長(zhǎng)江大橋施工關(guān)鍵技術(shù)研究（ppt共66頁(yè)）

1、宋偉俊主要內(nèi)容一、工程概況二、主墩深水基礎(chǔ)施工三、大跨度連續(xù)鋼桁拱架設(shè)與合攏四、結(jié)論橋式布置：兩聯(lián)(84+84)m鋼桁梁+(108+192+3362+192+108)m 六跨連續(xù)鋼桁拱。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：按六線(京滬高速雙線、滬漢蓉雙線、南京地鐵雙線)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì)行車(chē)速度：京滬高速300/h，滬漢蓉250/h，南京地鐵80km/h。 鋼梁采用正交異性板與主桁結(jié)合的整體橋面，三桁承重結(jié)構(gòu)。 潮汐：受潮汐影響，水流變化頻繁 水深：主墩施工期間最大水深51m 流速：最大流速2.75m/s 地質(zhì)：覆蓋層為粉質(zhì)粘土、砂類(lèi)土及圓礫土，基巖為泥巖，鉆孔樁入泥巖深70m。 水文、地質(zhì)條件河床標(biāo)高：6#墩-9.0

2、-20.5m, 上下游河床高差11.5m。 7#墩-21.3-23.7m。8#墩-37.6-42.7m。施工期間實(shí)測(cè)河床沖刷8m。 水文、地質(zhì)條件 主墩基礎(chǔ)概況主墩基礎(chǔ)采用46根2.8m的鉆孔樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)112 m。承臺(tái)平面尺寸為3476m，厚度6.0m，頂面標(biāo)高-7.0m 。承臺(tái)施工圍堰平面尺寸為3880m，高26.5m，總重約6200t。承臺(tái)平面尺寸為3476m 承臺(tái)頂面標(biāo)高-7.0m，厚6.0m46根2.8m的鉆孔樁，樁長(zhǎng)112m 鋼梁桁架結(jié)構(gòu)主橋采用三片主桁連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu)，桁寬215m。主拱拱圈矢高84m，跨中拱圈桁高12m，拱腳處拱圈桁高56.8m。除主墩兩側(cè)各四個(gè)節(jié)間長(zhǎng)度為15m外

3、，其余均為12m,平弦部分桁高16m。12m16m56.8m84m 橋面系橋面采用正交異性板與主桁下弦結(jié)合、道碴槽板與整體鋼橋面結(jié)合的型式。橋面板采用分塊制造安裝，面板為熔透焊接，其余均為高強(qiáng)度螺栓連接。 主要鋼材全橋主要結(jié)構(gòu)采用Q420qE、Q370qE鋼材。內(nèi)力大的受壓拱肋桿件及節(jié)點(diǎn)板采用Q420qE鋼材，主桁及橋面系采用Q370qE鋼材。Q420qE鋼材(紅色表示)主要內(nèi)容一、工程概況二、主墩深水基礎(chǔ)施工三、大跨度連續(xù)鋼桁拱架設(shè)與合攏四、結(jié)論1、主墩基礎(chǔ)施工特點(diǎn)工程規(guī)模大，施工工期緊水深流急，水流變化頻繁上下游河床高差大地質(zhì)復(fù)雜，樁基嵌巖深主墩2006年1月開(kāi)始準(zhǔn)備，枯水期已將近過(guò)半，若

4、采用常規(guī)“平臺(tái)法”施工，工期無(wú)法保證，汛期施工平臺(tái)安全風(fēng)險(xiǎn)大。2、主要施工方案 針對(duì)主墩深水基礎(chǔ)施工條件及總工期安排，經(jīng)過(guò)多方案技術(shù)、經(jīng)濟(jì)研究比選，選定基礎(chǔ)總體施工方案為： 6#墩采用雙壁鋼套箱圍堰方案， 7#、8#墩采用雙壁鋼吊箱圍堰方案。2、主要施工方案7#墩圍堰水上接高3、解決方法 為了解決深水基礎(chǔ)施工工期緊、施工難度大、安全渡汛等工程難題，提出了“鉆孔平臺(tái)與承臺(tái)圍堰合二為一”的快速施工方法。4、基礎(chǔ)施工總體思路 常規(guī)施工方法：先建立鉆孔平臺(tái)，鉆孔樁施工完畢，拆除鉆孔平臺(tái)，安裝圍堰拼裝平臺(tái)，就地拼裝、下放圍堰進(jìn)行承臺(tái)施工。 本項(xiàng)目研究的方法：將圍堰既作為鉆孔樁施工平臺(tái)，又作為承臺(tái)施工擋水

