运宝黄河大桥技术策划.docx

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运宝黄河大桥技术策划

运城至灵宝高速公路

运宝黄河大桥

技术策划书

中交第二航务工程局运宝黄河大桥项目经理部

二○一五年一月

第一章项目概况3

1.1项目简介3

1.2自然条件21

1.3施工条件24

1.4工程特点25

第二章项目总体部署及节点工期目标26

2.1项目管理模式26

2.2施工总体布置及临时措施28

2.3工期节点目标42

2.4主要设备计划43

第三章主要施工方法46

3.1分部分项工程施工顺序46

3.2钢便桥及钢平台施工48

3.3主桥施工53

3.4副桥施工113

3.5引桥施工119

第四章项目施工的重点及难点技术分析和预案措施120

4.1项目施工的重、难点120

4.2对策分析及措施121

第五章待解决的技术问题123

5.1钢护筒入土深度问题123

5.2承台开挖深度123

第六章重要技术方案编制计划123

第七章项目科技创新计划124

第一章项目概况

1.1项目简介

运宝黄河大桥位于山西省芮城县陌南镇柳弯村和河南省灵宝县老城村之间，是山西省的重点公路工程，是沟通晋西南和豫西北的重要公路桥梁。

运宝黄河大桥跨越黄河三门峡水库库区，距上游的风陵渡黄河大桥75Km，距下游的三门峡黄河大桥35Km，距下游三门峡水库大坝51.4Km。

本项目跨越山西运城湿地自然保护区、河南黄河湿地国家级自然保护区、圣天湖鲶鱼黄河鲤鱼及黄河中游禹门口至三门峡段国家级水产种资源保护区等多处环境影响敏感区域。

图1-1项目位置图

大桥采用6车道高速公路标准建设，工程起讫桩号为K30+339～K32+029，桥梁全长1690m，设计速度80Km/h，设计荷载公路-1级。

主桥采用（110m+2×200m+110m）波形钢腹板单索面矮塔斜拉桥，整体式上部结构，桥面宽34m；副桥采用（48m+9×90m+48m）波形钢腹板钢构-连续组合体系梁桥，引桥采用（4×40m）预应力T梁，副桥及引桥桥面分幅，单幅宽度15.5m。

图1-2项目组成及走向图

1.1.1桥跨布置

运宝黄河大桥桥跨布置为4×40m预应力混凝土T梁（引桥）+110m+2×200m+110m波形钢腹板矮塔斜拉（主桥）+48m+9×90m+48m连续梁—连续钢构组合梁（副桥）。

