常泰大橋柱墩施工方案一、工程概況1.1項目背景常泰大橋作為長江上首座集高速公路、城際鐵路、一級公路"三位一體"的過江通道，全長10.03公里，公鐵合建段長5299.2米。其中，主航道橋采用雙塔雙索面鋼桁梁斜拉橋結構，主跨1176米，為目前世界最大跨度公鐵兩用斜拉橋。主塔采用四塔肢"鉆石"型結構，總高度達352米，為全球在建橋梁中橋塔高度之最。1.2柱墩結構特點本項目柱墩結構主要包括下塔柱、中塔柱和上塔柱三個區(qū)段：下塔柱：采用鋼筋混凝土結構，高度范圍為承臺頂面至下橫梁底部，截面尺寸由下至上逐漸收縮中塔柱：采用鋼筋混凝土結構，高度范圍為下橫梁頂部至上橫梁底部，呈空間鉆石形結構，傾斜角度達8度上塔柱：總高120.9米，分為十個節(jié)段，首創(chuàng)采用"鋼箱-核心混凝土"組合索塔錨固結構，充分利用鋼材與混凝土兩種材料的力學性能差異1.3工程地質與水文條件橋位處地質條件復雜，主要穿越粉質黏土層、砂層及巖層。水文條件受長江潮汐影響顯著，水流速度較快，年平均水位變幅達6米。施工區(qū)域屬亞熱帶季風氣候，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥，最大風速可達18m/s。二、施工總體部署2.1施工組織架構項目采用矩陣式管理結構，設立三級管理體系：項目管理委員會：負責項目整體決策、協(xié)調和監(jiān)督項目管理部：下設工程管理部、質量管理部、安全管理部、物資管理部等部門施工項目部：負責現(xiàn)場施工組織實施，配置橋梁工程、鋼結構工程、測量工程等專業(yè)技術人員2.2施工分區(qū)與流程根據(jù)柱墩結構特點，采用"由下至上、分區(qū)段、分節(jié)段"的施工原則：下塔柱施工：從承臺頂面開始，采用液壓爬模施工工藝，分節(jié)段澆筑中塔柱施工：下橫梁施工完成后，繼續(xù)采用液壓爬模施工，注意空間傾斜角度控制上塔柱施工：中塔柱施工至設計標高后，安裝鋼混結合段，然后進行鋼箱節(jié)段吊裝及核心混凝土澆筑2.3施工機械設備配置主要施工機械設備配置如下：起重設備：全球首臺萬噸米級上回轉塔機，最大起重量750噸，最大起升高度400米混凝土設備：HZS120型混凝土攪拌站2座，輸送泵4臺，布料機2臺模板系統(tǒng)：液壓爬模系統(tǒng)4套，每套包含模板、爬架、液壓系統(tǒng)等測量設備：LeicaTS60全站儀2臺，TrimbleS9GNSS接收機2臺，高精度水準儀4臺專用設備：智能取土機器人2臺，用于沉井基礎施工；智能溫控系統(tǒng)2套，用于大體積混凝土施工三、主要施工工藝3.1基礎施工3.1.1鉆孔灌注樁施工樁位測量：采用全站儀進行樁位精確放樣，設置護樁并做好標記鉆孔施工：采用旋挖鉆機成孔，樁徑2.0-2.8米，樁長100-122米，泥漿護壁清孔處理：采用換漿法清孔，確?？椎壮猎穸刃∮?0mm鋼筋籠制作與安裝：鋼筋籠在工廠分節(jié)制作，現(xiàn)場吊裝焊接，采用定位支架確保保護層厚度混凝土澆筑：采用導管法水下混凝土澆筑，混凝土強度等級C35，坍落度控制在180-220mm3.1.2沉井施工沉井制作：采用工廠預制與現(xiàn)場拼裝相結合的方式，分節(jié)段澆筑混凝土沉井下沉：采用智能取土機器人進行取土作業(yè)，機器人工作臂可360度旋轉、伸縮，解決取土盲區(qū)問題，取土效率達每小時200立方米沉井封底：采用水下混凝土封底，混凝土強度等級C30，導管法澆筑，確保一次連續(xù)澆筑完成夾壁混凝土澆筑：采用自密實混凝土，具有良好流動性及間隙通過性，實現(xiàn)水下25米無人振搗施工3.2下塔柱施工3.2.1施工準備承臺頂