第四章施工总体方案及场地布置.docx
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第四章施工总体方案及场地布置
第四章施工总体方案及场地布置、临时工程
4.1施工总体方案
4.1.1施工区段划分
嘉陵江特大桥设计由三座特大桥组成，纵向延伸范围长，自然地形地貌分为山坡、河谷、村镇、河流、道路立交等不同地段，又被嘉陵江阻隔为江西、江东两段，分别从荆溪镇、江东大道进入施工现场。
除混凝土供应由位于绕城高速公路收费站旁侧的拌合站供应外，各项施工作业根据位置和作业内容划分为9个作业区段：
嘉陵江西岸分为起点山谷、荆溪河T构、荆溪镇河谷、桑树坝村及滩地、嘉陵江主河槽等5个区段。
江东岸分为嘉陵江东侧采砂区段、江东岸左线段、江东岸右线段和右线跨既有铁路、绕城公路段等4个区段。
各个区段施工作业相对独立，平行进展。
在各区段内组织划分小区段，展开平行与流水施工交叉作业，以最优的资源配置在保证工期的前提下，周转使用机械、人员、模板等各种设施。
各区段的工程量大小、难易程度不同，应全桥统筹安排，对各项资源实时调配，进行动态管理。
区段划分见下表：
区段
里程
长度
（m）
墩台号
墩台
数
h>30m
墩数
hmax
梁部
电力配置
道路
场地使用
1
LZDK3+185～3+970
785
0#～24#
25
8
34
LZD1K3+500处400KVA变压器
1#便道、
轴向道路
荆溪镇场地
2
LZDK3+970～4+150
180
25#～28#
4
3
47
72+128+72T构
LZD1K4+200处500KVA处变压器
2#便道
3
LZDK4+150～5+370
1220
29#～67#
39
33
39
LZD1K4+700处400KVA变压器
轴向道路
4
LZDK5+370～6+000
630
68#～87#
20
15
45.5
LZD1K5+400处400KVA变压器
3#便道、
轴向道路
桑树坝滩地场地
5
LZDK6+000～6+380
380
88#～91#
4
4
50
88+160+88T构
LZD1K6+000处630KVA变压器
3#便道、
江西岸钢栈桥
6
LZDK6+380～7+360
980
92#～110#
左2#～左12#
30
30
48.5
LZD1K7+300处630KVA变压器
5#便道、
江东岸钢栈桥
江东岸场地
7
LZDK7+360～8+327
967
左13#～左42#
30
3
39
跨江东大道一处
LZD1K8+000处处400KVA变压器
4#便道、
轴向道路
拌合站场地
8
LYDK7+300~8+780
1480
右2#~40#
39
24
42.5
跨江东大道一处，高速一处
LYD1K8+000处630KVA、LYD1K8+400处315KVA变压器
4#便道、
轴向道路
江东岸场地
拌合站场地
9
LYDK8+780~9+600
820
右41#~72#
32
0
27
跨铁路一处，高速一处
LYD1K8+800处400KVA变压器
6#便道、
轴向道路
花家坝村场地
合计
7442
/
223
120
/
/
/
/
/
4.1.2总体方案
如“2.2工程概况”所述，本桥桥墩高度变化大、下部工程形式多样、既有坡地挖孔桩，谷地钻孔桩，又有深水桩基和承台作业。
梁部工程跨度大，分段多，技术复杂，可比选方案较多。
施工总体方案要综合各种因素，结合工期和质量安全要求，全面安排。
对各主要分项工程的方案分述如下：
4.1.2.1深水基础下部工程施工
1、施工通道
从LZDK6+020（88#墩）～LZDK7+320（左12#墩）1.3km（33个墩）范围，除江心洲5个墩位地面高于269.0，其余28个墩河床在269.0以下，常年水位深6～12m。