桥跨布置见下图：

图1-3桥跨布置图

1.1.2主桥

（1）结构体系

主桥采用（110m+2×200m+110m）矮塔斜拉桥，墩、塔、梁固结体系，主梁采用波形钢腹板箱梁，桥墩采用等截面实心双薄壁墩，钻孔灌注桩基础。

主桥结构体系如下图：

图1-4主桥立面图

（2）基础

Z2、Z3、Z4主墩基础采用35根直径φ2.0m，桩长分别为84m、67m、77m的摩擦桩，永久性钢护筒，承台平面尺寸为33m×23m×5m。

图1-5主塔基础结构图

Z1、Z5边墩基础采用21根直径φ2.0m，桩长分别为60m、70m的摩擦桩，永久性钢护筒，承台平面尺寸为33.5m×14.5m×4m。

图1-6边墩基础结构图

表1-1主桥桩基汇总表

编号

墩位

直径（m）

长度（m）

根数（根）

小计

10710

147

（3）墩身

Z2、Z3、Z4主墩采用4肢等截面实心墩（墩顶10m段为外倒81°的加宽段），断面尺寸6m×2.2m，墩高分别为40m、45m、45m。

图1-7主桥桥墩立面图

图1-8主桥桥墩平面图

图1-9连接墩立面图

图1-10连接墩平面图

（4）主塔

主塔布置在桥梁中心线位置，为单塔双索面结构，塔高33m，塔顶2.5m为装饰块。

图1-11主塔立面图

图1-12主塔平面图

（5）主梁

主梁采用单箱5室断面，中间两道为砼腹板，其余四道为波型钢腹板的PC箱梁结构，主梁底宽25m，顶宽34m,梁顶设2%双向横坡。

跨中梁高3m，底板厚0.30m；根部梁高7m，底板厚1.2m。

顶板厚度60cm。

波型钢腹板采用Q345c耐候钢材，直腹板，波长160cm，波高22cm，水平面板宽43cm。

为了提高整个结构的横向抗变形能力，同时能将斜拉索的索力有效传递至整个截面上的所有腹板，在斜拉索对应位置均设置了砼横隔梁。

波形钢腹板采用1600型Q345qCNH耐候钢材，直板段长度430mm，斜板段水平投影长度370mm，直线长度430mm，波高220mm，板厚16～18mm。

波形钢腹板与主梁砼顶板采用T-PBL（双开孔板）连接，边腹板波形钢腹板与底板砼采用外包式连接，次边腹板波形钢腹板与底板砼采用插入式连接。

主梁0#块长560cm×2=1120cm、1#块长160cm，高度700cm，底板厚度由170cm渐变为120cm，顶板厚度60cm，设两道砼横隔墙。

标准节段共21个（2#—22#），其中（2#—7#）节段长320cm，（8#—22#）节段长480cm，梁高由700cm渐变为300cm（其中梁高变化段长度为8800cm），底板厚度由120cm渐变为30cm，顶板厚度60cm，其中2#—9#节段不设砼横隔墙，10#—21#节段各设1道砼横隔墙。

边跨现浇段长820cm，合龙段长320cm，梁高300cm，底板厚度30cm，顶板厚度60cm，无砼横隔墙。

图1-13主梁节段划分图

图1-14主梁标准图

图1-15波形钢腹板与砼上部连接示意图

图1-16波形钢腹板与砼下部连接示意图

图1-17波形钢腹板箱梁内部图

表1-2主桥波形钢腹板分节重量统计表

节段号

编号

重量（kg）

编号

重量（kg）

ZBa1

1485.3

ZBb1

1888.9

ZBa2

2915.4

ZBb2

3707.7

ZBa3

2807.6

ZBb3

3570.6

ZBa4

2702.8

ZBb4

3437.3

ZBa5

2601.8

ZBb5

3308.9

ZBa6

2503.8

ZBb6

3184.2

ZBa7

3966.3

ZBb7

3966.3

ZBa8

3816.1

ZBb8

3816.1

ZBa9

3600.9

ZBb9

3600.9

ZBa10

3399.0

ZBb10

3399.0

ZBa11

3210.4

ZBb11

3210.4

ZBa12

3034.3

ZBb12

3034.3

ZBa13

2872.2

ZBb13

2872.2

ZBa14

2542.6

ZBb14

2724.1

ZBa15

2590.0

ZBb15

2590.0

ZBa16

2470.5

ZBb16

2470.5

ZBa17

2365.7

ZBb17

2365.7

ZBa18

2276.3

ZBb18

2276.3

ZBa19

2203.6

ZBb19

2203.6

ZBa20

2147.7

ZBb20

2147.7

ZBa21

2110.7

ZBb21

2110.7

ZBa22

2096.0

ZBb22

2096.0

ZBa23

1273.1

ZBb23

1619.1

ZBa24

1273.1

ZBb24

1619.1

（6）斜拉索体系

斜拉索布置在中央分隔带内，采用双索面布置，每个索面按13对钢索布置，横向间距为100cm，主梁锚固端间距为480cm。

斜拉索采用OVMAT可单根更换的环氧涂层钢绞线斜拉索体系。

塔内设分丝管，塔外设抗滑件锚固装置，梁端张拉。

斜拉索采用HDPE护套进行防护，为便于监测索力，索体内设磁通量传感器。

图1-18主桥斜拉索示意图

图1-19斜拉索装配示意图

（7）预应力体系

体内预应力体系采用三向预应力，即设在箱梁顶底板内的纵向预应力、箱梁顶板内的横向预应力和中腹板内的竖向预应力，均采用ф15.2高强度低松弛预应力钢绞线。

为增加主梁截面的整体性，主梁内设置了体外预应力体系，采用19ф15.2环氧涂层高强度低松弛钢绞线。

1.1.3副桥

（1）结构体系

副桥采用（48m+9×90m+48m）连续梁—连续刚刚组合梁，其中F4～F7#墩为双肢薄壁墩，采用墩、梁固结体系；其余为薄壁空心墩，采用墩、梁分离，主梁采用波形钢腹板箱梁，钻孔灌注桩基础。

