长江大桥公轨合建斜拉桥桥梁工程案例分析

1、上海长江大桥案例分析小组成员： 成海燕 魏廷芳 卢启云 胡霄凌 刘翠萍 唐琳 南慧 张成浩 高守成一、项目简介二、项目实施背景三、项目时间管理四、项目质量管理五、上海长江大桥项目存在的问题六、改善建议一、项目简介 、基本情况 上海长江大桥跨江段10公里，全桥长16.5公里，其设计方案为技术成熟的斜拉桥桥型，按双向6车道设计，时速为每小时100公里。 上海长江大桥是旧世纪开始设计建设的，到1997年建成恰逢中国改革开放20周 年，因此具有鲜明的时代特征；大桥连接的生态宝岛-崇明岛，桥梁本身应该承载更多的生态与环保要求；越江桥梁长达10公里并预留轨道交通，是一座世界级的公轨合建长大桥梁工程；大桥建

2、在万里长江的入海口，堪称万里长江第一桥。 连接崇明岛和长兴岛的上海长江大桥主通航孔跨径达到730米，这一标准超过了上海已建的任何一座大桥，比东海大桥主通航孔还大300多米，在国内仅次于苏通大桥和香港的昂船洲大桥，在世界上位居第五。这一跨度能满足规模3万吨的集装箱货轮及5万吨的散装货轮的双向通航要求。 世界上规模最大的隧桥结合工程上海长江隧桥从上海浦东通往中国第三大岛崇明岛的长江隧桥工程，采用“南隧北桥”（预留轨道交通线）的建设方案，西南起浦东五号沟、经长兴岛，东北止崇明陈家镇，全长25.5公里，其中长江隧道长约8.9公里，长江大桥长约10.3公里。、设计理念 由上海市政工程设计研究总院设计。上

3、海市政工程设计研究总院的设计团队，首先确立了把它建成一个可持续发展工程的理念，并定下了如下目标：建成一座真正具有百年使用寿命的桥、一座便于养护维修并具有全寿命经济性的桥、一座技术先进并且造价经济的桥，一座不仅交通功能完善而且能够充分表现美学价值的桥。基于这一创新理念，上海长江大桥集中了多项创新技术主航道桥主跨730米世界最大跨度的公轨两用斜拉桥采用了新型分离式钢箱梁；主航道桥两侧高墩区各有700米桥梁采用主跨105米的大跨度连续组合箱梁桥，在国内属于首次大规模应用，采用的整孔预制吊装方案也属于新的工程实践；制定了大跨度桥梁和各类长联桥梁列车行车安全和技术标准等。10余项专题研究中的3项，经过鉴

4、定达到了国际先进水平、部分达到国际领先水平。、设计要求设计时考虑到将来大桥所处北港水域可能的通航需求，大桥主通航孔按照通行5万吨级轮船设计，采用了跨度730米的斜拉桥，这一跨度超过了上海已建的任何一座大桥，列国内第三、世界第五，同时也是世界上公路交通与轨道交通同在一个桥面上的公轨合一的大桥。在桥面两侧，也已预留了4.15米宽的轨道交通通道。将来大桥上的轨道交通列车可能是3条铁轨，中间一条为列车受电用。上海市政工程设计研究总院副总工程师卢永成介绍，大桥在很多方面都达到了国内最高水平。（四）长江大桥工程项目组成 1、长江大桥工程由接线段和长江越江桥段组成：长兴岛接线工程长2.20km。工程项目包括

5、路提段、潘园互通立交、二座跨河桥、三孔、长兴服务区、潘园立交收费站、立交管养中心等设施。崇明岛接线工程长：4.64km。工程项目包括路提段、陈海互通立交、白陈和陈仿二座分离式立交、四座跨河桥、三孔、陈海立交收费站等设施。长江大桥工程跨越长江桥段总长9.97km。大桥设主航道主孔一处、副孔一处；大桥设辅航道孔一处。2、长江大桥其它配套工程长江大桥工程项目还包括：浦东五号沟管理中心、长兴管理养护中心、长兴小型服务区、安全设施、景观绿化、监控系统、通信系统、收费系统、服务设施、供配电照明系统、房屋建筑以及桥隧附属工程等。 （五）长江大桥段占用土地情况 上海长江大桥工程中，长兴岛及崇明岛陆域红线宽度均

