介绍： 1．工程概况 1)桥位 xx市位于xx省长江中游南岸，在省会武汉市下游约140km，江西省九江市上游约120km，南岸与武黄一级公路衔接，北岸通过xx省浠水县花洲与106国道相连。桥轴线位于武黄一级公路末端中线的延长线上，桥右—桥左方位角为90°01°52”，见图4-22。 2)概况 (1)桥型及指标 主桥为五跨连续刚构桥，全长162.5m+3×245m+162.5m=1060m。最高通航水位23.76m时的通航净高为24.0m。竖曲线半径11490.26m，两侧切线纵坡3.2％。 (2)设计荷载为汽车—超20级，挂—120,人群3．5kN／m2；4车道，总宽2.5m+15.1m+2.5m。 (3)主墩为上游侧带分水尖的双柱墩，高度43.670～47.895m，基础为双壁钢围堰内的钻孔灌注桩高桩承台结构，每墩有Φ3000mm嵌岩钻孔灌注桩16根。 2—5号墩基础及墩身结构如图4-23。 (4)工程特点 ①双壁钢围堰直径大，高度亦大。2号、3号墩处水深大，围堰下沉时所受水流推力大。 ②地质条件复杂，2号墩岩面标高差达4．80m，钢围堰需做成异形刃脚，加上岩面几乎裸露，故围堰下沉落床和刃脚封堵困难较大；而4号、5号墩的覆盖层厚达16～21m，增加了下沉的难度。 ③直径3m的钻孔桩用回转钻机施钻在国内尚属首次，钻机需要进口或在国内设计制造。 ④部分基岩单轴极限强度达到130MPa，另外，某些桩位可能有破碎带存在，钻孔桩施钻时有困难。 ⑤承台为大体积混凝土，墩身为55号混凝土，均需采取相应施工措施。 ⑥水流流向与桥轴法线方向的夹角为8°12’，设计定位锚碇系统时必须考虑这一特点。 ⑦墩身高度大。 ⑧施工筹备期短，施工设备不配套，加之本工程是交通部第一次组织施工的特大型工程，必须做到万无一失。 (5)主要工程数量如表4-8。 2．自然条件 1)河道 xx长江河段，自回风矶至西塞山约14km，江面开阔弯曲。桥位河段，两岸均有防洪大堤控制，桥墩处两岸间距离约为2070m。主流偏于xx岸，中常水位时，xx岸滩地宽约200m，浠水岸滩地宽约400m，水面宽约1400m。 2)气象 xx地区冬冷夏热，四季分明，雨量充沛，为典型的亚热带东亚大陆性气候。 (1)气温 多年平均气温为17℃，最高月平均气温为29.2℃，最低月平均气温为3.9℃，最高日平均气温为34.1℃，最低日平均气温为-8.7℃，最大日温差为16.4℃，极端最高气温为40.3℃，极端最低气温为-11℃。 (2)相对湿度 多年平均相对湿度为78％，季节性变化明显。雨季相对湿度≥79％，其它季节相对湿度只有76％。 (3)降水 多年平均降雨量为1406.6mm，年最大降雨量为2184.1mm，年最小降雨量为929.6mm。降雨量年内分配不均，春夏季多雨，秋冬季少雨。最大日降雨量达249.5mm，最大一小时降雨量为90.7mm。 (4)风 多年平均风速为2.1m／s，常风向为E、ESE，频率为12％，次常风向为WNW，频率为8％。偶有风速≧28m／s的大风，最大风速达35m／s。 3)水文 (1)水位 频率1％的设计洪水水位25.56m，相应流量77100m3／s，流速2.10m／s，保证率99％的枯水位7.43m。 (2)流向 常水位时，流向由北向南，在桥轴线上下呈向下游扩散的喇叭形，河中心流向与桥轴线基本垂直。两侧流向与桥轴线的法线对称斜交，最大交角为10°左右。 (3)流速 桥轴线断面1988年8月4日，水位17.09m时，实测各墩位处垂线平均流速：2号墩1.50m／s，3号墩1.60m／s，4号墩1.64m／s，5号墩1.70m／s。1989年元月27日，水位为12.16m时，桥轴线处实测最大垂线平均流速0.68m／s。 (4)冲刷 公规院根据地质资料估算，连续刚构主桥总冲刷深度达17m。 4)地质 根据黄桥指(1991)05号文件附件2及部分施工图地质钻探资料，各主墩的工程地质条件如表4-9。 3．社会经济情况 xx市为鄂东重镇，上距武汉140km，下距九江约120km，人口120万(市区人口约50万人)，钢铁、建材、有色金属、轻纺工业发达。 1)交通运输 xx市水陆交通均极方便，长江航运在此有xx港，新近建成的外贸码头现代化程度高有10～40t门机可供装卸重件之用。铁路经武汉可通达各地，xx至九江铁路已在建设中，武黄一级汽车专用公路直达拟建的本桥西端。 2)建筑材料供应 (1)华新水泥厂是我国大型水泥厂之一，距大桥工地仅约2～3km。该厂可供应散装水泥 (2)xx背山面水，石灰石碎石可自陆上采石厂采购。xx下游之巴河一带盛产优质中粗砂。 3)水、电供应 (1)业主能将自来水管接至现场。但墩位处需用的自来水(船员生活用水、船上机械用水等)，必须购买，以船运输至墩位处。 (2)业主可提供双回路10kV高压电源至桥轴线上游侧的高压配电所。 4)当地企业协作能力 xx市xx船厂等企业有金属构件加工等能力。地方材料运输，亦可大部依靠当地企业。 (四)施工总平面图 1．陆上临时设施均布置在xx一岸。其主要依据是： 1)xx岸社会经济基础设施发达、完善，水陆交通便利。 2)水泥、碎石等建材产于xx一岸，钢铁材料等亦可铁路运输，中转环节少。 3)只有xx一侧能提供双回路电源，且容量能满足施工需要。 4)施工用地标高较高，有利防洪。岸坡较陡，可缩短临时码头引桥、引道。 5)业主的施工前期工作较好，征地拆迁、进场道路均已初具条件。 2．根据业主和总包单位的安排，临时生活设施分设在土陶仓库堆场和拆迁的砖瓦厂内，距陆上施工现场约500～700m；生产性临时性工程、临时设施布置在防洪大堤外、桥轴线以下的阶地和水域中。 3．施工水域及通航：2、3号墩施工时，施工占用xx一侧水域，浠水侧通航；4、5号墩开工后，xx一侧2、3号墩间通航，通航宽度200m。 施工平面布置图如图4-24。 生活区、生产区平面布置分别如图4-25、图4-26。 (五)主要工程施工方法 1．施工部署及组织机构的设置与分工 1)施工部署 按照总包单位的部署，1991年开工2、3号主墩，待2、3号墩施工至锚碇系统能拆除之后，再于1992年下半年开工4、5号主墩。 2)组织机构的设置与分工 (1)组成二航局xx长江公路大桥工程项目经理部履行合同规定的施工任务和管理。以二公司为主体，负责除钢围堰分块加工、运输、拼节等以外的所有现场工程施工。 (2)船机修造安装公司负责钢围堰加工、拼节和分节间接高。 (3)船机公司负责提供起重船等大型船机，并负责定位船设计和改装、加固及导向船设计。 (4)科研设计所负责临时供电工程设计及水下不离析混凝土、超缓凝混凝土、55号高强混凝土等配合比设计。 (5)鉴于工程的重要性、技术的复杂性、工期的紧迫性，局成立“xx长江公路大桥主墩施工领导小组”，下设专门办事班子，指挥、协调解决施工中的重大问题。 2．施工工艺流程见图4-27。 3．施工控制测量 目前尚未收到业主和总包商提供的测量控制基点资料，控制测量暂按以下原则进行。 1)参加总包单位组织的对业主提供的测量控制网和基点的接收及校核。 2)如果上述控制网尚不能满足施工测量要求时，自行测设加密的控制网。此时，必须将桥轴线作为控制网的一边，并在两岸均设置基线。 3)主墩中心以3台经纬仪交会测设。其中一台为红外测距经纬仪，其观测方向为桥轴线 方向，该仪器的水平角直读精度为1＂测距误差≤±5mm+l0ppm。另两台经纬仪的水平角直读精度亦为1＂。 4)高程测设以精密水准仪进行。如果控制基点距桥墩较远，将设临时高程控制点，定期与控制基点校核。 