深水区施工通道的方案是首要确定的问题，可供选择的方案为：
船泊运输方案；浮桥方案；栈桥方案。
船泊运输方案：
成本高、运能低、浅水处通行困难，另需建立专用码头，方案基本不可行。
浮桥方案：
对设备条件要求高，受水位变化影响大，虽然嘉陵江段基本不通航，但若要航运部门批准同意设浮桥难度很大，也是不宜选择的方案。
因此设置钢结构的栈桥作为水中墩基础，墩身、上部结构施工的通道是较佳的方案。
它具有安全可靠、通行能力高、受气候、水文变化影响小的优点；但是也存在成本较高、参数选择时地质条件、水文情况不明确之虞。
栈桥的具体设计见“4.2节施工场地布置”。
2、桩基施工
通过栈桥侧设置钢结构作业平台，作业平台的设置要满足钻孔桩位置和多台钻机同时作业的要求。
作业平台一侧设支栈桥，作为砼罐车、砼泵车、吊车停放作业之用。
作业平台设置同时要考虑作为钢围堰拼装、下沉场地使用需要。
地基覆盖层为粉质黏土、砂卵石，下覆基岩为泥岩夹砂岩，使用冲击钻机施工桩基。
采用水中设置下沉钢护筒、水下泥浆护壁成孔及灌注水下砼的施工工艺。
3、承台施工
88#、89#主墩，水深12m左右，预计围堰下沉5.0m以上。
承台尺寸大，采用28.3*19.8m的双壁钢围堰，内径尺寸与承台最小距离为1.0m。
其他墩水深6～10m左右，下沉5m以上，根据承台尺寸采用比承台大0.2m的双壁钢围堰，水深10m、下沉5m以内的钢围堰可采用单壁钢围堰或钢板桩围堰，88#、89#主墩双壁钢围堰设计概图如下。
围堰下沉后，进行水中砼封底（厚度1.5m以上），然后抽水施工承台。
88#、89#主墩承台高度为5m，为控制大体积砼水化热反应，采取低水化热砼配合比和循环水降温措施，5m高承台分为二层施工，其它3m高承台可一次灌注。
4、墩身施工
主墩为圆端形双壁墩，宜采用翻模施工。
每次灌注高度4～6m。
墩高小于30m的实心墩采用一次立模，一次灌注的方式。
墩高大于30m的空心墩采用分节方式，分节高度按砼数量和模板构造确定，应尽量减少分节段数为宜。
模板设计采用模板与支撑、脚手架一体化、无内拉杆的整体模板。
墩高小于25m时采用汽吊配合立模、拆模和绑扎钢筋；大于25m时采用附壁式塔吊提升作业。
4.1.2.2浅水基础和旱地下部工程施工
对于河汊段74#～77#墩及荆溪河26#、27#墩，水深小于4m的浅水基础，采用筑岛或简易型钢支护的草袋围堰方式进行钻孔和承台作业，钻孔桩采用水中砼灌注方式，承台开挖与立模灌注砼则以排水干作业方式为主，特殊困难时采用钢围堰下沉、水下砼封底的工艺。
旱地挖孔桩随挖随护壁，应观察地质和水位变化情况，加强孔下通风与排水，发生条件变化时，应及时变更为钻孔桩作业。
承台和墩身施工采用常规方式，由于征地界范围小，承台开挖应采用型钢（钢轨）桩支护的方式垂直开挖并加强排水。
墩身施工，模板设计和倒用随墩高和形式的变化灵活掌握。
墩身在30m以下，实心墩宜一次立模灌注；在30m以上的空心墩采用与水中墩相同的模板。
立拆模和钢筋绑扎提升方式采用汽吊与塔吊相结合的方式安排。
4.1.2.3T构施工
1、墩顶0#段施工方案
由于0#段内结构比较复杂，梁高11.5米，砼679.3m3、重1800.1t，钢筋与三向预应力管道多且安装复杂，安装精度要求高。
内模板构造复杂，其施工的成功与否将直接影响后期节段的施工。
为保证梁体外观，尽可能少分段成型，初步安排竖向为三段施工。
在承台上设置军用墩（或φ609钢管）落地支架，支架顶部采用工字钢横梁联成一体，布设工字钢、槽钢分配梁。
其上设置0#梁段底模、侧模与内膜。
落地支架应长出0#梁段2m，作为端模板和预应力张拉、管道压浆的作业平台。
