng)常是互為聯(lián)系和保障的。 番禺大橋大斜度塔柱施工。應(yīng)用了勁性鋼骨架、臨時(shí)拉桿和臨時(shí)撐桿三種手段作為施工中穩(wěn)定、內(nèi)力及變形的控制措施： （l）勁性鋼骨架在上、中、下塔柱中設(shè)置，主要用于抵抗當(dāng)前澆筑節(jié)段鋼筋和混凝土產(chǎn)生的傾覆力短，由于中塔柱的傾斜度，這種傾覆力短達(dá)到了14000kN·M （2）臨時(shí)拉桿在下塔往設(shè)置，共設(shè)置了3道，拉桿材料采用O32冷拉IV級(jí)鋼筋，在主塔橫梁施工完成前，卜塔柱作為懸臂梁受力，設(shè)置的拉桿用于控制下塔柱混凝土應(yīng)力和塔柱變形，橫梁施工完成后，橫梁與下塔拉形成門(mén)形剛架，此時(shí)才

16、拆除拉桿。 （3）撐桿在中塔柱設(shè)置，共設(shè)置了7道，撐桿材料采用貝雷梁及新制橋架組合而成，在中上塔交匯段施工完成前，中塔柱作為懸臂梁受力，設(shè)置的撐桿一方面用于控制中塔混凝土應(yīng)力和塔柱變形，一方面可作為施工塔吊和電梯的附著結(jié)構(gòu)，中上塔交匯段施工完成后，中塔柱形成三角形剛架，此時(shí)撐桿僅僅作為塔吊和電梯的附著結(jié)構(gòu)。 塔柱施工完成時(shí)臨時(shí)拉桿、撐桿中最終拉力或頂力需等于塔柱目重的水平分力，保證拆除拉、撐桿時(shí)塔柱的橫向內(nèi)力等于一次落架的內(nèi)力，拉、撐桿安裝時(shí)拉力或頂力需從塔柱施工完成狀態(tài)用倒拆法求出。 主梁施工采用塔、梁臨時(shí)固結(jié)措施來(lái)將梁體施工過(guò)程中的不平衡力矩傳給主塔，處于對(duì)稱(chēng)懸臂施工過(guò)程中的塔、梁、索整體

17、來(lái)看為外部靜定結(jié)構(gòu)，其傾覆穩(wěn)定性完全依靠塔柱的強(qiáng)度來(lái)保障，所以在此階段邊跨合攏前）嚴(yán)格控制施工不平衡荷載和采用多種觀測(cè)手段（如承臺(tái)沉降和塔頂偏位）作為主要施工措施，并利用臨時(shí)抗風(fēng)纜索來(lái)保證抗風(fēng)穩(wěn)定性。 主梁施工中內(nèi)力和變形控制由嚴(yán)格的施工控制工作來(lái)保證，對(duì)每一懸繞主梁節(jié)段，在澆筑前由施工控制小組提供掛籃的空籃立模標(biāo)高和對(duì)應(yīng)特定混凝土澆筑量的掛籃牽索索力，最初牽索索力到最終牽索索力均按限制的C形鉤反力計(jì)算，在澆筑過(guò)程中，掛籃前端標(biāo)高上下變化，但澆筑完畢最終牽索后掛籃標(biāo)高與初牽索后澆筑前掛籃標(biāo)高是一樣的，即混凝土澆筑過(guò)程中牽索索力按“主梁標(biāo)高不變”或“C形鉤反力不變”的原則來(lái)確定。澆筑的節(jié)段達(dá)到規(guī)

18、定的強(qiáng)度張拉完成主梁預(yù)應(yīng)力后，掛籃下降，牽索轉(zhuǎn)換為直接錨固于混凝土主梁的正式拉索，此時(shí)對(duì)拉索進(jìn)行最后一次張拉，該張拉力為經(jīng)過(guò)參數(shù)修正按正裝倒拆方法計(jì)算的張拉 力，理論上按此力張拉后就不再需要進(jìn)行調(diào)索。     3.24施工中測(cè)量及定位方法 施工測(cè)量及定位主要制定了三個(gè)技術(shù)措施：其一是空間形體的主塔現(xiàn)澆節(jié)段立模位置放樣；其二是主梁節(jié)段懸澆施工時(shí)掛籃的空間定位；其三是：空間斜拉索錨固套筒在主塔和主梁上的放樣和定位措施。 （l）主塔 為保證主塔傾斜度偏差不大于1/ 3000的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)盡量做到施工便利，經(jīng)過(guò)精度分析，我們采用了極坐標(biāo)直接放樣方案，通過(guò)在工地建立高等級(jí)精密三角網(wǎng)，建立強(qiáng)制對(duì)中測(cè) 站，采用高精度全站儀直接放樣，既滿(mǎn)足了設(shè)計(jì)要求，又避免