[PPT]凫洲大桥综合施工技术_ppt

1、凫洲大桥综合施工技术主要介绍内容一、工程概况二、桩基础施工三、承台施工四、连续梁施工 (重点:移动模架法施工)一、工程概况1、设计简介 2、工程地质及气象、水文返回1、设计简介凫洲大桥南引桥地处珠江口,跨越凫洲水道，施工起讫里程为K2+079K3+459，桥梁长1380m，由6联440m+1联340m+2联530m预应力连续箱梁组成 。下部结构为花瓶式桥墩、2.0m和1.6m桩基础，共计152根桩，桩长在70m-84m。33至60号墩位于水道中，其中50#60#墩位于河滩上，为半水半陆承台。凫洲水道正常水深3.7-5.1米，高潮水深6.5米,昼夜海水涨落潮差2米。该河流属老年期河流，河谷呈“U

2、”字型。其地层从上而下为淤泥质亚粘土夹粉细砂、细砂、中粗砂，强风化混合岩、弱风化、微风化花岗岩。返回2、工程地质 气象、水文返回本工程区内第四系覆土层主要为全新统海陆交互沉积层、上伏更新统冲积层及残积层，下伏基岩为下古生界混合岩及燕山期花岗岩。其地表下20多米分布为淤泥质亚粘土813m、淤泥质细砂15m、亚粘土28m。此类土质承载力差，属于软基。本地区为南亚热带海洋性季风气候，年平均气温21.9， 1月最低7,7月最高41。年均降雨量1865mm，集中在49月。79月台风侵袭。受海潮顶托，水质为半咸水，咸度受潮汐变化而变化，每日出现两次高潮和两次低潮，平均潮差均小于2m。涨潮水流速度1m/秒。

3、工程地质气象、水文二、桩基础施工1、水中桩基总体施工方案2、钢管桩栈桥和平台设计方案和施工 3、钻孔灌注桩施工 返回1、水中桩基总体施工方案 在33至60号墩采用水上钢管桩栈桥，解决施工人 员、设备和材料运输问题；并在每个墩位处搭设水上钢管桩平台，在平台上布置冲击钻机等施工设备进行钻孔灌注桩施工。桩基成孔采用冲击钻机进行；桩孔清孔采用泥浆净化装置，实现渣浆分离；桩基钢筋笼在加工场分节预制，接头采用剥肋滚轧直螺纹套筒和搭接连接方式，现场用吊车吊装连接对位下放；混凝土集中自拌，采用罐车经栈桥运送到桩位处直接灌注。钻孔桩平台布置示意图返回2、钢管桩栈桥及工作平台 设计和施工 2.1总体方案设计2.2

4、钢栈桥及作业平台施工2.3静载试验2.4效果返回2.1总体方案设计 根据水文地质资料和技术经济比较，水上通道采取钢管桩栈桥，栈桥面比在施工期间可能出现的最高水位高出1.3 m，即施工水位6.5+1.3m=+7.8m。钢栈桥布置于桥梁中心线位置。钢栈桥按6.0m宽度设计，栈桥承重按40t设计考虑混凝土罐车通行；各墩施工平台平面尺寸设计为左幅12 m*6.8 m，右幅12 m*10 m 。其基础采用60cm钢管桩 (壁厚10mm)，利用振动沉桩打入深度在18m-24m，横桥向设两排，纵向用I36a字钢做纵梁，横向用I45a工字钢做横梁，其上铺设1cm厚钢板做面板。返回2.2栈桥及作业平台施工 钢管

5、桩打设钢管桩打设采用45KW振动锤；起吊设备采用50t履带吊机。用吊机吊上振动沉桩机夹住钢管桩，开动振动沉桩机振动钢管桩下沉到位。沉放过程钢管桩偏位不得大于10厘米，垂直度不得低于0.1%。钢栈桥和施工平台搭设钢管桩沉放完毕后，开始进行钢栈桥和钻孔平台型钢布设，其具体步骤如下：各钢管桩在顺水流向适当位置开口，割平钢管桩头，安装已拼接好的I45a工字钢横梁，与钢管桩（开口）壁点焊钢管桩内填砂并浇注各钢管桩桩头C15混凝土，使I45a横梁嵌固在桩头中 安装I36a工字钢分配纵梁，并与I45a横梁焊接 。钢管桩栈桥及工作平台施工工艺流程 砌筑栈桥码头钢管桩定位振动下沉钢管桩安装横梁及剪刀撑安装纵梁及

