苏通长江公路大桥施工方案应征文件全套.docx
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苏通长江公路大桥施工方案应征文件全套
苏通长江公路大桥施工方案应征文件
一、工程简况
1.概述
苏通长江公路大桥位于江苏省东南部，连接南通和苏州两市，东距长江入海口约108公里，西距江阴长江公路大桥约82公里。
大桥北岸接线始于江苏省公路主骨架“横三”线---宁通启高速公路，与连盐通高速公路相连接。
南岸接线终于沿江高速公路江阴至太仓段，与苏嘉杭高速公路相连，是江苏省规划建设的五个跨江通道之一。
由连盐通高速公路、苏通大桥组成的沿江高速公路将与沪宁高速公路、苏嘉杭高速公路等组成江苏省东部沿海沿江公路交通的快速通道。
作为沿江高速公路的“咽喉”，苏通大桥是上述项目建设并发挥最佳效益的“控制性”工程，它的建设能有效提高干线公路网的利用率。
2.主要技术标准
公路等级全封闭双向六车道高速公路
计算行车速度100公里/每小时
车辆荷载等级汽超--20级，挂--120
大桥标准宽度34米，其中：
护栏2×50（厘米，下同），
紧急停车带2×350，行车道2×3×375，路缘带2×75，中央分隔带200.
双向横坡2％
地震烈度Ⅵ度
设计水位最高通航水位4.30米
最低通航水位-1.46米
通航净空见表1。
表1
通航孔名称
航道类型
代表船型
航道数
通航净空
净宽
净高
主通航孔
单孔双航道
5万吨级集装箱船（3800TEU）
1
405
62
4.8万吨级远期大型散货船驳船队
891
≧24
单孔单航道
5万吨级集装箱船（3800TEU）
2
225
62
4.8万吨级远期大型散货船驳船队
504
≧24
辅助通航孔
单孔单航道
9000吨级上行散货船驳船队
1
220
24
112
24
专用通航孔
单孔双航道
7000吨级散杂船
1
200
39
单孔单航道
2
121
39
洪季上行孔
单孔单航道
1000吨江轮
1
70
15
船舶撞击力见表2。
表2
通航孔
航道
船舶撞击力（MN）
横桥向
纵桥向
主通航孔
单孔双航道
135.2
67.6
主通航孔
单孔单航道
158.0
79.0
港区专用通航孔
单孔单航道
57.7
28.9
3.工程规模及方案征集范围
3.1工程规模
苏通长江公路大桥位于江苏省东南部南通市和苏州市之间，该项目规模大，建设条件复杂。
北起南通境内小海互通立交，与连盐通、通启高速公路相连接，南至常熟境内董浜互立交，连接苏嘉杭高速公路，项目建设总里程32.2Km，按六车道高速公路标准设计。
苏通大桥工可推荐的主桥方案为跨径1088m的双塔斜拉桥，长2044m，主桥主墩基础埋深120余米，塔高300余米，主跨跨度和索塔塔高均为世界斜拉桥之最。
北引桥长3085m，南引桥长2010m，专用通航孔桥长548m，桥梁全长7687m。
北岸接线长约15.3Km，南岸接线长约9.2Km。
项目总投资约60亿元人民币。
3.2征集范围
方案征集的重点为苏通大桥关键技术难点，和施工单位能预见到的本工程的潜在难点。
征集的范围包括主桥、专用通航孔桥、南北引桥在内的上、下部结构和基础的施工方案征集，以及与上述方案相匹套的大型临时工程方案、场地准备条件等。
重点解决大型深水基础、高塔施工、长悬臂钢箱梁拼装和超长斜拉索等重大工程方案的选择和施工方案的制定，对施工组织设计特别是施工期间的海事安全作重点研究。
征集要求施工单位根据本单位专长，全面并有重点地进行施工方案的制定工作。
但是，无论如何，业主要求各单位均不应回避该工程的实质性难点。
