港珠澳大桥主体工程桥梁工程施工新工艺及关键技术

港珠澳大桥主体工程桥梁工程施工新工艺及关键技术,汇报人：谭国顺,Content,目录,一、工程概况,香港,珠海,澳门,港珠澳大桥是“一国两制”框架下、粤港澳三地首次合作建设的超大型跨海交通工程。全桥全长约56km，总投资约1051亿人民币。,工程概况,大型化、工厂化标准化、装配化,高标准、HSE高要求120年设计使用寿命,建成世界级跨海通道成为地标性建筑,工程特点,1,2,3,工程概况,技术标准：,工程概况技术规范及标准,（1）公路等级：高速公路（2）设计速度：海中桥梁设计速度为100km/h（3）行车道数：双向六车道（4）设计寿命：120年（5）设计荷载：公路级提高25%,技术规范：,（1）港珠澳大桥设计指导准则（2）港珠澳大桥桥梁设计手册（3）国内外有关的最高标准、规范（1）港珠澳大桥主体工程桥梁工程专用技术标准和要求（2）港珠澳大桥主体工程桥梁工程施工及质量验收标准（3）国内外有关的最新标准、规范,施工规范：,CB05标段施工范围：K29+237K35+890；全长6.653km；合同总价37.39亿元；总工期57个月。施工准备期及主要结构施工期36个月；维护和照管期21个月。九洲航道桥浅水区非通航孔桥珠澳口岸连接桥及互通立交和暗桥。,九洲航道桥,工程概况-CB05标工程概况,工程概况-CB05标工程概况,工程概况-水文、气象,水文：流速：20年一遇洪水最大流速：1.23m/s;浪高：20年一遇浪高2.2；水位：20年一遇设计高潮位+1.97m；低潮位-1.35m；,气象：,台风、暴雨及大雾天气较频繁，今年先后有贝碧嘉(6月23日)、温比亚（7月2日）、西马仑（7月19日）及尤特（8月15日）光顾，启动海上级响应。天兔（9月22日）（启动级响应）。,工程概况-地质,CB05标段属浅水区,覆盖层较薄(11.8m47.5m)，明礁、暗礁、孤石繁多，裂隙发育完全，岩面起伏大（-15.98m-51.99m）,同墩位岩面高差达56m。海床标高（-5.12-3.37m），最低平均水位达-0.5m，水深(2.87m4.6m)。,CB05标地质总立面示意图（图中（）中数据为覆盖层厚度）,孤石,孤石,九洲港航道位于九洲航道桥两主墩之间，是船舶进出珠海九洲港的一条人工航道，目前航道等级3000吨级，远期航道设计等级为10000吨级。九洲港目前通航船舶约110艘次/天左右，其中高速客轮约75次，乘潮通航3000吨级船舶，货船每天大概7、8艘船进（出）港，多的时候有12艘左右。,九洲港航道,工程概况-航道,工程概况-非通航孔桥,非通航孔桥：共62个桥墩，主梁采用整墩分幅钢-混组合梁，全桥共64跨11联(2(585)+9(685),组合梁共128片，每片重约2000t。桥面板共2516块，单片最重约76t。,27.002m42.974m,19.143m25.804m,工程概况-非通航孔桥,为了满足桥位10%阻水率的要求，承台均采用埋置式承台（海床下6m）：高墩区墩身分为三节；低墩区墩身分为两节。承台、墩身、墩帽均采用预制安装技术，全桥高墩区共13个，低墩区共49个墩，62个墩，共137节。预制构件单件最重约2370t，高约19m（承台+底节墩身）。