6、排架间的剪刀撑、纵梁连接杆铺设桥面板铺设护轮木安装栏杆、灯杆单桩承载力试验制作钢管桩桩顶找平栏杆、灯杆加工返回续钢管桩栈桥施工续栈桥及平台2.3静载试验 位置选定河岸附近位置的淤泥层比河中位置要厚（河岸附近为813，河中为610），在做静载实验时，选择河岸附近两跨最能确定钢管桩的插打长度。试验方法施加荷载到至栈桥，使钢管桩预先沉降到一定位置。布点分布在一跨的两根横梁的底部，分别是4号点和5号点。靠近横梁中部的3根纵梁底分别在1/4跨、跨中以及3/4跨位置布置3个点。利用精密水准仪测量其下沉量，最后根据横梁和纵梁的下沉值来求出其挠度值。 静载实验数据记录表 1-11-21-32-12-22-33

7、-13-23-34号点5号点初始值（m）7.7597.7337.7147.7647.7377.7197.7627.7357.7287.3557.412施加荷载后（m）7.7417.7127.6957.7457.7157.7017.7457.7157.7107.3417.399挠度（mm）1821191922181720181413返回试验数据2.4效果 本钢栈桥和施工平台自2005年8月投入使用以来，总体情况良好，有以下两个方面值得类似工程借鉴：(1)在结构上，栈桥钢管桩纵、横向剪刀撑、横梁与纵梁为焊接，全桥的稳定性较贝雷梁好，行车时栈桥摆动的幅度小。(2)在施工工艺上，本地区受到海洋性气流影

8、响，年平均风速达1.9m/s；另外，此处潮汐属于正规半日混合潮型，每日出现两次高潮和两次低潮，钢管桩栈桥施工是用吊车，由岸边逐孔向前延伸，受这两方面的影响较小，有利于施工的加速进行 。返回3、钻孔灌注桩施工 3.1桩基钢护筒制作与埋设3.2水下混凝土灌注 (未详述)3.3经验与体会返回3.1桩基钢护筒制作与埋设 钢护筒顶标高与平台面相同即+7.8米。钢护筒普遍长度在15m-18m左右。钢护筒采用10mm的A3钢板用卷板机卷制而成 。为加强护筒的整体刚度，在焊接接头焊缝处加设厚10mm宽15cm的钢带，护筒底脚处加设厚10mm宽30cm的钢带作为刃脚。钢护筒每节加工长度为6-7.5m。 利用钻孔

9、平台上纵横工字钢安设导向架，钢护筒下沉采用DZ45振动锤振动。续插打钢护筒3.2水下混凝土灌注返回首批混凝土灌注失败导管进水卡 管施工过程可能遇到的问题及其处理导管自身漏水或接头不严而漏水，且漏水处较深不能拆除时，则应迅速更换已经拼接检查好的备用导管，将备用导管插入混凝土中，用小型潜水泵抽干导管内泥浆，再灌注混凝土；如处理不能奏效，则应拆除灌注设备，用带高压射水的300mm空气吸泥机将已灌注混凝土吸出，清孔后再重新灌注混凝土。由于混凝土质量造成的导管堵塞，可以少量（根据堵管前测量及计算的导管埋深结果在保证导管最小安全埋深前提下）提升导管后快速下落的方法或加大一次性灌注混凝土数量而后快速提升再迅

10、速下放，以冲击疏通导管的方法进行处理。用带高压射水的300mm空气吸泥机将已灌注混凝土吸出，重新按要求灌注。 3.3经验与体会通过改善泥浆性能，在不同地质段采用不同性能的泥浆，并加强过程分砂、捞碴后，钻孔桩成孔时间由最初的30-36天缩短到18-22天 ，大大加快了施工进度，保证了钻孔桩施工的工期要求。经泥浆净化装置处理过的部分泥浆，可抽取做其它孔桩施工的置换浆液，从而减少总的泥浆制造量和排放量，在环保方面有明显效果；水下混凝土浇注结束14天后分别对桩基进行检测，经对128根桩做全部超声波检测和其中13根桩做抽芯检测；I类桩共118根占92%，II类桩10根占8%，无III类以上桩。返回四、承

11、台施工1、承台设计概况 2、围堰施工方案比选 3、钢板桩围堰结构设计与施工 4、经验与体会 返回1、承台设计概况 33#60#墩位于水中，其中高桩承台: 33#44#墩低桩承台: 45#60#墩，半水半陆承台: 50#60#墩承台尺寸: 除60#墩外，承台设计尺寸为8.73.22.5m。返回2、围堰施工方案比选筑岛围堰该方案工程量大且难以堵住砂土渗流水，以至难以抽干水，加大难度，不可取钢套箱围堰该方案是投标时水中墩承台采用的方案。由于有底套箱工作量非常大，不可取；无底套箱能否下放到位，难以保证；若采用钢套箱，则有工期相对较长、设备要求高且拼装复杂繁琐、受水流阻力影响大、下沉时极易偏位、入土较浅

