斜拉桥大桥施工方案.doc

第一章工程概况1.1、工程项目简介*长江公路大桥起始于江北岸合安高速公路*接线处，穿越*市区，在*市东门汽车轮渡处跨越长江天堑及南北岸部分区域，终点与318国道新改建路线相交，全长5.9km。该项目已由国家计委以计基础20011186号文批准建设。*长江公路大桥的主桥施工标段划分为A标（北）和B标（南）。A标段起止桩号为K20+118.5K20+638.5全长520m，.1.1.1 结构布置*长江公路大桥主桥为50+215+510+215+50米五跨双塔双索面钢箱梁斜拉桥，全长1040m。主桥采用全焊扁平流线形封闭钢箱梁，倒Y型双塔，空间双索面扇形钢绞线斜拉索。钢箱梁采用主梁梁高3.0m（桥中心线处），梁上索距15m型式。斜拉索每个索面16对斜拉索，在梁上锚固标准间距为15m，在塔上锚固间距为2.02.5m，与索塔的连接采用钢箱式锚固，与主梁的连接采用锚箱式锚固。斜拉索在塔上张拉。索塔采用钢筋砼倒Y形形式，锚索区上塔柱为单箱双室整体多边形截面，塔体空心结构。索塔总高179.126m，桥面以上塔高与主跨比为0.2695。主桥两座索塔均采用双壁钢围堰大直径钻孔状复合基础，双壁钢围堰外径32m，内径29m，壁厚1.5米。钢围堰高度A标为51.0m。承台为直径29m的圆形承台，高6.0m。承台顶面高程-3.25m。承台下为18根直径3.0m的大直径钻孔灌注桩，呈梅花形排列，桩间中心距为6.0m。封底采用水下C25号砼厚7.0m。主桥边跨及辅助跨处各设一个辅助墩和一个过渡墩，其中辅助墩为双柱式实心结构，基础为8根直径3m的大直径钻孔灌注桩；过渡墩为分离式实体结构，基础为4根直径2m的钻孔灌注桩。1.1.2 主要技术标准桥梁等级：四车道高速公路特大桥设计行车速度：100km/h桥面宽度：31.2m，四车道桥面标准宽度26.0 m，中间设2.0m宽中央分隔带，两边各设0.5m防撞护栏。主桥斜拉桥两边增设锚索及检修宽度。荷载标准：汽车超20级，挂车120桥面最大纵坡：3.0%桥面横坡：2%设计洪水频率：1/300地震烈度：基本烈度度，按设防通航水位：最高通航水位16.930m，最低通航水位2.480m通航净空：最小净高24m，主通航孔双向航宽不小于460m，边通航孔单向航宽不小于204m1.2 桥址区自然条件1.2.1 地理位置桥位位于长江*河段振风塔以下、鹅眉洲分流口以上部分。该处江段单一、顺直、稳定。桥位处两岸江堤堤距1660m，河床断面表现为北岸边坡较陡，南岸边坡较缓。其中深泓区中线靠近北岸，距北岸约580m，宽约1100m，平均水深约35.9m，最大水深距北岸大堤347m，水深为38.9m。漫滩主要分布于南岸，宽度约560 m，平均水深约4.9m。1.2.2 气象、水文条件桥址区位于亚热带湿润季风气候区，温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛，冬夏温差较大。春季以风和日丽为主，夏季炎热，秋高气爽，冬季天气晴朗，寒冷干燥。*月平均气温16.5，极端最高气温40.2，极端最低气温-12.5。*常年主导风向为东北风，多年最大风速20m/s，瞬间极大风速24.2 m/s。长江*段的平均水面比降，九江至*段为0.0203 ，*至大通段的为0.0189 。根据19251998年统计资料，*站多年平均水位8.27m（黄海高程），历年最高水位16.84m，历年最低水位1.62m。枯水期水位在6m左右，相应水深北墩为27m。桥位处20年一遇、100年一遇、300年一遇各典型年洪水作用下，斜拉桥北墩周围的冲刷坑最大深度为14.9、18.4、20.1m。300年一遇冲刷坑范围为上游50m，下游147m.。长江*段位于长江下游非感潮河段，根据实测的洪、中两级水位的流速、流向资料，桥位附近河段流速分布较为均匀，流速相对较小。中水期，桥位处流速为0.91m/s1.31m/s，水流流向与桥轴线法向的夹角在左4右7.8之间。洪水期，桥位处流速为1.83m/s2.33m/s，水流流向与桥轴线法向的夹角在0左7.5之间。1.2.3 地质条件北塔地面高程在-19.8-21.3m，覆盖层厚度为11.413.8 m，覆盖层上部为细砂、砂砾石层，下部为砂卵石层，卵石层厚23m，卵石粒经一般为58cm，最大为12cm，弱风化基岩厚度为0.94.6m，弱风化基岩顶面高程为-32.9-35.0m，微新鲜基岩顶面高程为-34.3-39。下覆基岩为白垩系上统宣南组红色碎屑，其主要岩性为粉细砂岩、含粘土团块的粉细砂岩及粘土质粉砂岩、疏松砂岩。