1、,宜昌長江大橋 施工技術(shù)介紹 二00八年九月,一、工程概況 二、工程特點 三、主要采用的施工技術(shù) 四、主墩基礎(chǔ)施工 五、鋼管拱制造及安裝,一、工程概況 宜萬鐵路是我國鐵路路網(wǎng)“八縱八橫”主骨架之一，是滬漢蓉快速通道重要組成部分，是連接我國東中部地區(qū)的重要交通紐帶。宜昌長江特大橋位于湖北省宜昌市境內(nèi)，是跨越長江的一座結(jié)構(gòu)新穎的橋梁工程，是宜萬鐵路東起點咽喉工程和重點控制性工程，橋梁長2526.73m，橋跨布置從宜昌往萬州方向分別為：1049.2m雙線簡支箱梁+（130+2275 +130）m雙線連續(xù)剛構(gòu)梁柔性拱+1448.2m雙線簡支箱梁+（56+108+56）m雙線連續(xù)梁+932m雙線簡支T梁

2、。全橋共41個墩臺，由北向南依次為0#40#，南岸引橋14#28#橋墩位于長江江心沙洲胭脂壩上。大橋北端（宜昌岸）長505.25m引橋位于2000m平曲線上，大橋南端（萬洲岸）長662.16m引橋位于2500m平曲線上，縱向坡度均為平坡。鐵路開通速度為160km/h。,二、工程特點工期緊:11月份進(jìn)場，施工周期長，鋪架的起點設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高：客貨共線開通速度160/，結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造和材料等多項技術(shù)創(chuàng)新，結(jié)構(gòu)剛度匹配要求高 技術(shù)復(fù)雜：連續(xù)剛構(gòu)柔性拱施工采用先梁后拱的施工方案，主梁施工單懸臂長度達(dá)136米 環(huán)保要求高：中華鱘自然保護(hù)區(qū)和城區(qū)中施工，長江水體保護(hù)、生態(tài)保護(hù)和施工環(huán)保要求高，亞行環(huán)保監(jiān)督，實

3、行環(huán)保監(jiān)理施工難度大:地質(zhì)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)種類多，長、大預(yù)應(yīng)力體系施工，施工干擾大,三、主要采用的施工技術(shù) 水下大粒徑卵石土厚覆蓋層易坍地層大直徑鉆孔樁施工技術(shù)（兩階段法） 河床無覆蓋層鋼圍堰橫向止水施工技術(shù) 鋼圍堰卵石層下沉工藝 歐洲標(biāo)準(zhǔn)的隔振支座（EBP）的應(yīng)用 大跨度剛構(gòu)橋懸澆施工技術(shù) C60高性能混凝土的研制及應(yīng)用 14000kN上承式移動模架曲線梁施工技術(shù)的研制和應(yīng)用 大跨度連續(xù)剛構(gòu)兩跨跨中同時合龍施工技術(shù) 兩跨鋼管拱豎轉(zhuǎn)合龍施工技術(shù) 鋼絞線吊桿索的張拉與索力控制,四、主橋基礎(chǔ)施工 1、施工平臺 11#、12#及13#墩位于長江水中，過往航行船只多、水深流急、沖刷大，必須建立一個安全牢固的

4、水上鉆孔樁施工工作平臺。為了快速建立施工平臺，在開工后的枯水期盡快進(jìn)行鉆孔樁施工，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)、工期等方面比較，選擇鉆孔鋼護(hù)筒支承平臺方案，即將組拼好的工作平臺整體浮運到墩位進(jìn)行精確定位后，先插打四角的鉆孔樁鋼護(hù)筒，將工作平臺由浮體轉(zhuǎn)換支撐在鋼護(hù)筒上，然后插打其余鋼護(hù)筒，形成固定的鉆孔樁施工平臺。,2、鉆孔樁施工 成孔方案： 結(jié)合大橋墩位的地形、地貌、水文、長江水位、地質(zhì)、成孔效率、施工時間及設(shè)備等情況，綜合考慮各種因素，選擇施工方案為： 主橋主墩采用鉆孔樁施工鋼護(hù)筒支承平臺、插打鋼護(hù)筒進(jìn)行鉆孔樁施工，11#、12#采用旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)滾刀鉆頭反循環(huán)鉆孔法施工，適應(yīng)砂巖地層中成孔； 13#墩采用重錘沖擊鉆

