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1、青岛海湾大桥沧口航道桥施工控制实施方案交通部公路科学研究所1一、工程概况一、工程概况青岛海湾大桥一期工程是青岛市道路交通网络布局中胶州湾东西岸跨海通道的重要组成部分，也是山东省“五纵四横一环”公路网主框架的重要组成部分。本工程的建成将进一步完善青岛市东西跨海交通联系，促进青岛市经济战略西移，解决黄岛前湾港外贸集装箱的疏运，缓解青岛胶州湾高速公路日趋饱和的交通压力，扩大青岛市城市主骨架，缩小青岛、红岛、黄岛三岛的时空距离，加强主城区与两翼副城区的联系，发挥青岛市在山东省经济发展的龙头作用，加快胶州半岛城市群体的发展等方面，将起到极大的促进作用。青岛海湾大桥一期工程设计起于青岛侧胶州湾高速李村河大
2、桥北 200 米处，北距环太原路立交 720 米，设李村河互通立交与胶州湾高速相接；设计终于黄岛侧胶州湾高速北 1 公里处，顺接济青南线设计起点；中间设立红岛互通与拟建的红岛连接线相接。主线全长约 26.747 km，其中跨海大桥长 25.171km，青岛侧接线长 749m，黄岛侧接线长 827.021m。红岛连接线长 1.3 km。本项目包括沧口航道桥（K11+890） 、红岛航道桥（K22+310）和大沽河航道桥（K26+650） 、海上非通航孔桥和路上引桥、黄岛两岸接线工程和红岛连接线，李村河互通、红岛互通以及青岛、红岛和黄岛三个收费站。沧口航道桥为钢箱梁双索面两跨连续斜拉桥，其跨径布置
3、为80+90+260+90+80=600m，总体布置示意图如图 1 所示。图 1 沧口航道桥整体布置示意图（单位：mm）1、钢箱梁钢箱梁含风嘴全宽 24m，不含风嘴宽 19.9m，中心线处高度 3.5m。为通过索塔，钢箱梁在索塔处变窄至 17m（不含风嘴） ，梁段长 9m，两端各设一个长青岛海湾大桥沧口航道桥施工控制实施方案交通部公路科学研究所215m 的变化段。钢箱梁划分为、1、2、1、2、G、H、I、J、K、L、M、N、O 共 17 种类型 96 个梁段，梁段长度 1915.00m，梁段最大重量约为 201.3t。钢箱梁架设采用大节段吊装方法。梁段架设时，将几个制造梁段焊接为一体后，利用大
4、型浮吊吊装安装梁段，最大起吊长度为 69.00m，最大起吊重量 832t。全桥顶板均采用 16mm 厚度钢板，顶板采用 U 型加劲肋加紧，上口宽300mm，下口宽 170mm，厚 8mm，高 280mm，间距 600mm。底板包括水平底板和斜底板两部分，底板在顺桥向不同区域段采用了 12mm和 16mm 两种厚度钢板，不同厚度底板内缘平齐。底板采用 U 型加劲肋加紧，上口宽 250mm，下口宽 400mm，厚 6mm, 高 260mm，间距 800mm。腹板在顺桥向不同区域段采用了 12mm、16mm 和 30mm 三种厚度钢板。腹板上设置两道 20020mm(腹板厚 16mm)或 25025
5、mm(腹板厚 20mm 和 30mm)平板加劲肋。拉索锚固附近增设三道 25025mm 平板加劲肋，以增加腹板刚度。腹板纵向加劲肋在拉索初横隔板位置断开，并与横隔板焊接，其他位置在横隔板上开孔穿过。在钢箱梁变化段，随着梁宽的变窄，顶、底板局部 U 型加劲肋截断，并用25025mm 平板加劲肋补强。同时，腹板高度在变高，增设一道 25025mm 平板加劲肋。为避免搭接偏心，提高整体受力性能，横隔板采用整体式。横隔板标准间距为 3.750m。拉索处横隔板厚度为 16mm，支座安装位置为 20mm，安装临时支座处横隔板厚度为 16mm，其他处横隔板厚度为 10mm。钢箱梁内横向设置两道纵隔板，间距为