前者属软岩，在主塔墩处占比例8587%，天然单轴极限抗压强度320Mpa；后者属极软岩，占比例1315%，天然单轴极限抗压强度0.51Mpa。主塔墩基础施工3.1 主塔墩基础概况及施工方案概述:北主塔墩里程桩号为K20+383.5m，位于长江主河道北侧，距北岸堤顶控制桩385 m左右。多年平均水位8.27m，相应水深29.3m左右。主塔墩基础为深水基础，采用双壁钢围堰大直径钻孔桩复合基础，双壁钢围堰外径32m，内径29m，壁厚1.5m。顶面高程取15.0m，底面高程为-44.0m，由于北塔处覆盖层较浅，仅11.413.8m，覆盖层下部有一层约2m厚的砂卵石砾层，设计钢围堰底部穿越该层，刃脚进入弱风化层，钢围堰高度51m。封底采用水下25号砼，厚度7m。承台为直径29m的圆形承台，承台顶面高程-3.25m，底面高程-9.25m，承台厚6.0 m。采用30号砼，砼体积3963.1m3，属大体积砼。承台下为18根直径3.0m的大直径超长钻孔桩，从基岩面算起的钻孔长度为64m，桩间中心距为6.0m。根据主塔墩墩位处的地理环境、水文和工程地质条件，以及主塔墩基础的结构型式，主塔墩基础的施工方案拟定为：1、 岸上钢围堰加工，水中定位船，导向船就位，安设钢围堰锚锭系统；2、 钢围堰浮运、下沉、接高；3、 钢围堰着床，达到设计标高，清基；插打钻孔桩的钢护筒；4、 搭设施工平台，浇注封底砼；5、 施工钻孔桩；6、 钢围堰抽水，分三层浇注承台砼；主塔墩基础施工在整个桥梁施工的关键线路上，受洪水影响大，长江流域每年510月为汛期，洪峰多出现在68月，钢围堰只有在2002年5月1日前，完成封底并完成了45根结构桩，其抵抗巨大水流冲击的安全性能才能有充分把握。确保安全度洪。3.2 钢围堰定位、接高、下沉及封底施工*长江公路大桥A标（北塔墩）钢围堰总重达1325T（不含填壁砼重），采用双壁自浮式结构，竖向分为9节段。每节段平面分为12环块进行加工、拼装。钢围堰制作、加工、焊接由钢围堰制作单位进行。钢围堰采用在塔位块件拼装的方式拼装和下沉。即钢围堰在岸上制作并整体组拼底节刃脚段，底节沿滑道下水，底节被浮运至墩位，然后在底节上逐步拼装块件并逐步在堰壁灌水而下沉至河床，接着在块件拼装过程中在堰内吹砂且在堰壁内逐步浇注砼，最终依靠重力（自重加压重）穿过覆盖层着岩。3.2.1 定位船、导向船系统的布置底节刃脚段在工厂总装完毕后，采用简易滑道整体下水，然后用拖轮将其整体浮运至塔墩位处定位。为了保证双壁钢围堰按设计要求准确就位，围堰定位系统设定位船、导向船锚锭系统及其他辅助设施。*长江公路大桥桥位处江段单一、顺直、稳定，无回流，水流单向流态。围堰定位系统采用双定位船组+双导向船组的方式固定围堰。在上游距桥轴线约120m处与导向船平行设置两艘300T 方驳定位船，其作用是确定调整钢围堰顺水方向位置。定位船利用上游方向的10只20T钢筋砼主锚牵拉，并辅以4只5T霍尔式铁锚作为侧锚，使定位船牢牢地固定在桥位上游的位置上。导向船采用2艘500T大型驳船，用万能杆件拼成空间桁架将二艘联成一个整体，便于钢围堰准确定位和施焊、纠偏、调平等一系列作业。另外在两导向船一对对角各布置一台20T桅杆吊，以满足钢围堰施工过程中的吊装需要。施工用锚（系）缆与钢围堰连接宜采用缠绕方式，以避免应力集中；钢围堰与导向船宜采用柔性连接，并在钢围堰与导向船之间设置橡胶护舷，以避免船只与钢围堰的直接碰撞。钢围堰定位船、导向船系统的布置详见方案图 3.2.2 钢围堰接高、下沉和着岩稳定在首节钢围堰隔仓内对称干浇0.8厚的25号常规砼，振捣密实。并向夹壁内加、抽水以调平围堰，预留一定的干舷高度，使其处于待拼次节钢围堰的状态。以后的每节钢围堰均由12块单元在拼装船组上完成拼装焊接成整体后，用两艘300马力拖轮顶推拼装船平台及钢围堰至墩位导向船组下游位置，并临时锚锭。将300T大型浮吊就位，准备起吊钢围堰，钢围堰起吊时要求钢丝绳同时受力，起吊后钢围堰保持水平。起吊平稳后，缓慢撤出拼装船并回岸边准备拼装下节钢围堰。拼装船撤离后，缓慢操作300T浮吊，使吊装钢围堰逐渐逼近已就位围堰位置，并调整吊装围堰至适当高度，以便其顺利就位于已安装钢围堰上空，牵好缆风绳，使上、下围堰初步对位正确，然后缓慢下落吊装钢围堰于就位钢围堰上，下落前需使上、下限位板密合。就位并微调达到要求后，搭设临时工作平台，提供电源，交钢围堰制造商准备施焊。钢围堰入水后调平靠隔仓加水进行。每接高一节，即均匀灌水下沉，并预留相应的干舷高度，以便接高下一节时施焊作业。当围堰接高下沉至刃脚尖距河床0.5m左右即暂停灌水下沉，仔细探明河床状况，并对所有缆绳、锚链、锚锭和导向设施进行细致的检查，记录并调整。