苏通长江公路大桥引桥施工组织设计.docx

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苏通长江公路大桥引桥施工组织设计

苏通长江公路大桥引桥和专用航道桥方案选择及施工组织设计一、工程简述苏通长江公路大桥工可推荐的主桥方案为跨径1088米的双塔斜拉桥，长2044m，北引桥长3085m，南引桥长2010m，专用航道桥长548m，桥梁全长7687m。

桥位处江面宽阔，江面宽达5.7km，最大水深达40m。

因江心洲发育，水下地形形成深槽与沙洲间互展布、主支叉深浅不同，拟建桥位处中间主航道水深超过-10m的水面宽约2.0km，水深超过-20m的水面宽约1.19km，其它地段水深在0～-10m之间，水浅时沙洲露出水面；99年实测垂线最大流速达3.86ms。

桥位处基岩埋深一般在270m以下，上部均为第四系巨厚层所覆盖，覆盖层的上部以淤泥和粉砂为主，下部为中粗砂和（亚）粘土，较好的持力层在80m以下。

桥位处临近长江口段，港口、码头众多，航运繁忙；气象条件恶劣，灾害性天气频繁；所处河段为弯曲与分叉混合型中等强度的潮汐河段，涨落潮流速流向多变。

苏通大桥的建设特点概括为“三深二大”，即：

基岩埋藏深、基础持力层深、水深、船舶撞击力大、局部冲刷深度大。

二、方案选择比较的基本原则在进行方案选择前，有必要阐述我们的原则，虽然这些原则在后面的方案比选论述中，未必会明确的表述：

㈠安全性原则这里的安全性并不仅指桥梁运行期间的安全，还包括施工方案在执行时可预见的和不可预见的因素。

㈡经济性原则㈢可行性原则作为世界第一位的大桥，可供借鉴的经验也许并不多在借鉴以往经验的基础上，肯定有所创新，但必须符合可行性原则。

㈣与环境相协调的原则㈤与“项目系统”的一致性原则苏通长江公路大桥是一项庞大的系统工程，工程实施的各个阶段，都应做到与项目系统的全局出发进行考虑。

三、方案的比选㈠总体设计方案的选择在设计初步成果多提供的几种方案中，我们选择方案一，即引桥为30m，50m，70m，100m连续箱梁，专用航道桥为150m+268m+150m混凝土连续刚构。

因为100m跨径比70m跨径明显减少了深水基础的数量，同时降低了施工风险、减少了施工投入，能够缩短基础施工周期（对应上部构造采用预制节段拼装，对缩短全桥工期也是有益的）。

对于该方案中，50m与100m跨径间的一孔70m箱梁，我们把它理解为视觉上的过渡。

若抛开美学上的理解，这一孔似乎并没有特别的意义。

㈡引桥及专用航道桥桥墩及基础的选择1、30m，50m，100m箱梁桥墩及基础各提供了三种方案，我们均选择方案一。

原因：

①直线形墩身与箱梁断面的折线组合，似乎比曲线墩身与箱梁断面的折线组合，在视觉上看起来更刚劲些，同时，曲线形墩身施工控制的许可偏差，也可能造成视觉上的破坏。

②直线形墩身在施工上也较曲线形墩身施工容易的多。

2、关于对方案一墩身设计的改进建议①墩身前后两面的三道凹槽，很可能是出于装饰性考虑的，但桥位处的江面较长江上其它桥位处的江面要宽阔得多，况且此处风向又以东南风和西北风为主，这种结构在斜向迎风时，有可能产生令人紧张的“风啸”声。

若将三个凹槽代之以一段弧线，不会产生“风啸”，装饰效果也不差；施工时脱模也较容易，同时圆滑的边角也不易碰损。

②本桥的安全使用期当在百年以上，或者更长，在这么久长的运行期内，支座肯定要进行维护，建议在墩顶两支座间设置1m左右的空间，作为维护作业平台。

3、基础形式选择上述所选择的方案一所确定的基础形式如下：

①30m跨径箱梁分布在浅滩或陆上，采用工艺成熟的钻孔灌注桩方案。

②50m跨径的箱梁多分布在深水区，若采用钻孔灌注桩，施工平台搭设困难，同时若施工中出现问题，处理起来困难较大；采用PHC桩，对于高桩承台采用吊箱围堰施工亦比钻孔灌注桩相对容易些。

