天兴洲长江大桥北汊水中墩基础综合施工技术

天兴洲长江大桥北汊水中墩基础综合施工技术 天兴洲长江大桥北汊水中墩基础综合施工 技术 天兴洲长江大桥北汊水中墩基础综合施工技术史聪慧9 天兴洲长江大桥北汊水中墩基础综合施工技术 史聪慧 (中铁十二局集团有限公司,L西太原030024) 摘要:根据长江历年水文资料,地质情况, 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了天兴洲长江大桥北汉水中墩基础 施工的 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 特点和要解决 的关键技术,介绍了施工组织的原则制定和实施过程,各墩位平台及围堰的 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 比 选,总结了该桥深水钢围堰的施 工 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 . 关键词:钻孔灌注桩;钻孔平台;钢围堰;基础施工 中图分类号:U445.551文献标识码:A文章编号:1671—7767(2007)02,0009,03 1工程概况 武汉天兴洲大桥是铁道部与湖北省合作建设的 公铁两用长江大桥,为国家"十五"重点建设项目. 该桥正桥全长4657m,公路与铁路并行跨越长江 北汊后,在天兴洲上交汇改为公铁两用桥跨越长江 南汉.铁路分建段长1815m,共计42个桥墩,全部 为钻孔灌注桩基础,桩径有声1.5m,声2.5m两种,桩 长60,85m.其中050,065号墩共15个墩按水 中方法组织施工. 桥位处两岸平坦,属长江冲积平原地貌.汉口 岸覆盖层以粘性土为主,厚约35m;北汉以粉细砂 为主,厚15,35m;基岩由成岩程度较差的疏松砂 岩,泥质粉砂岩,砂岩组成.北汊为长江三级航道, 河床标高4.6,9.3m.据汉口水文站1950,1998 年观测资料显示,桥址处实测最高水位27.64m,实 测最低水位9.61m,最大变幅18.03m;百年一遇 洪峰流量22100m./s,流速0.4,3m/s,一般冲刷 比较大,最大为9.2,10.4m,高水位持续时间较 长,每年达5,6个月. 2工程特点及关键技术 (1)长江为季节性河流,武汉段水位随季节变 化较大,一般年份汛期与枯水期水位差在10m左 右.要根据总工期的要求和长江水位逐月的变化规 律来划分出合理的施工时段,确定安全经济的施工 水位,制定阶段性工期目标. (2)要根据水上设备,器材的拥有及调查情况 来确定水上大型设备的投入及码头,栈桥的建造标 准,从而解决好水上施工用设备,材料,模板等的吊 装和运输难题. (3)汛期水深,流急,冲刷大,枯水期易淤积. 水中墩基础施工时,需根据施工时间和墩位处水文, 地质情况以及易冲刷的工程特点来选择合理的平台 及围堰施工方案. 3施工组织及总体施工方案 3.1施工指导原则 大桥于2004年9月28日开工,总工期目标要 求2008年4月30日达到铺轨条件.如在汛期组织 水中墩基础不间断施工,水中临时设施建造 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 必 须满足渡汛的要求,建造时间长,投入大,安全风险 大,加之汛期还要满足长江通航的需要,施工船只也 不安全.因此,决定汛期不安排水上作业,主要做一 些施工和技术上的准备工作,根据长江水位变化规 律将施工枯水期定在每年lO月20日至来年5月 20日,约210d.这就要求水中墩的施工组织必须 "紧抓两个枯水期,完成水中墩基础,确保主墩墩身 施工高于20年一遇洪水位",才能保证后序工程的 施工和总工期目标的实现. 3.2总体施工方案 (1)根据历年水位统计12,3月20年一遇水 位16.63m,051~059号墩地面标高l1.9,19m,施 工选用筑岛围堰方案,围堰顶标高设为17.5,19m. (2)060~065号共6个墩位于深水区,深水钻 孔桩和承台施工一般采用先施工围堰后成桩和先成 桩后施工围堰两种方式.