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 ，分析了天兴洲长江大桥北汉水中墩基础施工的工程特点和要解决 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 。 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 4 657 m，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 1 815 m，共计 42个桥墩 ，全部 为钻孔灌注桩基础 ，桩径有 声1．5 m、声2．5 m两种，桩 长 60～85 m。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 35 m；北汉 以粉 细砂 为主，厚 15～35 m；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 4．6～9．3 m。据汉 口水文站 1950～1998 年观测资料显示，桥址处实测最高水位 27．64 m，实 测最低水位 9．61 m，最大变 幅 18．03 m；百年一遇 洪峰流量 22 100 m。／s，流速 0．4～3 m／s，一般冲刷 比较大，最大为 9．2～10．4 m，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 10 m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 个人简介word模板免费下载关于员工迟到处罚通告模板康奈尔office模板下载康奈尔 笔记本 模板 下载软件方案模板免费下载 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 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 。 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 210 d。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 16．63 m，051~059号墩地面标高 l1．9～19 m，施 工选用筑岛围堰方案，围堰顶标高设为17．5～19 m。 (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 ：2006 11—1 5 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。 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 7 m 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 30 m×24．5 m。 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 2．8 m，壁厚 12 mm，钢护筒顶部与底部 均采用厚 12 mm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 一1 342 kN，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 3 m，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 13 m。 062～O65号墩施工顺序为 ：打桩船抛锚定位一 7l⋯I 369 28 8 ． 347．2 · 347．2,2 · 347 ． 2 369 ． 7l 1 ()lI()j<： K { K K)；( ：) ： )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 20 t浮吊和 DZ90振动锤，钢 护筒插打用 50 t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×19．70 m×16．00 m×1．40 m(舱厚)。 吊箱底标高均为 5．0 m，吊箱结构见图2。墩顶 标高062号为21．0 m，063号、064号为 18．0 m。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 5 m 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、5．6 m 和 5．8 m。 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 20 t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 20 t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 2．0 m)一围堰 下沉到位后通过抗拉(压)柱临时吊挂于钢护筒上一 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 114 d；063 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 97 d。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 50 cm，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 200 t千斤顶及 ~25 mm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 050～060号墩及 065号墩采用了钢板桩 围堰 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 Ⅳ形，外形尺寸为 20．34 m× 26．74 m，桩长 28 m，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一5O t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 — — ． 1~13 081I．：I 3 5501=：l3 5501：l3 0811=7 1 2 444 2 750 2 750 2 750 2 444 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。 Comprehensive Construction Techniques for In— W ater Pier Foundations in North River Branch of Tianxingzhou Changjiang River Bridge SHI Cong‘hui (China Tieshierju Civil Engineering Group Co．，Ltd．，Taiyuan 030024，China) Abstract：With reference to the hydrologic data and geologic conditions of the Changj iang River over the years，this paper analyzes the features of and key technical problems tO be resolved (下转第 50页) 0 卜 0 卜 1上 T● 啤 上 一 000 0 一 维普资讯 http://www.cqvip.com 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 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf 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]．浙江大学学报，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]．重庆交通学院学报，2000，(9)：14— 19． Displacement Control in Cantilever Construction 0f Wuj iang River Rigid—Frame Bridge WANG Guo—an，MENG Qing—feng (School of Civil Engineering，Shijiazhuang Railway Institute，Shijiazhuang 050043，China) Abstract：The software ANSYS is used to establish the finite element models for both the Wujiang River Rigid—Frame Bridge and its form travelers used for cantilever construction，and is also used to make the loading and simulation calculation of the process of the construction．The displacement of the girders of the Bridge under various load cases has been obtained and refer ences to the determination of pre—cambering and smooth closing of the Bridge are provided． Key words：rigid—frame bridge；displacement；finite element analysis m ， m ， m ， ， ， ’ m m ， m m ， ， ， ， m m m m m ’ m m m m ， ， ， ' m m ， m m m m m m m m ， ’ ， (上接 第 11页) in the construction of in water pier foundations in the north river branch of Tianxingzhou Changjiang River Bridge，accounts for the construction organization principle preparation and construction implementation of the foundations，comparison and selection of working platform and steel cofferdam to be used at each pier site，and also summarizes the construction methods for the deep water steel cofferdams of the Bridge． Key words：bored pile；boring platform ；steel cofferdam ；foundation construction 维普资讯 http://www.cqvip.com