厦漳跨海大桥北汊主桥建造技术.ppt

1、福建厦漳大桥有限公司 总工程师易云焜厦漳跨海大桥北汊主桥建造技术福建厦漳大桥有限公司主要内容 北汊主桥概况 基础 承台 塔柱 斜拉索 主梁架设第一章 北汊主桥概况 1.1 1.1 建建设设条件条件 1.2 1.2 总总体体设计设计 1.3 1.3 施工施工历历程程1.1 建设条件 1.1.1 1.1.1 通航通航论证论证 1.1.2 1.1.2 场场地地震安全性地地震安全性评评价价 1.1.3 1.1.3 工程地工程地质质 1.1.4 1.1.4 气象和水文气象和水文1.1.1 通航论证3 3 3 3万吨级集装万吨级集装万吨级集装万吨级集装箱、箱、箱、箱、3.53.53.53.5万吨万吨万吨万

2、吨级散货船级散货船级散货船级散货船双向通航双向通航双向通航双向通航 北岸码头岸壁至南岸索塔承台边缘净距630米；通航净空高度在设计最高通航水位以上不小于53米；通航净空宽度不小于375米。1.1.2 场地地震安全性评价 E1 E1：100100年超越概率年超越概率10%10%（950950年年)E2 E2：100100年超越概率年超越概率5%5%（19501950年）年）地表面水平向设计反应谱参数（阻尼比地表面水平向设计反应谱参数（阻尼比0.020.02）概率水准地震系数KhP100=0.100.246P100=0.050.375据不完全统计，在国内已建特大跨径桥梁中最大！1.1.3 工程地质

3、 球状风化花岗岩地层，基岩风化突变。探头石、孤石多而大。层底标高层厚岩土名称-40.11.8微风化花岗岩孤石-76.736.6强风化花岗岩（砂砾状）-88.211.5强风化花岗岩（碎块状）-92.454.25中风化花岗岩孤石-94.652.2微风化花岗岩孤石-106.0511.4强风化花岗岩（碎块状）-109.53.45微风化花岗岩孤石-113.84.3强风化花岗岩（碎块状）1.1.4 气象和水文 厦门湾，多台风地区（6月9月）。一日两潮，潮差约4米。最大水流速2m/s。设计基本风速设计基本风速设计基本风速设计基本风速39.7m/s39.7m/s39.7m/s39.7m/s！相当！相当！相当！

4、相当于于于于14141414级台风！级台风！级台风！级台风！1.2 总体设计 1.2.1 1.2.1 结结构体系构体系 1.2.2 1.2.2 主要构件主要构件 1.2.3 1.2.3 关关键键构造构造 1.2.4 1.2.4 材料指材料指标标1.2.1 结构体系立面布置图体系指标指标高跨比跨宽比边主跨比数值0.224 20.53 0.42 说明：主跨跨径780m,边跨跨径95+230=325m，塔高（桥面以上）178m，桥宽38m。1.2.1 结构体系支座布置图半漂浮体半漂浮体半漂浮体半漂浮体系系系系1.2.1 结构体系纵向阻尼装置示意图1.2.2 主要构件227227227227米！米！米

5、！米！宝石型桥塔,，塔高227米，其中下塔柱48.9米，中塔柱97.1米，上塔柱81米。1.2.2 主要构件热挤聚乙烯高强钢丝斜拉索1.2.2 主要构件流线型扁平钢箱梁1.2.3 关键构造锚拉板索梁锚固1.2.3 关键构造钢牛腿钢锚梁索塔锚固1.2.4 材料指标注：全桥面积=1430*38=54340m2构件主要材料数量材料指标主塔塔身、过渡墩、辅助墩混凝土C5041760(m3)0.77 钢筋HRB335(HRB400)8737(t)0.16 拉索钢丝73236(t)0.060 主梁钢材Q345C(Q370qC)28044(t)0.52 1.3 施工历程部位数量(单塔)施工时间工效(d)备

6、注桩基36根2009.8.12010.6.747天/根层状风化花岗岩，钻机共12台，回旋钻5台，冲击钻7台。承台1个2010.6.72010.9.1196天/个锁口大板单臂围堰，水下封底，分两层浇注。下塔柱49米2010.9.112010.12.310.4米/天在标高26.7米、43.7米处设置拉杆两道下横梁1个2010.12.312011.3.1372天/个同步施工，分两次浇注。1.3 施工历程中塔柱97米2011.3.132011.8.80.7米/天在标高68.6米、88.6米、106.6米、124.6米、142.6米处设置撑杆五道。含中塔柱交会段6m。上塔柱81米2011.8.82011

