金门大桥施工组织设计概述Word格式.docx

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本工程主要内容包括：

主桥段1050m、两端边桥段合计720m，两端引桥段合计3000m。

金门大桥分为1~16单元，主桥为第10单元跨越深槽区，桥长1050m；

边桥为第9及第11单元位于深槽区及礁石区，桥长各360m；

引桥段为第1~8、12~16单元位于礁石区及浅滩区，其中1~8单元引桥长1925m，12~16单元引桥长1075m；

采用预应力混凝土箱形梁设计，连接边桥及衔接烈屿乡（小金门）与大金门引道段。

桥梁施工分别采用支撑先进工法及场铸逐跨工法和场铸悬臂工法。

金门大桥的主桥，是五塔连续的脊背桥，五座桥塔共悬吊六跨，其中四跨跨径长度各200米，两跨边跨各125米，主桥桥塔高度78.5米。

桩基最长为59米，桩径为1.5米、2.0米和2.5米；

墩柱最高为35.15米。

桥梁混凝土总量约19.2万m³

，钢筋总量2.60万吨，基础灌注桩总数524根，总长度20457米。

五、工程特点

1、金门大桥最大跨径200m，是目前全世界少有的大跨径的脊背桥。

桥塔高78.5m，0#块梁高7m，锚碇钢箱单块重达18t，安装难度高，主桥整体施工难度大。

2、桥梁基础采用全套管钢筋砼浇注桩，最长桩为59m；

目前，国内所使用的全套管大直径钻机数量少，使用、维修成本高，施工工艺相对较复杂；

外护筒设计需要回收，需采取有效措施，保证待砼浇筑完成后，外护筒的顺利拔出。

3、除桥梁主体外，还包括景观、照明、交控系统等附属设施，施工项目繁多，涉及多专业施工。

4、该项目地处台湾海峡，在有效施工期间内受潮汐、台风、大雾、降雨、通航等因素影响较多，组织施工需要统筹安排，减少不可预见因素及不可抗力给施工带来的不利影响。

5、该工程跨海长度较大，接海水深度较深。

伴随着海水潮汐，钢管定位施工、临时栈桥、深海区域钢围堰施工较大。

且由于主跨位置深海范围内，0#块及主塔施工难度巨大。

第三章、环境及地质水文概况

大、小金门岛，位于台湾岛西南方，东距基隆198海里，东南距潮湖82海里，距高雄160海里，西距厦门约18海里，与大陆最近处为自马山至角屿，仅2310米。

大、小金门岛四面环海，环岛多港湾口岸，可停泊船艇着共计30余处，潮高水深。

金门与厦门、同安遥遥相对，纬度相同，均属亚热带海洋性气候。

年平均降水量900mm，多集中于四至八月，台风多生于七、八月，年均温度约21℃，极端最高温度38℃，极端最低温度2℃。

全年有雾20余天，多集中在三至五月份。

潮汐为半日潮，涨潮流向西北，落潮流向东南，于低潮和高潮后约半个小时转流。

金门大桥沿线，海水深度最深为20m，最高潮位高度为3.16m，大潮平均高潮位+2.24m，平均低潮位为-1.76m，大潮平均低潮位-2.25m，最低低潮位-3.14m。

地表线以下依次为：

冲积层（Qa1）、冲积层（Qa2）、花岗岩/花岗片麻岩（Gn），冲积层主要以砂、砂质粉土、粉土质砂、砂质粘土、粘土质砂等组成，冲积层（Qa1）厚度平均约为40米。