由于天兴洲大桥于2004 年9月28日开工,即将进入枯水期;采取先搭设钻 孔平台方案,施工时间短,能保证早日开钻;承台安 排在第二个枯水期施工,可利用汛期加工围堰,且能 降低围堰高度和成本,因此这6个墩选用了先成桩 收稿日期:200611—15 作者简介:史聪慧(1968一),男,高级工程师,l990年毕业于石家庄铁道学院,工学学 士. 10世界桥梁2007年第2期 后施工围堰方案. (3)根据水文,地质,河床标高,承台底标高,航 运条件,水中051,065号墩承台施工分别选用了钢 吊箱,钢套箱和钢板桩三种围堰方案.051,060号 承台采用钢板桩围堰施工.061号墩设计为低桩承 台,采用了单壁钢套箱围堰施工.062,064号墩设 计为高桩承台,采用了双壁钢吊箱围堰施工,由于在 枯水期受航运条件限制,千吨级浮吊无法进场作业, 围堰采用了分块加工,墩位组拼方案.065号墩位 于长江北汊岸边坡上,纵向落差达7m之多,覆盖 层地质为砂黏土,因桩基已施工,河床难以整平,不 利吊箱下沉,为降低水下作业施工风险,施工采用了 钢板桩围堰. 4平台方案比选和实施 参考深水桥梁施工的成功经验,经综合比选, 060~061号墩采用了钢管桩支撑平台方案,062, 065号墩采用了钢管桩钢护筒联合平台方案. 061号墩水深相对较浅,平台受力主要由钢管 桩支撑,上部采用型钢搭设;062,065号墩处于深 水区,平台受力主要由钢管桩和钢护筒联合支撑,平 台上部采用贝雷梁,型钢搭设.深水区062~065号 墩钻孔平台设计尺寸为30m×24.5m. 钻孔平台主要由钢护筒,横向联结系,牛腿和贝 雷梁组成(见图1).钢护筒为钻孔平台的主要受力 结构,内径2.8m,壁厚12mm,钢护筒顶部与底部 均采用厚12mm钢板加强,以满足插打时的局部受 力要求.钢护筒上焊接牛腿,护筒间焊接横向联结 系,牛腿上安装贝雷梁做钻孔平台.经计算单个护 筒竖向荷载N一1342kN,水平荷载P一85.2 kN.钢护筒底要求人河床枯水期局部冲刷线以下 3m,钢护筒底穿过粉砂层以保证钻孔桩安全施工, 综合考虑满足冲刷,竖向荷载,水平荷载以及沉降稳 定要求,最后确定钢护筒人河床13m. 062,O65号墩施工顺序为:打桩船抛锚定位一 7l…I369288 . 347.2?347.2,2?347 . 2369.7l1 ()lI()j<:K{KK);(:):)Il( 皇E兰兰E 牛\/ 腿斜撑 钢板X一一I字铡一××殳 贝雷剩护筒 图l钻孑L平台立面示意 插打定位钢管桩一拼装焊接型钢一架设贝雷梁一安 装导向架一插打钢护筒一焊接联结系形成钻孔平台 一 钻孔桩施工一拆除钻孔平台. 钢管桩插打采用20t浮吊和DZ90振动锤,钢 护筒插打用50t浮吊和美国进口的ICE44-50振动 锤.个别钢护筒未能沉到设计标高,采取钻机护筒 内取土,减小内摩阻后,重新打沉,直至就位. 5钢吊箱围堰的施工 062~064号墩承台施工采用了吊箱围堰,吊箱 由专业厂家现场加工.双壁钢吊箱外形尺寸:26.OO m×19.70m×16.00m×1.40m(舱厚). 吊箱底标高均为5.0m,吊箱结构见图2.墩顶 标高062号为21.0m,063号,064号为18.0m.吊 箱结构采用水中大型结构计算程序MSC/NAS TRAN(Version2001)进行双程序检算,双壁吊箱刚 度大,内支撑设置空间能满足5m承台一次浇筑. 围堰采用分节分段拼装,共3节,节段长分别为4.6 m,5.6m和5.8m. 图2双壁钢吊箱平面示惹 施工顺序为:拆除钻孔平台一在护筒上焊接临 时牛腿和拼装平台一浮吊分块拼装底板一拼装底节 侧板一安装导向定位轮,抗拉(压)柱一通过丝杠和 20t倒链提升底节吊箱一拆除底节吊箱下钢护筒上 的牛腿一用20t倒链下沉钢吊箱一底节围堰入水 自浮后进行第2,第3节围堰安装一钢吊箱全部拼 组完成一检查,定位一往钢吊箱两壁板间的舱内灌 水下沉(相邻隔舱间水位差不得大于2.0m)一围堰 )柱临时吊挂于钢护筒上一 下沉到位后通过抗拉(压 吊箱底板和护筒间隙堵漏一浇筑水下混凝土封底一 抽水一焊接抗拉(压)柱在钢护筒上完成体系转换一 凿除桩头,整平垫层一绑扎钢筋一浇筑承台混凝土 一 墩身施工一拆除围堰. 