独柱柔性墩超宽连续刚构节段预制拼装施工工法

中铁大桥桥局集团有限公司司杨晖2022年10月27日独柱柔性性墩超宽宽连续刚刚构节段段预制拼装装施工工工法汇报内内容容1、工法产产生背景景2、工法特特点3、工艺原原理5、工程应应用情况况4、关键技技术创新新点与施施工工艺艺操作要要点6、社会经经济效益益独柱柔性性墩超宽宽连续刚刚构节段段预制拼拼装施工工工法1、工法产产生背景景60Km50Km1.1工程背景嘉绍大桥桥是嘉兴兴至绍兴兴跨江公公路通道道跨越天天然屏障障钱塘江江河口段段的一座座特大型型桥梁，，是跨越越钱塘江江的关键键性工程程。大桥桥桥位东东距杭州州湾跨海海大桥约约50km，西距杭杭州下沙沙大桥(钱江六桥桥)约60km。嘉绍大桥桥全长为为10.137km，概算总总投资63.5亿元。1、工法产产生背景景嘉绍大桥VII标段为共共5Km长的北岸岸水中区区引桥上部结构构施工。其其中除北北副航道桥外，其余部部分均为为单桩独独柱、连连续刚构构体系的的节段预预制拼装装箱梁，，其孔跨跨布置形形式为：：7×(5×70)m＋5×(5×70)m＋(6×70)m。1.2技术背景景1）桥址位于于世界三三大著名名强涌潮潮区域之之一的钱钱塘江河河口尖山山起潮河河段，江道宽浅浅，滩涂涂广大；潮强流急急，河床冲淤淤剧烈，施工条件件极其恶恶劣。2）桥址区域域无法进进驻大型型吊装、、运输船船舶，无通航条条件，直直接影响响到桥梁梁结构及及施工方方案的制制定。3）连续刚刚构桥采采用短线线法节段段预制结结合墩梁梁固结的的施工技技术为国国内首次次使用，，无案例例借鉴。。1、工法产产生背景景1、工法产产生背景景1.3技术水平平桥址位于钱塘塘江口，无通通航条件件，大型型施工船船机设备备无法进进驻施工工现场，，采取节节段预制制、梁上运梁的的方式进进行拼装装架设；；利用架架桥机在在进行““T”构及边边跨拼装装同时，，尚需用用架桥机机同步完完成墩顶顶块的自架拼装施工工，与国国内类似似桥梁施施工比较较，该桥桥施工方方法对现现场施工工条件依依赖性小小、环境境适应性性更强、、适用面面更广。桥梁主体体下部采采取单桩桩独柱、、上部采采取连续续刚构的的结构形形式，采用短线线法节段段预制结结合墩梁梁固结的的施工技技术为国国内首次次使用。。综上所述述，本工工法总体体施工技技术达到到国内领领先水平平。汇报内内容容1、工法产产生背景景2、工法特特点3、工艺原原理5、工程应应用情况况4、关键技技术创新新点与施施工工艺艺操作要要点6、社会经经济效益益独柱柔性性墩超宽宽连续刚刚构节段段预制拼拼装施工工工法2、工法特特点2.1质量、安安全方面面1）节段梁短短线匹配配预制将将大规模模现场作作业转换换成工厂厂化、标标准化场场内流水水作业，，施工质质量可控控性强。。2）匹配预制制、架设设工艺复复杂，预预应力管管道、预预埋件、、匹配面面的质量量控制要要求高；3）采用单桩桩独柱、、连续刚刚构的结结构体系系，墩梁梁固结工工艺复杂杂、墩身身高度高高且刚刚度小小，节节段梁梁拼装装线形控控制难度高高；4）节段梁梁拼装装过程程中多多点、、多工工序同同步施施工，，工序序繁琐琐，施施工环环节重重多且且节奏奏紧凑凑，工工程规规模为为国内内同类类桥梁梁中最最大，，对施施工组组织能能力、、施工工质量量控制制、安安全风风险控控制均均要求求极高高。2、工法法特点点2.2工期、、进度度方面面1）短线法法预制制周期期短、、占地地小，，节段段梁的的预制制可与与下部部结构构平行行作业业，大大大缩缩短了了建桥桥工期期。2）采取提提前安安装横横向连连接钢钢桁梁梁临时时替代代横系系梁的的措施施，加快快了总体体施工工进度度，实现现横系梁梁快速速同步步跟进进。3）0#块三维维空间间调整整机构构，实实现了了0#块在墩墩顶的的快速速、精精确对对位，，使墩墩梁固固结周周期由由10天缩短短至7天。4）合拢段段快速速锁定定施工工技术术使合合拢施施工周周期至至少缩缩短0.5天。2.3节约成成本、、经济济效益益方面面本工法法在施施工过过程中中，结合合现场场实际际情况况，不不断优优化施施工工艺提提高施工工工效，，缩短短施工工周期期，节节省了大量量人工及及机械租赁费费用，，取得得了良良好的的经济济效益益。共共计约约节约约投入入2675万。