首先应按本次征集的要求，在研究、论证的基础上，就工程的各个分部提出可行的施工方案，而不是对总体设计提出的某一方案做简单的判别。
施工单位既可以在初步设计总体方案成果的基础上，经调查研究，对工程方案进行优化完善，达到工程可实施的条件，从而肯定设计比选中提出的某一方案，也可以根据自已对项目实施难度和工程风险的理解，提出自己独立的新见解，给出一个全新或局部创新的工程方案和施工方案。
对于现阶段总体设计中提出的多种并存、正在作进一步比选的设计方案，施工单位根据自身专长和理解，推荐或选择其中的一种作深入的研究并提出详细的施工方案和建议。
二、建设条件
1．地形
项目所在地属长江冲击平原的新长江三角洲。
两岸陆域河网密布，地势平坦，高程一般在2至5米（黄海高程）局部地段有山丘分布。
桥区长江属弯曲与分汊混合型河段。
平面形态呈“S”型弯曲，水面宽窄相间。
西段天生港附近水面宽约6公里，往下游至军山附近展宽约10公里，最宽处达14公里，再往下游突然缩窄，在东段徐六泾附近水面宽约6公里。
江中沙洲发育，槽深滩宽，最深处槽深近50米。
2．气象
2.1气候概况
桥址东临黄海，地处长江河口段中纬度地带，属北亚热带湿润季风气候区，具有气候温和、雨水充沛、寒暑干湿变化显著、四季分明的特征。
冬季受极地大陆气团主宰，盛行西北气流；寒冷干燥；夏季受热带海洋气团控制盛行偏南风，温高湿润；春秋季高冬夏季风更换季节，冷暧气团争雄，锋面交错，气旋活动频繁，温和多雨。
其气象要素特征见表3。
表3
项目
南通
常熟
气温
℃
极端最高
42.2
39.1
极端最低
-12.7
-11.3
年平均
15.2
15.6
最冷月平均
-0.2
3.1
最热月平均
30.0
27.9
年高温≧35℃日数
3.4
6.2
降水
（mm）
年最大
1626.8
1493.5
年最小
641.3
559.3
年平均
1081.5
1083.8
日最大
287.1
298
年最多降雨日数
143
150
风
历年10分钟极大风速（m/s）
26.3
20.5
历年瞬时极大风速（m/s）
30.4
22.7
主
导
风
向
春季
ESE
ESE
夏季
ESESE
SSE
秋季
NE
NNE
冬季
NNE
NE
台风影响月份
5--11月，7--9月较集中
年平均台风影响次数
2.7
2.7
蒸发量
（mm）
年最大
1571.8
1629.0
年最小
1055.5
1141.9
年平均
1347.3
1379.9
雾日
（天）
年最多
60
62
年最小
5
8
年平均
31.0
27.8
相对湿度
％
1月平均
75
76
7月平均
85
84
年平均
79
79
雷暴日
（天）
年最多
53
55
年最少
15
17
年平均
33.2
32.4
最大积雪深度（cm）
17
16
最大冻土深度（cm）
12
11
2.2主要灾害性天气
桥位所在地主要灾害性天气有：
暴雨、旱涝、连阴雨、雷暴、台风、龙卷风、冰雹、飑线、寒潮、霜冻、大雪、雾等，其中尤以台风、龙卷风、飑线、雷暴为严重。
主要灾害性天气中，对本工程施工速度和施工安全影响较大的主要是雨、风和雾等，尤其应注意上部结构长悬臂施工时要避开大风季节。
2.2.1台风
影响南通、常熟的台风的历史资料统计详见表4。
表4
站名
统计因素
5月
6月
7月
8月
9月
10月
11月
合计
年平均
统计年限
南通
影响次数
1
9
28
53
34
11
1
137
2.7
1919-1999
百分比
0.7
6.6
20.4
38.7
24.8
8.0
0.7
100
常熟
影响次数
1
5
21
41
24
6
2
100
2.4
1957-1999
百分比
1.0
5.0