面處理：樁頭鑿除采用環(huán)切工藝，步驟為：放出樁頂標高→標記位置→環(huán)切樁頭鑿斜槽→樁頭鋼筋外混凝土清除→剝離鋼筋→樁頂樁芯混凝土清除→樁頂面整平測量放樣：精確測設下塔柱軸線及輪廓線，設置控制點和觀測點爬模安裝：安裝液壓爬模系統(tǒng)，進行調試，確保模板垂直度偏差不超過1/30003.2.2鋼筋工程鋼筋加工：在鋼筋加工場集中加工，嚴格控制鋼筋尺寸、彎折角度鋼筋安裝：采用"鋼筋片體—塊體—部品"的裝配化施工工藝，將鋼筋在地面預制成塊體，利用塔吊整體吊裝就位，減少高空作業(yè)鋼筋連接：主筋采用直螺紋套筒連接，連接質量符合規(guī)范要求，接頭錯開布置，同一截面接頭率不大于50%3.2.3模板工程模板設計：采用液壓爬模系統(tǒng)，模板面板采用18mm厚酚醛覆膜膠合板，背楞采用型鋼模板安裝：每節(jié)段模板高度6米，安裝時嚴格控制軸線位置、標高及垂直度模板拆除：混凝土強度達到設計強度的75%以上方可拆除，拆除順序為由上至下，分段拆除3.2.4混凝土工程混凝土配合比：采用C60混凝土，摻加粉煤灰、礦渣粉等礦物摻合料，減少水泥用量，降低水化熱混凝土澆筑：采用分層澆筑，每層厚度控制在30cm以內，采用插入式振搗棒振搗，振搗時間控制在20-30秒養(yǎng)護措施：覆蓋保濕棉被及塑料薄膜，夏季采用噴霧降溫，冬季采用電熱毯加熱，確保養(yǎng)護溫度不低于5℃3.3中塔柱施工3.3.1施工特點與難點中塔柱為空間鉆石形結構，傾斜角度達8度，施工難度主要體現(xiàn)在：空間定位難度大，需精確控制三維坐標模板系統(tǒng)受力復雜，需考慮傾斜帶來的水平力鋼筋安裝困難，空間角度變化大3.3.2液壓爬模系統(tǒng)優(yōu)化針對中塔柱傾斜特點，對液壓爬模系統(tǒng)進行專項優(yōu)化：增設抗傾覆裝置，確保模板系統(tǒng)穩(wěn)定調整液壓爬升系統(tǒng)，適應傾斜面爬升需求增加模板側向支撐，控制模板變形3.3.3鋼筋部品化施工創(chuàng)新采用鋼筋"搭積木"式施工工藝：在工廠將鋼筋預制成空間塊體，精確控制幾何尺寸利用BIM技術進行虛擬預拼裝，確保安裝精度采用專用吊具吊裝，減少高空調整工作量3.3.4混凝土澆筑工藝布料方式：采用布料機結合溜槽進行布料，確保混凝土均勻分布振搗控制：針對傾斜截面，調整振搗順序，從低側開始，逐漸向高側推進表面處理：由于傾斜角度大，混凝土表面采用專用抹面設備，確保平整度3.4上塔柱施工3.4.1鋼混結合段施工鋼混結合段是連接中塔柱和上塔柱的關鍵傳力結構，施工工藝如下：鋼混結合段工廠預制，尺寸為橫向16米，縱向16米，高度5.17米采用萬噸米級塔吊提升至240米高空，吊裝至設計位置設置雙層內撐桁架，提高整體剛度，集成吊具和調位系統(tǒng)支撐架功能通過多點支撐調位系統(tǒng)，實現(xiàn)三個方向精確定位，誤差控制在5mm以內3.4.2鋼箱節(jié)段吊裝上塔柱鋼箱分為10個節(jié)段，每個節(jié)段重約100噸，施工工藝如下：鋼箱節(jié)段工廠預制，采用三維坐標測量控制，確保幾何精度船舶運輸至施工現(xiàn)場，利用萬噸米級塔吊吊裝節(jié)段定位采用臨時匹配件，通過全站儀實時監(jiān)測調整節(jié)段連接采用高強度螺栓連接，終擰扭矩嚴格按設計要求控制3.4.3核心混凝土澆筑上塔柱鋼箱內核心混凝土澆筑工藝：采用C80自密實混凝土，通過配合比優(yōu)化確保流動性和填充性采用高位拋落法澆筑，利用混凝土自重實現(xiàn)密實分階段澆筑，每次澆筑高度不超過4米，間隔時間不少于24小時采用預埋溫度傳感器，實時監(jiān)測混凝土溫度變化3.5橫梁施工下橫