6、为60m。长兴岛大堤内侧陆域部分长2680m；崇明岛陆域部分长5419m。 长兴岛陆域占用土地约439亩，基本为农田。 崇明岛陆域占用土地约599亩，基本为农田。 长江大桥主要工程量 跨越长江桥梁建设总面积34.23万m2；接线工程桥梁建设总面积7.89万m2；接线工程道路建设总面积21.91万m2。 、项目背景1.素有“长江门户，东海瀛洲”之称的崇明，是中国第三大岛，但自有人居住的近1300年来，水路是唯一通向大陆的交通路径，这也成为崇明发展的最大制约。“2. 崇明岛为中国第三大岛，也是上海倾力打造的生态绿岛，然而交通不便成为了制该岛的发展。、目的1.彻底改变上海与崇明岛以及长江以北地区没有

7、陆路通道的状况，满足长江两岸往来交通需求;2.改善上海交通系统结构，优化上海交通网络体系，开发崇明岛资源，促进浦东经济发展；3.加快崇明现代化生态岛建设，促进上海城乡一体化，推动长江三角洲、长江流域乃至全国经济社会发展。二、项目实施背景三、项目时间管理进度计划1993年，正式提出工程设想。1994年，完成长江口越江通道工程重大技术问题前期研究报告。2001-2003年，开展了河势、水文、航运、风险等专题内容的研究。2005年9月，上海长江大桥开工。2006年6月，该桥第一片箱梁的预制完成。2007年6月，由大桥局承建的大桥，非通航孔70米预应力混凝土箱梁预制、运输、架设工程全部完工，大桥进入上

8、部结构施工阶段。2007年11月28日，上海长江大桥主塔顺利封顶。2008年5月，实现了与大桥 江中段的提前合龙。2008年6月27日，上海长江隧桥工程实现全线贯通。2009年10月31日18时，正式通车。资源计划过程 1981年，上海长江隧桥的建设设想被正式提出；1983年2月，崇明越江隧道工程项目建议书获国务院批准立项；1984年8月中旬，崇明越江通道项目可行性研究报告获国务院发改委批准。1996年2月28日，上海长江隧桥东线工程正式奠基启动。总投资123亿元。上海长江隧桥于2009年10月31日正式通车。成本估计过程 隧道整体断面设计为上下的双管隧道，两单管间净距约为16 米，沿其纵向每

9、隔800米左右 设一条横向人行联络通道。单管外径为1500厘米，内径为1370厘米，内设三条（33.75米）车道，双向即六车道，设计车速为80公里/小时。隧道在浦东侧及长兴岛侧均设有敞开断矩形暗埋段 及 2248米深约25米的工作井。两台直径为1543厘米泥水加气 平衡 盾构，从浦东侧工作井由西向东一次掘进至长兴岛侧工作井实现隧道贯通。隧道工程共用混凝土819100立方米，使用钢筋152214吨。 上海长江大桥起于隧道长兴岛登陆点，沿地面横穿长兴岛，由长兴岛东部偏北跨越长江口东北港水域至崇明岛陈家镇，工程全长16.65公里（其中接线道路6.68公里，跨江桥梁9.97公里，设计车速100公里/小

10、时）。桥面两侧预留了宽4.15米的空间，今后供轨道交通使用。 为沟通岛内交通，长兴岛潘园公路及崇明陈家镇各设有一座互通式立交。跨江桥梁总共154跨，其间设有满足远期3万吨级集装箱及5万吨级散货船的主通航孔，及满足3000吨级船舶通行的辅通航孔。主通航孔其结构形式为主跨730米双人字形塔柱，塔柱高212米，分离式钢箱斜拉桥；辅通航孔为80米+140米+140米+80米预应力钢筋混凝土连续箱梁，其余桥跨分别为30米、50米、60米、70米预应力钢筋混凝土连续箱梁及105米钢混凝土组合箱梁。全桥累计浇筑混凝土798284立方米，钢筋100952吨，预应力钢束12912吨，钢材122106吨，填土方6