064号钢吊箱2005年11月25日开始拼装, 2006年3月18日完成混凝土浇筑,历时114d;063 天兴洲长江大桥北汉水中墩基础综合施工技术史聪慧 号钢吊箱2006年1月1日开始拼装,2006年4月7 日完成混凝土浇筑,历时97d.062号墩钢吊箱拼 装完成后,由于河床淤积,吊箱未能下沉到位,后将 吊箱浮起50cm,由潜水员在吊箱底部开洞,采用2 套空气吸泥机在吊箱底范围内吸泥,在吊箱周围用 挖砂船抓泥降低河床,通过向吊箱隔舱内注下沉吊 箱直至就位. 6钢套箱围堰的施工 061号墩采用单壁钢套箱围堰施工,施工方法 与钢吊箱施工类似,为便于下沉,套箱外焊了1层钢 板以减小套箱下沉摩阻.拆除钻孔平台后,在护筒 上焊接简易平台,浮吊拼装侧板,拼装完成后,采用 200t千斤顶及~25mm精轧螺纹钢将套箱提起,拆 除简易平台后,套箱下沉.套箱着床稳定后采用2 套空气吸泥机水下吸泥下沉,由于套箱重量较轻,在 套箱隔仓内浇筑混凝土配重,并采用DZ90振动锤 辅助振动下沉.套箱到位后浇筑水下封底混凝土, 抽水,绑钢筋,浇筑承台混凝土,由于套箱刚度较小, 套箱内需设2道支撑,因底层支撑位于承台范围内, 承台混凝土要分2次浇筑. 7钢板桩围堰的施工 060号墩及065号墩采用了钢板桩围堰 050, 施工,其中059号,060号和065号墩位于水中,施 工方法类似,065号墩施工难度较大.065号墩钢板 桩围堰采用德国拉森?形,外形尺寸为20.34m× 26.74m,桩长28m,结构见图3. 065号墩钢板桩围堰施工顺序为:拆除钻孔平 台一浮吊在钢护筒顶搭设钢板桩打沉平台一利用护 筒固定钢板桩导向框架一5Ot履带吊,DZ90振动锤 进行钢板桩打沉一钢板桩合龙一拆除钢板桩打设平 一——. 1~13081I.:I35501=:l35501:l30811=7124442750275027502444 一一 豸……二 丁,,=『…一-,?f',1, , 一 X…一一 …… 单位;film 图3钢板桩围堰平面示意 台一+安装第1道支撑一抽水,吸泥一安装第2,第3 道支撑一吸泥到位后进行封底混凝土浇筑一凿除桩 头一+绑扎承台底层钢筋,立模浇筑第3道支撑下承 台混凝土一承台混凝土达到一定强度后,拆除承台 模板一对承台四周采用抽砂进行回填,并用方木进 行临时支撑一拆除第3道支撑一绑扎承台剩余钢 筋,立模浇筑混凝土一墩身施工一围堰内回填一拆 除支撑一拆除钢板桩. 8结语 天兴洲长江大桥水中墩施工时,紧紧抓住了两 个枯水期,确保了墩身出水面和后续工程的施工. 施:,中认真分析了武汉地段长江水文,地质情况,合 理确定施工水位,在不同墩位分别选用了筑岛围堰, 钢吊箱,钢套箱和钢板桩围堰方法施工;并通过水上 设备和临时栈桥,码头的有机结合,解决了水上运输 难题.本项目在施工过程中有效地控制了施工投 入,降低了成本,取得了较好的经济效益,对长江中 游水中基础的施工有一定的参考价值. ComprehensiveConstructionTechniquesforIn— WaterPierFoundationsinNorthRiverBranch ofTianxingzhouChangjiangRiverBridge SHICong'hui (ChinaTieshierjuCivilEngineeringGroupCo.,Ltd.,Taiyuan030024,China) Abstract:WithreferencetothehydrologicdataandgeologicconditionsoftheChangjiang Riverovertheyears,thispaperanalyzesthefeaturesofandkeytechnicalproblemstOberesolv ed (下转第50页) 0卜0卜1上T?