12、、不易封底等不良情况，因此在施工方案研究时未采用。钢板围堰施工前我部拟对33#44#墩的高桩承台采用单壁钢板+钢板桩组合围堰施工，45#60#墩采用高度9m的拉森-型钢板桩围堰，其顶部设置与此钢板围堰相同的支撑架、围囹。将自行设计的单壁钢板+钢板桩组合围堰与钢板桩围堰进行对比见下表。(续)围 堰 类 别拉森型(Kg)导向架(Kg)钢板、型材(Kg)围囹、支撑(Kg)合计钢板围堰12750/9m340018330140035.88t钢板桩围堰42500/9m140043.9t备 注封底混凝土厚0.40.9米，方量1943立方米 一个承台单壁钢板+钢板桩组合围堰与钢板桩围堰用主材对比表 由上表可以

13、看出，虽然单个承台钢板围堰较钢板桩围堰耗用主材少，但因自行加工的钢板围堰板块厚度达5.5cm，其打入河床的阻力远大于标准钢板桩，且钢板围堰单件重量大（约1900Kg），外围块件跨栈桥（按5.2米宽）边沿的平距达10.6米，对插打围堰块件的起吊设备要求很高，同时考虑到块件的运输问题决定舍弃此方案。与之相比的还有混凝土围堰,无论采用薄壁型还是重力式,都没有足够的时间来确保工期,并且可靠性极低。 编织袋围堰钢板桩围堰50#60#低桩承台采用编织袋围堰。此方案简单易行、造价低廉。该段河滩位置较高，只受涨潮影响，覆盖层虽然主要为淤泥及粘土，不利于作为编织袋围堰的基础，但因桩基施工时滤出的200300m3

14、砂已覆盖在承台范围内的淤泥层上，且浇注桩时超灌的混凝土在溢出后也堆积在桩基周围，这不但满足了编织袋围堰地基的承载要求，且抬高了该位置的河床标高，降低了编织袋围堰的堆载高度，减少了工作量和人力、物力及财力的投入。施工实践证明该方案相当成功，在劳动力足够的情况下，10天就可以完成一个承台，较采用钢板桩围堰节约4万元/个。33#49#墩采用钢板桩围堰。钢板桩具有以下几个方面的优点：不需要等待加工，可在市场买或租用，有利于保证工期；单件重量轻（约740Kg），打入阻力较小，施工进度快，一个墩钢板桩打入及堵漏约需3天，然后抽水清底、填（挖）砂至承台底，割钢护筒、凿桩头，工序简洁明了；由于钢板桩施工水密性

15、好，能使承台处于无水施工，有利于确保施工质量；由于施工周期短，循环快，一次性辅助材料少。方案选定3、钢板桩围堰结构设计与施工3.1钢板桩围堰设计3.2钢板桩施工机械设备选定3.3钢板桩围堰的施工流程3.4钢板桩围堰的质量控制返回3.1钢板桩围堰设计钢板桩为U型咬口式，采用振动方法打入带锁口的桩体，使之在基坑四周闭合，确保水平、垂直和抗渗要求。设计依据设防水位+6.6m，河床面标高+0.1+3.9m；覆盖层：淤泥质亚粘土、淤泥质细砂层约10m；承台几何尺寸：长宽高为8.7m3.2m2.5m，顶标高为+6.0m，底标高为+3.5m。传力途径土压和水压钢板桩围囹撑杆钢板桩围堰设计图结构形式及特点拉森

16、型钢板桩主要技术参数 号码质量断面模量（cm3）钢板桩尺寸(mm)每1000kg面积(m2/1000kg)（kg/m) （kg/m2) 根m宽bh最大厚度t1最大厚度t对a边对a边对b边62.0 155.0 203.2 508 1363400123.514.536.452钢板桩选型决定选用德国拉森型钢板桩（12m长）3.2钢板桩施工主要机械设备2艘驳船（一艘水上驳船装载汽车吊形成浮吊，一艘装载钢板桩跟班作业），1台25汽车吊， 1个45K振动锤，1台200K发电机。返回3.3钢板桩围堰的施工流程钢板桩进场检查、修补锁口涂黄油拐角板桩加工内围囹导向框安装 钢板桩插打:先打顺水侧再打上游下游合拢防

