安庆长江大桥施工组织设计.docx
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安庆长江大桥施工组织设计
目录
第一卷工程概述1
第一章概述1
第一节工程概况1
第二节主要技术标准2
第三节本施工标段主要工程内容2
第二章地理位置3
第三章气象3
第四章水文4
第一节水位4
第二节流速与流向4
第三节桥址设计水位及计算流量5
第五章工程地质5
第二卷4#主墩施工8
第一章锚锭系统8
第一节锚碇系统的设计计算8
第二节锚碇系统的施工工艺流程14
第三节锚碇系统的施工17
第四节锚碇系统施工使用的主要设备机具21
第三卷钢围堰拼装及下沉23
第一章工程概况23
第二章围堰下沉系数计算27
第三章围堰拼装接高28
第一节首节围堰吊装入水28
第二节刃脚段混凝土浇注：
28
第三节围堰的拼装接高29
第四节围堰的着床30
第四章围堰拼装及取土下沉施工主要设备表31
第五章围堰除土下沉32
第一节取土设备32
第二节空气吸泥机的设计计算33
第三节空气吸泥机的组成：
35
第四节取土下沉施工要点：
36
第五节下沉辅助措施36
第六节连通管的设置37
第七节围堰壁内填充混凝土的浇注37
第六章围堰纠偏纠斜38
第七章围堰基底处理38
第八章防冲刷措施38
第四卷平台搭设和钢护筒下沉40
第一章平台搭设40
第二章钢护筒的制作与沉放40
第五卷钢围堰封底施工42
第一章封底施工设备和人员配置表42
第二章封底施工44
第一节导管的选择及布置44
第二节封底施工46
第六卷钻孔桩施工48
第一章钻机选型48
第二章钻孔施工工艺流程49
第三章施工方法51
第四章常见事故预防及处理54
第七卷承台施工57
第一章施工工艺流程57
第二章承台施工主要设备表57
第三章承台施工58
第八卷索塔施工60
第一章概述60
第一节施工工艺60
第二节塔柱施工的主要机械设备60
第二章下塔柱施工60
第三章中、上塔柱翻模施工61
第一节爬架系统62
第二节模板系统64
第三节劲性骨架施工65
第四节塔柱钢筋施工66
第五节预应力施工66
第六节塔柱斜拉索导管的定位、安装67
第七节塔柱混凝土施工67
第八节预埋件施工69
第九节塔柱施工安全技术措施70
第四章横梁施工71
第一节横梁支撑体系的设计与施工72
第二节横梁模板74
第三节横梁钢筋及波纹管锚具施工74
第四节混凝土配合比设计75
第五节横梁混凝土浇筑76
第六节上塔柱、三道横梁预应力施工77
第九卷辅助墩和过渡墩施工82
第一章辅助墩施工82
第一节工程概况82
第二节辅助墩施工工艺流程82
第三节钻孔灌注桩施工85
第四节承台施工89
第五节墩身施工91
第二章过渡墩施工92
第一节概况92
第二节过渡墩施工93
第十卷上部结构施工94
第一章钢箱梁施工94
第二章斜拉索施工94
第一节索施工顺序94
第二节斜拉索挂索施工94
第三节上部结构施工的监测、监控96
第三章各分项工程施工顺序103
第四章质量、安全保证措施105
第一节质量保证措施105
第二节安全保证措施106
第一卷工程概述
第一章概述
第一节工程概况
安庆长江大桥起始于长江北岸合安高速公路安庆连接处，在圣埠处与合安高速公路大桥接线直接相连，与国道318线及国道206线的共线段通过菱湖北路互通立交相连；南与国道318线及国道206线的分界点直接相连。
大桥穿越安庆市区，在安庆市东门汽车轮渡处跨越长江天堑及南北岸部份区域，全长约5.9Km。
大桥的建设对促进沿江地区特别是皖西南大别山区的经济快速发展，具有十分重要的意义。
主桥为50+215+510+215+50m五跨连续双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主桥全长1040m。