2、悬臂梁段施工
悬臂灌注法的主要施工设备是挂篮，由于本桥铁路悬臂粱段高度、重量较大，荷载也较大，要求挂篮的性能和力学指标较高，因此挂篮需针对本桥单独设计制造。
挂篮结构宜采用强度高、稳定性好的菱形挂篮，但也存在尺度大、自重大的缺点，应在设计要求明确后，与三角形挂篮比选确定。
为确保梁体线形控制，必须满足挂篮刚度要求，挂篮安装后，在使用前应进行等载预压，以消除塑性变形、掌握弹性变形。
每梁段砼灌注前要根据监测数据进行模板前端三维坐标调整，避免误差积累。
悬臂段施工周期安排要满足工期要求，但首先要遵守规范及设计对砼张拉强度、弹性模量、等强最低时间等质量参数的规定。
3、边跨现浇段施工
边跨现浇梁段采用满堂支架现浇方法施工。
现浇段端模根据梁端尺寸加工成整体钢模，外模亦根据梁体尺寸加工成大块钢模，内模用小块钢模拼制，内模与外模间设置拉杆加固牢固。
现浇段施工时一次浇筑成型。
由于边跨现浇段位于河中，且梁高大于6米，重量较重，采用牛腿托架肯定不能满足要求，因此要考虑采用在江中打设钢管桩基础，然后再搭设支架进行现浇段施工。
4、合拢段施工
合拢段顺序是采用先边跨后中跨还是先中跨后边跨，需根据设计图纸确定。
同时要符合设计图纸的相关数据及设计参数，如合拢段竖曲线半径是否满足或大于最小半径要求，否则易在张拉纵向钢绞线时导致合拢段底板混凝土开裂或剥落。
桥梁悬灌合拢段施工是保证梁体质量的关键所在，这期间梁体的内力、变位均会发生很大的变化。
同时，控制好合拢段的施工，对于控制桥梁的线型也具有重大的意义。
合拢段施工前将各T构上挂篮退至相应位置，改用吊架施工。
吊架内模、外模、底模均可采用相应的挂篮模板，用吊杆吊于两端的梁段上，吊架长度可根据合拢段的长度来确定。
由于合拢段粱段梁高达到6米，重量较大，对吊架必须进行预压，同时要设置配重和劲性骨架来进行合拢。
⑴合拢段施工工艺
安装吊架模板→绑扎钢筋、安装预应力管道→安装劲性骨架并立即张拉临时束，边跨时将直线段与悬臂端间锁定，中跨时将两“T”构悬臂端间锁定→“T”悬臂端压配重→浇筑合拢段砼（选择一天中温度最低的时间进行）同时逐级解除配重→砼养生至设计张拉强度→按设计要求张拉预应力束→解除吊架拆除模板→按设计要求。
解除锁定→张拉剩余合拢束并压浆。
⑵合拢段配重
合拢段的配重施工是保证在合拢施工过程中合拢段两端的梁段不产生相对移位,在加配重前先把施工过程中产生梁顶重量的变化计算好,在施工中保证重量不变,
⑶合拢段的锁定支撑
采用刚性支撑和张拉临时合拢束锁定方案，使合拢段两端形成可以承受一定弯矩和剪力的刚结点，防止由于温度等各种因素影响在合拢前就产生变形。
对刚性支撑的断面面积和支撑位置及临时束的张拉严格按设计要求实施。
刚性支撑锁定时间根据连续观测结果确定，原则上是各合拢段在规定的时间，即梁体相对变形最小和温度变化幅度最小的时间区间内，全桥对称、均衡同步锁定，以免合拢段造成结构、温度变形发生突变。
为了减少锁定时间，在锁定之前，完成合拢临时束张拉的准备工作（如千斤顶安放就位等）。
待刚性支撑焊完之后，要求及时张拉完按设计要求的全部合拢临时束。
加强合拢前的监测和分析：
为保证合拢精度，避免强迫合拢，使合拢后的结构状态满足设计精度的要求，合拢前对合拢方案仔细准备。
监测和分析的内容有：
温度监测分析、挠度计算分析、压重计算分析及合拢时机的掌握。
通过评价合拢后的结构状态，优选出合理的合拢措施。
合拢段砼施工选择在一天中温度最低的时间进行。
砼的强度大于梁体强度一级，同时在砼中加入膨胀剂。
浇筑完成后，时值气温开始上升为宜。
注意振捣和养生质量，以防裂缝发生。
合拢段砼加强养护，梁体受日照部分加以覆盖。