17、渗处理承台施工后拆除水中钢板桩施工水中钢板桩施工返回3.4钢板桩围堰的质量控制主要从以下几方面加以控制 (1)钢板桩的倾斜度控制。 (2)钢板桩的合拢控制。 (3)钢板桩振动频率控制。 (4)安全控制。 返回4、经验与体会施工周期短钢板桩围堰施工周期短，承台施工进度快。单墩单幅围堰共用了78片钢板桩，安设内撑系统、插打钢板桩及堵漏3天，吹填（挖）砂1天，凿桩头2天，抽水及垫层1天，钢筋模板及混凝土工程3天，等强2天，拆除1天，总计13天。成 本 较 高钢板桩围堰所需材料、设备投入少，成本大大降低钢板桩就近租用,运距短，重复利用率高。围囹及内撑系统所用材料皆取之于前期钻孔平台，无须再进料，且所用

18、材料基本上能全部回收，投入的设备只有振动锤、25t吊车、两艘驳船，但费用相对较高。安 全 可 靠钢板桩围堰受各种条件约束少，安全可靠。尽管水上施工中，流速、水位、水深等对施工方案的选取有重要的影响，但钢板桩围堰能够克服上述困难，应用范围广，应变能力强。同时,板桩围堰能够确保基础的几何尺寸、位置，抗渗性能高，单片板桩刚度大、变形小，施工安全。操 作 简 单钢板桩围堰比之钢套箱，钢板桩围堰需要的起吊、下放设备要求低，操作简单，易控制，经济性与安全性都较好。五、连续梁施工1、设计概况2、移动模架总体方案及关键结构设计 3、30m、40m连续箱梁移动模架法施工4、施工质量控制 5、经验与体会 返回1、

19、设计概况凫洲大桥，全长2.774km，本标南引桥全长1380m，桥跨组成为6联440m连续箱梁+1联340m连续箱梁+2联530m连续箱梁。桥梁位于1.84%下坡、直线和R=2000m曲线上，48m箱梁A梁段最大重量1350吨，采用两台自行牛腿式MSS40-1350型移动模架造桥机分幅逐孔现浇施工。返回30m、40m连续箱梁，半幅桥15.0m宽，采用等截面、单箱单室，按斜腹板设计，两侧悬臂翼缘板宽4.0m，腹板厚度采用70cm50cm，底板厚25cm，顶板厚28cm；30m/40m梁高1.8m/2.2m，底宽6.26m/6.0m；采用纵、横向预应力体系。 移动模架施工连续箱梁2、移动模架总体方

20、案及关键结构设计2.1移动模架总体方案2.2移动模架关键结构设计返回2.1移动模架总体方案采用自行牛腿式移动模架造桥机方案，移动模架设计为桥面下支承方式其总体方案见下图。移动模架施工效果 图 该移动模架由牛腿、滑移小车、主梁、横梁、模板、前支撑横梁、吊点横梁、C型梁组成等部分组成。施工时从30m过渡到40m时只需将模板腹板加高变动即可满足（40m跨）施工要求。模架动作由牛腿顶部滑面上安装的滑移小车完成。 整个移动模架系统由支撑结构、模板、移位等系统组成，结构自重共574吨。2.2移动模架关键结构设计支撑结构系统主要包括：牛腿、滑移小车、主梁、鼻梁、横梁、C型梁、前支撑横梁、吊点横梁部分，是整个

21、结构的核心。 模板系统由模板、支撑系和栏杆组成。 移位系统由10个横移油缸、14个竖向顶升油缸、6个纵向油缸组成。 移动模架外模滑移小车3、30m、40m连续箱梁移动模架法施工3.1移动模架工艺流程3.2施工阶段划分3.3施工方法返回模架支撑系统模板调整、预拱度设置、施工放样绑扎底、腹板钢筋，布置预应力钢束安装内模绑扎顶板钢筋、顶板预应力钢束浇注混凝土内模板整修钢筋下料钢筋下料安装后吊点混凝土拌合预应力钢筋、波纹管下料预应力钢筋、波纹管下料3.1移动模架工艺流程返回张拉预应力钢束及压浆移动模架第一次落模牛腿自行移动模架第二次落模移动模架开模移动模架纵移至下一孔移动模架合模，进入下一循环压浆准备