然后通过导向船组及其锚锭系统严格控制钢围堰倾斜、偏位，以实现钢围堰的精确定位。钢围堰落床后，根据河床冲刷情况，在围堰外四周抛填片石笼或钢筋石笼以减少冲刷，河床以下采用吸泥下沉，用砂石泵、吸泥机抽出刃脚下覆盖层，同时浇注钢围堰两壁间水下砼，以帮助围堰下沉。钢围堰填壁砼应分仓、对称、等速进行，每次浇注高度不大于5m。填壁砼最终应浇注至设计标高，即-3.25米。为防止涌砂，吸泥下沉过程中，用抽水泵及时向围堰内补水，保持围堰内、外水位相平或围堰内水位略高于围堰外水位。钢围堰刃脚嵌入岩面后，由于北塔墩处基岩面高低不平，弱分化基岩面高差3.7m，钢围堰尚未最后稳定，随时可能倾斜和偏位，需对钢围堰采取有效的稳定措施。在钢围堰刃脚加工时，预先在基岩较低处内壁刃脚上均匀设置多个倒牛腿，在围堰上部内壁设置4个支撑钢管套箍和反向加力架，将支撑钢管放入钢管套箍内，钢管上端用钢板封口，在其上与反向加力架之间放置液压千斤顶，调节千斤顶以整平围堰。调平后，用型钢代替千斤顶，支撑，上下端分别与钢管顶及反向加力架韩牢，取出千斤顶，然后由潜水员将钢板登垫在刃脚端倒牛腿与基岩间，并用钢板塞紧，最后用麻袋装砼，封堵刃脚缺口部分。由于北塔墩处覆盖层较浅，仅10.615.5m，因此，从安全性角度考虑，钢围堰着岩后，应在钢围堰的上游，抛填足够数量的砂包或钢筋石笼，抵抗水流冲刷，以牢固地稳定围堰，确保结构安全、可靠。在围堰下沉过程中，我单位将建立一套人员、装备齐全的钢围堰观测体系，在钢围堰着床过程中，对水深、河床地形状况、水流速度、着床坐标、深度进行仔细观测；在围堰吹砂下沉过程中，跟踪吹砂施工，进行堰内外即时观测；在围堰着岩后，每半月对河床进行观测，为钢围堰准确、安全着岩、防止钢围堰下沉过程中的涌砂倾斜、控制钢围堰着岩精度、掌握钢围堰着岩后的冲刷状况提供详细而准确的依据。3.2.3 钢围堰内清基、下放钻孔钢护筒钢围堰着岩稳定，封堵合格后，即可进行清基工作，清基采用一台空气压缩机（40m3/min）配置二根250mm吸泥管进行。吸泥管可采用导管加工而成，两台吸泥管可分别由桅杆吊悬吊。为便于所清的淤泥、覆盖层及部分风化岩碎块排出钢围堰之外，吸泥管的上端可联结“L”型管。吸泥管口一般离被吸物2545cm，太低易堵塞吸泥口，太高则吸泥效果差。再吸泥过程中要利用桅杆吊经常移动和升降吸泥管位置，并摇动管身，以能不断吸出淤泥、碎块为标准。清基结束后，根据18根钻孔桩的设计布置，用拼装式杆件拼装钻孔钢护筒导向架，导向架为空间桁架结构，包括限位粗调和微调装置。导向架满足整体起吊和定位的强度及刚度要求。导向架与围堰固定好并精确定位后，在围堰顶搭设施工工作平台，将18根钢护筒依次吊入导向架，并不断接高。由于岩面的高差，为保证钢护筒的稳定，钢护筒安放拟采用先钻后埋的方式，即在孔位使用钻机以刮刀钻头先扫除障碍物并进入岩面，然后下放钢护筒，并震打使之进入岩面而稳固。护筒采用上口导向，下口自垂定位法。即钢护筒的下放仅设置上导向架，钢护筒下放接高的精度采用绑线法控制。关于导向架设置、施工平台搭设、钢护筒安放等详细施工方案见 节钻孔桩施工3.2.4 钢围堰封底施工当钢围堰清基，钢护筒安放等工作就绪后，开始对钢围堰进行水下砼封底。由于本标段封底砼数量较大，为3625.66m3。为确保封底成功，施工前应进行详细的技术方案设计，制定周密的施工计划。根据本桥实际情况，我单位拟采用“集中供料、满布导管、逐根开灌，及时布料”的施工工艺。3.2.4.1 封底砼配合比要求封底砼为25号水下砼，封底砼方量3625.66m3，按4台水上拌合站（设计能力60 m3/h）供应砼。对封底砼的配合比设计要求：如下1） 封底砼既是水下砼，又是泵送砼要满足施工要求；2） 砼初始坍落度为2223cm，2h后为1718cm；3） 砼初凝时间不少于20h，终凝时间不少于25h；4） 拌合物和易性好，不泌水，不离析，可泵性好，流动性好，扩散性好；5） 要求水化热低，选择矿渣水泥及掺粉煤灰和高效缓凝剂3.2.4.2 导管与储料斗、溜槽布置按规范及我单位施工经验，导管作用半径取5米，这样需布置导管1根，导管采用外径273mm、壁厚6mm的焊管分节制作，法兰盘连接，每根导管长3米。导管布置按导管开管顺序逐根编号，导管开管顺序采用四周向中间挤压的方式。按导管作用半径5m，首灌导管埋深1米，封底时水位按常水位8.27m计算，封口首灌量为V=1/3R2h+(d/2)2（8.27+36）=28.77m3。中央储料斗按30 m3加工制作，储料斗下部为圆锥形，底部设4个出料口，可以从不同方向出料。施工四台砼输送泵集中向中央储料斗供料，施工人员根据浇注需要开启不同方向底门供应砼。