砼强度达到设计要求后方可张拉预应力钢束，合拢段预应力钢束张拉前，拆除刚性锁定。
预应力束应严格按照设计要求的张拉顺序双向对称张拉。
5、悬臂浇筑中的施工监控量测
T构在挂篮悬臂浇注施工过程中，将进行严格的监控量测控制。
监控量测控制的主要内容是挠度监测、主梁中线的监测和控制、立模标高的确定与调整、等几个方面内容。
专门请有资质的监控量测单位进行监控，和指导施工。
4.2施工场地布置
全桥分区段作业，施工场地因地制宜也随之分区段布置。
进入施工场地的便道，轴向便道，江中栈桥及码头，作业场地，拌合站，电力引入等临时设施分述如下，并参见图4.2《嘉陵江特大桥场地布置图》。
4.2.1引入便道、便桥
嘉陵江西岸引入便道、便桥有：
1#便道：
改建，长600m。
从荆溪镇利用既有乡村道路拓宽，引至8#墩；
2#便道：
新建，长250m，从荆溪镇经由1#场地，并引至（40+64+40）T构27#墩处；
3#便道；新建，长1600m，从桑树坝村山谷向下，经由冲沟到74#墩附近穿越线路至线路左侧，到嘉陵江西岸87#墩。
跨荆溪河口处设2-10m便桥一座；
嘉陵江东岸的便道有
4#便道：
长1500m，其中新建300m，改建1200m，从江东大道引至3#场地和拌和站，利用既有采砂场道路拓宽、整修。
新建部分为拌和站引至左29#墩处。
5#便道：
长900m，其中新建200m，改建700m，从4#便道中部引出至顺右线左侧引至左11#墩处；
6#便道：
新建1200m，从江东大道引至LYDK9+240右线跨绕城高速兰州端处，并分支引入LYDK8+800跨达成铁路南充车站端；
以上5处便道新建3550m，改扩建2500m，2-10m便桥一座。
4.2.2轴向便道
轴向道路主要有：
1、0#台～24#墩，长760m；
2、35#墩～67#墩，长1030m；
3、68#墩～72#墩，长100m；
4、左12#墩～左39#墩，长870m；
5、右线LYDK8+120～LYDK8+620，长500m；
6、右线LYDK8+650～LYDK8+780，长130m；
7、右线LYDK9+230～LYDK9+600（按路基），长370m。
以上共计：
3760m。
4.2.3栈桥及码头
受下游电站水坝发电控制，桥址处常水位为269.0m。
从88#墩（LZDK6+021.0）至左线11#墩（LZDK7+307.4））共33个墩（1.3km），除江心洲5个墩在常水位以上外，有28个墩位河床标高低于269.0，水深6～12m。
水中墩的施工通道，拟设钢结构栈桥，分别从嘉陵江东、西岸引入。
1、栈桥位置，主要参数
栈桥设在左线上游，考虑钢围堰尺寸，与左线平行设置，轴线间距20m；栈桥顶标高定为273.50m，与常水位高差4.50m。
鉴于2009-9-14水位曾短暂达到272.3m，基本与栈桥贝雷梁底持平。
根据河段位置，栈桥为3段，共长1065m。
主河槽留120m通航孔，江心洲高于269.0标高填筑砂夹卵石便道：
LZDK6+010～LZDK6+130，120m；
LZDK6+250～LZDK6+655，405m；
LZDK6+800～LZDK7+340，540m。
桥面宽度采用单车道4.50m（含人行道），每100～150m处设30m长加宽段，加宽段宽8.0m；
栈桥跨度每跨12～15m，以15m为主。
2、栈桥结构
栈桥上部结构，采用贝雷梁作为梁体主构件。
15m孔径单车道时，为4片贝雷梁，双车道时为8片贝雷梁。
每两片@450mm为一组，组间纵向每3m以型钢斜撑相连。
贝雷梁每4～8跨连续结构，在联端设双排桩制动墩。
桥面系采用I22@75cm横梁，上设平铺[30b槽钢（壁厚9.5mm）作为桥面板，设1.2m高栏杆。