21.0
42.0
24.0
6.0
2.0
100
由上表可以看出，每年的7、8、9月是本地区台风的主要影响期间，占全年台风影响的80％以上。
2.2.2龙卷风
南通、常熟两地的龙卷风历资料统计结果见下表5。
表5
地区
月份
3月
4月
5月
6月
7月
8月
9月
共计
年平均
统计年限
南通
天数
0
3
4
5
19
12
4
47
1.5
1969-1999
百分比（％）
0
6
9
11
40
26
9
100
常熟
天数
1
1
6
5
6
3
1
23
0.6
1960-1999
百分比（％）
4.3
4.3
26.1
21.7
26.1
13.0
4.3
100
2.3设计风速
根据南通市和常熟两市气象观测站资料进行分析，桥位所在地区不同频率下10分钟平均年最大风速见表6。
表6
黄海高程（米）
基本风速（米/秒）
30年一遇
50年一遇
100年一遇
南通
常熟
南通
常熟
南通
常熟
10
24.7
22.1
26.4
24.0
28.8
26.6
20
27.6
24.7
29.5
26.8
32.2
29.7
30
29.4
26.4
31.5
28.6
34.4
31.7
40
30.8
27.6
33.0
30.0
36.0
33.2
50
31.9
28.6
34.2
31.1
37.3
34.4
60
32.8
29.5
35.2
32.0
38.4
35.4
70
33.6
30.2
36.1
32.8
39.4
36.3
80
34.3
30.9
36.9
33.5
40.3
37.1
100
35.6
32
38.2
34.7
41.8
38.5
120
36.7
32.9
39.3
35.7
43.0
39.6
150
38.0
34.1
40.7
37.0
44.6
41.0
200
39.8
35.7
42.6
38.7
46.7
43.0
3.水文
3.1水位
桥位河段设计潮水位计算成果见表7
表7
设计水位
重现期（年）
均值
20
50
100
300
设计高潮位（米）
4.30
4.64
4.89
5.26
3.47
设计低潮位（米）
-1.45
-1.58
-1.68
-1.81
-1.11
3.2流速
长江口水文水资源勘测局于1999年9月16日至28日和2000年2月21日至3月1日，对桥位进行了洪季和枯季水文测验工作，实测断面涨、落潮最大垂线流速见表8；根据定床河工模型试验成果，推算得出各频率设计潮型落潮流速特征值如表9所示。
单位：
米/秒表8
季节
桥位各垂线处
1
7
8
9
10
11
12
13
A1
A2
A3
A4
涨潮
洪季
1.4
2.13
1.53
1.36
1.63
1.99
1.82
1.81
2.05
2.31
2.44
2.31
枯季
1.23
1.53
1.07
2.21
2.10
1.94
1.81
1.61
1.82
1.93
2.07
2.10
落潮
洪季
1.18
1.46
0.93
1.72
2.10
2.70
2.19
1.60
3.05
2.88
3.86
3.57
枯季
0.72
0.77
0.52
0.68
1.14
1.16
1.56
1.06
1.54
1.60
1.68
1.81
表9
项目
300年一遇
100年一遇
50年一遇
20年一遇
最大断面流量（万m³/s）
24.47
23.57
22.56
19.05
最大断面平均流速（m/s）
3.23
3.04
3.01
2.66
主槽
最大垂线平均流速（m/s）
4.28
4.09
3.78
3.39
最大点流速（m/s）
5.18
4.95
4.57
4.10