梁和上橫梁均為大體積混凝土結構，施工工藝如下：支架系統(tǒng)：采用盤扣式腳手架，搭設高度根據(jù)設計要求確定，支架預壓消除非彈性變形模板系統(tǒng)：采用鋼模板，面板厚度12mm，背楞采用雙拼型鋼鋼筋工程：主筋采用直螺紋連接，鋼筋骨架在地面預拼后整體吊裝混凝土工程：采用分層澆筑，每層厚度50cm，預埋冷卻水管，采用智能溫控系統(tǒng)控制溫度裂縫四、測量控制技術4.1施工控制網(wǎng)建立平面控制網(wǎng)：采用GNSS技術建立高精度控制網(wǎng)，控制點間距500-800米高程控制網(wǎng)：采用二等水準測量建立高程控制網(wǎng)，閉合差控制在±20√Lmm監(jiān)測基準點：設置強制對中觀測墩，確保觀測精度4.2柱墩施工測量下塔柱測量：每節(jié)段施工完成后進行三維坐標測量，偏差控制在±10mm以內中塔柱測量：考慮空間傾斜特性，采用三維極坐標法測量，每節(jié)段至少測量3個斷面上塔柱測量：鋼箱節(jié)段安裝采用全站儀實時監(jiān)測，三維坐標偏差控制在±5mm以內4.3變形監(jiān)測沉降監(jiān)測：在承臺及塔柱關鍵部位設置沉降觀測點，觀測頻率為每施工節(jié)段1次傾斜監(jiān)測：采用測斜儀及全站儀相結合的方法，監(jiān)測塔柱傾斜度變化應力監(jiān)測：在塔柱關鍵截面預埋應力傳感器，實時監(jiān)測結構應力狀態(tài)五、質量控制措施5.1原材料質量控制水泥：選用低水化熱硅酸鹽水泥，溫度控制在55℃以內，進場溫度檢測每批1次骨料：建立遮陽骨料料倉，裝配噴霧通風系統(tǒng)，控制骨料溫度，含泥量小于0.5%鋼筋：進場時進行力學性能檢驗，每批不大于60噸檢驗1組外加劑：選用減水率大于25%的緩凝型聚羧酸高性能減水劑，進行相容性檢驗5.2混凝土質量控制配合比設計：優(yōu)化配合比，采用大摻量礦物摻合料，降低水泥用量，室內混凝土緩凝時間控制為25h攪拌控制：嚴格控制攪拌時間，每盤攪拌時間不少于90秒運輸控制：輸送管道采用橡塑海綿包裹，夏季灑水降溫，確保入模溫度不超過30℃澆筑控制：分層布料厚度控制在30cm以內，振搗棒插入深度為前層混凝土面下5-10cm5.3大體積混凝土溫控采用智能溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)全過程自動化監(jiān)測與控制：預埋溫度傳感器，實時監(jiān)測混凝土內部溫度自動調節(jié)冷卻水管通水流量，控制內外溫差不超過25℃采用覆蓋保溫措施，控制降溫速率不超過2℃/d溫度監(jiān)測頻率：澆筑后前3天每2小時1次，4-7天每4小時1次，之后每8小時1次5.4鋼結構施工質量控制鋼箱制作：工廠制作精度控制，面板平整度偏差不超過2mm/m焊接質量：采用無損檢測，對接焊縫100%超聲波檢測，T型焊縫進行磁粉檢測螺栓連接：扭矩系數(shù)試驗每2000套1組，終擰扭矩檢查比例為10%涂裝質量：表面處理達到Sa2.5級，涂層厚度滿足設計要求，附著力測試每200m21點六、安全保障措施6.1高空作業(yè)安全防護臨邊防護：設置1.2米高防護欄桿，滿掛安全網(wǎng)，底部設置20cm高擋腳板操作平臺：采用全封閉鋼制平臺，腳手板滿鋪，設置防滑措施安全帶系統(tǒng)：采用雙鉤五點式安全帶，設置安全母繩，確保"一人一繩"電梯安全：施工電梯設置雙重制動系統(tǒng)，限速器定期校驗，載重量不超過額定值6.2起重吊裝安全控制吊裝方案：重大吊裝作業(yè)編制專項施工方案，組織專家論證設備檢查：塔吊定期檢查，重點檢查鋼絲繩、吊鉤、制動系統(tǒng)等吊裝指揮：配備專職