本标段范围为K20+118.500～K20+638.500。
主桥采用全焊扁平流线形封闭钢箱梁，空间双索面扇形钢绞线斜拉索。
钢箱梁梁高3.0m（桥中心线处），斜拉索16对共64根，在梁上锚固标准间距为15m，在塔上锚固间距为2.0～2.5m，与索塔连接采用钢箱式锚固，与主梁的连接采用锚箱式锚固。
斜拉索在塔端张拉。
索塔采用钢筋砼分离上塔柱倒Y型索塔，锚索区上塔柱为分离单箱单室多边形断面。
索塔设上、中、下三道横梁，均为预应力钢筋混凝土结构。
索塔总高184.781m，桥面以上塔高与主跨比为0.2616。
主桥索塔采用双壁钢围堰大直径钻孔桩复合基础，双壁钢围堰外径32m，内径29m，壁厚1.5m。
钢围堰高度59m。
圆形承台直径29m，高6.0m，承台顶面高程－3.25m（黄海高程，下同）。
承台下为18根直径3.0m的钻孔灌注桩，桩位呈梅花形排列，桩中心距为6.0m。
封底设计为C25砼，厚7.0m。
主桥边跨及辅助跨处各设一个辅助墩和一个过渡墩，其中辅助墩为双柱式实心结构，基础为8根Φ3m的大直径钻孔灌注桩基础；过渡墩为分离式实体结构，基础为2×4根直径2m的钻孔灌注桩基础。
第二节主要技术标准
桥梁等级：
四车道高速公路特大桥
设计行车速度：
100km/h
桥面宽度：
31.2m，四车道桥面标准宽度26.0m，中间设2.0m宽中央分隔带，两边各设0.5m防撞护栏。
主桥斜拉桥两边增设锚索及检修宽度。
荷载标准：
汽车-超20级，挂车-120
桥面最大纵坡：
3.0%
桥面横坡：
2.0%
设计洪水频率：
1/300
地震列度：
基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防
通航水位：
最高通航水位16.930m（20年一遇），最低通航水位2.480m（保证率99%）
通航净空：
最小净高24m，主通航孔双向航宽不小于460m，边通航单向航宽不小于204m。
第三节本施工标段主要工程内容
1、临时工程：
包括临时道路与施工便道的修建、养护及拆除；临时供电的电力系统、临时电信系统及供水系统的配置、维护及拆除等。
2、主桥基础：
钢围堰刃脚段及其余钢围堰单元的起吊、定位、拼装、接高及下沉；配合钢围堰焊接工作；钢围堰下沉落床，钢护筒制作与沉放，砼封底，浇注索塔基础钻孔灌注桩及承台；按图纸要求对钢围堰进行切割。
3、主塔：
安装塔吊，提升模板，浇注分离上塔柱倒Y形索塔砼，张拉索塔横向及环向预应力钢束；拆除模板及临时支撑。
4、辅助墩：
钢套箱加工、制造及安装就位，钻孔灌注桩施工，钢套箱内水下砼封底、浇注承台、爬升模板浇注墩身。
5、过渡墩：
钻孔灌注桩施工、浇注承台、爬升模板浇注墩身。
6、主桥上部：
安装桥面吊机，吊装全部钢箱梁逐段就位，安装钢绞线斜拉索，拆除桥面吊机，边跨压重施工，检查车安装，配合安装支座及伸缩缝装置。
第二章地理位置
桥位位于长江安庆河段振风塔以下，鹅眉洲分流口以上部分。
该处江段单一、顺直、稳定，桥位处两岸江堤堤距1660m，河床断面表现为北岸边坡较陡，南岸边坡较缓。
其中深泓区中线靠近北岸，距北岸约580m，宽约1100m，平均水深约35.9m，最大水深距北岸大堤347m处，水深为38.9m。
第三章气象
桥址位于亚热带季风气候区，温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛，冬夏温差较大。
春季以风和日丽天气为主，夏季炎热，秋高气爽，冬季天气晴朗，寒冷干燥。
安庆月平均气温16.5℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温-12.5℃。