工程地质情况如图1-1、1-2所示。

图1-1：

西侧引桥地质纵断面图

图1-2：

东侧引桥地质纵断面图

第四章、总体施工进度计划

1、施工准备、驻地建设计划90天完成，施工便道、栈桥计划630天完成。

2、主桥段钻孔平台搭设、钢护筒插打计划120天完成，钻孔桩施工拟采用5台钻机共5个循环，30天/根，计划150天完成。

桥面下墩柱施工，采用3套定型钢模板，18天/1节段，5个主墩间倒用一次，计划90天完成。

挂篮节段施工，桥面以上桥墩施工、挂索施工，计划252天完成，采用5套挂篮模板。

3、边桥段钻孔平台搭设、钢护筒插打计划120天完成，钻孔桩施工拟采用4台钻机共5个循环，30天/根，计划150天完成。

墩身施工，25m分3节施工，15天/节，2套模板倒用一次，计划工期30天。

挂篮节段施工，12天/节，计划192天完成。

4、引桥A1钻孔桩承台墩身施工，部分采用筑岛围堰施工，采用5套钻孔平台，墩身采用定型钢模板，计划900天完成。

采用1套移动模架现浇箱梁施工，25天/孔，计划780天完成。

5、引桥A2钻孔桩承台墩身施工，部分采用筑岛围堰施工，采用3套钻孔平台，墩身采用定型钢模板，计划750天完成。

采用1套移动模架现浇箱梁施工，25天/孔，计划640天完成。

6、桥面及附属结构施工，计划270天完成。

7、本工程自开工之日起，施工总工期为1280天。

本工程施工进度图如图1-3所示。

图1-3：

施工进度计划横道图

第五章、施工组织管理

本工程设立一个项目总部及三个项目分部。

总部设置项目经理一名，副经理3名，项目总工1名。

下设8个职能部门，1个测量队及一个实验室。

项目一分部负责裂屿侧工程施工，二分部负责海中工程施工，下设7个作业队，分管11个海中墩位。

项目三分部负责大金侧工程施工。

本工程项目组织机构如图1-4所示。

图1-4：

施工组织管理机构图

第六章、施工现场平面布置

本工程项目总部设立在大金岛一侧，计划利用55亩进行项目部及现场材料区、加工区、设备存放区建设。

整体施工沿线共设置三个项目分部，项目一分部设立在裂屿一侧，计划占地55亩，负责A1、P1-P4墩位桥梁施工、1#混凝土工厂生产及裂屿段引路施工。

项目二分部在海中设立船舶指挥中心，靠近2#码头，其下设置7个施工队，分别负责海中11个墩位、2个临时码头施工及3#、4#混凝土工厂生产。

项目三分部设立在大金一侧紧邻项目总部，负责P52-P71墩位桥梁、大金端引路施工及2#混凝土工厂生产。

为了满足施工现场需要在沿线共设立四个混凝土生产工厂，1#混凝土工厂负责裂屿一侧陆地混凝土生产，2#混凝土工厂负责大金一侧陆地混凝土生产，3#、4#混凝土工厂位于海上，负责海上混凝土生产。