5、結(jié)構(gòu)，采用整體制造、下水、浮運(yùn)的方式可以達(dá)到快速施工的目的。圍堰岸上制造整體下水5、基礎(chǔ)施工主要步驟圍堰下放浮運(yùn)至墩位插打定位樁，掛樁建立鉆孔平臺(tái)鉆孔樁施工圍堰封底、施工承臺(tái)精確定位6、采用本方法的優(yōu)點(diǎn)： 減少施工工序，縮短施工工期 規(guī)避平臺(tái)渡汛安全風(fēng)險(xiǎn) 將水上作業(yè)變?yōu)榘渡瞎S化作業(yè)，提高工程質(zhì)量 減少水上大型施工設(shè)施與設(shè)備，節(jié)約施工成本7、為實(shí)現(xiàn)上述快速施工方法，需解決以下關(guān)鍵技術(shù)難題： 超大(3880m)、超重(底節(jié)3100t)型圍堰下河難題 受潮汐影響浮態(tài)下圍堰精確定位難題 在河床高差大(11m)不利條件下圍堰下沉定位控制難題（1）圍堰整體制造、下水 本項(xiàng)目超大（3880m）、超重（31

6、00t）型圍堰拼裝下水，若采用在墩位處拼裝，工期長(zhǎng)；采用固定滑道下水，費(fèi)用高；采用整體起吊下水，在現(xiàn)有設(shè)備條件下難以實(shí)現(xiàn)。 針對(duì)上述問(wèn)題，本項(xiàng)目因地制宜，在岸邊進(jìn)行圍堰整體制造，采用氣囊法斷纜下水施工方法，解決超大型圍堰拼裝下水的難題。氣囊法斷纜下水關(guān)鍵技術(shù)： 通過(guò)計(jì)算確定下水坡道長(zhǎng)度、坡度大小 計(jì)算確定氣囊規(guī)格型號(hào)、布置方式 斷開(kāi)圍堰后拉纜，圍堰快速下水，安全自浮主墩基礎(chǔ)水深(51m)、流急(2.75m/s)，受潮汐影響，水流變化頻繁，圍堰精確定位難度極大。常用定位系統(tǒng)不能施加強(qiáng)大的預(yù)拉力，圍堰定位精度低，需要反復(fù)調(diào)錨，效率低；圍堰兩側(cè)需大型導(dǎo)向船輔助定位，設(shè)備投入大。本項(xiàng)目采用無(wú)導(dǎo)向船重型

7、錨定位方法，可實(shí)現(xiàn)圍堰高精度定位，提高工作效率，取消大型導(dǎo)向船，減少設(shè)備投入。（2）圍堰浮態(tài)下定位 通過(guò)計(jì)算與實(shí)測(cè)對(duì)比分析，研究圍堰平面位移受潮汐影響的規(guī)律，結(jié)論顯示： 重錨體系施加強(qiáng)大的預(yù)拉力，提升了定位系統(tǒng)的剛度，提高了圍堰定位精度。 圍堰在低平潮時(shí)段內(nèi)位移最小，低平潮持續(xù)時(shí)間可達(dá)4小時(shí)，在此時(shí)段內(nèi)進(jìn)行圍堰的精確定位可獲得最佳定位精度。采取試插樁、合理設(shè)置圍堰預(yù)偏量、微調(diào)活動(dòng)上導(dǎo)環(huán)裝置等措施，提高圍堰定位精度，實(shí)現(xiàn)精確定位。插打定位鋼護(hù)筒超大型圍堰（3880m）在水流力、不平衡土壓力作用下，存在著床、下沉定位控制難題。本項(xiàng)目通過(guò)研究，采用重力導(dǎo)向原理，設(shè)置圍堰升降系統(tǒng)與水平導(dǎo)向裝置，有效抵

