《三峡库区深水桥梁主要施工技术介绍----百岁溪大桥剖析.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三峡库区深水桥梁主要施工技术介绍----百岁溪大桥剖析.（81页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三峡库区深水桥梁主要施工技术介绍 -宜昌市夷陵区百岁溪大桥,主讲：谢支钢,提纲,一、设计方案比选 二、施工方案的重要性 三、工程概况 四、桩基施工 五、动水位条件下浮动平台的调整 六、动水位条件下高桩承台的施工 七、墩身翻模施工 八、上部构造0#块的设计与施工 九、挂篮施工,一、设计方案比选,设计方案的原则是安全、经济、适用、美观，设计方案的优劣直接影响项目的经济成本和施工复杂程度，是桥梁工程师最关注的话题。 本桥位处水面最大宽度为320m，最大水深为65m 方案一，95.6+167+95.6m斜拉桁架桥 方案二，（95+170+95）368m预应力连续刚构桥 方案三，1+350m中承式钢管拱
2、桥 方案四，1+330m悬索桥 专家评审：通过对桥跨布置、通航要求、工程投资、工期、施工技术要求、工艺复杂程度、施工设备要求、环保评价和后期维护等进行综合评价，推荐方案二较优。,二、施工方案的重要性,建造一座桥梁，特别是大型桥梁工程，投资额非常大。根据桥梁工程在规划、工程可行性研究、勘察设计和施工等阶段的投资分配情况可知，施工要占总投资的60%以上，因此施工阶段是桥梁建设中极其重要的阶段，编制好施工方案，对于保证施工的顺利进行，实现预期的目标和效果，都具有重要的意义。 编制施工方案的原则：技术先进、经济合理、少耗资源 编制施工方案的目标：质量好、进度快、成本低,参建单位：,建设单位：宜昌市夷陵
3、区公路管理局 地勘单位：长江岩土工程总公司 设计单位：长江勘测规划设计研究有限责任公司 监理单位：宜昌虹源公路工程咨询监理有限责任公司 施工单位：中铁十八局集团有限公司 监督单位：宜昌市交通工程质量监督局、三峡海事局,三、工程概况,百岁溪大桥是湖北省三峡后续工作移民搬迁安置遗留个案问题处理项目，已于2012年8月正式开工建设，工期三年，总投资约6000万元，该桥位于三峡库区百岁溪支流，为95m+170m+95m连续刚构桥，全长368m,中间两墩位于水中，设计为深水桩基础，分别采用4根直径2.5m、长37m的钻孔灌注桩，承台为高桩承台(10.5m12.4m 4.00m)，主墩为钢筋砼双薄壁墩（5
4、.5 m2.2m），墩高39m；主桥箱梁为三向预应力砼现浇连续梁。由于主墩均处在沟壑斜陡坡地段，地基花岗岩强度极高，水上施工难度极大；目前百岁溪大桥为夷陵区境内的最大跨度（净跨170m）和最高（净高101m）的一座桥梁，也是全国同类连续刚构桥中较大的一座。,桥位地质情况,桩位处地形：1#墩地形为较为平缓，表层全风化地质，厚度3-5米；2#墩桩位为自然陡坡，坡度一般3545，局部50，所处地质地表为少许残破碎石土，土体松散，属松散岩土类，厚度较薄；下伏基岩为斜长花岗岩，属层状半坚硬坚硬岩类，岩石最小饱和单轴抗压强度在80-100Mpa；,水文情况,库区在一个水文年内，每年的10月初至次年的3月底
5、，三峡大坝坝前水位在175m(吴淞高程)；4月初至9月底，坝前水位在（175-145-175）m区间涨落，一般在5月底6月初降至145m，年度水位变化30m；在汛期7月中旬至8月上旬为洪峰期，坝前水位在（145-163）m，涨落频繁，近几年日最大涨落3.21m，月最大涨落约18m；库区水流速较小。如下图：,百岁溪大桥水情图,四、桩基施工,水上桩基施工是本项目的关键工序，施工水位较深,最大水深175-132（河床标高）=42米，设计院提供的地勘资料非常有限，而且实际调查的情况也不是很明显，水下施工的变数大，不可预知的因数很多。 根据三峡库区水情特点，本桥钻孔灌注桩的施工宜选有浮动平台，本桥浮动平