11、86202立方米。四、项目质量管理 上海长江大桥的质量管理，不仅体现在施工时候的质量监管，还对原材料以及供应商都有严格的审核。 第一，建立健全质量管理体系，确定质量目标，建立由项目经理、总工、各部门、各工段多层次、全方位的质量管理网络，责任到人，分级管理，实行“谁施工，谁负责“的质量责任制。强化监督，狠抓落实。并严格执行PDCA循环，即计划、实施、检查和处理的循环控制。施工现场除配设专职质检员外，还在工段、班组聘用兼职质检员。 第二，加强施工准备期的质量控制，从源头抓起，控制进场原材料、半成品和构配件质量，特别是影响工程质量的大宗材料和关键性材料，如砂石料、钢筋、水泥和外加剂等，对于不符合国家

12、规范、行业标准和设计要求的材料一律不得使用，首先到供应厂方取样做试验，试验合格后才签订购货合同，每批材料到场后检验经取样验收合格后方可使用。 第三，完善施工方法、方案，编制施工作业指导书和施工实施细则，通过工地试验室自检和权威机构送检相结合的原则严把材料和施工工艺关。购置先进的测量仪器，利用GPS相对静态技术做控制网，利用GPS-RTK技术做桥墩承台以下的基础放样，利用GPS技术和常规测量相结合的办法解决主塔、钢锚箱等精度要求非常高技术难题。 第四，加强专业承包和劳务承包队伍的资质审查，严格挑选承包队伍。土建部分采取纯粹劳务分包的形式进行承包施工,技术、设备、材料、质量、安全都有项目部提供和管

13、理，通过对多家申请单位进行严格资格审查，通过对它们近五年来所承建的类似大型项目业绩考察，以及对该企业的社会信誉和财务状况进行详细的调研后，通知具备相应或以上资质、业绩，并具有良好社会信誉和财务状况的单位进行竞标，竞标采取公开、公平、公正的原则。质量评估 各个部分工程质量验收评估包括以下三个方面、分部工程所含分项工程质量验收评估均合格； 质量控制资料完整所记录的资料、施工操作依据、 全面真实记录施工质量状况；、有关结构的实质质量、主要功能的检验和抽样检测项目均有记录，均符合设计和各规范要求。、 对该工程的工程质量评估意见为合格，其主题结构，外观的质量评估意见为合格质量保证资料齐全完整。质量验收

14、单位工程施工完成，承包商应全面整理单位工程的竣工资料，进行单位工程质量自评和编写单位工程施工总结，报送监理组审核，监理组审核同意后，承包商递交单位工程验收申请。 质量验收以单位工程为验收单元，分为初验，终验和核验三个层次。单位工程初验由承包商组织，单位工程终验由业主组织，单位工程核验由质监站主持。、上海长江大桥复合改性沥青SMA 桥面铺装施工质量控制 上海长江大桥气候环境恶劣，而且为减轻钢桥自重桥面沥青铺装设计厚度4 cm。为保证桥面铺装路用性能和耐久性，采用了800oSBS改性沥青与20%特立尼达湖沥青配置而成的TLA- SBS复合改性沥青SMA13混合料。上海长江大桥位于长江人海口，桥面温

15、度早晚温差大，桥面变形大，故要求沥青桥面铺装必须有良好的高温稳定性、低温抗裂性和抗变形能力;同时大桥处于长江之上，空气中水分较高，经常有雨雾天气出现，桥面风力较大， 所以为解决以上问题，上海长江大桥的桥面铺装层设计采用80 0 o SBS改性沥青+20%特立尼达湖沥青(简称TLA)配置而成的TLA-SBS复合改性沥青SMA-13施工。 在上海长江大桥TLA-SBS复合改性沥青SMA-13桥面铺装的施工过程中，为保证桥面铺装的工程质量和使用性能，从沥青混凝土的原材料、拌和、摊铺、碾压等几个方面，进行质量控制。以下3张表格是对各种技术指标的描述以及要求。1、原材料质量控制 （1） 矿料 （2）沥青