,11.4m,15.6m,11.4m,15.6m,工程概况-非通航孔桥,承台共62个，桩基采用钢管复合桩，钢管直径2.2(2.0m)m，钻孔成孔直径2(1.8m)m。,工程概况-非通航孔桥,钢管桩外径2.2(2.0)m，壁厚为22mm，下部2m范围内壁厚32mm。上部内设10道剪力环。钢管桩材质为Q345C。钢管桩采用高性能防腐涂层及牺牲阳极阴极保护系统联合防腐方式，确保120年使用寿命。钢管防腐涂层材料采用：复合加强双层熔融结合环氧粉末涂层与无溶剂液体环氧涂层。,九洲航道桥为双塔中央双索面斜拉桥，采用塔梁墩固结的体系，主梁为桥面分离式的钢-混组合梁。桥跨布置为：85+127.5+268+127.5+85=693(m)。,单位:m,工程概况-九洲航道桥,主塔,造型：“风帆”造型；塔高：114.7m；钢塔柱：98m；混凝土塔柱高：13.7m；钢-混结合段：3m；斜拉索：采用竖琴布置；塔顶标高：+120m；航空限高：+122m。,工程概况-九洲航道桥,+120m,主梁采用开口钢梁与混凝土桥面板结合的形式，两幅主梁间采用横梁连接，横梁亦作为斜拉索钢锚箱。,工程概况-九洲航道桥,单位:mm,九洲航道桥主墩采用钻孔桩基础，辅助墩、边墩采用钢管复合桩基础；九洲航道桥承台均采用高桩承台，承台外设有防撞箱，施工时，利用防撞箱作为承台施工时临时挡水围堰。,工程概况-九洲航道桥,工程概况-珠澳口岸连接桥,珠澳口岸连接桥为预应力混凝土连续梁桥。桥跨布置为：365+40=235(m)。,珠澳口岸连接桥效果图,珠澳口岸连接桥墩台处于人工岛护岸块石反压槽内，施工时，为保证岛体的安全，需采用特殊施工工艺穿越约5m厚的块石层。,主桥方向,人工岛,工程概况-珠澳口岸连接桥,二、施工场地规划,本标段施工场地主要集中在中山基地、唐家湾营地、九洲港及珠澳口岸人工岛。,九洲港驻地,人工岛驻地,施工场地总体布置,中山基地效果图,中山基地介绍,中山基地位于中山市南朗镇翠亨新区，总占地约556亩，距桥址约45km。具有墩台、组合梁预制、存放、场内运输及出海四大功能。,墩台预制全景图,中山基地介绍,施工营地及堆场介绍,唐家营地及堆场布置图,CB05标营地,堆场,唐淇路,号码头,号码头,唐家营地及堆场占地约63万m2。其中CB05标总占地约7.5万m2，营地占地约3万m2，堆场占地约4.51万m2.,人工岛施工鸟瞰图,珠澳口岸人工岛,珠澳口岸人工岛施工场地大约占地1.24万m2，主要为珠澳口岸连接桥、岛上收费站暗桥以及匝道桥的施工场地。,三、主要施工方案及资源配置,非通航孔桥施工,非通航孔桥施工-桩基,灌注桩基混凝土,采用全自动导向架，3次精确定位插打钢桩,非通桩基施工,装配式钻孔平台,复合桩钢管制造,非通航孔桥施工-墩台施工,非通墩台安装,围堰运输与安装,承台安装,墩帽安装,组合梁架设,组合梁运输,组合梁出海,组合梁海上运输,组合梁架设,非通航孔桥施工方案-组合梁架设,组合梁场内移运,钢管桩插打,九洲航道桥施工方案-基础施工,钻孔桩施工,九洲桥基础施工,钢管桩插打,围堰下放,九洲航道桥施工,九洲航道桥施工方案-墩台及塔柱施工,上塔柱及主梁施工,钢混结合段节段吊装,上塔柱整体吊装,大节段运输,大节段架设,通航区,九洲航道桥主梁大节段安装架设总体方案,九洲航道桥施工方案-主梁施工,非通航孔桥及九洲航道桥施工场景,主要施工方案,主要资源配置情况,主要资源配置情况,CB05进场施工人员约3283人，施工船舶70余艘，施工设备50余套。