安庆常年主导风向为东北风，多年最大风速20m/s，瞬间极大风速24.2m/s（1997年8月19日，风向东北偏北）。
桥址区位安庆市历年气温及气流参数见下表：
安庆历年各月平均气温特征值表（℃）
月份123456789101112平均极端
最高极端
最低
气温3.85.19.816.121.525.128.728.523.618.112.06.016.540.2-12.5
统计年份1951年～1990年
安庆历年气流特征值表
分项各年最大风速常年主导风向夏季主导风向冬季主导风向瞬间极大风速
特征20m/s东北风西南风东北风24.2m/s
第四章水文
第一节水位
安庆长江公路大桥桥址河段内设有安庆水位站，根据已有资料表明统计出的安庆站月平均水位见下页表：
第二节流速与流向
长江安庆段位于长江下游非感潮河段，根据实测的洪中两级水位的流速、流向资料，桥位附近河段流速分布较为均匀，全年主流位置居中偏左，流速相对较小。
桥轴线法向夹角在0°～左7.5°之间。
安庆水位站逐月水位平均值表（黄海高程：
m）
月份123456789101112
最高4.304.666.458.8010.8312.1913.0512.4711.7410.959.016.42
最低3.183.103.955.618.159.6111.0110.7410.108.786.243.99
平均3.613.845.217.069.5910.8512.2811.7611.2110.097.755.04
长江安庆段的平均水面比降，九江至安庆段为0.0203‰，安庆至大通段为0.0189‰。
此处，根据长江下游多年资料统计分析，汛期比降一般较枯水期比降大。
第三节桥址设计水位及计算流量
以安庆水位站和下游大通站资料为依据，按分洪与不分洪两种情况，分析内插得安庆站及桥位处的水位及流量。
大桥的设计洪水位及流量采用设想不分洪情况理论频率值。
设想不分洪桥位处各频率洪水位、流量表
项目安庆水位站安庆大桥桥址
20年一遇水位（m）16.9816.93
流量（m3/s）81000—84000
50年一遇水位（m）17.6817.63
流量（m3/s）87000—91000
100年一遇水位（m）18.2218.17
流量（m3/s）91000—95000
300年一遇水位（m）19.0218.97
流量（m3/s）97000—101000
注：
水位标高为黄海高程，单位m。
第五章工程地质
桥位区北岸为长江高河漫滩Ⅰ级阶地和Ⅱ级阶地。
河床宽度1655m。
第四系覆盖层厚度23～36m，河床北侧最薄8.5m。
基岩为白垩系上统宣南组紫红色粉细砂岩夹疏松砂岩、粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩和杂色砾岩，其中杂色砾岩为较软岩、粉细砂岩为软质岩，其余为极软岩。
桥位处基岩构造变形较微，桥位未见断层，裂隙也少见，岩体完整。
极软岩承载力很低，北侧河床冲刷和北侧岸坡稳定对桥基稳定的影响，是桥位的主要工程地质问题。
主桥范围均为负地形，高程－0.36m～－6.74m，最低－24m。
极软层-疏松砂岩和极软层-粘土质粉砂岩对主桥各墩位影响较小。
作为墩基桩端持力层的粉细砂岩，在主桥各墩位占82～92%，以北主塔墩含量最高，主桥各桥墩基础岩体工程地质条件总体来说较好。
项目区内岩、土物理力学指标见下表：
桥位各主要岩石力学指标值
地层岩石名称风化
程度天然单轴抗压强度（Mpa）容许承载力
[б0]钻孔桩周土
极限摩阻力τi备注
（Kpa）（Kpa）
K2Χ粘土质粉砂岩微—新鲜3.77600130
粉砂质粘土岩微—新鲜3.66400100
砂岩微—新鲜12.141600200
疏松砂岩微—新鲜0.71300100