7、.12.190.6米/天含钢锚梁安装，同时施工墩旁支架。墩顶段5段2011.10.202011.12.1912天/段含两套桥面吊机安装。标准段24段2011.11.192012.6.299.3天/段边跨箱梁段架设按设计要求与中跨对应。合龙段1段2012.6.292012.7.34.0天/段配切为主、辅助顶推合龙。第二章 基础 2.1 2.1 设计设计方案方案 2.2 2.2 施工方案施工方案 2.3 2.3 后后评评价价2.1 设计方案 2.1.1 2.1.1 基本条件基本条件 2.1.2 2.1.2 方案比方案比选选 2.1.3 2.1.3 施工施工图设计图设计2.1.1 基本条件2.1.1

8、 基本条件2.1.2 方案比选基础基础形式形式沉沉沉沉 井井井井 桩基础桩基础桩基础桩基础结构结构受力受力特性特性整体稳定性好、刚度大整体稳定性好、刚度大,受力明确受力明确,可以承受较大的竖向和水平荷载。可以承受较大的竖向和水平荷载。适应地层的能力强适应地层的能力强,稳定性好稳定性好,整体整体刚度约小刚度约小,承载力比较均匀承载力比较均匀,但单桩但单桩受力特性有一定离散性。受力特性有一定离散性。施工施工难度难度规模较大规模较大,结构复杂结构复杂,下沉深度较大下沉深度较大,需要较高精度的施工控制及较多的需要较高精度的施工控制及较多的施工设备施工设备,施工难度大。施工难度大。工艺多、成熟工艺多、成

9、熟,对地质和施工条件对地质和施工条件适应性好适应性好,数量大。数量大。工期工期工期较长工期较长,须在台风到来前下沉。须在台风到来前下沉。工期短工期短,受台风等因素影响较小。受台风等因素影响较小。比较适合的有桩基础和沉井基础。沉井基础能够充分利用埋深在40-45m位置的砂砾石层或强风化岩层；但在风化岩体或孤石沉降困难,且纠偏困难。如桩基础，则弱、微风化面起伏很大，需采取长短桩。2.1.2 方案比选建安建安费费1164611646万元万元1094110941万元万元 综合综合评述评述 1.1.沉井基础刚度大沉井基础刚度大,整体性好整体性好,受力明确受力明确,但施工需要大型锚碇系统、浮运但施工需要大

10、型锚碇系统、浮运和下沉需困难和下沉需困难,加工、浮运定位、下沉均需要较高的技术水平加工、浮运定位、下沉均需要较高的技术水平,施工风险施工风险较大较大,工程造价和成本较高。工程造价和成本较高。2.2.桩基础的穿透能力较强桩基础的穿透能力较强,可以将上部结构的荷载传递到较深的地层中可以将上部结构的荷载传递到较深的地层中,容易选择承载能力相对较理想的地层容易选择承载能力相对较理想的地层,同时桩基础也比较灵活同时桩基础也比较灵活,形式多样形式多样,具有施工机具简便、技术简单、适用范围较广、造价较低。具有施工机具简便、技术简单、适用范围较广、造价较低。从地质、水文、经济等角度分析，推荐采用群桩基础方案。

11、从地质、水文、经济等角度分析，推荐采用群桩基础方案。2.1.3 施工图设计2.1.3 施工图设计单塔桩数布置形式类别桩径(m)桩长(m)单桩极限承载力(t)36梅花型嵌岩桩3.02.573.811110000砼数量(C35)钢筋重(t)指标(kg/m3)钢护筒长(m)筒壁厚(mm)单筒重(t)16728106063252547桩基基本设计参数2.2 施工方案 2.2.1 2.2.1 实实施条件施条件 2.2.2 2.2.2 实实施方案施方案 2.2.3 2.2.3 实实施情况施情况2.2.1 实施条件已有栈桥110米钻深36根桩、8个月工期2.2.2 实施方案北汊栈桥钻孔平台大直径、超长钻深回