8、抗圍堰不平衡外荷載，解決下沉控制難題。（3）圍堰下沉定位控制升降系統(tǒng)水平導(dǎo)向裝置確定升降系統(tǒng)總提升力8001000t，輔助水平導(dǎo)向裝置，控制水流力及不平衡土壓力引起圍堰位移與傾斜，實(shí)現(xiàn)圍堰下沉可控。主要內(nèi)容一、工程概況二、主墩深水基礎(chǔ)施工三、大跨度連續(xù)鋼桁拱架設(shè)與合攏四、結(jié)論1、鋼梁架設(shè)主要技術(shù)特點(diǎn) 1.1 鋼梁為三片主桁連續(xù)鋼桁拱結(jié)構(gòu),合攏技術(shù)要求高，線形控制難度大。1.2 橋面為正交異性板與下弦結(jié)合的整體橋面，橋面板安裝精度高，對(duì)位難度大。1.3 主墩鋼梁采用雙懸臂架設(shè)，雙主拱合攏技術(shù)。1.4 鋼梁安裝主墩支點(diǎn)反力達(dá)8000t/桁，支點(diǎn)布置與調(diào)整難度大。 1.5 鋼梁剛度大，合攏點(diǎn)多，合攏

9、點(diǎn)位移調(diào)整難度大。 上述特點(diǎn)給鋼梁架設(shè)合攏帶來(lái)極大難度，提出較高的技術(shù)要求。主跨鋼梁安裝與合攏采用全新的方法：利用三層吊索塔架全伸臂架設(shè)6#、8#墩鋼梁至合攏口，采用墩旁托架與鋼梁固結(jié)、輔助三層水平索雙懸臂架設(shè)7#墩鋼梁至合攏口，采用以調(diào)整索力、鋼梁預(yù)先縱移為主要手段，取消常規(guī)頂落梁的方法，實(shí)現(xiàn)大跨度鋼桁拱安裝與合攏。2、鋼梁安裝及合攏2.1 方案概述1）鋼梁架設(shè)采用從兩側(cè)往跨中架設(shè)、跨中合攏的總體方案。2）南側(cè)從10#墩向8#墩，北側(cè)從4#墩向6#墩方向架設(shè)鋼梁。3）6、7、8#墩頂2個(gè)節(jié)間鋼梁在墩旁托架上架設(shè)，其余節(jié)間為 雙懸臂架設(shè)。4）6、8#墩頂設(shè)三層吊索塔架，7#墩設(shè)三層水平索輔助架

10、梁。5）設(shè)4個(gè)合攏口，兩邊跨各一個(gè)，兩主跨各一個(gè)，合攏口均位 于該跨跨中。 6）采用雙懸臂合攏，先合攏邊跨，再合攏主跨，先拱桁合攏后 系桿合攏。2.2邊跨鋼梁架設(shè)合攏 架設(shè)方法：910#墩采用膺架懸臂法，8#墩采用墩旁托架法。 邊跨合攏：保持8#墩鋼梁固結(jié)不動(dòng)，調(diào)整910#墩鋼梁位置。 合攏后，解除6、8#墩鋼梁固結(jié)，整體向主跨分別縱移130mm、150mm，支座縱向約束。2.3 主跨鋼梁架設(shè)1）安裝6、8#墩墩頂?shù)跛魉堋?）6、7、 8#墩架梁吊機(jī)拼裝鋼梁至第8節(jié)間。3）6、8#墩掛設(shè)張拉第一層索，前索790t、后索760t。4）7#墩掛設(shè)張拉第一層水平索，張拉力1300t。 后索760t