墩桩一体化，采用Φ600壁厚10mm钢管桩，入土深度根据地质资料计算确定，施工时以震动下沉贯入度双控。
桩顶设双排I36b连系分配梁，桩间设型钢剪刀斜撑。
见图4.2.3《栈桥设计图》。
3、码头
为便于栈桥、钻孔平台、钢围堰施工材料及设备水上运输作业，在两岸栈桥起点附近设置简易码头各一处。
采用钢管桩基础、贝雷梁加型钢上部结构。
位置见图4.2.3《栈桥设计图》。
4.2.4场地
全桥集中在5处布置场地。
主要功能为：
电力引入；钢筋加工；集中存放模板、钢材等材料和设备；预应力材料存放和加工；钢护筒加工、制作；钢围堰加工制作；栈桥和作用平台材料存放和加工；挂篮存放和预拼装。
5处场地为：
1、荆溪镇场地
位于LZDK4+0200右侧50m处，荆溪鼎固拌和站院内，场地面积4200m²。
主要功能为：
0#～67#墩钢筋及钢护筒加工，荆溪河T构上部结构使用的设施和材料存放和加工等。
2、桑树坝滩地场地
位于LZDK5+900左侧20m处，场地面积8000m²。
主要功能为68#～91#钢筋、钢护筒加工；栈桥、钻孔平台，钢围堰材料存放，加工；上部T构材料和设施存放和加工。
3、江东岸场地
位于LZDK6+400左侧，场地面积4800m²。
主要功能为92#～110#、左线2#～11#及右线LYDK7+300～LYDK7+800段钢筋、钢护筒加工；栈桥、钻孔平台，钢围堰材料存放，加工；
4、拌合站场地
位于LZDK7+900～LYDK8+500之间，场地面积6670m²。
绕城高速收费站东侧，与拌合站相连。
主要功能为左线12#～42#、右线LYDK7+800～LYDK8+800以及三处跨路梁部结构的钢筋、钢护筒加工；梁部材料和设施存放和加工。
5、达成铁路东侧花家坝村场地
位于LYDK9+000左侧20m处，场地面积4800m²。
主要功能为LYDK8+800～LYDK9+240段右线墩和跨铁路、跨绕城高速公路两处上部结构的钢筋、钢护筒加工，上部结构用材料、设备的存放和加工。
以上5处场地的布置及主要工程数量，见图4.2.4-1～5《场地布置详图》
4.2.5拌合站
在绕城高速公路收费站左侧设拌合站一座，占地15500m²。
内设HZS-120内设型拌合机2台，水泥，粉煤灰，矿粉，储料罐10个，砂石料仓4个，地磅1处，400kVA变压器一处等设施，工程试验及检测室也设在拌合站。
生产能力为240m³/h，全桥的混凝土和钢筋混凝土均由此供应。
详见图4.2.5《拌合站平面布置图》。
4.2.6电力设施
沿线路布置变配电设施11处，总变电容量共5205kVA。
变配电位置及设施见图4.2《场地布置图》及下表：
序号
位置
变压器容量（kVA）
供电范围
1
LZDK3+50010#墩
400
0#～24#墩
2
LZDK4+200右20m，荆溪河场地内
500
荆溪河场地、25#～34#墩
3
LZDK4+700
400
35#～67#墩
4
LZDK5+400
400
68#～73#墩
5
LZDK6+000
630
桑树坝村场地，74#～91#墩
6
LZDK7+300
630
92#～110#墩，左2#～左12#
7
LZDK8+000
400
左13#～左42#墩
8
2#拌合站内
500
拌合站，试验室
9
LYDK8+000
630
右线LYDK7+300～LYDK8+200
10
LYDK8+400
315
LYDK8+200~LYDK8+800
11
LYDK9+000内左30m场地内
400
铁路东侧场地，
右线LYDK88+800～LYDK9+240
合计
5205
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