4．锚碇定位系统 1)锚碇定位系统的组成 为实现双壁钢围堰的定位和着床下沉，维持其直至混凝土封底完成以前的安全和稳定，设置锚碇定位系统。该系统由定位船、导向船组、主锚、边锚、尾锚、围堰下拉八字尾锚，与之相应的锚链、锚绳和定位船与导向船及围堰下部之间的拉缆设备、导向设备组成，参见图4-28。 2)锚碇系统受力计算(略) 主锚、边锚、尾锚、围堰下拉八字锚的配置见表4-10。 围堰下拉缆：钢丝绳选用4根，计算略。 定位船拉导向船拉缆：选用6根6×19-43-1700-光一交右钢丝绳，安全系数4.09，拉力汁算略。 锚碇定位系统所选用的钢丝绳的安全系数均为4<K<5，偏小。但考虑到围堰实际着床时，水位达到17.0m的几率不大，计算中流速取值也偏于安全，计算假定粗略且偏于安全，故仍采用了该计算结果。实际施工时，如果出现异常情况，必须采取增加锚、缆等应急措施。 3)锚碇系统的总体布置，如图4-28，定位船、导向船调系缆方案分别如图4-29、图4-30。 4)锚碇系统施工工艺流程见图4-31。 (1)混凝土锚在局九江预制场预制，用400t方驳运输到现场。 (2)用“航工起一”250t浮吊或“航工起四”60t浮吊抛锚。 (3)主锚对拉。在全部主锚与导向船尾锚间进行对拉，对拉荷载为设计锚着力221.2kN，可选2-3个锚对拉至锚开始滑动为止，以求得实际的锚着力系数值。测力方式：弹簧测力计直接测力。 5．双壁钢围堰施工 1)概述 双壁钢围堰主要是作为施工手段而存在，设计上并未计及其承受使用荷载。按照设计求，对标高+2.0m(黄海高程，下同)以上部分，在施工完毕之后要水下切割拆除。2～5号主墩双壁钢围堰外径均为Φ2800cm，内径Φ2500cm，其结构如图4-32。 围堰在高度方向分成9节，每节2990～9420cm，重力790～1551.7kN，每一节分为8块(单元)。 围堰设计顶标高均为+22.00m，刃高标高-14.65～-22．20m，其中2号墩围堰为高低异形刃脚，岩面高差4780mm，刃脚高差4350mm。 2～5号墩围堰施工方法为：分片(单元)制作，浮式平台上组拼成节，整节吊运接高下沉。 2)围堰分片(单元)制造 (1)围堰单元在船机修安公司车间制作。围堰单元的制作工艺按造船工艺办理，其工艺流程见图4-33。 在放样台上放样，制作样板及胎架。以后的单元放样、画线及制作均依样板及胎架进行。 壁板用半自动切割机下料，环板用手工气割下料，角钢用锯床下料。 内外壁板在小滚床上按规定直径滚圆。 组装及焊接按工艺细则进行。应采取措施，防止产生不能允许的焊接变形。 (2)质量检验项目 ①几何尺寸。 ②对重要部位焊缝进行超声波探伤。 ③对内外壁板接缝等部位进行煤油渗透试验，以保证围堰的水密性。 ④焊缝外观检查。 (3)围堰单元试拼 在制造厂内设试拼平台，在其上以围堰单元试拼成围堰分节，以便及时发现和修正制造中存在的问题，改进单元制造工艺。试拼后的单元编号，在现场拼装时“对号入座”，缩短拼装时间。 3)围堰单元运输 围堰单元最大重力为189kN，在制造厂内用36t、50t轮胎吊装卸，平板拖车运输。在专用码头装上300～400t方驳，并临时固定，用300kW以上拖轮拖带运输。 4)围堰分节组拼 (1)浮式拼装平台 用万能杆件联结梁和型钢制成平台，置于2艘400t方驳制成，如图4-34。 平台内圈设置脚手架、工作平台和围堰单元定位靠模。 浮式拼装平台的锚碇系统为：艏锚为15kN、l0kN海军锚各4只，艉锚为5kN、3kN海军锚各4只。需5t锚机4台，锚缆6×19-34-1550-光-右交2200mΦ34锚链12节。 (2)组拼 ①用60t四连杆式全回转起重船，将围堰单元自运输方驳上吊运至拼装平台上，按事先在平台上放出的内外壁板圆弧线、隔舱板定位线准确定位，并临时稳固在靠模上。 ②边拼装，边点焊。拼装完成后进行总体尺寸检查，并进行必要的调整。 ③焊接。 (3)质量检验项目 ①几何尺寸：直径、椭圆度、垂直度。 ②焊缝超声波探伤(吊点等重要部位)，壁板竖向拼接缝煤油渗透试验，焊缝外观检查。 ③各墩第1节围堰的水压试验。 5)围堰分节吊运 (1)将已经组拼完成并检验合格的围堰节段，用“航工起一”250t起重船自水上拼装船组吊起，用600kW以上拖轮顶推，吊运至导向船组。 (2)“航工起一”吊运钢围堰节段，扒杆角度52°，船艏以外有效吊幅19.360m，水面以上起吊高度28.0m，吊重可达1895kN。吊幅及吊高核算如图4-35。 (3)在每节围堰顶部直径为26.500m的圆周上，均匀设置16个吊点，吊索与水平面成45°角。请计院据此进行围堰起吊的应力和变形核算，并对相应的吊点进行加固设计。 (4)吊具 吊具为专用吊具，具体要求是： ①拆卸起重船主钩后，上吊具与主钩动滑轮组直接连接。 ②上吊具应在直径大于3000mm的圆周上均布16个吊耳，总吊力≤1600kN。 ③选择吊索时，应计及K=1.2～1.4的受力不均衡系数。 ④吊索两端的环扣应用铝合金压接形成，每根吊索的长度差应小于20mm。 (5)现有设计的2、3号围堰分节的高度和重量相差悬殊，为达到如下目的： ①各墩第1节围堰入水后能自浮，且在吊装第2节围堰后，第1节围堰的干舷不大于1.5m； ②充分利用起重船的起重能力，使分节间现场接高的环向焊缝尽量减少，以加快施工进度； ③各节之高度和重量接近。 拟按上述要求修改围堰分节划分，各墩第1节围堰高度一般不大于8.0m，其余各节不大于6.0m，每节围堰重力在1200～1500kN之间。 6)围堰接高下沉 (1)导向船粗定位 在第1节围堰吊运就位之前，必须调整好定位船，使导向船的各条锚缆、拉缆受力均匀，并使导向船中心位于墩位中心上游约10～15m处。此时定位船主锚缆、导向船尾锚缆和定位船、导向船拉缆的初拉力，约为计算拉力的1／2。 (2)第1节围堰50cm高的刃尖加强混凝土的浇筑时间，视第1节围堰重量而定：当浇注后第1节围堰总重力不超过1700kN时，在水上拼装平台处浇注，否则，在吊人导向船组后浇注。 (3)起重船从导向船组下游方向将围堰分节吊人导向船组，精确定位，放人导向结构内，入水自浮或与已有围堰对接。第1节围堰人水前要系好下拉缆。 已经入水的围堰，以钢丝绳与导向船软连接，防止晃动和扭转。 (4)在导向船下游适当位置抛设2个10～15t钢筋混凝土锚，并以浮筒作标志，以便连接起重船尾八字缆。 (5)用潜水泵向围堰隔舱内注排水的方法，来调节围堰的干舷高度和平衡，使待焊接缝距水面高度约为2.0m。 注排水时，2、3号围堰相邻隔舱水头差≯6.0；4、5号围堰相邻隔舱水头差≯5.0m。 当2号墩高低刃脚围堰难以用上述方法调平时，则向隔舱内浇注适当数量的混凝土调节平衡。 (6)分节拼装所用的外脚手架为固定于导向船、联结梁上的双层固定脚手架，内脚手架为浮箱上的浮式脚手架。 (7)水平接缝的焊接 在上(或下)节围堰的内圈顶(底)面设定位导向装置，以方便上、下节围堰的对接。围堰分节若有失圆，应事先确定最佳对接方向。对接时应避免强力矫正，防止局部损坏。 (8)围堰接高下沉过程中，应随时以回声测声仪测量墩位及其周围水深，借以推知河床的冲淤变化。当发现围堰接高位置的下游，即将来最后着床之处有淤积时，应适时下移导向船，使淤积区下移，避免淤积妨碍围堰着床。 (9)围堰接高下沉过程中，要注意调整下拉缆的长度，防止围堰倾斜和下拉缆受力过大。
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