啤上 一0000一 5O世界桥梁2007年第2期 对于同一个截面上由于翼缘部分悬臂的影响,响也很难准确考虑.因而在刚构桥分 阶段施工过程 翼缘端的上挠值较中心部分处小.图中B曲线为C中对结构变形产生的影响还必 须通过现场实测来校 曲线和D曲线的差值,反映了悬臂施工过程中在自核和修正各参数,再重复进行计 算,以确保施工顺利 重和挂篮作用下产生的挠度. 从整体上看,刚构桥在施工过程中的结构是悬 臂结构,因此在变形曲线上反映为比较规则的多次 曲线形式. 4结语 通过有限元方法能比较准确地计算乌江刚构桥 各个施工阶段的位移,为该桥预拱度的设置和T构 的顺利合龙提供了依据,为整个施工控制提供了计 算数据.但是由于施工受到自然环境和施工机具等 多方面的影响,混凝土的收缩徐变对结构变形的影 进行. 参考文献: [1]雷俊卿.桥梁悬臂施工与设计EM].北京:人民交通出 版社,2000 [2]徐君兰,项海帆.大跨度桥梁施工控制EM].北京:人民 交通出版社,1996. E3]彭卫,杨丽先,孙炳南.分阶段施工连续梁的逐步计算 - 法EJ].浙江大学,1998,(1):88—94. [4]张永水.大跨度预应力连续刚构梁施工误差调整的 Kalman滤波法[J].重庆交通学院,2000,(9):14— 19. DisplacementControlinCantileverConstruction 0fWujiangRiverRigid—FrameBridge WANGGuo—an,MENGQing—feng (SchoolofCivilEngineering,ShijiazhuangRailwayInstitute,Shijiazhuang050043,China) Abstract:ThesoftwareANSYSisusedtoestablishthefiniteelementmodelsforboththe WujiangRiverRigid— FrameBridgeanditsformtravelersusedforcantileverconstruction,andis alsousedtomaketheloadingandsimulationcalculationoftheprocessoftheconstruction.The displacementofthegirdersoftheBridgeundervariousloadcaseshasbeenobtainedandrefer encestothedeterminationofpre—camberingandsmoothclosingoftheBridgeareprovided. Keywords:rigid—framebridge;displacement;finiteelementanalysis m,m,m,,,'mm,mm,,,,mmmmm'mmmm,,,'mm,mmmmmmmm,', (上接第11页) intheconstructionofinwaterpierfoundationsinthenorthriverbranchofTianxingzhou ChangjiangRiverBridge,accountsfortheconstructionorganizationprinciplepreparationand constructionimplementationofthefoundations,comparisonandselectionofworkingplatform andsteelcofferdamtobeusedateachpiersite,andalsosummarizestheconstructionmethodsfor thedeepwatersteelcofferdamsoftheBridge. Keywords:boredpile;boringplatform;steelcofferdam;foundationconstruction