6、 7.200m。索塔和辅助墩支座处纵隔板厚度为 30mm,过度墩支座处纵隔板厚度为 25mm,安装梁段临时支点处纵隔板厚度为 16mm,其它纵隔板为 10mm。风嘴与主梁同时加工、架设，但不参加主梁受力，仅承受其自身重量、风荷载及检修人员荷载。索梁锚固采用锚箱式锚固，锚箱安装在主梁腹板外侧，并与其焊成一体。斜拉索拉力通过锚箱的两个锚固板作为剪应力传递给主梁腹板，主梁腹板和承压板在箱内均设置了补强板，以利于锚固处应力合理分散到主梁上。为使承压青岛海湾大桥沧口航道桥施工控制实施方案交通部公路科学研究所3板的压弯曲较小，除增大承压伴及其垫板厚度外，将承压办做成四边支撑的构造。2、斜拉索斜拉索采用 1
7、670MPa 平行钢丝斜拉索，全桥共 96 根斜拉索，规格为 PES7-151 和 PES7-187，最长 129m，重 8300kg。斜拉索采用整根挂索、整根张拉的施工方法，斜拉索在梁端张拉。斜拉索可更换的部件设计寿命为 50 年，不可更换的部件设计寿命为 100 年，并考虑斜拉索的可更换性。斜拉索采用双防腐系统（包括镀锌和高强度聚乙烯外保护层等） ，以保证斜拉索在其寿命期内免遭腐蚀。对于在大桥上安装后不可进行现场维护的锚固部件（含锚固填充） ，其防腐系统的设计应该确保在整个设计寿命期间不需要维护仍然可以有效使用；对于可以进行现场维护的锚固部件，其防腐系统的设计寿命应大于 25 年。3、索塔
8、沧口航道桥两幅桥索塔分离，单幅索塔横向呈 H 行，塔柱竖直向上。双幅桥间距为 20.6m。塔柱地面高程为 5.000m,塔顶高程为 110.000m,索塔总高度为105m,其中横梁上缘以下的下塔柱高 39m，横梁以上的上塔柱（含塔冠）高66m。索塔塔柱截面为带倒角的矩形截面，倒角为 0.5m0.5m,截面顺桥向尺寸比横桥向尺寸大 1.5m。横梁下缘以下塔柱为变截面，侧面倾斜率为 1/45.333，其上的塔柱（不含塔冠）为等截面。塔底尺寸为 6.0m(顺桥向) 4.5m(横桥向)，横梁下缘塔柱截面尺寸为 4.5m(顺桥向) 3.0m(横桥向)。高程 10.034.0m塔柱为空心截面，标准壁厚为
9、1.0m，其余塔柱均为实心截面。斜拉索索塔锚固采用交叉锚固形式，为了斜拉索锚固需要，索塔斜拉索锚固段（高程 60.5106.3m）塔柱在顺桥向两侧预留槽口，槽口尺寸为 0.65m(顺桥向) 1.0m(横桥向)。塔顶设置高 3.2m 的塔冠，塔冠壁厚 0.3m。塔冠底部横桥向外侧设置 3 处泄水孔，泄水孔的大小为 0.2m0.2m。塔柱底面横桥向设置 2%的坡度，以利于排水。空心截面塔柱横桥向外侧塔壁上设置 1104.8mm 的 PVC-U 管作为连通孔，标准间距为 4m。塔柱竖向配置 32 的束筋和单筋，水平配置 16 的钢筋。青岛海湾大桥沧口航道桥施工控制实施方案交通部公路科学研究所4索塔横
10、梁长度为 17.6m，截面尺寸为 4.3m(宽度) 5.0m(高度)，腹板及顶、底板壁厚均为 0.8m。与塔柱交接处设置壁厚变化段。横梁内设有两道 0.5m 的隔板。横梁腹板设置 1104.8mm 的 PVC-U 管作为连通孔，标准间距为 4m。横梁底板设置 1104.8mm 的 PVC-U 管作为泄水孔，每个室均设置一个。索塔横梁顶面设置人洞，尺寸为 120cm80cm。为满足塔柱与横梁间受力要求，横梁的纵向钢筋均锚固于塔柱内。横梁共设置了 20 束 15-22 的钢绞线，预应力钢束锚固于塔柱的外侧。为减小预应力锚具布置切断塔柱钢筋，本设计采用深埋锚工艺。斜拉索索塔锚固区采用交叉锚固形式，斜
11、拉索均锚固于塔柱另一侧的槽口内。拉索锚固点顺桥向距塔壁 0.5m,横桥向距塔柱中心面 0.175m。对应边、中跨拉索索塔锚固点高程相同，而横桥向偏置，各位于塔柱中心面一侧。一组拉索中上下拉索索塔锚固点高程相距 2.8m，其边、中跨拉索索塔锚固点横桥向偏置方向相反。为使对应内、外斜拉索角度相同，内、外侧塔柱斜拉索锚固点高程之差与其在梁端的锚固点高程之差相同，均为 0.398m。4、沧口航道桥的主要技术标准有：（1）道路功能：道路功能为城市道路兼有公路功能；（2）道路等级：道路等级为城市快速路兼高速公路；（3）行车道数：双向六车道；（4）设计行车速度： 80km/h ；（5）行车道宽：2（33.7
