介绍: 1、施工总体方案 根据工程特点和总工期的要求,为尽可能少地占用长江水运航道,同时又能满足正常施工需要,确定按两个枯水期分期实施主桥三个主墩的基础施工,第一个枯水期先开工北主墩(6#墩)和南主墩(8#墩),第二个枯水期再开工中主墩(7#墩)。 附图018:主桥水上基础施工平面布置图。 6#、7#、8#主墩基础均采用双壁钢围堰+锚碇无导向船定位系统的施工方案, 其中6#墩采用双壁钢套箱围堰施工,7#、8#墩采用双壁钢吊箱围堰施工,6#、8#墩围堰分次接高,7#墩围堰整体一次接高。双壁钢围堰制作下水、浮运至墩位,利用锚碇系统实现初、精定位,插打16根定位钢护筒,围堰挂桩完成体系转换,先期进行钻孔桩施工,钻孔桩完成后,围堰内封底、抽水进行承台、墩座施工。 3#~5#、9#墩施工方案是先建立施工平台,进行钻孔桩施工,钻孔桩完成后,分节拼装或整体吊装双壁钢围堰,围堰内封底、抽水进行承台、墩身施工; 1#、2#、10#墩基础采用填土筑岛+钢板(钢管)桩围堰施工方案,钢板桩围堰取土后,安装承台模板进行混凝土浇筑;0#墩基础施工方案是先填土筑岛进行钻孔桩施工,井点降水或钢板桩支护进行基坑开挖,进行承台施工。主桥墩身采用翻模法施工,模板采用大块整体钢模,墩旁侧设置一台塔式吊机辅助施工。 北引桥及南、北岸合建区段引桥桩基施工时,一般地面原地整平硬化,遇水塘、沟壑则先筑岛或填平后再作硬化处理进行钻孔桩施工;高旺河内的桩基施工可充分利用枯水期,先填土修筑便道,设置移动式平台进行钻孔施工。承台依据地质变化主要采用明挖或钢板桩支护方法进行施工,必要时配合井点降水。墩身采用整体钢模施工,墩身四周搭设施工脚手平台,汽车吊或履带吊机配合作业。 2、主墩下部结构施工 6#、7#、8#墩是钢桁拱连续梁主桥的三个主墩,墩身为12.0×40.0m的圆端形空心墩,单箱双室截面,壁厚1.5~2.0m,在顺桥向中部设竖隔墙。三个主墩基础均采用46根Φ2.8m的钻孔桩基础, 6#和7#墩桩长107m,8#墩桩长112m。承台为圆端形,平面尺寸34×76m,承台顶面高程-7.0m,厚度6.0m。6#、7#、8#墩位处河床高程分别为-10.5m、-25.0m、-41.7m, 根据河床高程的实际情况,6#墩采用双壁钢套箱围堰施工,7#和8#墩采用双壁钢吊箱围堰施工。双壁钢套箱围堰和钢吊箱围堰均为圆端形结构,6#墩平面结构尺寸38.2×80.2m,7#、8#墩平面结构尺寸38.0×80.0m;6#墩钢套箱围堰高度27m,壁厚2.0m,围堰底高程-18.0m,水下封底混凝土厚度5m;7#和8#墩钢吊箱围堰高度26.5m,壁厚2.0m,围堰底高程-17.5m,水下封底混凝土厚度4.5m。 6、7、8#墩基础均采用双壁钢围堰+锚碇无导向船定位方案。壁厚2.0m的钢围堰作为承台、墩身施工的挡水结构,底节内支撑桁架兼作为钻孔桩施工平台。 2.1主墩基础施工 ⑴6#墩基础施工 1)施工方法 先在大桥船厂完成14.5m底节钢围堰制造、拼装,利用气囊辅助整体滑移入水,拖轮浮拖至墩位,锚碇系统收锚,进行围堰初始、精确定位。钢护筒参与结构受力,设计钢护筒底高程-43m,顶高程+10.0m,钢护筒总长53m,壁厚25mm,材质Q345b。根据地质条件和APE400B双锤并联的击震能力,钢护筒不能一次击震到设计高程,采取大护筒内套小护筒方法,分次接力插打到位。钢护筒按两节制造,第一节40m,第二节13 m,先插打16根定位钢护筒,16根定位钢护筒前期作为围堰平台支撑,只插打第一节,在16根定位钢护筒上安装吊挂系统,围堰挂桩完成第一次平台体系转换,围堰及内支撑桁架成为固定式钻孔平台。 围堰平台建立后,按要求插打8根渡洪钢护筒,进行渡洪桩施工。在洪水到来前,将围堰平台支撑体系转化到8根渡洪成桩上,实现平台体系第二次转换。16根定位钢护筒可依此解除吊挂系统,接高钢护筒后跟进到位。其余钢护筒均按接力方法一次插打到设计高程,完成全部钻孔桩施工后,利用水上浮吊,分块接高围堰,解除挂桩,在可控状态下围堰下沉着床,通过吸泥、射水、压重等措施下沉围堰至设计高程。封底,围堰内抽水,在无水状态下进行承台和墩身施工。 