5、孔旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)滾刀鉆頭反循環(huán)鉆孔兩階段法施工，第一階段適應(yīng)礫石土、卵石土地層中成孔，第二階段適應(yīng)砂巖地層中成孔;,鉆機(jī)的選擇 采用大扭矩的KPG-3000、KTY3000B型全液壓旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)，鉆機(jī)的扭矩均為200N，國內(nèi)鉆機(jī)一般轉(zhuǎn)盤扭矩公式：MAMF（A扭矩?fù)p失系數(shù)，M單位破巖面積所需扭矩，F(xiàn)鉆頭破巖面積）或M=KPR （K鉆頭旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù) ，P有效總鉆壓 ，R換算扭轉(zhuǎn)半徑 ）,鉆頭的選擇 旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)采用楔齒滾刀鉆頭，鉆頭重80kN,配重為350kN，鉆具總重為500kN，扣除浮力和采取減壓鉆進(jìn)方法后，有效鉆壓達(dá)到350kN，可以滿足刀齒破巖線壓強(qiáng)度能力。 沖擊鉆孔采用五翼重力鉆頭，鉆頭重120N，1

6、50N卷揚(yáng)機(jī) 。 其他設(shè)備 起吊設(shè)備：500kN浮吊，平臺200kN龍門吊機(jī)； 電力供應(yīng)：2臺630KVA的箱式變壓器進(jìn)行供電，另備2200kw發(fā)電船； 鋼護(hù)筒下沉：一臺APE400型振動打樁機(jī)； 供風(fēng)：每一臺鉆機(jī)配置一臺20m3/min壓風(fēng)機(jī)。 泥漿凈化：ZX250型泥漿分離器。,3、圍堰施工 11墩圍堰：11#位于主河道北側(cè)，橋墩處無覆蓋層，巖面傾斜，河床面標(biāo)高于承臺底面，不能采用常規(guī)的圍堰內(nèi)封底混凝土方法止水方法來施工，經(jīng)過地下連續(xù)槽結(jié)合雙壁圍堰、鋼板樁結(jié)合雙壁圍堰、開口高低刃腳雙壁鋼圍堰等多種方案的詳細(xì)比較，根據(jù)橋墩處水位、地形、地質(zhì)及水保環(huán)保要求等情況，利用地下連續(xù)墻原理，采用開口高

7、低刃腳雙壁鋼圍堰橫向止水施工方案。,圍堰尺寸：21.0m29.0m，壁厚2.0，高度9.511.5。 施工控制要點： 圍堰下的河床面高程測量要準(zhǔn)確，保證圍堰底口與河床面密貼較好，保證圍堰底口受力均勻； 圍堰與河床面之間空隙的堵塞質(zhì)量好壞，直接影響止水效果，雙壁外側(cè)均由潛水工用水泥砂袋進(jìn)行堵塞，并要求潛水工逐點檢查、簽證確認(rèn)； 雙壁內(nèi)清基干凈程度，保證水封混凝土與基巖粘結(jié)好，否則影響止水效果； 雙壁內(nèi)的抗剪樁是承受圍堰的水流沖擊力和側(cè)壓力的不平衡力，樁內(nèi)布置鋼筋籠，保證水封混凝土灌注質(zhì)量，確保圍堰結(jié)構(gòu)安全； 壁內(nèi)混凝土水封的質(zhì)量，直接影響圍堰止水質(zhì)量，采用分倉逐個灌注混凝土，確保每一個倉混凝土灌