,大型设备配置情况,大型设备配置情况,船舶名称：“华尔辰”；起吊重量：主钩：2600t；起升高度：80m。副钩：400t，起升高度：120m，全回转。起吊方式：主钩中心起吊；作业吃水：3.2m；主要作业：围堰的整体拼装、吊运、安装;复合桩钢管插打;部分墩身、墩帽的吊装。先进设备：配有德国MENCK公司1900s液压锤打桩锤。,大型设备配置情况,大型设备配置情况,船舶名称：“小天鹅”；起吊重量：2900t起吊方式：主钩中心起吊;起吊高度：41m；作业吃水：3.5m；主要作业：围堰的整体拆除、吊运、安装；复合桩钢管的插打;承台、墩身、墩帽的吊装。,大型设备配置情况,船舶名称：“天一号”；起吊重量：3000t起吊方式：主钩中心起吊;起吊高度：60m；作业吃水：4m；主要作业：组合梁架设。,大型设备配置情况,大型设备配置情况,大型设备配置情况,船舶名称：“海天3”；主要作业：海上混凝土施工供应。,船舶名称：“大桥雪浪”；主要作业：钢桩打设。,大型设备配置情况,大型设备配置情况,设备名称：“横移台车”；主要作业：承台、墩身、墩帽的横向移运。载荷：2700t。,设备名称：“纵移移台车”；主要作业：承台、墩身、墩帽及组合梁的纵向移运。载荷：2800t。,大型设备配置情况,大型设备配置情况,中山基地混凝土搅拌站（2HZS120+2HZS180）,人工岛混凝土搅拌站（2HZS180）,四、施工关键技术及新工艺,施工关键技术及新工艺（6项关键技术+2套新工艺）：、非通航孔桥钢管复合桩施工关键技术；、承台+底节墩身整体快速施工工艺；、承台+底节墩身预制施工关键技术；、埋置式承台安装关键技术；、组合梁整孔制造新工艺；、组合梁施工关键技术；、九洲航道桥上塔柱整体吊装关键技术；、九洲航道桥大节段施工关键技术。,施工关键技术及新工艺,非通航孔桥钢管复合桩施工关键技术,钢管复合桩施工关键技术：1、复合桩钢管保障120年使用寿命的施工措施：采用高性能防腐涂层;牺牲阳极阴极保护系统。2、钢管插打精度保证措施：采用我局自行研发的全自动多向调节导向架，保证平面位置：50mm以内，垂直度：1/250以内。3、在有孤石、探头石及倾斜岩面情况下进行钢管插打及钻孔施工。,钢管复合桩施工关键技术,牺牲阳极阴极保护,防腐涂装,精确定位插打,承台+底节墩身整体快速施工工艺,承台+底节墩身整体快速预制工艺流程,绑扎底四层钢筋,绑扎承台其余钢筋,承台钢筋整体移运至预制台座,绑扎墩身钢筋,将墩身钢筋吊装至承台钢筋上固定，合模,混凝土浇筑并养护,整体移运至存放台座,承台+底节墩身整体快速预制施工工艺,承台钢筋绑扎台座,墩身钢筋绑扎台座,承台墩身预制台座,吊装底层钢筋,承台钢筋移运,吊装墩身钢筋,构件存放,承台+底节墩身整体预制施工关键技术,承台+底节墩身整体预制工艺流程,混凝土浇筑,模板合模,承台+底节墩身整体预制施工关键技术,承台+底节墩身整体预制施工关键技术,承台+底节墩身整体预制施工关键技术：,1、全自动液压模板系统：实现承台及底节墩身一次浇注成型。,2、钢筋分块绑扎、整体快速安装成型技术；,4、浪溅区以下墩身外层钢筋采用不锈钢筋。