③100m跨径箱梁采用PHC桩。

④专用航道桥主墩基础形式提供了三种方案，我们选择方案一，即钢沉井方案。

因为：

⑴《总体设计初步成果附图》中《专用航道桥基础方案材料数量比较表》（CC-72）所表现的经济性是明显的；下面的表一，是我们所做的进一步的经济性比较。

⑵至于安全性方面，除现有的防撞设施主体外，将来的设计中，肯定还会有其它措施。

但是否应考虑上游三峡大坝截流造成的影响，将防撞主体的高度适当下延。

专用航道桥基础方案经济比较表方案类别方案一方案二方案三钢沉井D250钻孔桩（双壁钢围堰）D220打入桩（双壁钢围堰）钢材钢板型钢数量（T）80146802单价（元）1000010000合价（元）钢管桩数量（T）17120单价（元）7000合价（元）普通钢筋承台数量（T）197320872522单价（元）400040004000合价（元）桩身数量（T）2069单价（元）4000合价（元）混凝土承台（C30）数量（m3）73501391516812单价（元）800800800合价（元）桩身（C30）数量（m3）32944单价（元）450合价（元）仓壁（水下C20）数量（m3）242763788317790单价（元）450450450合价（元）封底（水下C25）数量（m3）5802单价（元）500合价（元）桩填芯（水下C15）数量（m3）47988单价（元）300合价（元）回填砂（m3）数量（m3）99153单价（元）72合价（元）总价（亿元）1.0771.351.66说明：

1、钢板、型钢单价中包括钢沉井和双壁钢围堰下沉费用。

2、钢管桩单价中包括打桩费用。

四、引桥及专用航道桥基础施工方案

（一）专用航道桥钢沉井施工1.工程简述专用航道桥的钢沉井为圆端形双壁钢沉井，顶面尺寸为43m×24m，沉井总高度为70m。

拟在桥位上游附近船厂分节预制，根据现有资料推算，专用航道桥附近桥位处地面标高分别为-8.5m、-10.5m,对应最高通航水位为12.8m、14.6m，由初步设计图CC-72钢沉井自重（不含钢筋、砼）约8014T，按70米高度计算，每延米自重114.49T延米，双壁钢壳按设计图计算，每延米的排水量为[（122-10.42）×π+（19×2×1.6）]×1.0=173.39T延米，故仅沉井双壁钢壳刃脚封闭，沉井就具有自浮能力。

首节10m沉井的吃水深度约为114.49×10173.39=6.6m，水面以上约为3.4m，能满足浮运安全。

2.钢沉井的下水方案根据沉井的平面尺寸及节高和桥位处的水域等情况，钢沉井的下水方案有两种：

（1）利用浮船在水上制造沉井此种方式需待平台拼好后，才能进行首节沉井制作，故首节沉井的制作工期较长，只有在船厂不方便时选择此方案。

（2）利用桥位上游的船厂进行预制沉井首节在船厂整体制作拼装（考虑船厂生产能力，专用航道桥沉井可单独选择船厂制作，不一定与主航道桥首节沉井同厂制作），然后下水，拖拉至桥位，并进入导向船定位，此种方案根据船厂条件，首节高度定在10m为宜，其余在现场浮船平台上按5m或10m分节进行片体制作，拼装接高围堰。

3.导向船、导向船的拼装根据拟分节段重量，拟采用两艘1000T驳船拼装，所用驳船长度应≮60m，驳船间用万能杆件拼装连接，并和桁架组合成整体，中间间距为25米并在船舷内侧设置导向框。

因工作区对角线长度超过50m，考虑到拟分片体重量若，采用4台塔式吊不能满足片体拼装的要求，故拟设置2台30T行车进行片体吊装焊接作业，行车起吊高度大于10m；同时在导向船艏艉各安装1台塔式吊用以从运输船上吊卸物料。

定位船分为主定位船和尾定位船，位于上游的主定位船采用两艘500T驳船拼装，位于下游的尾定位船采用一艘400T驳船拼装。

导向船及定位船锚碇布置见下图：

沉井锚碇布置示意图。

4.首节沉井的浮运及就位⑴首节沉井在船厂制作完毕后，应进行水密性检查，水密性检查可采用“石灰膏煤油法”，考虑到灌水检查对基础的要求较高不便采用。

水密性检查完毕并进行处理后，即可选择时机开闸放水，使沉井自浮，乘潮拖离船坞。

沉井浮运时应注意下述事项：

①因首节10m沉井的吃水深度约为6.6m，故在浮运前必须对所经过的航道进行探测，确保水下无障碍并有足够的吃水深度；若水深不能满足要求，根据实际情况经过计算后，可用活动法兰盘封闭沉井的若干中间隔仓即可。