8、注質(zhì)量。,12墩圍堰：12#墩位于主河道的中間，河床面標(biāo)高為20.0m左右，覆蓋層厚度為4.0m5.0m，此處長年水深為8.0m10.0m左右，汛期水深可達(dá)30.0m左右，水流流速較大，承臺底標(biāo)高為31.06m，承臺底面高出河床面10.0m，施工承臺時承臺底以上水深10.0m，根據(jù)以上情況，采用單壁鋼吊箱圍堰方案施工承臺。,平面尺寸為17.65m23.65m，高度11.0m 施工控制要點： 圍堰底板上預(yù)留鉆孔樁鋼護(hù)筒的位置及尺寸要根據(jù)實際樁位預(yù)留，并且要考慮鋼護(hù)筒傾斜度的影響，便于圍堰能準(zhǔn)確、順利下放到位； 鋼護(hù)筒的外壁在封底混凝土范圍內(nèi)必須清理干凈，在封底混凝土厚度范圍內(nèi)護(hù)筒周圍水下焊接短鋼

9、筋，保證封底混凝土與護(hù)筒之間粘結(jié)力滿足設(shè)計要求； 圍堰底板預(yù)留孔洞與護(hù)筒之間采用水泥沙袋進(jìn)行堵漏，應(yīng)經(jīng)潛水工逐一檢查；,13墩圍堰：13#墩位于主河道南側(cè)，枯水期在岸灘，汛期在水中，是一個“兩棲”墩，水位的變化對基礎(chǔ)施工影響很大。此處地面標(biāo)高為39.0m左右，覆蓋層為卵石土，層厚17.1217.5m，卵石含量50左右，粒徑大者可達(dá)60cm，層底部有膠結(jié)性，透水性強(qiáng)。承臺底面標(biāo)高為31.06m，進(jìn)入覆蓋層8.0m，考慮2.0m封底混凝土厚度，圍堰必須在覆蓋層內(nèi)下沉10.0m，結(jié)合13#墩工期因素，采用雙壁鋼沉井方案施工承臺。,平面尺寸為28.0m 22.0m，雙壁厚度1.5m，圍堰高度為12m。

10、 施工控制要點： 沉井雙壁內(nèi)填充混凝土，一是加強(qiáng)沉井壁的剛度，二是加大沉井重量，保證沉井下沉系數(shù)滿足1.1的要求，填充時應(yīng)對稱進(jìn)行； 長臂挖掘機(jī)必須對稱均勻取土，防止沉井傾斜移位，所取土運倒在遠(yuǎn)離圍堰施工場地的地方，避免對圍堰引起不對稱的側(cè)壓力； 鋼護(hù)筒的外壁在封底混凝土范圍內(nèi)必須清理干凈，防止在封底混凝土和樁身之間產(chǎn)生夾泥層，抽水后壓力增大而在此處漏水導(dǎo)致封底失敗。 沉井基坑底部淤泥要清理干凈，最后結(jié)果必須經(jīng)過潛水工全面檢查并簽字確認(rèn)。,五、鋼管拱制造及安裝 1、概況： 宜昌長江大橋鋼管拱拱肋計算跨度264m，矢高52.8m，矢跨比1/5，拱軸線為二次拋物線。主拱拱肋為平行桁架式全焊鋼管混凝

11、土組合結(jié)構(gòu)，每片拱肋由4750mm鋼管混凝土組成，由橫向平聯(lián)板、豎向腹桿聯(lián)結(jié)成為鋼管混凝土桁架，橫向平聯(lián)板之間灌注混凝土，腹桿為空鋼管。弦桿為750鋼管，腹桿為450鋼管。拱肋鋼管均采用Q345qD，弦管內(nèi)填充C50微膨脹混凝土。 鋼管及平聯(lián)板鋼板厚度分24mm 、20mm、18mm、16mm四種，兩拱肋中心距為12.35m，拱肋弦管中心距寬1.7m，拱腳處肋高4.0m，拱頂處肋高3.0m。 每跨設(shè)置11道橫撐，靠拱腳為“K”字支撐，其余為“米”字支撐。拱肋總重38000N.,2、總體施工方案,鋼管拱肋在工廠分段制造，水路運輸?shù)蕉瘴?，橋面上提升站提升上橋，橋面軌道運梁臺車運輸?shù)狡囱b位置。 梁面