22、张拉设备准备抽出支撑托梁安装吊杆拆除后吊点拆除横向连接混凝土养护、等强3.2施工阶段划分 返回3.3施工方法移动模架造桥机墩顶原位现浇连续箱梁，箱梁施工从岸跨64#墩柱开始（从南向北），每次施工缝设在下一跨的6m(30m)或8m(40m)处(L5)连续施工，其施工步骤如下 ：（1）移动模架第一次落模 （2） 牛腿自行 第一次落模后，将主梁用吊杆在已浇桥面上的C型梁和后横梁处固定，此时鼻梁前端的前横梁油缸支撑在墩顶上。推动小车上的纵移油缸，小车带着牛腿在主梁上纵移。当两组牛腿各行进一孔距离，到下一桥墩时，小车横移油缸顶推将牛腿插入墩中。牛腿自行、安装完毕。 牛腿自行 (3)移动模架第二次落模 在

23、两对牛腿自行过孔就位后，顶升油缸顶起主梁，拆除后横梁8根吊杆，收起前横梁辅助油缸，主梁在油缸的作用下带动模板继续下落至小车滑板上进行二次落模。 (4)移动模架开模 解除两组模架横向移动的所有约束，通过C型梁上的横移液压油缸和小车横移油缸横移，使主梁及模板分别向外基本同步水平移动。每次移动小于千斤顶行程，直至满足过孔宽度要求。移动模架工况如图所示。（5）模架纵移检查液压元件和牛腿的安全情况，解除所有影响其纵向移动的约束，同步牵引模架纵向就位。两组模架不同步误差不得大于1m。移动模架工况如图所示。 (6)合模纵移就位后，横移油缸伸缸，使两组模架分别向内水平移动，横向合模。当接近合拢时，外模横梁各联

24、接点处有人检查，时刻注意各处对位情况，合拢后连接横梁，顶升至浇注位置。工况如右图。 (7)模板调整、预拱度设置 凫洲大桥移动模架从64#32#墩开始施工，其中64#44#墩位于曲线上，平曲线半径2000m，44#32#墩为直线段。移动模架连续箱梁曲线段施工是重点。为了更好地设置平曲线型，此套模架模板节间设计留有12cm模板缝，设计采用5mm厚钢板补贴。通过横移模板横梁，以模板纵向分节长度折线代替曲线，达到梁体成曲线的目的。模架合模后，要调整各支点处模板的纵向标高，使模板处于浇筑混凝土时的正确位置，与此同时设置好预拱度。模板整修（8）绑扎钢筋、布置预应力钢束 调整模板线型完毕后，进入箱梁钢筋模板

25、预应力施工。钢筋绑扎顺序为：先底板、腹板钢筋，待内模立完后再绑扎顶板钢筋。钢筋加工全部在钢筋加工场完成，运至现场绑扎成型。预应力钢绞线安装顺序为：先底板，后腹板，最后顶板纵向、横向预应力束。 安装内模（9）浇注混凝土采用全断面快速浇注混凝土，混凝土浇筑顺序纵向由悬臂端向施工缝分段进行，每段梁横断面混凝土浇筑顺序为先浇底板，再浇腹板，最后浇顶板。混凝土的振捣采用插入式振动棒和平板式振捣器。(10)内模、侧模脱模及端模拆除 一段箱梁的混凝土全部浇筑完24小时后，先拆除端模、侧模，后拆内模。凿毛施工端面。(11)钢绞线张拉、压浆 腹板钢束张拉顺序为N3N2N4N1N5（以40米梁为例），左右腹板对称

26、张拉；顶板、底板束按上下、左右对称张拉。张拉完毕后，采用真空法压浆。 (12) 30m与40m跨箱梁变化段的施工 30m与40m箱梁变化段长24米。在变化段进行移动模架模板改造时，将移动模架模板腹板部分由30m变成40m，其余部分模板不变，在底板钢模上铺设三角锥体形方木，最后在方木上铺1.8cm厚的胶合板作为箱梁底模，完成变化段梁体的施工。 返回4.1混凝土浇注质量4.2 梁体线型4.3 施工缝的处理4.4 30m、40m跨施工周期4、施工质量控制 返回4.1混凝土浇注质量 40m连续梁每4孔1联，每联第一施工阶段浇筑48m梁长，最大混凝土量478m3。根据移动模架造桥机的结构特点和本施工方法要求，在每孔箱梁施工阶段，混凝土首先从悬臂端开始向后依次斜向分段水平分层进行，在施工缝处与上一阶段箱梁合龙。混凝土浇注由底板到腹板到顶板，上下游基本对称进行；顶板混凝土先浇中间，后浇筑两侧翼板，两侧翼板要同步进行。返回4.2 梁体线型连续箱梁浇筑成型后，应取得与设计相一致的断面尺寸和线型。箱梁断面尺寸、轴线主要由模板控制，而线型主要通过预拱度的设置使浇筑后箱梁高程与设计相符，是本工程的施工重点。40m跨预拱值的来源 30m