河北工程大學(xué)東海大橋施工技術(shù)

東海大橋施工技術(shù)崔邯龍電子郵箱：cuihanl_11@126.com河北工程大學(xué)1東海大橋施工技術(shù)一、大跨度橋梁的基本類型二、斜拉橋施工概述三、東海大橋主通航孔斜拉橋施工1.工程概況2.施工特點(diǎn)3.導(dǎo)管架平臺(tái)的搭設(shè)4.主墩鋼圍堰平臺(tái)施工5.主墩鉆孔灌注樁成孔施工6.上部結(jié)構(gòu)施工2東海大橋施工技術(shù)一、大跨度橋梁的基本類型（1）斜拉橋（2）懸索橋（3）拱橋3東海大橋施工技術(shù)（1）斜拉橋是將梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的橋。它由梁、斜拉索和塔柱三部分組成。斜拉橋是一種自錨式體系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩臺(tái)上外，還支承在由塔柱引出的斜拉索上。蘇通大橋：主跨1088m，世界第一大跨徑斜拉橋.4東海大橋施工技術(shù)（2）懸索橋懸索橋是以承受拉力的纜索或鏈索作為主要承重構(gòu)件的橋梁。由懸索、索塔、錨碇、吊桿、橋面系等部分組成。懸索橋的主要承重構(gòu)件是懸索，它主要承受拉力，一般用抗拉強(qiáng)度高的鋼材（鋼絲、鋼纜等）制作。西堠門大橋：主跨1650米，位居世界第二、國(guó)內(nèi)第一5東海大橋施工技術(shù)（3）拱橋拱式結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下，兩端支承除了有豎向反力外，還將產(chǎn)生水平推力。正是這個(gè)水平推力，使拱體的彎矩大為減小，拱截面主要承受軸向壓力，主拱圈以受壓為主，使之成為以受壓為主的壓彎構(gòu)件。6東海大橋施工技術(shù)盧浦大橋：主跨550m，拱高110米7東海大橋施工技術(shù)二、斜拉橋施工概述1.施工方法下部基礎(chǔ)施工：鋼圍堰法鋼管樁平臺(tái)法上部結(jié)構(gòu)施工：大跨斜拉橋：懸臂澆筑法、懸臂拼裝法；中、小跨斜拉橋：支架法、頂推法、平轉(zhuǎn)法等。8東海大橋施工技術(shù)2.基礎(chǔ)工程施工鋼圍堰法和鋼管樁平臺(tái)方法（1）鋼圍堰施工法鋼圍堰刃腳段整體浮運(yùn)到橋位處→拋錨系統(tǒng)精確定位→圍堰接高吸泥下沉→達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高→施工平臺(tái)搭設(shè)→護(hù)筒定位下沉→圍堰封底→鉆孔樁施工→堰內(nèi)抽水→承臺(tái)底模組拼→承臺(tái)施工→下塔柱施工。9東海大橋施工技術(shù)（2）鋼管樁平臺(tái)施工法采用鋼管樁結(jié)合自浮式鋼套箱合二為一，組成施工平臺(tái)，這也是鋼管樁平臺(tái)施工的一種類型。10東海大橋施施工技術(shù)3.鋼圍堰（套套箱）的封封底施工鋼圍堰或鋼鋼套箱是大大型橋梁深深水基礎(chǔ)施施工的平臺(tái)臺(tái)及圍水設(shè)設(shè)施，是基基礎(chǔ)工程施施工重要的的臨時(shí)工程程。不管采用鋼鋼圍堰法還還是鋼管樁樁平臺(tái)法施施工，鋼圍圍堰或鋼套套箱封底混混凝土的澆澆注都是必必不可少的的，因?yàn)榻^絕大多數(shù)樁樁基礎(chǔ)工程程均為高樁樁承臺(tái)，必必須為其施施工創(chuàng)造一一個(gè)干施工工環(huán)境。11東海大橋施施工技術(shù)4.上部結(jié)構(gòu)施施工斜拉橋?qū)儆谟诟叽纬o靜定結(jié)構(gòu)，，其設(shè)計(jì)與與施工高度度耦合，所所采用的施施工方法和和安裝程序序與成橋后后的主梁線線形及結(jié)構(gòu)構(gòu)的內(nèi)力狀狀態(tài)有著密密切的關(guān)系系，在施工工階段隨著著斜拉橋的的結(jié)構(gòu)體系系和荷載狀狀態(tài)的不斷斷變化，結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和和變形也隨隨之不斷發(fā)發(fā)生變化、、并決定成成橋后結(jié)構(gòu)構(gòu)的受力及及線形。。