副桥结构体系如下图：

图1-20副桥结构体系图

（2）基础

桩基均为φ2.0m摩擦桩，其中F1～F10（单幅）每个墩12根、F11（单幅）为9根，承台F1～F10平面尺寸为14m×19m×4m、F11为14m×14m×4m。

图1-21副桥基础结构图

表1-3副桥桩基汇总表

编号

墩位

直径（m）

长度（m）

根数（根）

12根×2幅=24

F10

12根×2幅=24

F11

9根×2幅=18

小计

18366

258

（3）墩身

F1至F10号刚构部分墩身采用双肢实心墩，壁厚1.4m；连续部分墩身采用等截面空心墩,墩身横桥向宽度8.5m，顺桥向宽度4.5m，壁厚0.8m；F11为连接墩，采用等截面空心墩，墩身横桥向宽度8.5m，顺桥向宽度3.5m，壁厚0.8m。

表1-4副桥墩身汇总表

编号

墩位

结构形式

断面尺寸（m）

高度（m）

空心墩

8.5×4.5

空心墩

8.5×4.5

37.1

空心墩

8.5×4.5

36.7

双肢实心墩

8.5×1.4

37.3

双肢实心墩

8.5×1.4

36.7

双肢实心墩

8.5×1.4

36.4

双肢实心墩

8.5×1.4

40.1

空心墩

8.5×4.5

37.1

空心墩

8.5×4.5

35.3

F10

空心墩

8.5×4.5

34.8

F11

空心墩

8.5×3.5

37.5

图1-22实心墩结构图

图1-23薄壁空心墩结构图

（4）主梁

主梁采用波形钢腹板PC箱梁，单箱单室断面，底宽8.5m，顶宽15.5m，梁顶设2%双向横坡，采用纵向、横向预应力砼结构。

跨中梁高2.7m，底板厚0.3m；根部梁高5.5m，底板厚1.2m。

跨间设4道砼横隔梁。

其中（F1-F3，F8-F11）号墩与主梁通过支座连接，为连续梁桥体系；（F4-F7）号墩与主梁固结，为钢构体系。

波形钢腹板采用1600型Q345qCNH耐候钢材，直板段长度430mm，斜板段水平投影长度370mm，直线长度430mm，波高220mm，板厚14～16mm。

表1-5副桥波形钢腹板分节重量统计表

节段号

编号

节段长（m）

重量（kg）

ZB1

1.6

1624.6

ZB2

3.2

3076.0

ZB3

3.2

2857.0

ZB4

3.2

2654.3

ZB5

4.8

3639.4

ZB6

4.8

3277.1

ZB7

4.8

2974.3

ZB8

4.8

2734.3

ZB9

4.8

2561.5

ZB10

4.8

2464.5

ZB11

3.2

1624.3

主梁0#块长680cm×2=1360cm、1#块长160cm，高度550cm，底板厚度由120cm渐变为80cm，顶板厚度35cm，设2道砼横隔墙。

标准节段共8个（2#—9#），其中（2#—4#）节段长320cm，（5#—9#）节段长480cm，梁高由550cm渐变为270cm（其中梁高变化段长度为3360cm），底板厚度由120cm渐变为30cm，顶板厚度35cm，其中5#—8#节段各设1道砼横隔墙。