12、上用龍門吊機(jī)起吊拱肋,在支架上逐節(jié)拼裝組拼四個半跨鋼管拱。 用塔架扣、錨索體系和液壓同步提升系統(tǒng)將鋼管拱分跨豎轉(zhuǎn)合龍。先進(jìn)行11#12#墩一孔鋼管拱轉(zhuǎn)體合龍，之后進(jìn)行12# 13#墩一孔鋼管拱轉(zhuǎn)體合龍。 分級同時卸除跨扣、錨索系統(tǒng)，并拆除塔架、支架等完成拱安裝架設(shè)任務(wù)。 安裝順序：安裝拱肋豎轉(zhuǎn)鉸座在梁面上搭設(shè)拱肋拼裝用支架、豎轉(zhuǎn)塔架及扣索、平衡索安裝每一拱段按照設(shè)計要求起吊（按要求安裝部分橫撐）對位臨時固結(jié)調(diào)整線型定位焊接拱段逐一永久性固定拼焊安裝完余下的橫撐安裝豎轉(zhuǎn)系統(tǒng)豎轉(zhuǎn)對接調(diào)整線形（臨時鎖定）正式焊接合龍灌注拱內(nèi)混凝土。,3、加工制造及運輸 每跨拱分16個節(jié)段制造（上下游各16節(jié)），最長

13、段為22.4，最重段為60.0。 先2m左右單管成形，再焊接成節(jié)段單根弦管，以折線擬合成弦管拋物線。 臺座上用平聯(lián)板組焊成單片弦管。 在臺座上采用“31”方式進(jìn)行節(jié)段大拼，節(jié)段間采用內(nèi)法蘭盤連接。 節(jié)段完成后整體送入噴砂車間除銹，進(jìn)行防腐涂裝。 制造流程：原材料檢驗放樣及檢查單管切割下料、開縱剖口卷管、壓型、縱縫焊接校圓及檢查臺位上組焊成節(jié)段單管大拼臺位上將弦管、平聯(lián)板、腹桿組焊成桁架式鋼管結(jié)構(gòu)（節(jié)段之間采用內(nèi)法蘭連接），焊縫檢查送入噴砂車間除銹節(jié)段涂裝檢驗合格出廠。,平板汽車運輸至汽渡碼頭，上汽渡水路運至墩位提升站下，提升起吊到橋面，在橋面軌道上運梁臺車運輸?shù)狡囱b位置。,防腐體系：鋼管拱外表

14、面:噴砂除銹Sa3級（表面粗糙度40100m） LW-1水性無機(jī)富鋅底漆2x40 HF-H04-1環(huán)氧封閉底漆25 HF-H06-1環(huán)氧云鐵中間漆2x50 HF-ZB01-1氟碳面漆240（第二道現(xiàn)場涂裝）。鋼拱管內(nèi)表面:手工除銹St2級HF-H53-35環(huán)氧鐵鈦底漆2x40 HF-H04-1環(huán)氧面漆40,4、節(jié)段安裝 支架由萬能桿件組成，下端與梁面預(yù)埋件焊接，上端布置了反力座、千斤頂、鞍座扁擔(dān)梁，縱向設(shè)置連接系。 鋼管拱是采用由同一跨的兩個半跨由拱腳到拱頂?shù)捻樞蛑鹨话惭b各節(jié)段的安裝方法，主拱肋的焊接順序采取“拼三焊一”方法，即拼三個節(jié)段，將這三個節(jié)段的線形調(diào)節(jié)好，焊接靠拱腳位置處的一個節(jié)段，

15、依次向拱頂處焊接。 兩個半跨拱的節(jié)段安裝之后，安裝2號橫撐。 兩個半跨拱的節(jié)段安裝之后，安裝3、4號橫撐 。 用35噸汽車吊安裝兩邊半跨拱的5號橫撐、6號橫撐（的一半）以及1號橫撐。,6、鋼管拱豎轉(zhuǎn)系統(tǒng) 豎轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要包括豎轉(zhuǎn)塔架、拼裝支架、扣錨索及扣錨點錨固、塔頂布置、后錨固系統(tǒng)、液壓同步提升系統(tǒng)、豎轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)鉸等。 豎轉(zhuǎn)塔架：采用萬能桿件拼裝，與梁頂面預(yù)埋件連接牢固，形成固結(jié)結(jié)構(gòu)，其尺寸為：12m（縱橋向底寬）14m（橫橋向）60m（高）。 扣、錨索：邊塔每拱肋設(shè)置2組豎轉(zhuǎn)扣索和后錨索（錨于兩個邊墩）；中塔每拱肋設(shè)置2組豎轉(zhuǎn)扣索和平衡錨索，錨索錨固于另一側(cè)對稱的半跨拱肋上?？鬯髑岸朔謩e錨于拱肋約L