12、5）m；（6）桥面最大纵坡：3%；（7）桥面横坡：2%；（8）设计洪水频率：1/300；（9）通航净空：通航宽度 190m，通航高度 40.5m；（10）设计水位:见表 1（表中高程为 1985 国家高程基准） 。表 1 设计水位一览表20 年一遇最高设计通航水位（m）3.04098%保证率最低设计通航水位（m）-1.460青岛海湾大桥沧口航道桥施工控制实施方案交通部公路科学研究所5平均高潮位（m）1.39平均低潮位（m）-1.40设计高潮位（300 年一遇） （m）3.54设计低潮位（300 年一遇） （m）-3.61（11）荷载标准车辆荷载：城市-A 级，公路-I 级；抗风设计标准：运营阶
13、段设计重现期为 100 年，桥址处的设计风速为 34.8m/s；施工阶段设计重现期为 20 年，桥址处的设计风速为 30.0m/s；地震基本烈度：VI 度；船舶撞击荷载：主墩和辅助墩的防撞船舶吨级为 3000T；冰压力荷载： 20 年一遇冰厚采用 0.0795m，冰压强度采用735kpa；50 年一遇冰厚采用 0.1415m，冰压强度采用1341.9kpa；100 年一遇冰厚采用 0.1934m，冰压强度采用1641.2kpa；（12）设计基准期：100 年。青岛海湾大桥沧口航道桥施工控制实施方案交通部公路科学研究所6二、施工控制方案编制依据二、施工控制方案编制依据1、 城市道路设计规范 （C
14、CJ37-90）2、 城市桥梁设计准则 （CCJ11-93）3、 城市桥梁设计荷载标准 （CCJ77-98）4、 公路工程技术标准 （JTG B01-2003）5、 公路工程结构可靠度设计统一标准 （GB/T 50283-1999）6、 公路桥涵设计通用规范 （JTJ D60-2004）7、 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 （JTJ D62-2004）8、 公路桥涵钢结构及木结构设计规范 （JTJ025-86）9、 公路桥涵地基与基础设计规范 （JTJ024-85）10、 公路斜拉桥设计细则 （JTG/T D65-01-2007）11、 斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件 （GB/
15、T 18365-2001）12、 预应力混凝土用钢绞线 （GB/T 5224-2003）13、 公路工程抗震设计规范 （JTJ 004-89）14、 公路桥梁抗风设计规范 （JTG/T D60-01-2004）15、 公路环境保护设计规范 （JTJ/T 006-1998）16、 公路工程地质勘查规范 （JTJ 064-1998）17、 公路桥涵施工技术规范 （JTJ 041-2000）18、 公路工程质量检验评定标准 （JTG F80 1/-2004）19、 青岛海湾大桥施工图设计沧口航道桥 第三分册 钢箱梁及斜拉索） （2008.10）20、 青岛海湾大桥施工图设计沧口航道桥 第二分册 索塔
16、） （2008.9）青岛海湾大桥沧口航道桥施工控制实施方案交通部公路科学研究所7三、施工控制的目的及原则三、施工控制的目的及原则（一）施工控制目的及意义（一）施工控制目的及意义一座大桥的建造质量从本质上讲，主要涉及三个方面，即线形、结构的荷载效应（这里主要指“内力”或“应力”）和结构的抗力效应（这里主要包括：材料的强度、截面的尺寸、体内预应力、耐久性抗力的衰减状况等） ，而施工控制主要涉及其中的两个方面，即线形和结构的荷载效应。施工控制的目标就是：1使线形平顺、并符合设计和规范要求（简称线形要求线形要求） ；2分析各种偏差的原因及其后果，同时修正这些偏差对成桥目标的影响，使施工过程中的每一阶段及其成桥后结构的荷载效应（即塔、梁、索的内力、应力）符合规范和设计要求（简称受力要求受力要求） ，确保施工安全和成桥质量。要实现以上施工控制目标，就必须对桥梁的施工全过程进行仿真分析，对桥梁及其相关的架设部分的主要结构的空间