储料斗底门下社有分料器，每个分料器设有三个出口，分别通向不同溜槽，浇注时将所用溜槽对应的门打开，插封其余二门，砼通过分料器流向指定溜槽。溜槽用3mm钢板制成U型，溜槽支架坡度设为1：3.5，小料斗体积定为1m3，中央储料斗的砼由溜槽到达小料斗进入导管。首灌封口采用拔塞工艺。3.2.4.2 封底砼供应组织及其设备安排为保证钢围堰内水下大面积、大体积封底砼强度、整体性和密实性，封底砼必须一次性不间断连续浇注，尽快一气呵成。因此在施工前，必须进行大量的工艺技术准备和精心的施工组织，其中很关键的工作是对数量巨大的砼输送供应组织。在条件许可的情况下，砼供应量应尽可能多，保证浇注导管的埋入深度，减小砼的流动半径。砼的供应量至少要保证整体砼面每小时上升不小于0.3m。本标段，拟在塔位钢围堰附近安排4台水上拌合站，其设计生产能力均不小于60 m3/h。拌合站由拌和船、砂、石料驳船、水泥船组成。每台拌合站配备一台高性能砼输送泵。3.2.4.3 封底施工3.2.4.3.1施工准备与设备就位在施工平台上安置中央储料斗，布设溜槽架，安放溜槽，完成导管、小料斗就位。4台水上拌和站在围堰附近就位，配备自带动力的30T、50T浮吊各一台，配合导向船上4台桅杆吊负责在整个围堰面积范围内分区域拔塞及导管提升、拆除。3.2.4.3.2人员组织根据施工需要，拟在现场成立指挥系统，指挥系统包括外围协调组，外围协调负责同港监航道供电等部门的协调联络，确保施工安全和施工连续。设立搅拌工段，负责砼生厂、泵送供应，每拌合站共9人；设立中央储料斗操作组，负责储料斗的作业，共7人；设立首灌组，负责首灌浇筑共6人；设立浇筑1、2、3组，负责各区的正常浇筑每组5人；测量人员分成三组负责各自区域的砼面标高控制，每组3人。各组对现场指挥中心负责。现场指挥中心统一指挥封底施工的各项工序作业。3.2.4.3.3 封底施工封底施工开始后，各搅拌站同时向中央储料斗泵送砼，待料斗满时，下达1号导管首灌指令，中央储料斗操作人员开启料斗底门，砼流向1号导管，当1号导管埋深1米左右后，1号导管首灌封口成功，进行2号导管首灌施工，同理进行后续导管首灌施工。每根导管首灌前，测量人员应对该导管进行测量，保证开灌时，该导管底口距离砼面（或地面）1525cm。各导管完成首灌后，每间隔一定时间补料一次。方量在5m3左右，按顺序逐根补料。每次补料均有工作人员在指挥中心挂图上标明时间、砼注入量及砼面高程。各导管不断补料灌注，砼面均匀上升，整个浇注过程中，四台拌合站要求始终处于工作状态，向中央储料斗源源不断供料，保证砼浇注速度。尽可能快的完成全部导管的开管顺序，这对减小砼的流动半径，提高水下砼质量有利。当导管埋深超过2m时，提升导管，拆除导管一节。封底砼顶面标高为-3.25m，为确保有效封底厚度7m，考虑50cm的浮浆层，故在实际施工时，封底厚度拟控制在7.5左右。3.3 主塔墩钻孔桩施工*长江公路大桥A标北塔共有18根直径3.0m钻孔灌注桩，从基岩面算起的钻孔长度为64米，从平台面算起的最大钻杆自由长度达130米。钻孔所要穿过的岩层主要为粉细砂岩。基桩施工的关键在于成孔技术。钻孔施工中着重要解决的问题是保证成孔垂直精度和避免出现断钻杆和掉钻头现象。钻孔采用清水护壁，旋转钻机气举反旋环钻进方法，钻具以牙轮滚刀钻形式为主。3.3.1 钢护筒设置钢护筒用=10mmA3的钢板卷制而成，外侧设置纵向加劲角钢，环向设钢护圈加强，以防护筒变形。钢护圈高度要小于加劲角钢高度，以保证钢护筒下放时能在导向架内自由上下抽动。护筒内径采用3.4m，制作时保证钢护筒的圆失度，焊缝牢固不漏水。钢护筒分节制作，分节吊装接高。分节长度视吊装能力而顶，一般为9米长。为避免吊装时钢护筒变形，可在护筒端口焊十字支撑。护筒安放的稳定和垂直程度是钻孔垂直精度的必要保证。护筒安放采用上口导向下口自垂定位法。首先制作并安放导向架。导向架采用空间桁架结构，依据钻孔桩的布置形式，分段加工制作，然后拼装成整体。导向架高1米，主要利用75758的角钢制作。导向架安放在钢围堰内壁上部适当位置，并与钢围堰固定，导向架构造见方案图。在钻孔施工平台搭设好后，即可进行钢护筒的安放接高。钢护筒接高方法见3.2.3节，此处不在叙述。3.3.2 搭设钻孔施工平台:钻孔施工平台不仅用于钻孔施工，同时用于钢护筒的安放、振设稳定，以及封底砼用导管、储料斗的布置和浇注封底砼的施工平台。施工平台搭设于围堰顶上，为了保证钢围堰的正常使用和安全性，施工平台必须设置尽量多的支承点，并以面均匀支承的方式支承在钢围堰顶上。施工平台主要由下层贝雷梁、上层型钢分配梁和面板组成。根据桩位分布情况，沿纵桥向避开桩位设置六道贝雷梁结构。