次槽
最大垂线平均流速（m/s）
1.80
1.71
1.54
1.43
最大点流速（m/s）
2.05
1.95
1.76
1.63
3.3泥沙
桥位区江水含沙量的实测结果见表10
实测最大垂线平均含沙量表10
施测时间
潮流状态
含沙量
主航道
专用航道
1999．9.27--28
大潮
涨潮
0.43
1.43
落潮
0.55
0.43
3.4桥位区江水含盐量的实测结果见表11
实测最大垂线平均含盐度表11
实测时间
潮流状态
含盐度
2000.2.21
涨潮
6/1000
落潮
6/1000
3.5波浪
桥位处设计浪高见表12
桥位波浪高计算结果表单位：
m表12
位置
风向ESE
H1%
H4%
Hs
H
专用通航孔
1.97
1.66
1.34
0.85
小白茆沙上
2.52
2.16
1.78
1.16
拟建南主墩附近
3.10
2.62
2.12
1.34
拟建北主墩附近
3.29
2.77
2.23
1.40
4．地质
桥位区域地层主要有古生界的泥盆系、石灰系、二叠系，中生界的三叠系、侏罗系、白垩系，新生界的第三系、第四系。
区域内基岩仅泥盆系在狼山、福山出露，其余均为隐伏状态。
桥位区位于长江河口地带，受新构造运动以及古气候冷暧交替间长江古河道的变迁影响，加上海侵海退作用，使桥位区第四纪沉积物成因极其复杂。
第四纪地层直接覆盖于不同岩性的基岩剥蚀面上，桥轴线厚度在280--330m左右，为一套河床、河流漫滩相为主导的松散沉积物。
三、施工方案的总体构思
1．项目主要特点
苏通大桥位于江苏位于长江入海口，是江苏省规划建设的长江最下游跨江大桥，由于长江口特殊的建设条件，苏通大桥采用主跨超过1000m以上的双塔斜拉桥，主跨雄居世界第一，同时也将成为世界上连续长度最长的双塔斜拉桥。
必将成为国内外有重大影响的一项重要工程，大桥的建设将代表着我国乃至世界桥梁21世纪的建桥水平。
苏通大桥的建设条件有四大特点---气象条件差、水文条件复杂、基岩埋藏深、通航标准高等特点。
气象条件差表现在长江口附近台风影响频繁，龙卷风经常出没，对结构和施工影响较大，加上江面通视条件差，控制网布测、复测及施工测量放线难度大。
水文条件复杂主要反映在以下三个方面：
项目所在河段为强潮汐河段，涨落潮流速流向多变；水深流急，桥位附近最大水深达50m，1999年实测垂线平均流速达3.86m/s，点流速4.47m/s；江面宽阔，东桥位江面宽达6000m，-10m等高线宽约2000m，-20m等深线宽约1000m。
东线桥位基岩埋深一般在270m以下，覆盖层的上部以淤泥和粉砂为主，较好持力层在-80m以下。
长江是我国的黄金水道，对我国的国民经济发展起着举足轻重的作用，桥位河段不但江面宽阔，而且主槽深宽，为长江水上运输大动脉，航运价值居全国国内河航运之冠。
随着长江整治工程的实施，桥位河段的航运事业将得到更大的发展，而航运对桥梁建设的要求也必将更高。
苏通大桥的通航净空采用代表船型5万吨级集装箱船控制，净空高度要求不小于62m，净空宽度采用代表船型4.8万吨级大型驳船船队控制，净空宽度要求不小于891m；同时还要求边孔满足净空高度不小于220m，净空高度要求不小于24m的辅助通航孔和净空宽度不小于220m、净空高度要求不小于39m的专用通航孔。
苏通大桥技术特点---由于大桥为超1000m以上的斜拉桥，其技术特点和难点较为突出，表现在：
超大规模的主塔深水基础施工，由于桥梁规模宏大，持力层软弱、船舶撞击力巨大、床底局部冲刷深，所以造成主航道主塔基础的超大规模；超长斜拉索的制振研究与控制，苏通大桥最长斜拉索约600m，重达56吨，拉索的制振需要有稳妥的方案；超高索塔的施工，苏通大桥塔高300余米，高塔混凝土的泵送技术、索塔施工监测与控制、索塔锚固管的定位和混凝土外观质量的控制等等技术将会提出新的研究课题。