施工控制是指對(duì)斜拉拉橋的每一一施工階段段進(jìn)行詳細(xì)細(xì)的分析、、驗(yàn)算，求求得斜拉索索張拉力、、主梁撓度度、塔柱位位移等施工工控制參數(shù)數(shù)的理論計(jì)計(jì)算值，然然后對(duì)施工工順序作出出明確規(guī)定定，并在施施工過(guò)程中中加以有效效的控制和和管理。斜斜拉橋的施施工控制實(shí)實(shí)際上是對(duì)對(duì)施工過(guò)程程中的斜拉拉橋進(jìn)行分分析→監(jiān)測(cè)→比較→調(diào)整的過(guò)程程。12東海大橋施施工技術(shù)三、東海大大橋主通航航孔斜拉橋橋施工（P148）1.工程概況2.施工特點(diǎn)3.導(dǎo)管架平臺(tái)臺(tái)的搭設(shè)4.主墩鋼圍堰堰平臺(tái)施工工5.主墩鉆孔灌灌注樁施工工6.上部結(jié)構(gòu)施施工13東海大橋施施工技術(shù)1.工程概況東海大橋主主跨效果圖圖東海大橋效效果圖14東海大橋施施工技術(shù)東海大橋一一期工程，，北起于南南匯嘴，與與待建的滬滬蘆高速公公路相連，，南經(jīng)崎嶇嶇列島洋山山港區(qū)，是是深水港碼碼頭的關(guān)鍵鍵性重要配配套工程。。線路總長(zhǎng)長(zhǎng)30多公里。全全橋設(shè)5000噸級(jí)主通航航孔一處，，設(shè)1000噸級(jí)輔通航航孔一處，，設(shè)500噸級(jí)輔通航航孔兩處。。是我國(guó)第第一座真正正意義上的的跨海大橋，也是我國(guó)國(guó)迄今為止止橋梁建設(shè)設(shè)規(guī)模最大大的一座，，它的建成成將改寫整整個(gè)中國(guó)乃乃至世界跨跨海橋梁的的發(fā)展史。。輔通航孔主通航孔輔通航孔輔通航孔15東海大橋施施工技術(shù)東海大橋是是洋山深水水港（一期期）工程的的關(guān)鍵工程程，是一座座全長(zhǎng)32.7公里的跨海大橋；其中主通航航孔斜拉橋橋位于全橋橋中間K18＋219～K19＋49公里處，為為一座鋼―混凝土結(jié)合合梁雙塔單單索面斜拉拉橋；主通航孔斜斜拉橋長(zhǎng)830米，寬33米，跨中布布置：73＋132＋420＋132＋73米；主墩基礎(chǔ)為為鉆孔樁，，樁徑2.5米，主墩樁樁長(zhǎng)110米；輔助墩墩樁長(zhǎng)85米，邊墩基基礎(chǔ)為直徑徑1.5米的鋼管樁樁；主塔為倒Y型鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)，，塔高150米，主梁采采用倒梯形形結(jié)合箱梁梁，梁高4米，主梁頂頂板為C60高性能混凝凝土，其余余均為鋼結(jié)結(jié)構(gòu)。16東海大橋施施工技術(shù)17東海大橋施施工技術(shù)2.施工特點(diǎn)跨海大橋的的施工特點(diǎn)點(diǎn)：氣候環(huán)環(huán)境條件、、防撞（P151.防撞墩；施施工防撞））18東海大橋施施工技術(shù)主墩承臺(tái)平平面尺寸為為49.6m×27.4m，厚度為6m，底標(biāo)高-2.00m(黃海高程)，封底混凝凝土厚度為為1.5m。基礎(chǔ)為38根鉆孔樁，，樁徑2.5m，深度為110m。在主索塔平平臺(tái)橫橋兩兩側(cè)各有一一個(gè)防撞墩墩，鋼管工工程樁。承承臺(tái)呈子彈彈頭狀尺寸寸為30m寬、高18m、厚度為10m、底標(biāo)高為為-6.00m。