16、 用TLA专用沥青改性设备将80 SBS改性沥青和20 TL沥青混合，配制成TLA-SBS复合改性沥青。复合改性后的青，集各类改性沥青的优点于身，性能优越，具有以下特点 1)改善沥青及混合料的温度敏感性; 2)增加在高温环境下的稳定性和抗变能力; 3)增加在低温环境下的韧性和抗裂性能; 4)增加抗疲劳开裂强度和减少龟裂; 5)增强降噪性能; 6)增强耐久性，延长使用寿命。 7)降低维护保养成本; 8)增强防滑 力，改善道路交通安全;等等。 （3）混合料运输 为确保沥青混合料的摊铺温度及TLA-SBS复合改性沥青SMA混合料施工的质量，在混合料运输过程中应做到以下几点: 1)运输前，在车厢及底板

17、上涂刷一层油水混合物，使混合料不致与车厢粘结。运输过程中加盖油毡布保温、防雨和防尘。 2)运料车在运输途中，不得随意停歇。运料车卸料必须倒净，如发现有剩余的残留物，应及时清除。 3)运料车到达现场后，由专人逐车严格检查SMA混合料的温度，不得低于摊铺温度(,160)的要求。 、抗震 大桥工程处于华北地震区的南缘，中等地震活动较为频繁，因此上海长江大桥工程的地震安全性非常重要。 从抗震的角度看，目前国内外大跨度桥梁的塔 (墩)、梁连接装置可大致分成两类，即弹性连接装置和阻尼器。 在我国桥梁上 采用的阻尼装置大多为粘滞阻尼器，相关研究表明粘滞阻尼器的耗能作用十分明显，同时也能有效地减小桥梁在风、地

18、震及车辆荷载作用下的位移。 上海长江大桥主通航孔桥为全漂浮体系斜拉桥，通过对设计方案进行全面的三维动力特性、反应谱和时程分析计算，结果表明:当地震波沿桥轴线方向输入时，在设计地震作用下，梁端位移达30cm左右，在罕遇地震(强震)作用下梁端位移接近70cm。主梁沿顺桥向的位移较大，在主梁与桥塔之间设置阻尼器无疑是一种减小梁端位移，延长伸缩缝寿命的有效措施。 另外，设置阻尼器后能使大桥的主梁在高速荷载(如重车的紧急刹车力)、地震等作用下产生很大的阻尼力，从而延长大桥的周期，提高大桥结构的耗散能力。在低速荷载(如温度变化)作用时，阻尼力小，允许主梁自由伸缩，对大桥正常工作状态没有任何影响。五、上海长

19、江大桥项目存在的问题 1、 由于本桥首次在国内采用无横梁的索塔设计，因此在悬臂施工过程中临时固结将由承台上的支架提供，这在以往的大跨径桥梁中尚无先例。因此，应充分主义这一变化带来的施工过程安全及控制精度的困难，施工监控应对此进行专题分析，以确保万无一失。 2 、相邻钢箱梁间的转角关系在钢箱工厂组拼完后就固定下来，在钢箱梁现场拼装时如果要对其进行调整将带来两个问题：局部出现不可消除的折角焊缝宽度过大。因此施工监控应介入钢箱梁的制造线形的确定。 3、 钢箱梁斜拉桥吊装梁段现场精确定位方法及钢箱梁的焊接工艺将直接影响高程控制的精度，监控组应对上述两项工艺提出要求并对其执行进行监督及相应的监测。监控单位应对焊缝收缩进行抽样监测。 4 、本桥主桥桥面宽，横向刚度小。梁段吊装时由于桥面吊机支点反力作用下，已成梁段产生较大横向变化，与被吊梁段间形成错台，给梁段匹配带来难度。因此需要事先对于钢箱梁的错台问题进行分析并提出对策。 5 、本桥主桥桥面宽横向刚度小。梁段吊装时由于桥面吊机支点反力作用下，已成梁段产生较大横向变形，与被吊梁段间形成错台，给梁段匹配带来难度，因此需