汇报报内内容容1、工法法产生生背景景2、工法法特点点3、工艺艺原理理5、工程程应用用情况况4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点6、社会会经济济效益益独柱柔柔性墩墩超宽宽连续续刚构构节段段预制制拼装装施工工工法法3、工艺艺原理理短线法法预制制、架架设是是将上上部箱箱梁根根据“T””构及边边跨形形式划划分成成若干干节段段，按按照两两两匹匹配的的原则则，利利用已已浇梁梁段及及可调调模板板系统统，逐逐节完完成所所有节节段梁梁的预预制；；在桥桥位处处用架架桥机机根据据“T””构或边边跨形形式进进行对对称悬悬拼或或悬挂挂拼装装施工工，将将所有有节段段梁在在墩顶顶原位位“复原”形成桥桥梁整整体结结构。。汇报报内内容容1、工法法产生生背景景2、工法法特点点3、工艺艺原理理5、工程程应用用情况况4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点6、社会会经济济效益益4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点4.1关键技技术创创新点点4.1.1连续刚刚构桥桥墩顶0#块短线线法预预制、、架桥桥机拼拼装及及墩梁梁固结结施工工技术1)0#块构造造优化措措施⑴将墩顶横横隔墙墙厚度度减小小20cm即隔墙墙在梁梁段每每端各各缩进进10cm。缩进10cm缩进10cmA—A（优化化前））A—A（优化化后））移动30cm移动30cm预留钢钢筋与与系梁梁最小间间距5cm（2）将底板小小系梁梁向墩墩中线线缩进30cm。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点⑶在0#块底板板对应应的1#块底板板部位位设置置10cm湿接缝。⑷在梁梁面开设设二次次混凝凝土浇浇筑孔孔、洞。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点2）快易收口口网模模板的设计、、施工工技术术墩顶块块内模模采用用快易收口口网模板。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点3）横隔墙二二次现现浇混凝土土预埋埋构件件快速施工技术将大部分分钢筋筋后场场绑扎扎，0#块吊装装到位位后再再补齐齐剩余余钢筋筋；体内束波纹管管后场场安装装，现现场精精确定定位；体外预预应力力管道道后场场精确确放样样、固定。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点4）设设计了了一套套三维空空间调调整机机构：在0#块底板系梁顶顶面预埋锚板板，在架设前前将顶顶梁与与锚板板焊接接牢固固，0#架设时时，通过过布置在在墩旁旁托架架上的的三向向千斤顶竖向顶顶升或或平面面移动动顶梁梁实现现0#块三维维空间间位置置的调整。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点5）0#块竖向向变形形控制制技术在顶面设设置两两根反反力梁梁，根根据箱箱梁变变形及及后浇浇混凝凝土荷荷载，，每根根反力力梁两两端各各用1根Φ32mm精轧螺螺纹钢钢筋利利用吊吊点孔孔将梁梁体反反提，，精轧轧螺纹纹钢筋筋预拉拉40t反力。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点4.1.2合拢段段快速速锁定定技术术原设计计利用劲性性杆件件将湿接缝缝两侧梁梁段锁锁定的传统统合拢拢锁定定方式式，操作较困难难，需小型型吊装装机具具配合合，且施工周周期较较长。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点原设计计合拢拢锁定定布置置图利用合合拢段段宽度度小的的特点点研究究的合合拢段段快速速锁定定施工工技术术：通过在在湿接接缝位位置抄抄垫特特制钢钢楔块块，并并利用用梁段段上安安装的的胶拼拼用临临时预预应力力张拉拉锚座座，将将合拢拢段两两侧梁梁段对对拉预预定大大小的的临时时锁定定力。