12、转钻机共36根、8个月6台钻机、6个循环2.2.3 实施情况北塔桩基从2009年8月1日开始施工，至2010年6月7日最后一个桩基结束，历时310天；南塔桩基从2009年8月1日开始施工，至2010年4月10日最后一个桩基结束，历时253天。全桥共72根桩，经声测管检测，全部为A类桩。北塔桩基是全桥工期的一个控制性节点，施工单位进行了课题研究海中球状风化花岗岩地层大直径超长钻孔桩施工技术研究。2.3 后评价桩基施工是全桥工期控制的核心。厦门湾地区多为花岗岩、或辉绿熔岩，弱、微风化面起伏大，孤石多，且常见风化深槽。如北塔钻孔范围内出现2个风化深槽，致使两根相邻的桩，微风化面相差4050米。岩性变

13、化剧烈，容易形成斜孔和s形弯孔；钻杆摆动大，钻杆容易疲劳断裂。为防止斜孔和弯孔，需对回转钻机采取导向和配重等措施。在地质复杂的花岗岩地区，逐桩钻孔对特大跨度桥梁是很有必要的。既能确保桩基设计的合理性和可靠性，也能为钻进参数选择提供依据，减少斜孔和弯孔的几率。2.3 后评价由于海水中含有大量Cl-、Ca2+、Na+等带电离子，海水泥浆悬浮性能和稳定性差，造出的泥浆粘度小，胶体率低，泥浆护壁质量差，易塌孔而引起埋钻和断桩；易沉淀而形成断桩。因此，不得海水造浆。虽然设计要求桩基进入弱、微风化岩层，但按摩擦桩计算。桩基承载力试验证明了计算模式的正确性。2.3 后评价厦门湾地区桩基施工基本上为冲击钻。冲

14、击钻设备简单、适应性强，但成孔桩长不宜超过60m。花岗岩地质钻渣颗粒大，要求的泥浆比重大，容易引起泥皮厚度过大，降低桩基承载力。在灌注混凝土之前，必须二次清孔。二次清孔二次清孔二次清孔二次清孔不得海水不得海水不得海水不得海水造浆造浆造浆造浆第三章 承台 3.1 3.1 设计设计方案方案 3.2 3.2 施工方案施工方案 3.3 3.3 后后评评价价3.1 设计方案横桥向立面图顺桥向立面图3.1 设计方案底层钢筋顶层钢筋横桥向长(m)顺桥向长(m)高(m)砼数量(C40)钢筋重(t)指标(kg/m3)42296.5787258174 承台基本设计参数3.2 施工方案 3.2.1 3.2.1 实实

15、施条件施条件 3.2.2 3.2.2 实实施方案施方案 3.2.3 3.2.3 实实施情况施情况3.2.1 实施条件底面标高-2.8m顶面标高3.7m最高高潮位4.511m最低低潮位-3.209m海床标高-3.100m淤泥海岸 平均高潮位2.411m平均低潮位-1.579m计划工期3个月3.2.2 实施方案水中承台围堰施工淤泥海岸最大潮差6.92m套箱或吊箱围堰潮汐钢板桩围堰3.2.2 实施方案高桩承台吊箱围堰普通承台套箱或钢板桩围堰经济钢板桩围堰运输设备3.2.2 实施方案潮汐木屑混沙封堵水泵抽水水下封底抽水封底标标根据自身根据自身根据自身根据自身情况选择情况选择情况选择情况选择3.2.2

16、实施方案7872m3温度裂缝分层浇筑温控水管42m收缩裂缝上下层滞后15天砼入模温度3.2.3 实施情况北塔承台从2010年6月7日开始施工，至2010年9月11日结束，历时96天；南塔承台从2010年4月11日开始施工，至2010年7月20日结束，历时99天。温度裂缝控制良好，但产生了收缩裂缝。承台中采取了厚保护层（9cm）、阴极保护、阻锈剂等防腐措施，收缩裂缝经注浆封闭处理后不影响结构的功能及耐久性。实际砼浇筑速度在80m3/h，每层砼浇筑时间为2天。标水下封底效果良好，未发现漏封；标封底为50cm碎石+50cm C25垫层砼，未发生管涌现象。砼浇筑在78月份高温季节，实际入模温度白天为30左右，夜间在25左右。砼内外最大温差为26。3.3 后评价承台为大体积混凝土结构，非常容易发生温度裂缝。北汊主桥通过采取分层浇筑、温控水管、控制砼入模温度等措施，确保砼内外温差不超过25，避免了温度裂缝。通过合适的配合比，减少单位砼的热量，延迟砼热量产生的速度，才是避免温度裂缝的根本措施。设计推荐围水方案为双层钢套箱，实际施工单位均采取锁口钢板桩围堰。实践证明锁口钢板桩围堰是非常合适的方案。加强