贝雷梁与围堰顶之间设支座组合分配梁。贝雷梁全部上下加弦杆加强。上层型钢分配梁主要采用I25，面层分配梁布置原则：避开桩位，全部贯通。具体按贝雷梁节点间距沿顺桥向均匀布置。当钢护筒振设完毕后，为保证施工平台的安全性，平台与钢护筒之间用型钢连接，以增强平台稳定性。施工平台布置见方案图。3.3.3 基桩钻孔根据主塔墩工程地质条件和工期要求，基桩钻孔拟采用4台回旋钻钻机同时施工，钻机型号拟定为两台郑州KP-3500和两台南京ZSD-3000钻机。为防止塌孔，要求隔孔施钻。钻孔采用清水护壁，气举反循环钻进。.钻机开钻前，必须进行钻机调试。钻机的底座要精确测量，确保其平整度。检查钻机及其配套设备的机械性能。检查钢丝绳、钻杆等钻具，满足强度和安全性要求。保证开钻后安全、正常、连续地钻进。钻进过程中，根据岩层性质，选择合适的钻进速度。经常提钻检查钻头直径、钻杆等，防止孔径不足或掉钻头等事故。经常检查孔径、垂直度，不符合要求的及时进行处理。在岩层中钻孔，钻头应加配重，配重一般在60T左右。软硬不均的地层交界面处，钻孔易发生倾斜。出现倾斜时，减速、减压钻进，直到纠正为止。钻孔过程中或终孔后，利用30m3/m风量以上的柴油动力式空压机进行气举反循环出渣和清孔。供气不足将造成不能及时排渣导致进尺缓慢。出现故障时，查明原因，及时连续处理，不得延误。钻孔施工实行24小时三班连续作业，跟班填写钻孔原始记录，如实填写实际地质情况，绘制实际地质柱状图。3.3.4 清孔、成孔检验钻孔深度达到设计标高后，将钻头提离孔底15cm，利用钻机的气举反循环进行第一次清孔。清孔结束后，应对成孔质量进行检查，成孔检验主要检测成孔直径、孔壁倾斜度和孔壁平整度。孔壁平整度不符合要求时，采用扫孔处理。在钢筋骨架下放到位，水下砼灌注前，检查沉淀厚度，如不符合要求，需进行二次清孔。清孔排碴时，必须注意保持孔内水头，防止坍孔。3.3.5 基桩混凝土浇注3.3.5.1 钢筋骨架制作和安装：每根主塔墩基桩钢筋骨架的设计重量约40.133T。钢筋骨架在钢筋棚分节制作，由运输车辆转运至码头，由水上设备转运至墩位，浮吊分节进行安装。钢筋骨架连接采用挤压套筒连接，以加快施工进度接头应错开布置，同一截面接头不应超过50%。安装过程中，骨架的起吊采用双吊点起吊空中竖转法，避免骨架变形。每根基桩均安装4根超声波检测管，检测管安装必须顺直，每5m固定在骨架上。顶、底口和接头部位要用电焊封死不漏水，顶口与钻孔平台顶面平，以便超声波检测。3.3.5.2 混凝土的制备：基桩混凝土为30#水下混凝土。水下混凝土所用的石子的级配、砂子的粒径、水泥的品种与标号、初终凝时间，外掺缓凝剂等都要经过严格的试验。水下混凝土所选用的粗集料优先选用卵石，其最大粒径不应大于导管内径的1/8和钢筋最小净距的1/4，同时不应大于40mm，以保证混凝土有良好的和易性和足够的流动度，其塌落度要控制在1820cm。每立方米混凝土的最小水泥用量宜不小于350kg，具体由试验确定，水泥标号不应低于425号。细集料宜采用级配良好的中砂，混凝土配合比的含砂率宜采用0.40.5，水灰比宜采用0.50.6，具体由试验确定。采用粉煤灰水泥或普通硅酸盐水泥掺加粉煤灰以节约水泥用量。掺加缓凝剂，增加混凝土的初凝时间与和易性，具体掺加量由试验确定。砼采用水上拌和站拌和，砼输送泵运输。一般安排两个拌合站，两台输送泵工作。3.3.5.3 混凝土的浇注：导管直径采用300mm，螺旋式接头，接头应装卸方便，连接牢靠并有密封圈，保证不漏水，不透气。导管在使用前应做水密性和承压试验，不合格导管严禁使用，灌注首批混凝土前，再次检测泥浆性能指标和沉淀层厚度，必要时进行二次清孔，待多项指标符合要求后，开始浇注首批混凝土。首批混凝土的数量与钻孔深度、孔径大小、导管的内径和底端悬空（一船悬空2540cm）有关，因此要求储料的体积与其相适应，保证首批混凝土一落后，导管埋深不小于1米。浇注基桩混凝土应连续、快速地进行，做到一气呵成。灌注时间不得长于首批混凝土的初凝时间。灌注过程中，注意保持孔内的静压水头，不小于11.5m。同时及时测量混凝土面的高度及上升速度，推算和控制导管埋深，导管最大埋深不大于6米，最小埋深不小于2米。桩顶要比设计标高多浇注80100cm，确保桩顶混凝土的强度和质量。基桩混凝土浇注的重要性要求灌注前做好充分的准备工作，灌注全过程严格控制。浇注前编制作业指导书，明确分工，层层交底，层层落实。基桩施工工艺框图见附图。3.4 承台施工*长江公路大桥A标（北塔墩）承台顶面标高-3.25m，承台厚6m，处于水面以下。承台直径为29米，厚度6米，采用30号钢筋砼结构，砼体积3963.12m3,属大体积砼施工。