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点快速合合拢合合拢锁锁定布布置图图特制钢钢楔块块4.1.3横系梁梁同步步施工工替代代方案案及横横系梁梁快速速跟进进施工工技术术1）由于两幅桥桥架设设施工工不同同步、、墩顶顶作业业空间间不足足、桥桥梁总总体施施工周周期不不允许许等原原因，，横系系梁与与墩顶顶0#块施工工无法法同步步。利用抱抱箍及及钢管管桁架架在两两幅桥桥间设设置一一个临临时连连接构构件替替代横横系梁梁横系梁梁。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点2）后续续横系梁梁施工工时，利利用贝雷梁、组合横梁、、竖向向φ32精轧螺螺纹钢钢筋吊吊杆、、型钢钢底模模平台设计一一种可可移动动施工吊挂平平台及及模板板系统。4、关键键技术术创新新点与与施工工工艺艺操作作要点点4.1.4架桥机机过孔孔施工工控制技技术鉴于下部结结构墩墩高身身柔的的受力力特点点，受架桥机顶推推过孔孔的影响：⑴墩墩顶块位移过大大，进而极大影响拼装线形。⑵墩身因顶推力影影响，结构构受力安全全无法保障障。故采取钢绞绞线对拉装装置，以减减小墩顶位位移，确保保线形及受受力安全。。千斤顶千斤顶4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点1）钢绞线对拉装置构构造⑴已成联部分对对拉装置构构造由梁段上安安装的临时时预应力锚锚座、3孔扁锚锚具具及钢绞线线构成。1/2

横断面布置图4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点⑵架桥机拼装阶段段对拉装置构构造由分别焊接接于钢护筒筒和托架上上的钢锚座座以及3孔扁锚锚具具、钢绞线线构成。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点1）0#块构造优化措施⑴将墩顶横隔墙墙厚度减小小20cm，解决了利用0#块匹配无法进行1#块预制的问题。⑵将底板小系梁梁向墩中线线缩进30cm，确保了墩身预埋钢筋在在0#块内的锚固固质量。⑶在0#块底板对应应的1#块底板部位位设置10cm湿接缝，解解决了墩梁梁固结二次次浇筑后无无法与1#块底板匹配配的难题。⑷在梁面开设二二次混凝土土浇筑孔、、洞，解决决了横隔墙墙砼振捣困困难的问题题，确保了墩梁固结混混凝土施工工质量。2）快易收口网模模板的设计、施工工技术大大减少了了二次砼浇筑面处理理工作量，，提高了新新老混凝土土接合质量量。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点4.2解决技术难难题3）横隔墙二次次现浇混凝土预埋埋构件快速施工技术，极大的提高了了0#块现场墩梁梁固结施工工效率，缩缩短了墩顶顶块施工周周期。4）0#块三维空间间调整机构构的应用成功功解决了因墩墩顶空间小小等原因，，0#块无法按照照常规方式式在梁底布布置千斤顶顶进行空间间调整的问题，实实现了0#块快速、精精确对位。5）0#块竖向变形形控制技术，解决决了0#块墩顶二次混凝凝土浇筑时时因变形而而造成与1#块匹配困难难的问题。6）合拢段快速速锁定技术成功解决了了原设计合拢拢段锁定方案操作困难，，施工周期期长等问题题，实现了了快速合拢拢。7）横系梁同步步施工替代代方案及横横系梁快速速跟进施工工技术解决了横系系梁无法同同步施工的的问题，实实现了横系系梁快速跟跟进施工。。8）单桩独柱墩墩架桥机过过孔施工控控制技术，有效控制了了架桥机纵纵移过孔时时墩顶水平平位移及水水平力，确保了结结构安全。。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点4.3施工工艺操操作要点4.3.1节段箱梁预预制4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点侧模、端模模首次安装装→吊入底板→匹配梁段定位→胎模上绑扎扎钢筋、波波纹管、预预埋件安装装→模板打磨、、刷油→钢筋骨架吊吊装入模→入内模→砼浇筑、养养护→拆模、将匹匹配梁提至至存梁区→新浇梁段拖拖至匹配梁梁位置→进行下一循循环施工。