信號指揮員，使用對講機進行指揮，統(tǒng)一指揮信號吊裝區(qū)域：設置警戒區(qū)，嚴禁非作業(yè)人員進入，風速超過12m/s時停止吊裝6.3水上作業(yè)安全措施船舶管理：施工船舶配備AIS系統(tǒng)，設置防撞警示標志人員防護：配備救生衣、救生圈等救生設備，定期組織水上救生演練通航安全：設置助航標志，與海事部門保持聯(lián)動，確保施工期間通航安全防臺防汛：制定防臺防汛應急預案，配備應急物資，臺風來臨前做好防護措施6.4施工用電安全臨時用電：采用TN-S接零保護系統(tǒng)，實行"三級配電、兩級保護"配電箱：設置防雨、防觸電保護裝置，定期檢查漏電保護器高空用電：電纜采用絕緣良好的電纜，固定牢固，嚴禁拖地浸泡照明系統(tǒng)：作業(yè)區(qū)照明亮度不低于50lux，危險區(qū)域設置警示燈6.5應急預案與管理應急組織：成立應急領導小組，配備專職安全員和應急救援隊員應急物資：配備急救箱、擔架、滅火器等應急物資，定期檢查更新應急演練：每月組織一次應急演練，包括火災、高處墜落、物體打擊等場景事故處理：制定事故報告、調查、處理程序，嚴格執(zhí)行"四不放過"原則七、環(huán)境保護措施7.1施工廢水處理設置沉淀池，施工廢水經(jīng)三級沉淀后排放混凝土養(yǎng)護用水設置循環(huán)系統(tǒng)，減少水資源浪費船舶含油廢水經(jīng)油水分離器處理后排放7.2揚塵控制施工現(xiàn)場主要道路硬化處理，設置洗車槽料場設置圍擋，采取噴霧降塵措施運輸車輛加蓋篷布，出場前沖洗輪胎7.3噪聲控制高噪聲設備設置隔音棚，降低噪聲傳播合理安排施工時間，夜間22點至次日6點停止高噪聲作業(yè)采用低噪聲設備，定期維護保養(yǎng)，減少機械噪聲7.4固體廢棄物處理分類回收：設置垃圾分類回收箱，可回收材料集中回收利用建筑垃圾：運至指定棄渣場處理，嚴禁隨意傾倒生活垃圾：集中收集后由環(huán)衛(wèi)部門清運處理八、施工進度計劃與控制8.1進度計劃編制根據(jù)項目總體工期要求，柱墩施工階段劃分為：下塔柱施工：計劃工期6個月中塔柱施工：計劃工期8個月上塔柱施工：計劃工期10個月橫梁施工：下橫梁4個月，上橫梁3個月8.2進度控制措施計劃管理：采用Project軟件編制詳細進度計劃，每周更新進度情況資源保障：根據(jù)進度計劃，提前配置足夠的人力、物資和設備資源進度考核：實行周考核、月評比制度，對進度滯后項目及時采取糾偏措施協(xié)調管理：加強與設計、監(jiān)理、業(yè)主等單位的溝通協(xié)調，及時解決施工問題8.3關鍵線路控制識別關鍵線路上的關鍵工作，重點控制：下塔柱施工：基礎處理→鋼筋安裝→混凝土澆筑中塔柱施工：傾斜段模板安裝→鋼筋部品吊裝→混凝土澆筑上塔柱施工：鋼混結合段安裝→鋼箱節(jié)段吊裝→核心混凝土澆筑九、創(chuàng)新技術應用9.1智能取土機器人技術在沉井施工中應用智能取土機器人，實現(xiàn)：360度旋轉、伸縮工作臂，解決取土盲區(qū)問題搭載水下視頻監(jiān)控、前視聲吶和避碰聲吶傳感器，實時監(jiān)測施工環(huán)境單人操作，取土效率達每小時200立方米，較傳統(tǒng)工藝提高5倍9.2鋼筋部品化施工技術創(chuàng)新采用鋼筋"搭積木"式施工工藝：鋼筋在地面預制成塊體，減少高空作業(yè)BIM技術輔助設計與預拼裝，提高安裝精度專用吊具吊裝，實現(xiàn)精準就位，提高施工效率9.3智能溫控系統(tǒng)在大體積混凝土施工中應用智能溫控系統(tǒng)：實時監(jiān)測混凝土溫度場，數(shù)據(jù)傳輸至云平臺智能判斷混凝