2．现有技术情况
近年来，国内外公路桥梁特别是大跨度索结构桥梁快速发展，设计和施工技术突飞猛进，从93年上海杨浦大桥建成主跨602m的斜拉桥以来，1999年和2000年又先后建成了主跨618m的武汉白沙洲长江大桥和主跨628m的南京长江二桥。
还有日本890m跨多多罗大桥、香港1018m昂船洲大桥等。
武汉白沙洲大桥、南京二桥钻孔深度均超过了100m，正在施工的巴东长江公路大桥索塔高度已突破200m（212m）。
加上苏通大桥濒临上海，水上大型浮吊起重、船舶及造船、加工业设备发达，配套的张拉设备也已具备要求，目前国内大跨、深水、高塔施工的经验和设备均已具备建造象苏通大桥这样技术规模的世界一流桥梁条件。
3．推荐采用方案
针对双塔斜拉桥方案，初步设计提出了七跨连续钢箱梁方案、七跨连续局部叠合梁方案和五跨连续钢箱梁和五跨连续混合钢箱梁四种方案、三种基本布跨形式。
七跨连续钢箱梁方案，在两辅助跨用混凝土桥面板代替正交异性钢桥面板，既可以充分发挥混凝土材料的特性，又可以作为压重材料克服支点负反力。
五跨连续钢箱梁方案，设置了一个辅助墩来改善受力性能。
五跨连续混合钢箱梁，边跨120m梁段采用混凝土结构，设置了一个辅助墩能够很好的平衡主跨荷载，提高结构刚度，克服边支承处的负反力。
而据目前初步设计比选情况，要求本次方案征集可仅对七跨连续钢箱梁和五跨连续混合钢箱梁两种方案进行征集。
五跨连续混合钢箱梁方案由于边跨120m采用混凝土结构，受力性能良好，但是边跨120m现浇梁段位于江中，支架搭设建筑高度河床以上超过80m，施工难度大，支架变形难以控制，施工质量和安全不易保证，且混凝土梁与钢箱梁结合部位较难处理，通车后易留下隐患。
对于苏通大桥这样一个跨世纪工程来说，采用七跨连续钢箱梁更为合适。
因此，我部仅就七跨连续钢箱梁及与其相配套的第二套引桥和专用航道桥方案进行应征。
四、总体施工方案简述
1．编制说明
限于本次方案征集文件要求和时间所限，我部仅根据本公司多年多座长江大桥施工经验和所了解的国内外同类大桥经验对主桥的七跨连续钢箱梁、专用航道桥的混凝土连续刚构和引桥的关键技术方案进行重点应征。
在方案征集内容编写过程中，我们还对影响苏通大桥方案实施的关键及专用设备、关键技术与专业厂家和部分国内外专家进行了咨询和探讨。
如对大型基础围堰施工的水上船舶、锚碇、大型水上浮吊设备以及对基础打桩设备、大吨位张拉设备、和钢构件加工厂家等进行了调研和咨询，对GPS定位系统、超大吊重桥面吊机设计、挂索张拉设备及斜拉索抗风稳定、主塔墩施工的航运安全管理等与大专院校和航管部门进行合作研究，这些合作与研究将在方案征集后继续进行。
2．施工组织方案编制的原则
根据方案征集内容和苏通大桥建设条件，我们在施工组织方案编制时遵循以下原则：
2.1按照“安全、可行、快捷、经济”的原则，采用技术可靠、方案可行、施工快捷、经济合理的施工方法编制施工组织方案。
2.2根据苏通大桥建设特点，施工方案的选择应充分考虑水上、水下、高空和大跨施工的难度，在选择施工方案时应尽量减少现场操作难度，能岸上不水上、能水上不水下、能大块不小块、能快速不慢速的原则。
利用自身技术优势变水下施工为水上施工、选择非常规大型专用设备、选择合适的方法加快大悬臂施工的速度等等。
2.3利用国内外已有成熟技术，和专业厂家、设备公司、咨询公司、大专院校联合对关键技术问题展开研究，制订施工方案。
3．施工方案总体概述
3.1双塔连续钢箱梁斜拉桥
我部选择的是七跨双塔连续钢箱梁斜拉桥方案。