桥位各主要土层力学指标值
层号土层名称物理状态容许承载力[б0]钻孔桩周土
极限摩阻力τi
孔隙比液性指数砂土密实程度粘性土状态
еΙL（Kpa）（Kpa）
Ⅱ2粉质轻亚粘土0.9070.49可塑12040
Ⅱ3淤泥质粉质轻亚粘土1.2601.15流塑7020
Ⅱ4淤泥质亚砂土夹粉土0.9730.953软塑8020
Ⅱ5粉质轻亚粘土及重亚粘土0.7370.55可塑28050
Ⅲ1粉质轻亚粘土0.7150.24硬塑30070
Ⅲ2粉质亚砂土夹粉土、粉细砂0.7870.51可塑25065
Ⅲ3砂砾石中密—密实400110
桥位区位于地震烈度Ⅵ度区内。
第二卷4#主墩施工
第一章锚锭系统
钢围堰的稳定、就位和纠扭主要靠锚定系统完成，4#墩墩位处枯水期水深就在20米左右，（2001年11月2日实测泥面标高-13.00米，水位+7.3米。
）属深水钢围堰施工，受力非常复杂，施工难度较大，且施工船舶受通航影响，桥位上游约500米处有过江光缆，锚定系统抛锚必须避开光缆区域。
经与有关航道管理部门的协商，已经划分出明确的抛锚区和禁航区，详见附图01。
第一节锚碇系统的设计计算
1.1.1基本质料
㈠、设计依据的资料：
1.安庆长江公路大桥施工图设计；
2.安庆长江公路大桥招标文件和《参考资料》；
㈡、气象
①常年主导风向：
东北风；
②风速：
多年最大20m/s;瞬间极大24.2m/s;
③基本风压：
按24.2m/s计；
㈢、水文：
1.水位：
安庆水位站逐月水位平均值表（黄海高程：
m）
月份123456789101112
最高4.304.666.458.8010.8312.1913.0512.4711.7410.959.016.42
最低3.183.103.955.618.159.6111.0110.7410.108.786.243.99
平均3.613.845.217.069.5910.8512.2811.7611.2110.097.755.04
施工水位按12月份平均水位+5.0计。
2.流速与流向：
桥位处水流流速中水期为：
0.91-1.31m/s流向与桥轴线法线方向夹角为左4°～右7.8°；洪水期桥位处流速1.83-2.3m/s，水流方向与桥轴线法线方向夹角为左0°～右7.5°；
㈣、工程地质：
1.4#墩泥面高程：
-13.0～-16.8米
2.覆盖层厚度：
-43.0～-16.8米，厚约27米；
1.1.2计算所用参数的选定
按照工程进度计划安排，从首节钢围堰入水到封底，施工期从2001年11月到2002年4月，为确保安全，参数选取均按最不利情况考虑，围堰着床在12月，流速选定为中水期流速的上限流速1.31m/s，另考虑到围堰入水后减小河床断面引起流速增大，同时围堰周围产生涡流和吸力也可能引起流速增大，故分别取1.1倍的流速增大系数；流向夹角取最不利值7.8°，冲刷深度按6米考虑（着床），钢围堰露出水的最大高度按8（6+2）米计；基本风荷载W0=0.5KN/m2。
综合上述所得计算参数如下：
①水位5.0米
②流速：
V=1.31×1.1×1.1m/s=1.6m/s
③流向：
7.8°
④墩位泥面高程：
-16.0米
⑤覆盖层厚度：
27米
⑥钢围堰着床时刃脚高程：
-22.0米
⑦钢围堰露出水面高度：
8.0米
⑧基本风压：
W0=0.5KN/m2
⑨定位船尺寸（长×宽×高）：
44.8m×9m×2.1m
⑩定位船负载吃水深度：
1.1m
⑾导向船尺寸（长×宽×高）：
45m×9m×2.0m
⑿导向船负载吃水深度：
1.1m
⒀钢围堰外径：
φ32m
1.1.3锚锭系统所需外力计算
作用于锚锭系统的外力主要有钢围堰、定位船、导向船和导向船旁工作船组的水阻力、风阻力，现分别计算如下：
1、动水阻力：
根据《公路桥涵设计规范》知：