19東海大橋施施工技術(shù)海上平臺(tái)的的布置生活區(qū)施工區(qū)攪拌區(qū)20東海大橋施施工技術(shù)技術(shù)創(chuàng)新：：采用導(dǎo)管支支架和鋼浮浮箱技術(shù)便于快速定定位和提高高定位精度度；形成近似地地面的施工工作業(yè)條件件；提高抗擊惡惡劣天氣和和海況條件件；提高施工過(guò)過(guò)程中的防防撞能力；；提高施工效效率、降低低施工難度度、降低風(fēng)風(fēng)險(xiǎn)。21東海大橋施施工技術(shù)3.導(dǎo)管架平臺(tái)臺(tái)的搭設(shè)22東海大橋施施工技術(shù)導(dǎo)管水平撐斜撐導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)構(gòu)示意圖23東海大橋施施工技術(shù)施工工藝

比較項(xiàng)目導(dǎo)管架法常規(guī)散打散拼法備注1、適用范圍比較適用于海況惡劣的海域比較適用于風(fēng)平浪靜、流速不大的海域?qū)Ч芗芊p少了海上的施工強(qiáng)度和施工和周期。2、沉樁整體定位，插、打樁方便，易控制單根樁定位，樁位較難控制導(dǎo)管架法是裝配式施工，可以整體吊裝、定位；常規(guī)法只能散打散拼。3、結(jié)構(gòu)受力整體性好整體性較差導(dǎo)管架著地，鋼管樁水下部分通過(guò)導(dǎo)管架也相互連接，大大縮小了樁的自由長(zhǎng)度；常規(guī)法鋼管樁水下部分無(wú)法連接，自由長(zhǎng)度長(zhǎng)，受彎矩大。4、施工安全、質(zhì)量容易保證較難保證導(dǎo)管架法在岸上制作焊接，沉樁時(shí)導(dǎo)管架依靠自身穩(wěn)定；常規(guī)法全部在海上現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接，沉樁時(shí)單樁穩(wěn)定較難保證。5、材料用量較多較少6、施工工期工期短工期長(zhǎng)導(dǎo)管架法受海況自然條件影響少，能大大縮短工期；常規(guī)法受海況自然條件影響大，很難縮短工期。24東海大橋施施工技術(shù)導(dǎo)管架的制制作安裝每個(gè)導(dǎo)管架架平臺(tái)由兩兩個(gè)導(dǎo)管架架組成，導(dǎo)導(dǎo)管架在船船廠制作完完成后用船船運(yùn)輸?shù)綐驑蛭弧?dǎo)管架安裝裝時(shí)將起吊吊鋼絲繩、、調(diào)節(jié)鋼絲絲繩和GPS天線系到導(dǎo)導(dǎo)管架上，，并進(jìn)行調(diào)調(diào)試，然后后起吊；當(dāng)當(dāng)起吊到預(yù)預(yù)定位置后后，移動(dòng)浮浮吊進(jìn)行導(dǎo)導(dǎo)管架的精精確定位，，滿足要求求后進(jìn)行導(dǎo)導(dǎo)管架下沉沉安裝；當(dāng)當(dāng)導(dǎo)管架底底部距海床床面0.5米時(shí)暫停下沉沉，進(jìn)行導(dǎo)管管架的第二次次測(cè)量定位，，滿足要求后后下沉就位。。就位后立即即進(jìn)行四個(gè)角角點(diǎn)鋼管樁的的插打，然后后再進(jìn)行其它它部位鋼管樁樁的插打。25東海大橋施工工技術(shù)導(dǎo)管架安裝示示意圖26東海大橋施工工技術(shù)導(dǎo)管架安裝的的測(cè)量定位導(dǎo)管架安裝定定位采用GPSRTK實(shí)時(shí)定位控制制系統(tǒng)。浮吊精確定位位：運(yùn)用RTK實(shí)時(shí)定位控制制系統(tǒng)，浮吊吊的位置偏差差控制在10cm以內(nèi)。動(dòng)態(tài)控制：導(dǎo)導(dǎo)管架起吊前前，在導(dǎo)管架架四個(gè)頂角鋼鋼管上安裝四四根GPS天線。四個(gè)天天線連在總線線上，總線通通過(guò)一根有線線連到操作電電腦上，用電電腦對(duì)整個(gè)導(dǎo)導(dǎo)管架的方位位、標(biāo)高和傾傾斜度進(jìn)行動(dòng)動(dòng)態(tài)控制。