6、台采用2艘600t驳船拼接而成，用贝雷梁架设水上龙门吊，锚定系统按四个方向由八个锚绳固定，基本按井形布置，适应水位张落后的平台就位。 不宜采用钢管桩平台：水位相对稳定，河床为砂黏土和鹅卵石且有一定的覆盖层厚度，便于插打稳定 不宜采用钢围堰施工：本桥水位深，河床为陡坡地形 水下灌桩采用钢护筒做模板，钢护筒要有一定的强度和刚度，且要入岩一定的深度，才能确保的稳定。,浮动钻孔平台,（一）钻孔灌注桩施工流程,1、钢护筒分节段下放 ，在浮动平台每个桩位处设置正边形工字钢导向架，固定桩位和悬挂钢护筒； 2、钢护筒着床后液压振动锤插打，钢护筒入岩土一定深度； 3、依入岩深度情况不同，分别进行水下封底砼浇筑，
7、在浇筑前据河床地势制作钢套箱下放，周边吊放砂袋封底口； 4、在浮动平台上进行钻机就位，采用对称钻孔锤击；,5、投放粘土，钻锤上下运动造浆，一个钻孔作业台班后采用掏渣法清渣留样，依此循环作业； 6、终孔验收：对照渣样和地勘地质以及设计标高、嵌岩深度要求 ，判定是否终孔； 7、钢筋笼下放 8、第二次气举反循环桩底清孔； 9、备制第一仓砼，清孔完成后下放； 10、连续浇筑桩身砼。,业主、设计、地勘、监理、施工五方进行终孔验收：1、现场测量桩底高程、倾斜度、中线偏位、沉渣厚度； 2、钻孔留取渣样与地勘资料对比，判断桩的入岩深度是否满足设计要求。,（二）钢护筒的功能要求,（1）固定桩位，并作钻孔导向；
8、（2）有足够的强度，保证埋设时不变形，地层压力下不破损（本桥选用16mm厚钢板，直径2.8m）； （3）保证钢护筒的中心偏位和竖直度不超差，满足质量验收的要求； （4）保证钢护筒的稳固性，以满足在水位涨落、风浪作用下浮动平台移位时不倾斜，在使用中不下沉； （5）保证钢护筒的密封性，以满足在使用中不漏浆或形成管涌。要求做底部封底。i#桩砂袋水下围堰，2#桩钢套箱围堰，水下砼封底，厚度至少要2m以上。,（三）钢护筒的失稳形态分析,（1）下沉：由于地基承载力不足或打桩时扩孔造成钢护筒的下沉； （2）倾斜：由于河床地基被动土压力小于水位涨落时浮动平台锚定系统的钢丝绳的水平拉力而引起倾斜； （3）渗漏：
9、由于钢护筒埋置深度不够，或钻孔过程中斜坡下段破损，泥浆从钢护筒下端渗漏； （4）悬空：钢护筒下端塌陷形成空洞，使钢护筒处于悬空状态；,（四）钢护筒的破损形态,（1）局部开裂：往往由于钢护筒加固过程中焊接不牢，从焊缝处部分开裂； （2）折断错位：钢护筒加固过程中焊接不牢或相邻两节垂直度不够，在振打过程中从焊缝处整体开裂； （3）缩颈：钢护筒强度小于地层压力而引起； （4）底端开裂或缩颈：钢护筒底端强度不够或埋设过程中操作不当。 本桥钢护筒设计：经计算，钢护筒壁厚16mm,直径2.8m，每米重1.1吨；最大水深时钢护筒长度：4m（平台与水面高度）+（175-126（最低河床）m+2m（基本入岩深度
10、）=55m 本桥河床覆盖层较薄，钢护筒埋置深度不够，采用水下钢套箱封底砼固定钢护筒底部,（五）钻孔作业施工中常遇到的困难,1、卡钻：钻头卡在岩石中，一般通过水下震动爆破法提钻； 2、破钻：因岩质太过坚硬，把钻头打破，通过电磁铁把剩块吸出； 3、不造浆：钢护筒底部穿漏，进行水下砼封底； 4、不进尺或十字孔：底部倾斜，冲击力损失，向一侧倾斜撞击，通过回掷片石或高标号砼护底后重钻； 5、钢护筒的倾斜：施加外力修正。,补充：斜坡岩石上钢护筒稳定,一、河床坡度大，覆盖层较薄 采用台阶式套箱封底包裹钢护筒方法：在浮动平台上利用龙门吊下放钢护筒，在承台尺寸外，下坡处至少3米，左右也3米处下放第一层钢套箱，高
11、度3-6米（视坡度情况），分台阶分层浇筑封底C25砼；第二层钢套箱放在桥纵断面的钢护筒的中间，同样分台阶分次分层浇筑封底砼，确保钢护筒周围至少有1米砼封层，如图2 陡坡地段台阶式钢套箱封底示意图。,二、河床为陡坡且为裸岩、孤石,2#主墩2-4局部存在裸岩、较大孤石（花岗岩），形成坡度较陡。钢护筒着床后出现滑落、倾斜等现象，造成钢护筒与河床之间难以形成自稳。,方案一：整体爆破形成着床平台,在浮动平台上下放钢护筒，主要在于钢护筒着床后下滑，无法液压振动，因此在四个钢护筒着床平面要求范围内，利用水下排炮爆破和挖砂船水下掏挖的方式，形成基坑，在基坑的坡下断面下放至少2.5 m的钢套箱，在基坑内浇筑水下