基础通过对设计提出的沉井围堰和钻孔桩配钢围堰方案进行比较，认为后者更加可靠。
然后再将钻孔桩配钢围堰方案分为先下钢围堰后钻孔和先钻孔后下钢围堰两种情况进行比较，最后综合比选推荐先钻孔后下钢围堰的钻孔桩+钢围堰方案。
这种方法在我局施工的武汉白沙洲大桥和杭州湾钱江五桥上均已成功实施，效果良好。
它的最大优点是：
主桥基础开工开钻速度快，在主桥钻孔的同时进行钢围堰的制作，工序安排合理；其二是利用已成桩基作为下步钢围堰定位、下放的定位、导向设施，节约了规模庞大的定位导向系统和设施；三是施工风险相对较小。
主墩承台施工属大体积混凝土施工，分三次按大体积承台施工方法进行。
索塔选择倒“Y”型，带下横梁方案。
塔柱施工采用爬架配翻转模板法施工。
其中塔柱根部和上塔柱与中塔柱街接段采用过渡模板。
塔柱施工过下横梁时，待模板爬架过下横梁后立即停止塔柱施工，进行下横梁的施工。
下横梁施工采用落地支架现浇，共分二次进行。
下塔柱施工时对已施工过的塔身用落地支架进行临时支撑至下横梁浇注完成，中塔柱施工时按施工控制要求每隔一定高度用钢管进行内撑，以减小施工过程中塔柱内倾带来的根部弯矩。
上塔柱施工时斜拉索锚固管采用钢锚箱锚固形式，锚箱用塔式吊机吊装就位，空间标座法定位。
塔柱混凝土用泵送法一次泵送至塔顶工艺。
钢箱梁由专业厂家采用工厂或现场加工，船运至现场进行吊装。
0＃、1＃、2＃段用1000吨浮吊分块吊装，标准段用专用桥面吊机吊装，临时墩及边孔墩顶段先用大浮吊吊至墩顶，再用桥面吊机悬拼，合拢段用桥面吊机吊装。
钢箱梁拼装采用栓接法连接。
斜拉索推荐用冷铸锚配平行钢丝斜拉索。
对短索，在船上进行放索。
中、长索采取在桥面上设起吊设备先将索盘吊上桥面，再在桥面上进行放索，先挂好梁上索，利用塔顶设卷杨系统提升配合张拉千斤顶之软牵引设备和张拉连接杆进行挂索。
拉索张拉短索塔上张拉，长索塔、梁两端张拉。
3.2专用航道桥
基础提出了钢沉井方案、钻孔桩配钢围堰方案和打入桩方案三种，经综合比较，建议采用钻孔桩配钢围堰方案。
上部结构提出三跨混凝土连续刚构和三跨变截面连续梁经比较三跨混凝土连续刚构已经济，又有成功应用实例，具有比较成熟的施工经验，最后推荐采用三跨混凝土连续刚构方案。
3.3引桥引桥基础施工根据水位条件分别采用钻孔桩和打入桩方案；承台施工筑岛围堰用明挖法，水中墩用套箱法；墩身施工用爬模法；上部梁段施工30m、50m用移动模架法，70m预应力混凝土连续梁采用预制上导梁式节段拼装法施工。
五、全桥各施工标段资源配制情况
本着科学管理、合理配制、精心施工、安全快捷的原则，本桥主要资源配制如下：
1．主要施工人力资源的投入见人力资源表（见附表）
2．主要机械设备的投入见设备投入表（见附表）
3．主要施工周转材料的投入见主要材料数量表（见附表）
六、施工组织准备、场地布置、水上大型临时工程的布置
苏通大桥规模浩大，施工组织准备内容多、难度大，施工组织必需站在全局角度进行考虑和安排，才能使大桥工程合理有序地进行。
如水上作业船舶多，在调查国内有关的施工船舶状况，及桥址的周边地区环境和混凝土制品预制厂的生产能力后，拟在南岸建施工基地、施工临时码头，租用上游（桥位上游800m处）重件码头；同时在北岸建施工基地、施工临时码头，租用水山码头（桥位上游约3000m处）。
1．施工基地布置的前提和原则：
施工基地应尽量靠近大桥施工现场，减少拖航时间，降低运输费用。
2．施工基地应选择在水陆交通便利，水、电、交通等外部协作条件能保证，且能作为施工船舶提
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