27東海大橋施工工技術(shù)導(dǎo)管架吊裝就就位28東海大橋施工工技術(shù)導(dǎo)管架定位樁樁施打29東海大橋施工工技術(shù)采用了整體吊吊裝的施工工工藝，即在陸陸上將甲板層層的分塊預(yù)先先加工成整體體，用浮吊吊吊裝到位后，，然后連接成成整體。30東海大橋施工工技術(shù)安裝完成的導(dǎo)導(dǎo)管架31東海大橋施工工技術(shù)4.主墩鋼圍堰平平臺(tái)施工（1）蜂窩式鋼浮浮套箱平臺(tái)方方案的提出吊箱圍堰套箱箱在鉆孔樁施施工前就固定定到位，然后后在套箱上打打設(shè)鋼護(hù)筒，，利用套箱進(jìn)進(jìn)行鉆孔樁的的施工。在鉆鉆孔樁完成后后，省去封底底混凝土的工工藝和養(yǎng)護(hù)等等候時(shí)間，直直接進(jìn)入承臺(tái)臺(tái)混凝土的施施工。同時(shí)考慮把套套箱和操作平平臺(tái)以及鋼護(hù)護(hù)筒打設(shè)的導(dǎo)導(dǎo)向架有機(jī)地地結(jié)合在一起起，放在陸地地上整體加工工，整體浮運(yùn)運(yùn)到海上。經(jīng)經(jīng)過(guò)精確定位位后，馬上轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為鉆孔樁樁施工的平臺(tái)臺(tái)，在樁施工工階段完成封封底止水工作作。樁施工完完成后，馬上上進(jìn)入承臺(tái)混混凝土的施工工，從而可大大大縮短承臺(tái)臺(tái)基礎(chǔ)的施工工周期，省去去1.5m厚的封底混凝凝土，節(jié)約了了建設(shè)投入費(fèi)費(fèi)用。32東海大橋施工工技術(shù)33東海大橋施工工技術(shù)（2）蜂窩式鋼浮浮套箱設(shè)計(jì)第一步按照近近海鋼質(zhì)海船船的要求進(jìn)行行初步設(shè)計(jì)，，鋼浮套箱要要在海上拖運(yùn)運(yùn)，在未固定定前要承受海海上風(fēng)浪的荷荷載，所以它它要擁有鋼質(zhì)質(zhì)海船的所有有特性，縱橫橫總剛度、穩(wěn)穩(wěn)性等。第二步根據(jù)施施工平臺(tái)的工工況荷載條件件，進(jìn)行復(fù)核核完善設(shè)計(jì)。。根據(jù)在固定定狀態(tài)施工中中的幾個(gè)荷載載工況和50年一遇、20年一遇的海況況條件，進(jìn)行行結(jié)構(gòu)復(fù)核驗(yàn)驗(yàn)算，不足部部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)的加強(qiáng)處理理。第三步是完善善功能設(shè)計(jì)，，滿足功能要要求，附屬設(shè)設(shè)施的布置，，側(cè)止水系統(tǒng)統(tǒng)；力系轉(zhuǎn)換換系統(tǒng)；水位位調(diào)節(jié)系統(tǒng)及及錨泊、靠駁駁附件等。34導(dǎo)管鋼圍堰由由雙壁箱體、、預(yù)留導(dǎo)管及及上部結(jié)構(gòu)組組成。外形尺寸最終終定為:54.2×33.8×12.5m.東海大橋施工工技術(shù)35東海大橋施工工技術(shù)①－雙壁或單壁壁圍壁、②－雙層或單層層底板、③－甲板操作層層、④－輔助樁導(dǎo)管管及支架、⑤－鋼護(hù)樁導(dǎo)管管、⑥－分倉(cāng)加勁肋肋板、⑦－水位差調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)、⑧－鋼護(hù)筒導(dǎo)管管氣囊止水系系統(tǒng)、⑨－箱體固定力力系轉(zhuǎn)換系統(tǒng)統(tǒng)、⑩－定位錨舶系系統(tǒng)。36東海大橋施工工技術(shù)套箱剖面示意意圖①－雙壁或單壁壁圍壁、②－雙層或單層層底板、③－甲板操作層層、④－輔助樁導(dǎo)管管及支架、⑤－鋼護(hù)樁導(dǎo)管管、⑥－分倉(cāng)加勁肋肋板、⑦－水位差調(diào)節(jié)節(jié)系統(tǒng)、⑧－鋼護(hù)筒導(dǎo)管管氣囊止水系系統(tǒng)、⑨－箱體固定力力系轉(zhuǎn)換系統(tǒng)統(tǒng)、⑩－定位錨舶系系統(tǒng)。