,3、C50海工大体积混凝土一次浇注，并确保承台、墩身无裂纹技术；,承台+底节墩身整体预制施工关键技术,埋置式承台安装关键技术,埋置式承台安装施工关键技术,埋置式承台安装施工关键技术：,1、采用新型、装配式钢套箱围堰施工围堰的作用：有效的保证了承台预留孔混凝土在施工养护期间免受海洋环境下潮汐、波浪力等荷载的反复作用，确保预留孔混凝土的质量。,埋置式承台安装施工关键技术,埋置式承台安装施工关键技术：,1、采用新型、装配式钢套箱围堰施工围堰的最大特点：围堰采用特殊结构形式，使围堰能在承受径向荷载同时、在径向仍具有一定弹性。围堰既可采用分块安装施工，也可采用整体安装施工；以适用恶劣的海上施工环境。,埋置式承台安装施工关键技术,2、在恶劣的环境下实现承台及底节墩身的精确安装：在桩头设置可调装置实现承台平面偏差在10mm以内；竖向高差在10mm以内。,埋置式承台安装施工关键技术,组合梁整孔制造新工艺,钢槽梁厂内组拼,组合梁整孔制造新工艺：,钢槽梁板单元制造,钢槽梁组拼,钢槽梁喷涂,钢槽梁线形监控,组合梁整孔制造新工艺,组合梁整孔组合,组合梁桥面板湿接缝浇注,组合梁整孔制造新工艺：,组合梁整孔制造新工艺,桥面板预制,桥面板存放,组合梁组合,组合梁施工关键技术,-组合梁施工关键技术,组合梁施工关键技术：,1、钢槽梁板单元机械化、自动化生产技术：采用板肋专用组装机、门式多电极焊接专机、横隔板焊接机器人等机械化、自动化设备生产加工板单元，对板单元质量有更好的保证。,-组合梁施工关键技术,组合梁施工关键技术：,2、钢槽梁整孔拼接技术：通过采用“板单元制作制造分段制作制造分段接长预拼装”的施工方案，实现了钢槽梁整孔制作技术。3、总拼自动化焊接控制技术:腹板立位对接数字化焊接机器人技术;无盲区自动小车焊接技术，焊枪可旋转270。,-组合梁施工关键技术,组合梁施工关键技术：,4、无损伤制造技术：钢槽梁总拼制造时，通过设置卡具、临时工装、顶推装置等自约束与它约束相结合的措施，实现了钢槽梁总拼场地真正意义上的“无马”制造，从而避免了码板对母材的损伤，提高了工作效率。,-组合梁施工关键技术,组合梁施工关键技术：,5、焊接数字化群控技术：需要采用手工半自动焊工艺时，采用焊接数字化群控技术，对焊接过程的电流、电压及焊接速度有效控制。能实现对施焊电流、电压、施焊速度等参数实现在线监控，确保焊接质量的可控性、可追溯性。,组合梁施工关键技术：,6、钢槽梁组拼线形控制技术：根据钢槽梁的制造线形设计制作钢槽梁总拼胎架，在总拼胎架周边设置“三纵一横”的测量塔及测量水准点，形成钢槽梁线形控制测量网，确保钢槽梁的制造线形。立体阶梯推进式总拼,并制定相应的焊接变形控制技术，减小钢槽梁制造过程中焊接变形对线形的影响。,钢槽梁线形控制技术,纵向测量塔,横向测量塔,梁段匹配段,-组合梁施工关键技术,组合梁施工关键技术：,7、钢槽梁整孔涂装技术：制作合理的工艺流程，事组合梁钢梁在每道程序中快速有效的进行完毕。,-组合梁施工关键技术,桥面板钢筋整体吊运,桥面板浇注,8、组合梁海工C60混凝土桥面板的预制技术：桥面板采用环氧钢筋，桥面板制造精度要求高(mm)：板厚(0，+4);板长、宽:4;对角线高差:5；板底平整度:1;侧向弯曲矢度：5。,桥面板钢筋绑扎,组合梁施工关键技术：,-组合梁施工关键技术,9、钢槽梁采用集束式剪力钉与桥面板组合技术：试验目的：保证橡胶条120年使