R1=KγAV2/2g
式中：
K：
水流阻力系数，圆形取0.8
γ：
水容重，取10KN/m2
A：
围堰入水部分在垂直于水流平面上的投影面积
A=32×（22+5）=864m2
V:
计算流速，取1.6m/s
g:
重力加速度，取10m/s2
这样，R1=0.8×10×864×1.62/（2×10）=885KN
2、围堰风阻力：
根据《规范》知：
R2=KKZW0F=128KN
式中：
K：
风载体形系数取1.0
KZ：
风压高度变化系数，偏大取1.0
W0:
基本风压，W0=0.5KN/m2
F:
挡风面积，F=32×（6+2）=256m2
3、施工船组水流阻力：
根据《规范》和有关质料知：
R3=（fSV2+ΨA1V2）×10-2（KN）
式中：
S：
船泊浸水面积，S=L（10T+B）=5018m2
f：
为铁驳摩阻力系数取0.17
L：
为船舶长度按44.8m计
T：
吃水深，按最大吃水深1.0m
B：
船宽综合考虑按100m
Ψ：
阻力系数，方船头按10.0取
A1：
船舶垂直水流方向的投影面积
A1=T•B=120m2
则R3=52.6（KN）
4、作业船组所受风阻力：
R4=KKZW0F
式中：
K：
风载体形系数取1.0
KZ：
风压高度变化系数，偏大取1.0
W0：
基本风压，W0=0.5KN/m2
F:
挡风面积，取F=3×100=300m2
则R4=150KN
综上所述可知，锚锭系统所受最不利外力组合为：
R总=R1+R2+R3+R4=885+128+53.6+150=1215.6KN
1.1.4主锚个数的计算
根据以往施工经验及施工实际情况，拟采用混凝土蛙式锚，混凝土蛙式锚锚着力按下列公式计算：
根据公路施工手册《桥涵》上册：
对于钢筋混凝土锚，河床覆盖层砂土时：
W=（1∽1.5）R/10
式中：
W为混凝土蛙锚在空气中重量，t；
R为锚的总拉力，单位KN，取K=1.2；
则每个锚可提供的锚着力为：
R=45×10/1.2=375KN
故所需主锚个数为：
N=1215.6/375=3.24个
为安全计，取6个45吨蛙式钢筋混凝土锚块。
每个锚受力：
1215.6/6=202.6KN
202.6/375=54%即主锚锚力只达到可提供锚力的54%。
1.1.5锚链计算
根据公路施工手册《桥涵》上册：
对于有档锚链，锚链直径
d=√PK/0.025（mm）
式中：
K为安全系数，取K=3
P为锚的拉力，取P=20.26t
则:
d=49mm
按镇江锚链厂产品试验负荷表中提供数据，按3.0的安全系数考虑选用ф54的M2级有挡链作为主锚锚链，每个主锚配3节25米长锚链。
1.1.6钢丝绳选择：
锚绳系用钢丝绳与锚链联结，锚链平躺在河床上，考虑到有过江光缆影响，锚绳长度受一定限制，按每个主锚配75米锚链，联结300米钢丝绳，本工程选用6×19-43-1700钢丝绳，其安全系数
K=1190/203=5.9符合要求。
1.1.7钢围堰下拉揽计算
钢围堰拟设两层布置。
第一层设在刃脚以上5米处，拉力为Rb1。
距离转动轴心为hb1。
第二层设在刃脚以上14m处，拉力为Rb2，距离转动轴心为hb2。
转动轴心在导向架位置附近，按水面位置考虑。
钢围堰水阻力R1作用中心取水面以下钢围堰高度1/3位置处。
风荷载R2作用在水面以上钢围堰高度1/2位置处，则：
h1=（5+22）/3=9m
hb1=（5+22）-5=22m
h2=8/2=4m
hb2=（5+22）-14=13m
由Rb1/Rb2=hb1/hb2
得Rb2=Rb1×hb2/hb1……①
对转动轴心取矩：
则有:
Rb1•hb1+Rb2•hb2=R1h1+R2h2……②
得Rb1•hb1+hb22/hb1•Rb1=R1h1+R2h2