边跨现浇段长440cm，合龙段长320cm，梁高270cm，底板厚度30cm，顶板厚度35cm，无砼横隔墙。

图1-24副桥主梁节段划分图

图1-25（F4～F7）零号块结构图

图1-26（F1～F3、F8～F10）零号块结构图

（4）预应力体系

体内预应力体系由设在箱梁顶底板内的纵向预应力、顶板内的横向预应力组成，均采用ф15.2高强度低松弛预应力钢绞线。

腹板全为波形钢腹板，故不设置竖向预应力。

为增加主梁截面的整体性，主梁内设置了体外预应力体系，采用21ф15.2环氧涂层高强度低松弛钢绞线。

1.1.4引桥

（1）基础

桩基均为φ1.5m摩擦桩，0#桥台、Y1～Y3（单幅）每个墩6根。

承台平面尺寸为12m×6.5m×3m。

图1-27引桥基础结构图

表1-6引桥桩基汇总表

编号

墩位

直径（m）

长度（m）

根数（根）

0#桥台

1.5

6根×2幅=12

1.5

6根×2幅=12

1.5

6根×2幅=12

1.5

6根×2幅=12

小计

2736

（2）墩身、盖梁

采用薄壁空心墩，墩身横桥向宽度8.5m，顺桥向宽度3.0m，横桥向壁厚0.8m，顺桥向壁厚0.6m。

盖梁长×宽×高＝14.76m×3.3m×2.5m，设1%横坡。

图1-28引桥墩身结构图

表1-7引桥墩身汇总表

编号

墩位

结构形式

断面尺寸（m）

高度（m）

薄壁空心墩

8.5×3

薄壁空心墩

8.5×3

薄壁空心墩

8.5×3

（3）预制T梁

引桥上部结构采用40m装配式预应力砼连续T梁，主梁高2.5m，预制安装施工，采用先简支后连续施工工艺。

图1-29引桥横断面布置图

1.1.5主要工程数量表

表1-8主要工程数量汇总表

序号

部位

项目

单位

主桥

引桥

副桥

合计

基础

桩基钢筋

1936.1

321

3678.9

5936

Φ2.0米钻孔桩

10710

18366

29076

Φ1.5米钻孔桩

2736

承台钢筋

700.4

61.5

1191.2

1953.16

承台砼

15271

2493.3

23408

41172.3

下部结构

墩柱砼

10448

2742.2

18945.3

32135.5

盖梁砼

495.5

696.7

1192.2

桥台砼

62.7

钢筋

1068.1

567.6

2750.4

4386.1

钢筋焊网

94.1

112.7

206.8

上部结构

钢筋

4208.4

534.7

4080.0

8823.1

砼

27842.8

3482.6

25424.6

56750.0

钢绞线

1423.5

117.9

1160.6

2702.0

精轧螺纹钢

251.9

99.3

351.2

波形钢腹板

1686.3

2359.8

4046.1

附属结构

钢筋

414.8

114.8

1522.7

2052.3

钢筋焊网

18.0

57.3

324.4

399.7

砼

3232.3

910.2

4683.0

8825.5

沥青砼

1798.0

469.1

2629.1

4896.2

合计

砼

236269.3

钢筋

23150.7

钢绞线

2702.0

精轧螺纹钢

351.2

钢筋焊网

606.5

波形钢腹板

4046.1

说明：

本桥最大冲刷深度达到20m，且地下水、地表水对砼结构及钢筋均具微腐蚀性，桥墩桩基、承台、墩身砼采用防渗砼，防渗等级为P8。

1.1.6技术标准

本合同段按双向六车道高速公路标准建设。

主要涉及标准如下：

（1）设计速度：

80Km/h；

（2）汽车荷载标准：

公路－Ⅰ级；

（3）通航标准：

IV级；

（4）设计洪水频率：

1/100；1/300（特大桥）；

1.2自然条件

1.2.1地形、地貌

桥址区黄河流向近NE，桥址区地貌单元属黄河河谷区，微地貌单元主要有河床、河漫滩、Ⅰ～Ⅱ级阶地、黄土陡坎及斜坡。

区内黄河河道宽阔平缓，宽约360m。

桥址区大部分地段位于黄河河床、河漫滩及Ⅰ级阶地内，地面高程介于309.90～356.61m之间，运城端桥台与河底相对高差约为47m，地形较平缓。

图1-30桥址区全貌图

1.2.2气候条件

项目区属大陆性半干旱半湿润季风气候，春季多风少雨干旱，夏季酷热。

降雨多集中在7月～9月。

多年平均气温为12.9℃，极端最高气温42.4℃，极端最低气温-18.7℃。

多年平均风速为2.7m/s，极大风速达28.2m/s。

土壤最大冻结深度为38cm，一般11月底封冻，翌年2月下旬解冻。

图1-31气温走势图

根据芮城县气象站提供的资料统计，每年11月中旬至次年2月中旬月平均最低温度＜-5℃，不具备施工条件，拟考虑90d冬休。

1.2.3水文条件

本项目桥位距离下游三门峡水电站大坝51.4Km，目前三门峡水库基本上采取汛期泄洪排沙、非汛期蓄水发电的运用方式，形成“冬春水深、夏秋水浅”的现象，并根据国家水利部的要求从2002年11月开始按照非汛期平均水位不超过315m、最高运用水位不超过318m（大沽高程）进行蓄水控制。