金门大桥A1-P40采用栈桥及墩位平台进行施工，在P40墩位设置临时码头用于材料、机械运输。

P40-P51采用海上船舶进行施工。

P52-P52与A1-P40墩位施工方式相同，临时码头设置在P52墩位。

在裂屿、大金陆地一侧各设置两台400KW变压器，施工用电采用电缆悬挂在栈桥梁系上，提供动力。

在海中每个墩位设置一台600KW柴油发电机进行供电，共计11台。

整个施工沿线共布置变压器4台、柴油发电机11台。

施工现场具体布置形式如图1-5所示。

图1-5：

施工现场平面布置图

第二部分、主要结构部位施工工艺

第一章、临时结构施工

一、栈桥施工

（一）、栈桥布置形式

金门大桥A1～P40，P52～P73为移动模架施工。

在桥梁翼板投影线外设置施工便桥用于材料运输及混凝土浇筑。

施工临时栈桥宽度为10m，考虑错车及泵车混凝土浇筑。

栈桥基础采用D609,壁厚12mm螺纹钢管。

钢管桩底部嵌入至花岗岩层，基本入土长度为20m左右。

栈桥每跨长度为11m，56b工字钢长度为12m，考虑1m搓口搭接。

在每跨部位布置双排D609钢管，钢管布置间距为2.5m×

2.5m的单元。

根据地质报告情况，钢管有效入土深度为20m，或嵌入至岩层无法继续灌入。

施工便桥横梁采用双拼40b工字钢形式，纵梁采用56b工字钢形势，纵梁之上设置双拼20a槽钢，作为面板以下的横向分配梁。

横向分配梁之上采用Q235B8mm厚钢板作为栈桥的桥面板，桥面板与分配梁之间采用螺栓连接。

北侧栈桥整体宽度为10m，考虑车辆双向通行，及泵车混凝土浇筑施工。

在桥面板两侧顺桥向焊接20a槽钢作为护栏，槽钢高度为2m，顺桥向布置间距为4m，便桥布置形式如图所示。

每个墩位的四根钢管桩之间采用20a槽钢焊接成为剪刀撑，增加钢管平台的施工刚度及整体抗冲击能力。

具体形式布置图如图2-1、2-2、2-3所示。

图：

2-1栈桥单跨基础布置平面图

图2-2：

施工便桥布置断面图

图2-3：

施工栈桥立面图（以两跨栈桥为例）

（二）、栈桥搭设方式

1、钢管打入形式

钢管桩沉放前根据桩位图计算每一根桩中心平面坐标，直桩直接确定其桩中心坐标，斜桩通过确定一个断面标高后，再计算该标高处钢管桩的中心坐标，同时确定好沉桩顺序，防止先施打的桩妨碍后续的桩施工。

海力801多功能打桩船按照确定的打桩顺序进行抛锚定位，抛锚的过程中应注意使锚缆在打桩及移船的过程中不能碰到已经沉放完毕的钢管桩。

运桩船在海力801抛锚定位完成后再抛锚定位，定位过程中应保证打桩船能够移位到运桩船处吊桩。

钢管桩在运至现场之前要求在桩身上标明刻度（最小刻度为10cm），以方便沉桩过程中一些技术数据的采集。

海力801多功能打桩船具体形式如图2-4所示。

当打桩船将钢管桩竖起后，利用GPS定位系统调整船位，使钢管桩的平面位置到达设计桩位处，满足设计要求后下桩、稳桩、压锤，调整船位，满足设计及规范要求后，开始沉桩。

在沉桩过程中要进行测量监控，并做好沉桩记录。

钢管桩沉放以标高控制为主，贯入度控制为辅。

虽然通过验算单桩稳定可以满足规范要求，但是为了减小钢管桩（特别是第一、第二根桩）之间平联的焊接难度，钢管桩沉放应选择天气较好，风浪、流速均较小的时段进行。

钢管桩沉放见图所示。

图2-4：

海力801多功能打桩船

2、横连及联系梁施工

（1）、平联施工

钢管桩施打就位后（2根以后），开始平联的连接。

平联采用20a槽钢焊接成剪刀撑形式。

单桩沉放结束后，立即将其与已沉放完毕的钢管桩连成整体，防止单桩在潮流作用发生偏位，连接方式按设计要求进行，具体施工方法如下：

所有钢管之间的平联均要求在后场下料，现场安装。

两端均加工倾斜断面；

平联的吊装具体施工方法如下：

使用多功能作业驳上的起重设备吊装，用两个2吨的手拉葫芦调挂在平联的两端以便调整平联的位置。

平联之间的横向焊缝及纵向焊缝均要求满焊，严格控制焊缝质量。

（2）、梁系施工

主梁及纵梁采用浮吊进行吊装，钢管桩之上设置法兰板，纵梁与横梁、横梁与钢管之间采用拐子筋进行连接。

具体焊接方式如图2-5所示。

图2-5：

梁系连接形势图

（三）、便桥稳定性计算

1、荷载组合

栈桥自重

栈桥自重包括10mm钢板+20a槽钢横向分配梁+56b工字钢纵梁+40a工字钢横梁。

具体荷载如下1.2×

（11×

10×

0.01×

7.85+0.019×

84×

12+0.1×

27×

12+0.07×

12×

12）=83.32t=833.2KN。

2、动荷载情况

动荷载为车辆行驶荷载，最不利位置为浇筑混凝土过程中，三辆混凝土运送车错车，其中两辆满载等候，另一辆空车错车。

考虑混凝土运行车混凝土方量为10m3，车重30t，动荷载为1.5×

（（2.5×

10+30+2.5×

10+30+30））=210t=2100KN。

3、稳定性计算

栈桥每跨长度为11m，不考虑桥面板及横向分配梁承担荷载，荷载由56b工字钢纵梁承担，每个断面布置此种工字钢27根，每根工字钢承担的均布荷载q=833.2/27/11=2.8KN/m,承担的集中荷载为2100/27=77KN/m。