2)施工流程 ①围堰制造下水 底节钢围堰工厂分块制造→船厂江滩地基硬化处理、浮箱就位→底节钢围堰拼装→地牛及牵引辅助设施安装→清理场地、安装气囊并充气→启动牵引装置、重力作用下随气囊向前滚动→底节钢围堰整体滑移入水→浮箱灌水下沉、围堰自浮。 ②锚碇系统布置 围堰浮运前,预先进行锚碇系统布置→抛设主锚、前定位船边锚,前定位船就位→抛设钢围堰北侧边锚和尾锚,锚绳暂固定于临时铁驳上→抛设钢围堰南侧边锚和尾锚,锚绳暂固定于临时铁驳上→临时铁驳初定位在墩位两侧。 ③围堰浮运定位 底节钢围堰在拖轮拖带下,靠邦于上游80m临时趸船→拖轮队列调整→在四条拖轮拖带下,围堰开始浮运→围堰浮运到墩位→通过抛锚船,过主拉缆至钢套箱上→过钢围堰边锚、尾锚至钢套箱上→临时铁驳退出→调整各锚绳及拉缆,钢套箱初定位→继续收紧锚绳及拉缆,钢套箱精定位。 ④钻孔桩、承台、墩身施工 插打16根定位钢护筒→钢护筒与平台桁架固结,完成第一次平台体系转换→插打其余钢护筒→安放钻机,进行8根渡洪桩施工(洪水前至少完成8根成桩)→钢围堰平台与8根成桩固结,完成第二次平台体系转换→继续进行其余钻孔桩施工→钢围堰分块拼装接高→钢围堰下沉至设计高程→清基→水下混凝土封底→抽水→承台钢筋绑扎→承台混凝土灌注→墩身施工。 附图019:6#墩基础施工步骤图。 3)定位系统设计 桥址处水流呈单向流态,定位系统按锚碇+前定位船方案设计。定位船为1艘400t铁驳,主要用于调整和确定钢套箱围堰的位置,调节尾锚、主锚受力,并对钢套箱围堰进行安全防护。定位船上布置有马口、将军柱、绞关、固定座、卷扬机等设备。锚具分别采用12t、8t、7t 、3t霍尔式铁锚。锚碇系统布置:主锚为6个12t霍尔式铁锚,锚链直径Φ57mm、锚绳Φ47.5mm。定位船两侧边锚各2个3t霍尔式铁锚, 锚链直径Φ42mm,锚绳Φ36.5mm。定位船与钢围堰用4Φ47.5mm钢丝绳相连。钢围堰两侧边锚各4个8t霍尔式铁锚,尾锚为4个7t霍尔式铁锚,锚链直径Φ57mm,锚绳Φ47.5mm。 附图020:6#墩锚碇系统总体布置图; 附图021:6#墩定位船绞锚系统平面布置图; 附图022:6#墩围堰绞锚平台布置图; 附图023:6#墩锚碇系统锚绳连接示意图。 4)围堰设计 6#主墩围堰底节、中节均为双壁钢套箱结构,顶节为单壁结构,围堰结构参数如下: 长度:80.2m;宽度:38.2m; 高度:27m(其中底节高14.5m;中节高9.3m;顶节高3.2m); 壁厚:2.0m; 围堰底节浮运时吃水深度:6.0m; 围堰精定位时底节双壁侧板顶面高程:+9.0m; 作为钻孔平台时围堰双壁侧板顶面高程:+9.0m; 钻孔桩施工时最高施工水位:+8.71m; 承台施工时设计最高水位(取11~4月频率为10%的日平均最高水位):+7.0m; 承台施工时侧板顶面高程(围堰接高后):+9.0m。 附图024:6#墩围堰总体布置图。 5)钢围堰制作、下水 ①围堰制作 钢围堰底节、中节和顶节依据工期要求分阶段进行加工,底节围堰在浦口大桥船厂分单元加工,整体组拼,中节和顶节在项目部钢结构车间分单元加工,分块接拼。 钢围堰中节高度9.3m,采取分块制造,高度方向不设拼缝,周长方向分直线段和曲线段。每侧直线段分4×4.5m+2×3.0m+4×4.5m共10块,其中最大单元件重量约16.9t。每个曲线段分为8块,每块7.5m×9.3m,重量约19.7t。 钢围堰顶节高度3.2m,视施工水位情况作接拼方案调整。 钢套箱单元件在胎架上组拼及施焊,设置胎架的场地条件及胎架结构的刚度等应满足制作精度要求。钢套箱单元件出厂前严格保证套箱各部位焊缝的焊接质量,对关键受力焊缝应做探伤检验,对于有水密要求的焊缝须进行煤油渗透性试验。 a.焊接平台铺设 围堰侧壁多为大直线段,为保证在拼装时的尺寸误差控制在标准范围之内,需铺设焊接平台。在平台上焊接侧板,能够保证焊接时的变形和平整度。围堰端头部分为圆弧形,制造时利用底节围堰的圆弧胎型改造后制造中节围堰圆弧段,以保证尺寸精度。焊接时平面必须是一个刚性的固定结构,减少尺寸误差。 b.横向支架制造 横向筋板为两块钢板焊接而成的“Γ”型结构,制造时应将加工好的“Γ”型结构用角钢连接成整体后检查结构尺寸,调整变形后,放在平整的地方。