11、前索790t1300t 5）6#、8#墩拼裝至第11節(jié)間，掛設(shè)張拉第二層索，前索1160t、后索1200t。 6）7#墩鋼梁拼裝至第10節(jié)間，掛設(shè)張拉第二層水平索，張拉力1320t。 后索1200t前索1160t1320t7）7#墩拼裝至第12節(jié)間，安裝主拱合攏桿件，掛設(shè)張拉第三層水平索，張拉力1600t。8）6、8#墩拼裝至第13節(jié)間，掛設(shè)張拉第三層索，前索1450t、后索1500t。1600t前索1450t后索1500t9）第一層水平索補(bǔ)拉600t,第二層水平索補(bǔ)拉580t，第三層水平索補(bǔ)拉350t。 補(bǔ)拉600t補(bǔ)拉580t補(bǔ)拉350t2.4主跨合攏 1）合攏特點(diǎn)： 主跨合攏采用雙懸臂、

12、雙主拱合攏技術(shù)。 懸臂跨度長(zhǎng)，合攏端撓度、轉(zhuǎn)角大，合攏對(duì)位困難。 合攏點(diǎn)多：合攏有6根弦桿、3根斜桿、3根系桿，共有12根合攏桿件。 合攏時(shí)，7#墩與托架固結(jié)不動(dòng)，6、8#墩支點(diǎn)反力達(dá)8000t/桁，合攏口位移調(diào)整手段受限。 合攏精度要求高：鋼梁采用多點(diǎn)合攏，按照設(shè)計(jì)理論尺寸安裝合攏桿件，精度要求高。 合攏前輔以吊索塔架進(jìn)行鋼梁懸臂安裝，拱桁合攏后，吊索塔架參與主梁受力，體系復(fù)雜。 合攏點(diǎn)影響因素多：受溫度、索力偏差、鋼梁安裝偏差、安裝荷載、鋼梁實(shí)際剛度系數(shù)等影響。調(diào)整時(shí)豎向、縱向位移相互影響，合攏時(shí)較難掌握。2）合攏口敏感性分析根據(jù)不同合攏工況，敏感性分析主要內(nèi)容： 南、北主拱合攏口分析 拱

13、下弦合攏后，上弦合攏口分析 拱桁合攏后，系桿合攏口分析 中桁合攏后，邊桁合攏口分析 上弦合攏口調(diào)整時(shí)斜桿是否約束分析等。工況一：南主拱下弦合攏前荷載墩號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)位移(mm)x y z 合攏口兩側(cè)1000kN豎向力8#墩 S37 -34/ -1277#墩 S38 61/ -165合攏口兩側(cè)1000kN縱向推力8#墩 S37 18/ 347#墩 S38 -30/ 61第三層水平索施加1000kN 7#墩 S38 -7/ 23第三層斜拉索施加1000kN 8#墩 S37 25/ 68整體升溫107#墩 S38 19/ / 8#墩 S37 -19/ / 合攏口兩側(cè)1000kN橫向拉力 7#墩 S38

14、 / -155/ 8#墩 S37 / 169/ 工況二：拱下弦合攏后，上弦合攏口分析工況荷載墩號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)位移(mm)xz斜桿未約束合攏口兩側(cè)1000kN縱向推力8#墩A37287#墩A38-49斜桿已約束8#墩A372.89.57#墩A38-2.76.8工況三：拱肋合攏后，系桿合龍前荷載墩號(hào)節(jié)點(diǎn)號(hào)節(jié)點(diǎn)位移x(mm) z(mm) 合攏口兩側(cè)1000kN縱向推力6# E37 -26.5-247#墩 E38 -0.6-24第一層水平索放1000kN6#E37 -3.5-3.27#墩 E38 0.1-3.5第二層水平索放1000kN6#E37 -5.6-5.77#墩 E38 0.1-6.1第三層水平

15、索放1000kN6# E37 -7.1-7.87#墩 E380-8.2第三層斜拉索放1000kN6#E37 -17-187#墩 E38 -1.2-16.6工況四：中桁合攏后，邊桁合攏口分析工況荷載位置節(jié)點(diǎn)位移(mm) 說(shuō)明XZ中桁下弦合攏后合攏口邊桁兩側(cè)1000kN縱向推力邊桁SS37-6.4-6.4邊桁開(kāi)口5mm，中桁伸長(zhǎng)0.8mm，邊-中桁位移差4.2mmSS38-1.4-6.4中桁MS37-4.2-5.9MS38-3.4-5.8中桁上弦合攏后邊桁SA37-1.81.1邊桁開(kāi)口2.1mm，中桁伸長(zhǎng)0.2mm，邊-中桁位移差1.9mmSA380.30.3中桁MA37-0.80.6MA38-0