根据三门峡市水文站提供的距离桥址下游16Km的大禹渡口近10年水文观测资料，桥位区最高水位319.49m，最大流速3.2m/s。

本项目位于黄河中游的三门峡库区内，基本不产生冰凌灾害，仅个别年份河面出现薄冰。

1.2.4地质条件

桥址区地貌单元属河谷阶地区，地形平缓，无不良地质现象发育，场地稳定性较好，地基稳定性较差。

土层自上而下依次为：

粉土、卵石、细砂、粉质黏土。

其中饱和粉土、细砂具有液化性，地基液化等级为轻微～严重；卵石分布于河床、河漫滩及Ⅰ级阶地，揭露厚度为1.1～10.2m，一般粒径30～50mm，最大粒径150mm，其中粒径大于20mm颗粒约占总质量70%，充填细砂，饱和，稍密。

桥址区内地表水、地下水对钢筋及砼结构具微腐蚀性。

表1-9主桥、副桥墩位详细地质情况统计表

墩号

泥面标高（m）

承台底标高（m）

桩底标高（m）

结构层

厚度

（m）

结构层底标高（m）

主桥Z2

309.3

307.566

223.566

粉土

7.33

301.97

细砂

12.7

289.27

粉质粘土

258.27

细砾

44.8

213.47

主桥Z3

310.05

303.712

236.712

粉土

13.8

296.25

卵石

10.2

286.05

粉质粘土

1.6

284.45

细砂

11.3

273.15

粉质粘土

6.1

267.05

细砂

11.4

255.65

粉质粘土

17.1

238.55

细砂

27.25

211.30

主桥Z4

311.75

303.526

226.526

粉土

2.76

308.99

细砂

9.8

299.19

卵石

10.2

288.99

粉质粘土

285.99

细砂

27.8

258.19

粉质粘土

24.9

233.29

细砂

16.1

217.19

副桥F3

317.834

311.864

239.864

粉土

11.2

306.66

粉土

7.5

299.16

卵石

7.8

291.36

粉质粘土

0.88

290.48

细砂

15.12

275.36

粉质粘土

1.4

273.96

细砂

14.1

259.86

粉质粘土

14.6

245.26

细砂

7.6

237.66

副桥F6

317.404

311.464

241.464

粉土

8.1

309.27

粉土

7.4

301.87

卵石

6.5

295.37

细砂

32.2

263.17

粉质粘土

12.9

250.27

细砂

5.9

244.37

粉质粘土

1.5

242.87

细砂

5.5

237.37

副桥F10

316.624

310.564

243.564

粉土

4.7

311.92

粉土

7.3

304.62

卵石

5.1

299.52

细砂

282.52

粉质粘土

1.9

280.62

细砂

266.62

粉质粘土

10.9

255.72

细砂

7.2

248.52

粉质粘土

1.3

247.22

细砂

11.2

236.02

1.3施工条件

1.3.1交通运输

山西侧：

沿县道X829由运城市柳湾村进入引桥位置，通过修筑450m的进场道路进入进入主桥施工现场。

河南侧：

由灵宝市大王镇进入（7.0m宽水泥路），修筑260m进场道路达到本项目副桥终点位置，后进入施工临时便道和栈桥。

物资、设备和人员进场比较方便。

图1-32进场道路示意图

1.3.2水、电、燃料资源

水、电、燃料资源充足。

现场施工用水抽取黄河水经蓄水池储存、过滤、净化后作为施工用水。

经测算，施工高峰期每天混凝土浇筑方量可达2000m³左右，按方混凝土用水量200kg计，高峰期搅拌站每天用水量可达400T。

用水量较大，故搅拌站用水拟采用井水，对井水采取净化措施，水质分析鉴定符合要求后方可使用。

饮用水采用净化水或自来水。

1.3.3通讯条件

项目所在位置可接入光缆，通信条件较好。

1.4工程特点

（1）桥梁结构型式新颖

本标段主桥采用单箱

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