模板首次安装匹配梁就位模板打磨钢筋绑扎钢筋骨架吊装入模内模安装砼浇筑覆盖、洒水养护拖开匹配梁段4.3.2节段箱梁架架设1）节段箱梁拼装装工法⑴墩顶块及T构悬拼⑵首边跨架设4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点⑶架桥机纵移过孔孔⑷其他T构架设及合合拢4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点⑸过渡墩22#块架设及一一联最后一一个T构架设⑹末边跨架设4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点2）0#块架设⑴架前准备备：①墩顶顶凿毛；②②焊接支撑横梁③③检查剪力力槽，安装装墩旁托架架。④在托托架上布置置三向千斤斤顶及螺旋旋顶。⑵0#块架设调位位：采用三向千千斤顶及螺螺旋顶对其其进行精确确定位，用螺旋顶支顶顶，并在底底板与墩身身间抄垫保险。⑶0#块底板横肋肋底部与墩墩身间预留留3～5cm缝隙，采用支座灌浆料料填充密实，设置反拉拉装置。④安装钢筋、体内内外预应力力管道、模模板后二次次浇筑。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点竖向锚固布置图调位装置布置图3）22#块架设⑴架前准备备：垫石凿毛，安装支座座，支座与垫石间灌浆浆，支座临时锁定。⑵墩顶布置置：在墩顶浇筑砼临时支座，设置三向千斤顶及螺旋顶。⑶调位：采用三向千千斤顶精确调位，，调整好位置置后用螺旋旋顶支顶。⑷支座及混凝凝土临时支支座灌浆。⑸安装钢筋、、体内外预预应力管道道、模板后后二次浇筑筑。⑹在墩顶提前前预埋精轧轧螺纹钢筋筋，将墩顶顶块锚固于于墩顶临时时支座及永永久支座上上。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点支座临时锁定⑺为保证架梁梁及过孔时时两个22#块整体稳定定和结构安安全，过渡渡墩顶两相相邻22#块采用对拉拉的措施：：先安装22#块件的8个钢支撑，，再安装8根对拉φ32精轧螺纹筋筋，每根张张拉40t。。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点过渡墩梁段横向锚固布置4）T构悬拼施工⑴悬拼准备工作：：检查预应力力孔道、匹匹配面，安安装临时预预应力锚座座。⑵梁段起吊预拼拼装，满足足线形控制制要求后即即行胶拼作作业，张拉临时预预应力，胶拼面压力不不小于0.3Mpa。⑶环氧胶固化后后张拉永久预应力力，采集梁梁面测控数数据，交监监控单位出出具下个节节段拼装指指令。⑷重复上述过程至至完成10对节段箱梁梁拼装。。1、“T”构对称悬拼拼2、环氧胶涂涂抹3、临时预应应力张拉1234、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点5）边跨悬挂施工⑴按照21#～12#块的顺序悬悬挂所有边跨梁段。⑵采集10、22#块测量数据，出具21#块拼装指令令。⑶精调21#块并临时锁定。⑷21#块转换到架架桥机主桁桁吊挂。⑸采集21#块测控数据据并出具20#块拼装指令令，进行20#块精调、胶胶拼及吊挂挂转换。⑹重复上述步骤逐逐段完成19#～12#块胶拼，最最后将12#与10#块锁定。⑺通过计算算，确定吊吊杆卸载步步骤使吊杆杆逐渐退出出工作。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点6）合拢段施工工⑴中跨合拢锁锁定施工①合拢梁段吊装；②在湿接缝位置置抄垫可调调节垫块；③安装构件N，张拉竖向向精轧螺纹；④在构件N与吊具之间间抄垫密实实，将合拢拢段放置于于构件N上。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点⑤穿预应力力钢绞线；；⑥安装湿接接缝外模板板，浇筑混凝土土；⑦湿接头混凝土达到到一定强度度后，拆除除可调节垫垫块，并灌灌注可调节节垫块处空隙；⑧当湿接缝混凝凝土强度满满足要求后后进行合拢拢预应力的的张拉；⑨解除临时预应力力锁定、拆拆模，合拢测量，，进行数据据复核；⑵边跨合拢拢锁定施工工边跨湿接缝与与悬臂合拢拢湿接缝施施工方法基基本类似。。