16、.60.3中桁系桿合攏后邊桁SE37-1.3-0.9邊桁開(kāi)口1.5mm，中桁伸長(zhǎng)0.3mm，邊-中桁位移差1.2mmSE380.2-0.9中桁ME37-0.7-1ME38-0.4-1合攏口敏感性分析結(jié)論:調(diào)整第三層索力對(duì)豎向位移效果明顯，同時(shí)產(chǎn)生一定量縱向位移水平頂拉、溫度變化對(duì)縱向和豎向位移均有改變橫向加載對(duì)中線偏位效果明顯。因此，對(duì)于合攏口的調(diào)整，以調(diào)整最外層索索力和整體縱移6#、8#墩鋼梁為主要手段，同時(shí)準(zhǔn)備輔助合攏措施。3）合攏措施鋼梁預(yù)先縱移： 監(jiān)控計(jì)算合攏時(shí)所需縱移量； 邊跨合攏后，測(cè)量6、7、8#墩鋼梁懸臂端節(jié)點(diǎn)里程，并與計(jì)算值比較； 鋼梁預(yù)先縱移： 實(shí)測(cè)鋼梁溫度，合理預(yù)測(cè)合攏時(shí)

17、鋼梁溫度，修正溫差縱移值； 統(tǒng)計(jì)6、7、8#墩未安裝桿件長(zhǎng)度制造誤差。 綜合確定6#墩鋼梁向南縱移130mm，8#墩鋼梁向北縱移150mm。 索力調(diào)整：實(shí)測(cè)合攏口兩側(cè)鋼梁節(jié)點(diǎn)高程、里程，與監(jiān)控計(jì)算值比較，確定6、 7、8#墩索力調(diào)整值。調(diào)整后，南主拱合攏口狀態(tài)如下：合攏口節(jié)點(diǎn)中心高程偏差（mm）里程偏差（mm）中線偏差(mm)7#墩上游側(cè)SA383 3 - 1SS383 0 -1中桁MA381 5 -1MS382 -1 -3下游側(cè)SA386 2 -2SS386 2 -28#墩上游側(cè)SA37-14 1 -5SS37-15 3 -7中桁MA37-10 3 -8MS37-10 11 -10下游側(cè)SA

18、37-15 -1 - 7SS37-12 6 -9 輔助合攏措施：在合攏桿件上采用長(zhǎng)圓孔加圓孔合攏鉸的結(jié)構(gòu)措施；采用水平頂拉設(shè)施、溫差、鋼梁縱移微調(diào)。4) 系桿合攏 主拱合攏后，實(shí)測(cè)南北系桿合攏口尺寸 監(jiān)測(cè)斜拉索、水平索索力 監(jiān)控計(jì)算確定索力釋放大小與順序，第三層水平索釋放200t，第二層水平索釋放600t，第一層水平索釋放600t，第三層斜拉索釋放200t。4) 系桿合攏 逐步釋放6、7、8#墩索力，使系桿合攏口張開(kāi)到理論長(zhǎng)度，按設(shè)計(jì)桿件安裝系桿，通過(guò)水平頂拉裝置調(diào)整實(shí)現(xiàn)系桿合攏。主要內(nèi)容一、工程概況二、主墩深水基礎(chǔ)施工三、大跨度連續(xù)鋼桁拱架設(shè)與合龍四、結(jié)論提出了深水基礎(chǔ)鉆孔平臺(tái)與承臺(tái)圍堰合二為一的快速施工方法，解決了基礎(chǔ)施工工期緊、施工難度大、平臺(tái)安全渡汛等技術(shù)難題，提高了工程質(zhì)量，節(jié)約了施工成本。采用氣囊法斷纜下河方法，解決了圍堰在墩位處拼裝工期長(zhǎng)、固定滑道下河費(fèi)用高、整體起吊下河在現(xiàn)有設(shè)備條件下難以實(shí)現(xiàn)及圍堰下河擱淺的難題。首創(chuàng)了無(wú)導(dǎo)向船重型錨