12、砼，把四个钢护筒固定在设计要求的桩位平面上，然后进行钻孔作业，图3为水下桩位整体爆破示意图。该方法施工难度很大，且投资高，但方法可以一次性解决钢护筒可能造成的失稳形态。,方案二：局部孔眼爆破下放钢护筒,在每个钢护筒直径范围外50厘米范围内进行局部爆破，适用于坡度较陡地段，可进行操作，,方案三：先冲大孔，在大孔内下放钢护筒，最后在钢护筒周围进行封底砼浇筑,适应范围：地势较为平缓、覆盖层较薄、不能满足钢护筒埋置深度；,1、在锚定好的平台上安装钻机，选用直径3.55m的钻锤，锤重10t(扩孔系数按1.1计算，成孔直径3.905m，即钢护筒距大孔壁约55cm，直径30cm的导管能下放)； 2、在桩位处
13、冲击，直至进入岩层1.5m； 3、用掏渣筒和空压机将孔内钻渣排出； 4、在桩位处下放钢护筒，并在钢护筒外、大孔内下放灌注桩导管（30cm），进行C25水下封底砼浇筑(浇注至覆盖层表面以上)； 5、重复上述工作，直至完成四根桩的钢护筒的下放及大孔内的水下砼封底；,六、动水位条件下高桩承台的施工,深水承台施工一般采用钢吊箱法，在中、高水位阶段，充分利用钢吊箱的浮力与其自重和封底砼重量的平衡办法进行高桩承台的施工，可不受汛期洪峰的影响。 该桥下构施工采用的是浮动钻孔平台，插打钢护筒进行桩基施工，可利用钢护筒做钢吊箱支撑平台，配合自制的水上浮吊安装钢吊箱； 钢吊箱通常有单壁和双壁两种。按钢吊箱的使用功
14、能，可将其分为侧板、底板、内支撑、下放悬吊系统四大部分。 封底混凝土作为承台施工的底模板、吊箱侧板作为承台施工的侧模板。整个钢吊箱分块制作，现场拼装、分节段下沉、锚块辅助定位。待封底混凝土达到了强度要求后再择机抽水，焊牢抗浮预埋件，拆除吊挂系统，割除多余的钢护筒，最后按陆上干处施工的顺序将承台混凝土浇筑完成。 根据施工进度和水位条件，在1#墩选用单壁钢吊箱，高度12米；在2#墩选用双壁钢吊箱，高度16.8米。,（一）单壁钢吊箱结构,单壁钢吊箱四角均用L1818加强角钢，M22螺栓连接，螺栓连接间距为15cm。 底板采用=8mm钢板，主承重梁采用5组双肢40B工字钢，次梁采用25A工字钢，间距1
15、00cm，次梁间用L106.37角钢作肋，间距25cm。 侧板采用=8mm钢板，竖向采用25A工字钢作梁，间距100cm，横向采用25A工字钢，间距100cm，中间布L106.37角钢作肋，间距25cm。 内撑和圈梁共分4层，均采用2I40B工字钢，其中内撑第24层设立柱，4层内撑和圈梁其高度分别距离底板4m、6.7m、9m和12m处。 上吊梁各由4片贝雷梁组成，支撑在护筒上，与护筒接触处垫20mm钢板。 单壁钢吊箱吊杆共15个吊点，每个吊点一根32精轧螺纹钢。,单壁钢吊箱结构,（二）双壁钢吊箱结构,双壁钢吊箱四角均用L1818加强角钢，M22螺栓连接，螺栓连接间距为15cm。 底板采用=8m
16、m钢板，主承重梁采用5组双肢40B工字钢，次梁采用25A工字钢，间距100cm，次梁间用L106.37角钢作肋，间距30cm。 钢吊箱壁板高16.8m，厚1m，分为15m高的双壁结构和1.8m高的单壁结构两部分，坐落于钢吊箱底板之上。壁板面板采用8mm和6mm两种，内侧板采用6mm钢板，外侧板采用8mm钢板。面板肋采用I16工字钢，按间距1m进行布置。 双臂结构分13层，第一、二层高1.0m，第三、四、五、六、七层高0.8m，第八层到第十三层均为1.5m高。每层环形板均为8mm钢板制作。 内撑共分4层，采用2I40B工字钢，4层内撑其高度分别距离底板5.2m、7.5m、10.5m和13.5m处，内撑平面布置与单壁钢吊箱相同。 在与内撑联接位置的内侧板设置3层2I28A工字钢的圈梁，分别距离底板7.5m、10.5m和13.5m处。 上吊梁各由4片贝雷梁组成，支撑在护筒上，与护筒接触处垫20mm钢板。 单壁钢吊箱吊杆共15个吊点，每个吊点一根32精轧螺纹钢,双壁钢吊箱结构,（1）在水下浇