模型为11m一跨简支梁承担集中荷载。

具体模型如图2-6所示。

图2-6：

弯矩、剪力图

经过稳定性计算，整体稳定性满足要求。

经过上部计算反力值为123.3KN。

计算模型为跨度2.5m简支梁承担均布荷载，具体计算模型如图2-7所示。

图2-7：

由上部计算得出支座反力最大值为184.95KN，则单桩承载力容许值为184.95KN。

本工程钢管桩有效入土深度为20m左右，根据地勘报告，基本进入粉砂层。

详细底层报告如图2-8所示。

图2-8：

地质报告详图

单桩承载力验算：

其中钢管桩承担的反力最大为184.95KN，钢管桩有效入土深度为20m，粉砂层摩阻为u=25,考虑桩头2m不承担摩阻力，单桩承载力Qu为550.7KN。

考虑2倍安全系数，550.7/2=275.3KN>

156.2KN，满足要求。

二、临时码头施工

（一）、临时码头布置形式

引桥P40、P52墩位需设置临时码头。

临时施工码头采用钢管工字钢形式，面积共4000m2，布置形式为40m×

100m。

临时码头桥面标高取50年一遇水位，

临时码头基础为直径609mm、壁厚12mm的螺纹钢管钢管桩，纵向间距6m，横向间距4m，有效桩长根据海床、地质情况，基本在20m左右。

钢管桩顶部的垫梁为双拼36b工字钢，上部结构由56b工字钢组成间距1m。

56b工字钢上铺设横向间距45cm20a槽钢，桥面板为厚度Q235B8mm厚钢板。

在面板上安装护栏、警示灯等面系结构，在两侧插打靠泊桩。

临时码头布置形式如图2-9所示。

图2-9：

临时码头钢管桩布置形式图

钢管的有效入土深度一般在20m左右，桩底嵌入岩层。

考虑海水的冲刷，及钢管的整体抗剪，其中4、5排钢管采用斜管打入，打入方向与水流方向相反。

临时码头结构立面图如图2-10所示。

图2-10：

临时码头布置立面图

临时码头横向采用20a槽钢进行连接，槽钢采用剪刀形式，具体布置形式与栈桥布置形式相同，各个梁系之间采用拐子筋进行连接，具体连接方式与栈桥形式相同，在次不在赘述。

在临时码头迎船侧打入两排靠泊桩，靠泊桩采用钢管规格与其它位置相同，迎船面第一排钢管桩采用斜桩形式，第二排钢管桩采用直桩形式。

外侧斜桩与船只停靠部位设置大型橡胶轮胎，缓冲冲击力。

两排钢管横、纵向均采用20a槽钢进行连接增加整体刚度及抗冲击、抗冲刷能力。

靠泊桩具体布置形式如图2-11所示。

图2-11：

靠泊桩布置立面图

（二）、临时码头施工方式

1、钢管桩打入施工

打桩采用一台65t履带吊进行，吊车挂震动锤将钢管桩震动下沉到设计标高，采用90t震动锤将钢管桩夹住，在测量给出的桩位处将钢管桩震动下沉至设计标高。

根据设计标高与水面标高的关系，计算钢管桩外露水面的长度，在钢管桩上用红油漆画出红线，并注意每天对水位进行测量。

钢管桩的桩位用全站仪进行定位，吊车将钢管桩吊至桩位，进行下沉，在震动下沉工程中始终保持钢管桩的垂直度，当发现倾斜时，立即进行微调，直至矫正后继续震动下沉。

当钢管桩下沉至所画的红油漆附近时，适当减慢震动下沉量，由测量人员对桩顶标高进行复合，当桩顶标高达到设计标高时，震动锤与钢管桩之间脱开。

如实际标高于设计标高时，震动锤向下做少许震动，直至达到设计标高。

2、剪刀撑、梁系连接施工

平联的设置：

钢管桩之间处设置两层水平联系，均采用20a槽钢，单桩沉放结束后，立即将其与已沉放完毕的钢管桩连成整体，先施工下层平联，防止单桩在潮流作用发生偏位，连接方式按设计要求进行，具体施工方法如下：