3.4.1 施工准备1、 抽水、破桩头、搭设底模当18根钻孔桩经超声波检测合格后，进行钢围堰抽水，割除桩顶设计标高之上的钢护筒，破除桩头，利用吊机将破除的桩头砼吊起运走。桩头破除完毕，在桩顶部钢护筒上搭设承台底模，并以钢围堰内壁为侧模进行承台施工。底模应有足够的刚度和强度。3.4.2 浇注工艺由于承台砼方量大，应按大体积砼施工。施工中必须考虑温控措施。结合考虑混凝土水化热控制，承台底模的承载能力，结构钢筋、预埋件的位置，承台砼浇筑拟分三次浇筑。层厚分别为1m、2m、3m。承台砼采用两台水上砼拌合站拌和，同时使用砼输送泵通过输送泵管直接注入承台底模。浇注承台时，混凝土按30cm厚度、按一定顺序水平分层浇筑，并使用70mm插入式振动棒振捣密实。每层砼要求在下层砼初凝或能重塑前浇筑完成上层混凝土，可考虑在拌制砼时加入适量的缓凝性减水剂。振动器移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍；与侧模应保持510cm距离；插入下层混凝土510cm；每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒；应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。对每一振动部位，必须振动到该部位混凝土密实为止。密实的标志是砼停止下沉、不再冒出气泡、表面呈现平坦、泛浆。砼的浇筑应连续进行，如因故必须间断时，其间断时间应小于前层砼的初凝时间或能重塑的时间。浇筑混凝土前，应对支架（内支撑）、模板、钢筋、预埋件进行检查，模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。混凝土按一层30cm厚度，一定的顺序和水平分层浇筑，应在下层砼初凝或能重塑前浇筑完成土层混凝土；上下层同时浇筑时，上层与下层前后浇筑距离应保持1.5m以上。对于施工缝的处理必须按下述要求进行： 由于承台砼分两层浇筑，在浇筑完第一层砼后，应凿除第一层砼表面的水泥砂浆和松弱层。当采用人工凿毛时，第一层砼强度须达到2.5MPa，用风动机凿毛时，须达到10MPa。 经凿毛处理的砼面，应用水冲洗干净，在浇筑第二层砼前，对水平缝应铺一层厚为12cm的1：2水泥砂浆。 施工缝处理后，须待第一层砼达到一定强度后才能继续浇筑砼。结构物为钢筋砼时，其强度不得低于2.5Mpa。3.4.3 大体积砼施工采取的温控措施本桥主塔墩承台拟按大体积砼施工。在大体积砼中，温度应力往往超过荷载引起的结构应力，使块体产生温度裂缝。砼的温控标准确定为：砼内表温差、上下层温差、砼表面与环境温差均按25控制。因承台处于围堰内，堰壁为钢板砼结构，厚度1.5m，绝缘条件好，可视为绝热层，因此砼水化热温度只考虑沿浇注层面垂直方向传递。为确保工程质量，避免产生温度裂缝，在承台施工中将采取如下温控措施：（1） 合理的分层浇筑。承台拟分三层浇筑，层厚分为1m、2m、3m，浇筑上层砼之前应对第一层顶面进行人工凿毛。（2） 降低水泥水化热。水泥水化热温升主要取决于水泥品种，水泥用量及散热速度等因素，因此施工中选用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥。同时为减少砼配合比中的水泥用量，在确保砼强度及坍落度条件下，考虑掺用25%的粉煤灰及外加剂，从而减少砼配合比中的水泥用量，降低砼的水化热温升，控制最终水化热。（3） 控制砼的浇注温度。浇注温度是指砼经拌和，运输至模板仓内的温度，浇注温度控制在20左右。降低砼的浇注温度的措施一是尽量采取夜间浇注，二是对砼原材料进行预冷降温。夏季施工时，可在砼拌和水中掺加一定数量的冰块，把水温降低到10以内，同时采用江水冲洗石子，使石子温度降低。混凝土用料应避免日光曝晒，以降低初始温度。（4） 埋置水平冷却管。即在砼浇注前预先埋入冷却管，利用管内流淌的冷水带走砼内部的部分热量。从而降低砼内部的最高温度。冷却水管采用483.5mm普通钢管，水管平面间距为1.2m。浇注第一层时可不设水管，从第一层的表面算起，各层水管的埋设高度分别为0.8m、2.0m、3.0m、4.0m，各层设置三个进水口、三个出水口。冷却管在埋设时采取固定措施，在浇注砼过程中应防止堵塞、漏水及震坏。冷却水采用江水，在散热过程中，控制水管水温与砼温度之差为2025。冷却水从砼浇筑时即开始循环，连续通水20天，目的是有效降低砼水化热最高升温值，并在温度达到峰值后加快砼内部散热降温，减小砼内表温差造成的拉应力，防止裂缝的形成。