Rb1=（R1h1+R2h2）/（hb12+hb22）•hb1=229KN
Rb2=165KN
采用6×19-43-1700钢丝绳
第二层拉缆k=α（Fg/Rb2）=0.82（1190/165）=5.9
第一层拉缆k=α（Fg/Rb1）=0.82（1190/229）=4.26
满足[k]=3～6之间，故该型钢丝绳为下层拉缆是安全的。
第二节锚碇系统的施工工艺流程
参考同类桥型的施工经验，并结合本工程的特点，拟定抛锚施工工艺流程如下：
第三节锚碇系统的施工
1.3.1施工测量
由于抛锚区靠近光缆区域和主航道，经与有关航道管理部门的协商，已经划分出明确的施工区和抛锚区，（见附图01）固抛锚时必须按预定的位置抛设。
测量定位在大桥测量控制网的基础上建立测量基线，并设置一些临时控制点，在岸上布置两台全站仪，采用前交会法定位。
各锚块的坐标已计算出来，由于水深较深，11月中旬抛锚水深约20米左右，锚块在下沉过程中由于水流的冲击会使锚块向下游移动一段距离，故锚块抛设位置应比设计位置向上游抢一定距离，各锚点的抢位情况如下：
导向船尾八字锚10#，11#向上游抢10米，其余锚块均向上游抢20米。
抢位后的坐标见附图02。
1.3.2抛锚施工:
施工准备:
抛锚施工应座好以下工作：
锚块起吊钢丝绳准备就位;
锚块放到送锚船上;
锚块与锚链用配套卸扣联起来;
锚块整体摆放在送锚船上，以便于下放;
拉缆钢丝绳与锚链用相应夹子联结好;
准备足够数量配套的夹子，扳手以及短扣等起重常用工具；
对所有锚链、锚缆、卸扣和卷扬机及其联结情况进行全面检查；
各项工作指定专人负责，由总指挥协调调动。
抛锚:
作好充分准备工作后开始抛锚。
用拖轮将120吨浮吊拖至锚位处，送锚船靠近起重船，起重船吊起锚块，注意用钢丝绳将锚链打住，防止锚链随锚块入水成堆。
慢慢调整锚块位置，测量进行观测，达到锚位施工坐标后，拖轮稳住起重船，开始下放锚块,锚链也跟着慢慢下放。
锚块到达泥面后，取下起重绳，拖轮拖住起重船向定位船移动，边移边下放锚链，锚链逐节下江，防止在江底成堆。
锚链放完后放锚缆，直到带缆到定位船。
定位船定位，理顺边缆，调直。
定位船主锚、边锚全部抛完后，可左右对拉边缆，调直理顺边缆，实现定位船南北方向定位。
定位船边缆对拉调直、南北方向就位后，可适当收紧主锚缆，六根主锚缆上设有六个100KN测力计，可测出滑轮组单根钢丝绳拉力，从而计算出主锚拉力。
调整主锚拉力时要力求个缆绳拉力基本相同。
导向船就位：
在抛定位船锚块的同时，将导向船初步抛锚定位，并完成改造，用万能杆件及钢管联成整体。
导向船四个锚抛完后，开始对拉各锚缆，调整导向船精确到位。
导向船边锚对控制围堰南北方向摆动起着至关重要的作用，导向船精确定位后，每根边锚应预拉10吨左右的拉力。
1.3.3主锚缆测力和各锚缆调整
在施工过程中，由于诸多因素影响，各主缆受力容易出现不均衡现象，所以在所有锚块抛设到位后，需对各锚缆拉力进行调整。
定位船和导向船上共设8台5吨卷扬机，配8个量程100KN拉力计，以便测定每根拉揽的拉力。
1.3.4锚定系统的拆除
在钢围堰封底结束，且基础成桩数量能满足围堰渡洪的条件下，可拆除锚碇系统。
锚锭系统按如下顺序拆除:
拆除方法：
用拖轮拖住起重船，解除锚缆与船体的联结，利用卷扬机或绞缆机拉锚缆，到拉起锚链后，用起重船逐段缓扣吊起锚链。
锚链起到锚块位置后，潜水员下水把钢丝绳扣到锚块吊点上，由起重船吊起锚块，放到装锚船上。
若锚块被泥沙埋起，可先用高压水枪冲洗，将泥沙冲走后再拴起重钢丝绳。
第四节锚碇系统施工使用的主要设备机具
序号名称单位数量规格备注
1定位船艘1380t加长方驳
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