由于钢管桩在沉放过程中与设计施工图存在偏差，加之平台的斜桩较多，平联与钢管桩之间的下料弧度不太容易控制，所以采用斜接头。

钢管桩之间的连接分为斜桩与斜桩、斜桩与直桩、直桩与直桩三种方式，斜桩与斜桩之间的连接，两端均采用斜接头；

斜桩与直桩之间的连接，在斜桩端采用斜接头；

直桩与直桩之间的连接，不设置斜接头。

所有钢管之间的横向连接均要求在后场下料，现场安装。

斜桩与斜桩之间的平联按照比安装标高处两钢管之间的净距还要短30cm的尺寸下料，两端均加工成垂直断面；

斜桩与直桩之间、直桩与直桩之间的平联，将直桩一端按照平联与钢管桩的斜度要求下好料，另一端加工成垂直断面。

斜接头均按照平联与钢管桩之间的相贯线放好大样后加工。

横向连接的具体连接方式与栈桥横向连接方式相同。

工字钢每段横纵梁长12m,每段梁采用焊接连接，采用揣手接头处理方式，工字钢采用间断焊，焊口长度为10cm@40cm。

具体焊接要求如下：

焊接前要清除钢板焊接部位表面上的锈斑油污、杂物等。

焊缝宽度10cm、间距20cm,全部采用电弧焊。

工字钢连接时中间要加设缀板，工字钢横梁与纵梁连接时要用拐子筋固定。

工字钢纵向拼接时，之间蒙板进行连接，钢板尺寸为500mm×

300mm。

3、靠泊桩施工

靠泊桩的位置必须严格按照设计要求施工，既不能太远以妨碍施工船从码头向下吊装材料，又不能太近以至于船在靠近靠泊桩时对码头间接撞击，致使码头构件变形。

（三）、临时码头稳定性计算

水流流速：

2m/s，风速：

26.7m/s，码头堆载：

20KN/m2，履带吊荷载按65t考虑。

65t履带吊定点进行吊装，最大起重力矩为600KNm，履带吊最大单位压力为180KN/m2。

最大起重力矩为1600KNm，空载每条履带单位压力80KN/m2。

履带着地面积：

812×

5000mm，履带行走中心距2.85m，履带起重中心距3.85m，空载每条履带单位压力80KN/m2。

作业时履带最大接地比压0.18Mpa。

2、结构形式

码头上部结构从上而下结构形式如下

面板Q235B8mm厚钢板

20a槽钢

56b工字钢

双拼40b工字钢

下部结构

D609钢管，壁厚12mm，共计102根，20a槽钢剪刀撑

3、荷载分析计算

系缆力计算

作用在船舶上的风荷载

按9级风速船舶系缆考虑V=22m/s

当风速作用为横向时Fxw=28KN，Fyw=0

当风速作用为纵向时Fxw=0，Fyw=7.6KN

水流力计算

采用水流与船舶纵轴线平行或流向角Ø

<

15°

或Ø

>

165°

，水流对船舶作用产生的船首横向分力和船尾横向分力

船舶挤靠力

船舶冲击力

采用上海回力橡胶护舷H-300（沈阳普利司通DA-300H），有效冲击能量

水流力

前排靠泊桩

后排装

Fw=0.82×

54.2=44.4KN

按三角荷载计算标准值：

q=3.53KN/m，设计值5.30KN/m

、码头堆载

码头堆载去20KN/m2

4、上部结构计算

面板内力计算

有效板宽计算

工况一：

堆载使用下计算荷载考虑

纵向分配梁内力

滤掉-65t（空载）

计算荷载考虑：

双拼40b横梁稳定性计算

工况一:

履带65t空载时

工况二：

履带-65t（定点起吊加密至750mm间距）（计算宽度取0.75m，计算跨度2.625m）

5、单桩承载力分析计算

桩基各工况下的计算系数如下表所示。

桩基承载力分析

桩基抗压力

桩基水平抗剪计算

经过计算满足施工要求。

（四）、质量保证措施

1、常规质量保证措施

定期进行质量教育，使全体员工从思想上树立“质量是企业生命”的观念。

严格实行“质量一票否决权”制度。

严格做好施工前的技术交底工作，要求每个施工人员都了解施工流程、施工方法。

加强施工过程控制，层层落实岗位责任制，把责任落实到人。

坚持“三检”制度，不放过任何质量漏洞。

2、钢管打入质量措施

平台打桩施工应选择在天气情况较好，风浪、流速均较小的时段进行。

振动锤安装应有足够的精度，防止过大的偏心振动造成定位船偏位，影响钢管桩的质量和施工安全。

已沉放好的桩应按设计要求及时连接，尽量缩短单桩抗流时间。

已沉放好的钢管桩应按设计要求与已沉钢管桩及时连接。

严格按测量指令办事，控制钢管桩施沉质量要求。

3、焊接措施

在平台开工前，进行焊接工艺试验，优化焊接工艺，保证焊接的可靠性。

对持证上岗的焊工进行考试评定，不合格的坚决淘汰，并同时实行末位淘汰制度。

严格控制平联焊缝质量要求，对每道焊缝进行检查，不符合要求的坚决要求返工。

4、临时码头施工质量保证措施

临时码头应严格按设计要求组织施工。

钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，以及避免与工程桩位、承台冲突，临时码头施工每跨的各种构件安装可靠后，才能上重载。

每排钢管桩施打完毕，立即进行桩间连接，钢联撑焊接质量可靠以保证桩的稳定性。

打桩船必须抛足够大、可靠的锚、缆固定桩船，以防涌潮来临时，走锚、缆断。

大风来临时，船舶停止作业，六级以下大风可就地避潮，六级以上大风必须远离作业区至安全水域避潮。

三、水中墩船舶施工

本工程主要机械设备是打桩船、混凝土搅拌船、浮吊和运输驳船等。

但最关键的设备还是打桩船和混凝土搅拌船。

（一）、打桩船

选用桩架高80m，单钩吊重80t的“天威”号旋转式多功能打桩船，该船使用GPS定位系统定位，靠锚锭停泊，自身具有一定的抗风浪能力，在一定的风浪范围内可正常作业，桩架有一定的可倾度并能多方向转动。

（二）、混凝土搅拌船

本标段混凝土作业，按每次混凝土连续作业要求选择额定生产能力为100m3/h的搅拌船可以满足需要,搅拌船拟定为自制。

其主要性能如下：

1、船体性能：

长46m；

宽22；

深4m；

满载吃水3.1m。

2、混凝土搅拌性能：

生产能力100m3/h；

细骨料360m3；

粗骨料640m3；

水泥100×

2t。

3、混凝土输送方式：

液压布料杆辅助混凝土输送泵运输；

极限泵送高度45m；

水平最大距离35m。

（三）、其他主要船只

1、“天威”号旋转式多功能打桩船1艘施打80m以下桩

2、打桩船1艘临时工程

3、混凝土搅拌船3000t2艘生产能力100m3/h

4、起重船250t5艘

5、起重船60t3艘

6、运输驳船2000t2艘运桩专用

7、运输驳船2000t2艘材料运输专用

8、拖航1964kw2艘起重船、运输驳船拖航用

9、交通船5艘

10、抛锚船5艘

11、油料补给船1000t1艘自航、油料补给用

12、淡水补给船1000t1艘自航、淡水补给

13、生活补给船1000t1艘自航、生活用品补给

14、履带起重机50t7台在工作驳船上

15、汽车起重机20t3辆陆地上卸料、装料

16、泥浆运输船5艘

17、靠帮船5艘现场人员办公及其它船舶停靠

第二章、引桥施工

一、引桥桩基施工

（一）、施工平台搭设形式及基本结构

1、平台搭设基本形式

由于桥位处海域潮差大（可达5～6米）、流速大、波浪高，每年又受台风袭击，钻孔桩施工比较困难，所以要设计抗风能力、抗流力、抗波浪力强的大直径、高桩施工钢平台。

本工程设计的作为结构及防护用的钢护筒入土深度较深（最高可达44m），可以利用大直径的钢管桩及钢护筒共同作为钻孔施工钢平台的支撑，以满足在浪高、流急的条件下单桩以及整个平台的稳定。

首先在钻孔平台下游侧搭设一个刚度较大的起始平台