为检验施工质量和温控效果，在承台水平轴线附近同一竖直断面各层中埋设温度传感器，布设温度测点，进行24小时温度监测。当发现进出水口温差过大或过小，或者水温与砼内部温度的差值超过25时，应及时调整水温或流量，防止水管周围产生温度裂缝。（5） 蓄水养生。在每层砼浇注完毕待终凝后立即在上表面作蓄水养护，蓄水深度应在30cm以上，以推迟砼表面温度的迅速散失，控制砼表面温度与内部中心温度或外界气温的差值，防止砼表面开裂，但蓄水时间不宜超过3天。（6） 分层浇注时，层间浇注的间隙以不超过7天为宜。这样当底层砼表面温度降到某一温度值时，上层砼的入模温度对下层砼起到了保温作用，控制了温差，有效防止了砼开裂。第四章 索塔施工4.1 概述：*长江公路大桥索塔采用空间倒Y型，塔柱底面高程为-3.25m，塔顶高程为181.531m ，索塔总高为184.781m，桥面以上塔高与主跨比为0.2616。索塔混凝土标号为C50，混凝土方量为10329.05m3。4.1.1索塔构造索塔包括下、中、上塔柱、塔冠和横梁，以及索塔附属结构设施。下塔柱高度43.851m，内侧面和外侧面横桥向斜率分别为1：4.6442、1：3.1584，顺桥向侧面斜率为1：25.0582，断面为由8.510.5m向上渐变至4.0587m的分离箱形断面。中塔柱高度84.13m，斜率为1：5.8488，断面为47m的分离矩形断面。上塔柱高49.3m，为双塔合并，锚索区上塔柱为11.29.8m的单箱双室整体多边形箱形断面，双向斜面锚索墙。斜拉索通过锚固块锚固于上塔柱锚索墙内壁上。为平衡斜拉索的水平分力，在上塔柱斜拉索锚固区配置了OVM15-12规格环向预应力钢绞线束。上塔柱顶面设7.5m高竖直向上的塔冠。根据受力需要，索塔设一道6.5m（高）6.8m（宽）箱形断面下横梁，下横梁为预应力砼结构。4.1.2 索塔施工流程 承台施工结束后，进行塔吊、电梯等索塔施工设备现场布置；立模浇注下塔柱起步砼，翻模逐段浇注下塔柱砼至下横梁；架设支架立模浇注下横梁及与下横梁连接部分塔柱，张拉下横梁；爬升模板逐段浇注中塔柱砼至两塔交会处，安设塔柱间主动横撑；立模浇注上塔柱底部砼，爬升模板逐段浇注上塔柱，立模浇注塔冠；张拉上塔柱内环向预应力束；拆除塔柱模板，中塔柱横撑、塔吊，浇注支座垫石，准备安装0号段箱梁。4.1.3 索塔施工要求索塔施工的关键主要是塔柱线型和外观质量的控制及上塔桩斜拉索锚固区施工。施工中要求塔柱的倾斜度在设计斜度的基础上，误差不得大于塔高的H/3000，且不大于30 mm；轴线偏位允许偏差10mm；塔顶高程允许偏差10mm；断面尺寸允许偏差20mm；斜拉索锚固点高程10mm；斜拉索锚具轴线5mm；并且要求其外观线条顺直，表面光洁和色泽一致。索塔施工过程中，应严格按设计要求埋设预埋件等。4.2 索塔施工的设备选型及现场布置索塔施工现场布置图见附图所示。施工主要设施有塔吊、电梯、混凝土泵车及管道、供电设施和供水设施五个部分。4.2.1 塔吊为了满足施工的需要，结合承台平面尺寸及标高，拟在距索塔中心线6.5米的岸侧布置一台塔吊，塔吊选用江麓浩利工程机械有限公司生产的JL150自升式塔吊。该塔吊最大起重量10T，额定起重力矩150T.M，最大起重力矩为175T.M，选用40M水平臂架。在施工时，塔吊采用固定附着式，每隔一定高度便采取措施使塔吊与塔身固定。塔吊安装高度为190M，在承台施工时可采用埋入基础节或预埋锚固螺栓，当承台施工完毕以后，立即将塔吊安装至50M的基本高度，以后随着索塔的升高，不断自升接高，索塔施工的所有机具、材料等垂直或在塔周围的运输，都由塔吊来完成。4.2.2 施工电梯施工电梯布置一台，设置于塔吊对称位置的江侧。4.2.3 混凝土泵车及泵管布置索塔混凝土施工采用水平、垂直导管输送，由一台HBT-60型高压泵来完成。其布置见附图。混凝土垂直输送泵管沿塔柱外侧布设，至横梁顶面后。（如附图中的平面图所示。）用型卡固定在预埋的专用架上，并用绳扣隔一定距离将其吊挂于塔柱施工的原模板对拉螺栓上，输送泵管直径为125mm，随塔身的上升而接长。工作面上采用水平管，或三通截止阀外接软管。采用水上拌合，泵车设在拌合浮箱上。4.2.4 供水用两台高压多级水泵分别在顺桥方向的左右两侧，布置见附图。用长江水作为施工用水水源。上水管沿泵管外侧附着敷设。4.2.5 供电从总配电箱接出动力电缆，绕承台半周，分别输送给塔吊、电梯及高压水泵的电动机，电缆随塔吊一起上升布置垂直动力电缆。两塔柱工作平面内设小型配电板，以满足工作面上的电焊机、振动器、照明等电力需要。4.3 下塔柱施工下塔柱从承台顶至下横梁底面高40.601m，将其划分成9节段，每节4.5m，其余部分与下横梁一起浇注。