37東海大橋施工工技術(shù)功能:(1)具有工程鋼護(hù)護(hù)筒樁準(zhǔn)確導(dǎo)導(dǎo)向功能(2)封底止水功能能(3)力系轉(zhuǎn)換的傳傳遞功能(4)輔助桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)(5)上部甲板結(jié)構(gòu)構(gòu)(6)輔助結(jié)構(gòu)38東海大橋施工工技術(shù)(3)蜂窩式鋼浮套套箱平臺(tái)制作作與施工①鋼圍堰制安過(guò)過(guò)程導(dǎo)管鋼圍堰在在加工廠家完完成整體制作作（包括上部部結(jié)構(gòu)）；制作完成后浮浮運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，，先臨時(shí)系泊泊在工程駁船船上；將鋼圍堰拖運(yùn)運(yùn)進(jìn)檔，利用用先期完成的的導(dǎo)管架平臺(tái)臺(tái)進(jìn)行平面定定位；就位后立即進(jìn)進(jìn)行錨固樁的的打設(shè)工作；；利用鋼圍堰自自身的浮力進(jìn)進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整整，并及時(shí)與與導(dǎo)管連接成成整體；進(jìn)行鋼護(hù)筒的的振入工作；；護(hù)筒振入到位位后及時(shí)與鋼鋼圍堰上的導(dǎo)導(dǎo)管連接成整整體，完成整整個(gè)施工平臺(tái)臺(tái)。39東海大橋施工工技術(shù)鋼套箱自浮狀狀態(tài)鋼套箱拖運(yùn)40東海大橋施工工技術(shù)鋼套箱進(jìn)檔定定位示意圖鋼套箱進(jìn)檔41東海大橋施工工技術(shù)插打鋼護(hù)筒42東海大橋施工工技術(shù)②平臺(tái)鋼圍堰止止水在導(dǎo)管鋼圍堰堰的設(shè)計(jì)中，，鉆孔樁護(hù)筒筒是在鋼圍堰堰上預(yù)留的導(dǎo)導(dǎo)管中打設(shè)；；在鉆孔樁施施工階段，由由于甲板上部部荷載作用以以及鋼圍堰隔隔艙作為水、、泥漿等的存存儲(chǔ)艙，護(hù)筒筒與鋼圍堰導(dǎo)導(dǎo)管的連接部部位在導(dǎo)管的的頂部進(jìn)行；；在承臺(tái)施工階階段，鋼圍堰堰內(nèi)部的隔艙艙、導(dǎo)管及護(hù)護(hù)筒等需要割割除以讓出承承臺(tái)空間，故故必須將護(hù)筒筒與導(dǎo)管的連連接轉(zhuǎn)換到導(dǎo)導(dǎo)管的底部以以及進(jìn)行護(hù)筒筒與導(dǎo)管之間間空隙的封堵堵止水工作。。采用氣囊加水水下不分散水水泥漿進(jìn)行封封堵止水施工工。通過(guò)操作孔將氣囊囊穿進(jìn)導(dǎo)管和護(hù)筒筒間的間隙，用鋼鋼絲上的刻度控制制下放的深度，氣氣囊放到位后開始始給氣囊充氣封堵堵，然后進(jìn)行水下下不分散水泥漿壓壓漿止水工作。43東海大橋施工技術(shù)術(shù)封堵止水施工在從從鋼圍堰底部向上上0.3M～1.5M（－3.70～－2.50）護(hù)筒與導(dǎo)管間的的空隙內(nèi)進(jìn)行，封封堵止水范圍一直直淹在海水中。44東海大橋施工技術(shù)術(shù)45東海大橋施工技術(shù)術(shù)46東海大橋施工技術(shù)術(shù)③平臺(tái)止水工作完成成后進(jìn)行力系轉(zhuǎn)換，通過(guò)改變鋼圍堰堰和鋼護(hù)筒的連接接位置來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼圍圍堰和上部施工的的荷載受力點(diǎn)的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換，以便割除圍圍堰內(nèi)的導(dǎo)管和護(hù)護(hù)筒，空出承臺(tái)的的空間進(jìn)行承臺(tái)施施工。47