⑴已成联桥梁的的对拉方案案已成联桥部部分均采用用6-φ15.24钢绞线对拉拉，针对墩墩身高度不不同，采取取30t或20t预拉力。走行方式：：始终用后后中支腿顶顶推。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点7）架桥机过孔位移移控制方案案⑵架桥机拼装阶段段的对拉方案案在B57～58#墩间采用12-φ15.24钢绞线对拉拉50t，在B56～57#及B58～59#墩间用6-φ15.24钢绞线斜向向预拉54t。走行方式：：后中支腿腿顶推至前前支腿距前中支腿66.15m后换由前中中支腿顶推推到位。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点⑴墩旁搭设施工工平台，履履带吊机安安装临时钢钢管桁架。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点8）横系梁施施工⑵横系梁滞后架架桥机3～4跨后在桥面面进行施工工。采用钢钢底模、钢钢侧模、上上翼缘采用用木模，桥桥面采用贝贝雷架主梁梁吊挂。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点⑶现浇吊挂平平台、模板免拆快速跟跟进将两幅桥间间的上、下下吊挂扁担担梁加长并并配合吊杆杆拆、装，，实现现浇吊挂平平台的免拆跨越已浇筑的横系系梁快速跟跟进施工。。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点⑷现浇吊挂平平台走行时时用风缆钢钢丝绳将底底模与支架架连接，防防止底模在在走行时倾倾覆，支架架走行应缓缓慢、平稳稳。4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点汇报内内容1、工法产生生背景2、工法特点点3、工艺原理理5、工程应用用情况4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点6、社会经济济效益独柱柔性墩墩超宽连续续刚构节段段预制拼装装施工工法法5、工程应用用情况“独柱柔性性墩超宽连连续刚构节节段预制拼拼装施工工工法”已成功应用于于嘉绍大桥桥北岸水中中区引桥施施工，目前前工程已完完工，工法法及各项关关键技术实实施效果良良好。该项施工技技术在嘉绍绍大桥的应应用，是钱钱塘江口强强涌潮水域域桥梁工程程建设的成成功典范，，为钱塘江江水域桥梁梁施工提供供了借鉴，，基于该项项施工技术术对于恶劣劣施工条件件的适应性性，对于今今后类似桥桥下不具备备运输、吊吊装施工条条件的连续续刚构或连连续梁桥施施工，提供供了一条很很好的设计计、施工思思路，同时时，该项目目在施工中中针对单桩桩独柱高墩墩刚度小对对施工精度度、施工风风险造成的的巨大影响响而采取的的一系列应应对措施，，对于今后后类似结构构特点的桥桥梁施工也也具有极好好的借鉴作作用，具有有广阔的推推广前景。。汇报内内容1、工法产生生背景2、工法特点点3、工艺原理理5、工程应用用情况4、关键技术术创新点与与施工工艺艺操作要点点6、社会经济济效益独柱柔性墩墩超宽连续续刚构节段段预制拼装装施工工法法本工法在施施工过程中中，结合现场场实际情况况，不断优优化施工工工艺，解决决了多项施施工难题，，提高施工工工效，缩缩短施工周周期，节省省了大量人工及机械租赁费用，，取得了良良好的经济济效益。共共计约节约约投入2675万。。1）设计计了0#块三三维维空空间间调调整整机机构构，，使使墩墩梁梁固固结结周周期期由由10天缩缩短短至至7天。。综综合合投投入入约约节节约约1060万元元。。2）采取取提前前安安装装横横向向连连接接钢钢桁桁梁梁临临时时替替代代横横系系梁梁的的措措施施，，横横系系梁梁可可滞滞后后3～4跨施施工工，，消消除除了了横横系系梁梁同同步步施施工工占占用用的的时时间间对对总总施施工工周期期的的影影响响，后后续续横横系系梁梁施施工工利利用用免免拆拆、、快快速速现现浇浇施施工工用用吊吊挂挂平平