②对锚碇设备进行全面检查，考虑到水流对沉井下部的冲击影响,为保证浮运时的安全，上下游刃脚上面约1.5m处应设置锚柱，挂好拉缆。

③备好拖缆、溜绳、临时拉缆及安全锚，并进行航运、气象部门的联系工作。

④合理进行拖轮布置并进行稳定性验算。

⑵沉井拖至桥位处后，将沉井上游锚碇抛下定位，然后导向船顶水逆行将沉井纳入导向船中间工作区，安装导向框将沉井与导向船固定。

随后布设定位船将导向船初步定位于桥位处，沉井上下游刃脚处拉缆也必须引至定位船，并调整拉缆受力。

沉井定位前，若河床表面高差较大，应进行处理，处理可采用挖泥船进行。

沉井初步定位，尾定位船拉缆及各横向拉缆不必拉得太紧，以适应变化太快的潮位。

5.首节沉井接高及下沉首节沉井初步定位后，即可进行沉井接高，将制作好的第二节沉井片体吊至导向船，由行车进行吊装焊接作业。

接高时，按下图所示顺序进行。

沉井接高高度满足下沉要求时，首先浇筑刃脚混凝土，混凝土达到一定强度后，即可灌水下沉。

下沉前应重新调整沉井的平面位置和垂直度，平面位置偏差，平面位置偏差和垂直度不大于下沉时沉井高度的150，沉井下沉接近河床时，应再次校正沉井位置；校正后继续灌水使沉井迅速下沉着床。

首节沉井下沉时应注意下述方面：

①因桥位处河床为淤泥质亚粘土，阻力较小，灌水下沉时若发生倾斜，应即停止灌水，对阻力稍大一侧进行射水辅助下沉。

②因桥位处潮位变化速度较快，对沉井定位影响极大；沉井接近河床约50cm时，应选择潮位相对平稳时段，校正位置后，要立即灌水使沉井迅速着床。

③首节沉井下沉时，要注意沉井拉缆的同步放松，沉井开始入土后应及时解除刃脚上部的拉缆并割除锚柱。

④沉井下沉时应注意进行观测，观测数据采用计算机实时采集和处理。

详细内容见下述（7.沉井下沉控制）章节。

6.沉井射水吸泥下沉首节沉井着床后，继续采用片体拼装接高沉井。

一个节段拼装结束，浇筑沉井双壁仓内混凝土，浇筑混凝土时应对称进行，防止沉井在浇筑过程中发生不均匀下沉。

当靠沉井自重不能下沉时，采取射水与吸泥配合的辅助下沉措施。

吸泥时，应在中间6个隔仓中对称进行。

当中间隔仓吸泥深度至刃脚部位时，下沉仍不能满足要求，停止吸泥，改为从边缘14个隔仓内射水辅助下沉。

重复接高与下沉过程至沉井到达设计标高。

7.沉井下沉控制根据现有资料，按河床底标高-8.5m，沉井底标高设计为-63.7m推算，虽然沉井的重率约为55KnM2，而沉井双壁厚度为160cm，在穿过第二层28.5m厚的亚粘土层时，仍可能产生下沉困难，故在沉井制作时在双壁仓内按1m间距预埋φ45mm射水管，射水管出口在刃脚部。

沉井在下沉中出现大的倾斜，在地质情况明确的情况下，多是由于下沉监控信息采集不全面、传递、处理、反馈不及时，加之现场下沉措施不当造成的。

为有效控制沉井下沉，拟采用的方案和措施如下：

⑴施工前补充勘探沉井施工前，对沉井周围1m范围内进行补充勘探，勘探孔数量按现行设计沉井平面尺寸布置6个，以进一步查明地层情况。

⑵计算机辅助控制系统根据现有计算机技术，拟采用计算机进行数据实时采集与处理，沉井下沉前，在刃脚部位设置反力计6台，沉井外壁设置摩阻计8台；在导向船靠岸侧，打入钢管桩设置沉井测量观测平台（平台设置应保证测量的通视要求），沉井下沉前，在沉井周边设置6只反射棱镜并固定，由1台全站仪进行距离和三角高程测量，测量数据由全站仪的数据通讯接口电缆直接传至控制计算机进行处理，三角高程数据可计算出沉井的下沉量，而通过下沉量和测出的距离信号可计算出沉井各点即时的倾斜度。

而设于沉井上的摩阻计和反力计信号，则由多通道信号电缆传至计算机，通过接口软件进行数据处理；所有处理结果即时显示在设在导向船上的监控指挥台计算机屏幕上，供指挥员决策用。

⑶水