16、/4、L/2處。其中距前端L/2處扣索由2組21根15.24鋼絞線組成，L/4處扣索由1組28根15.24鋼絞線組成?？鬯?、錨索錨固端均采用擠壓P型錨。,塔頂布置豎轉(zhuǎn)塔架塔頂布置：豎轉(zhuǎn)提升設(shè)備均布置于中塔塔頂，塔頂安裝了兩層分配梁，每一根扣、錨索對應(yīng)位置安裝千斤頂錨箱，千斤頂置于錨箱中。,10#墩、14#邊墩墩頂后錨固布置：10#墩、14#墩墩頂主梁實心段內(nèi)預(yù)設(shè)預(yù)應(yīng)力索，將后錨梁錨固在箱梁頂面上，后錨索、后纜風(fēng)繩等錨固在后錨分配梁上。并在10#、14#墩墩頂預(yù)埋四組915.24臨時鋼絞線，鋼管拱豎轉(zhuǎn)前，對鋼鉸線進(jìn)行張拉，每墩豎向預(yù)拉力為468t。后錨索和后纜風(fēng)均通過錨箱錨固在10號（或14號）

17、墩頂梁面后錨固梁上，后錨固梁由10 x1815.24鋼絞線預(yù)應(yīng)力束穿過梁體錨固于10號（14號）墩頂梁端隔墻上，單束鋼絞線初拉力180t。,液壓同步提升控制系統(tǒng)：由350連續(xù)張拉千斤頂、液壓泵站及控制系統(tǒng)組成，千斤頂及液壓泵站布置于塔頂上，控制系統(tǒng)布置在梁面上。,7、鋼管拱豎轉(zhuǎn)合龍 鋼管拱豎轉(zhuǎn)方案為兩跨拱逐跨轉(zhuǎn)體合龍。即在梁面上將四個半跨拱拼裝完畢后，先將第一孔（11#12#墩）鋼管拱豎轉(zhuǎn)到位并合龍鎖定后，再進(jìn)行第二孔（12#13#墩）鋼管拱轉(zhuǎn)體合龍。第一孔中跨（12#墩）半跨拱利用中塔另一側(cè)的半跨拱作為待提升的半跨拱的錨固點，并對后錨索附近拱肋通過拼裝支架和梁體臨時錨固。豎轉(zhuǎn)第二跨時將第一孔

18、拱肋豎轉(zhuǎn)施工時的12#墩兩側(cè)的扣、錨索轉(zhuǎn)換為第二孔鋼管拱豎轉(zhuǎn)時的錨、扣索。,豎轉(zhuǎn)順序： 11#12#孔邊塔半跨鋼管拱啟動：測量塔頂初始位移，錨索1、2及扣索1、2張拉索力按計算索力（前扣索21544N，后扣索2056N)均分成10個荷載等級加載，加載過程中同步觀測塔頂水平位移，控制邊塔塔頂位移在設(shè)計計算允許范圍內(nèi)。 錨索張拉至設(shè)計噸位后，鎖定錨索1、錨索2。 張拉扣索1、扣索2至設(shè)計噸位，使邊跨半拱全部脫離支架。 啟動扣索12處塔頂350t千斤頂，開始豎轉(zhuǎn)，直至豎轉(zhuǎn)到位。,11#12#孔中塔半跨鋼管拱啟動及豎轉(zhuǎn)與邊塔半跨鋼管拱相同。 兩半拱豎轉(zhuǎn)到位后，調(diào)整合龍口高程及拱線形，滿足要求后在溫度16使將合龍口用臨時