下塔柱为变截面外倾柱，下塔柱采用平衡支架作为脚手架现浇施工，该支架与横梁施工用支架配套使用，即在进行下塔柱施工时逐步加高支架至完成其施工，然后通过支架的调整，进行横梁的施工。其支架布置见附图。模板系统采用塔吊吊装翻模施工方法，配备三套模板，先安装两套模板浇注砼后，再安装第三套模板，拆除首套模板安装于第三套模板之上。每次浇注砼前有一套模板仍紧固于已浇注砼体上。其余两套模板则处于待浇注状态。紧固于塔体上的支承模板是依靠自身抱箍于塔身的较大摩擦面而产生的摩擦力支承其上的两套模板重量和其他施工荷载。模板为专用定型钢模板，其构造与中、上塔柱的模板相配套统筹考虑设计。模板高统一为2.25米，每塔肢共制作三节。为了索塔美观，接缝水平设置，并保证塔柱各面基本水平一致。模板通对拉螺杆连接到到劲性骨架上加固。变截面由收分模板及角模来实现。按混凝土分层两塔柱对称两边设9道水平拉杆，每道拉杆由4根32精轧螺纹钢筋组成。拉杆随塔柱施工逐道安装，拉杆主要用于控制塔柱因施工荷载和自重产生的横向水平位移，增加塔柱的稳定性及减小根部初应力，防止塔柱根部混凝土开裂。下塔柱施工过程中建议业主方要求监控单位在塔柱根部预埋应力片，以方便控制根部初应力。下塔柱的混凝土施工要确保对称,以保持结构稳定。施工中随时观测劲性骨架，通过松紧拉杆调节等倾角，以确保其定位准确。内模采用组合钢模与210钢楞拼装，采用483.5钢管脚手架作为支撑。下塔柱下部25.5米高度范围内，设计为实体结构，而塔柱砼标号为C50，水化热峰值将达到65。必须采取温控措施，防止产生温差裂缝。4.5、中、上塔柱施工4.5 .1中上塔柱施工节段划分中塔柱从上横梁顶部至中上塔柱的交接处高为80.88m，将其划分成18个节段进行施工，除最后一节高度为4.38m，其余每个节段高4.5m。上塔柱从中、上塔柱交接处至上塔柱顶高为49.3米，将其划分成11个节段进行施工，除最后一节高度为4.3m，其余每个节段4.5m。中、上塔柱的第一、二节段由塔吊吊装翻模施工，然后安装爬架。中、上塔柱采用架体式爬模施工工艺，爬模以爬架和塔柱外模为其两大元素，随混凝土浇筑高度的上升，两者交替垂直或者斜向爬升。4.5.2 架体式爬模的构造架体式爬模由架体系统、模板系统、提升系统及附属导向机构四部分组成。架体系统从高度方向上分为上部的工作架、下部的附墙固定架和悬挂脚手架三部分组成。架体总长度为24米，架体分顺墙向的P1架和横桥向的P2架，该索塔共制作8组架体。工作架高14米，分7个操作层，用于施工操作平台和堆放施工用材；附墙固定架高6米，基中附墙框高4.25米，分两个操作层，附墙固定架采用锥形螺母固定技术，将附墙固定架紧固在塔肢混凝土上，即利用混凝土施工时预埋的用于内外模板对拉拉杆的锥形螺母，锥形螺母与外模采用方头螺杆固定，拆模待混凝土达到一定强度后，锥形螺母即可作为传递架体重量给塔柱的重要部件。悬挂脚手架高4米，分两个操作平台，待提升架体后用于锥形螺母方头螺杆的推拆和螺孔修补的工作平台。模板系统：内外模均采用整体定型钢模，每套模板分为三节，每节2.25m，每节分为四块制作，其中转 角部分纳入横桥向面内整体制作。每次浇筑节段共4.5m高混凝土，其中一节段2.25m紧固在塔壁上，作为底节接口模板，下次浇筑时上次的顶节模板作为该次嵌固底节接口模板，上次底节和中节模板作为该次浇筑混凝土用模板，重复爬升施工。由于下、中塔柱为倾斜结构，可通过计算调整其内外的高度，以确保每层砼浇筑高度为4.5m。提升系统：由于架体式爬模系统中索塔外模与架体互为支承，相互爬升，故模板和爬架爬升动力采用5T手拉葫芦，其中若塔吊起吊能力能满足施工需要，也可利用塔吊进行模板提升，以加快施工进度。附属导向系统：导向系统包括导向滑轨、限位轮、伸缩脚轮。导向滑轨：每套架体式爬模设置6组导向滑轨，每组导向滑轨由2 12槽钢对口焊接在模板上，槽钢之间留3cm左右间隙。其中横桥向面每块模板上设一组导向滑轨，顺桥向面每块模板上设两组导向滑轨。（见附图）限位轮：限位轮设置在架体上与模板上的导向滑轨位置相对应，每组滑轨设两个。伸缩脚轮：由橡胶轮和伸缩螺杆组成。爬架提升时，脚轮旋出23cm，以保证已浇混凝土不受损坏并能变滑动为滚动磨擦，减小提升阻力。4.5.3 中、上塔柱架体式爬模施工工艺（1）架体爬升施工架体提升顺序为：顺桥向的P1架固定，先提升横桥向两面的P2架，P2架就位固定后，再提升P1架。a、 准备工作提升前先清理架体上杂物，转移过重的物体，小型机械要固定在架体上，检查模板和架体上吊点是否可靠，手拉葫芦是否损坏，架体保险钢丝绳及吊点是否可靠。b、 安装动力在模板吊点与架体吊点之间按P1架、P2架在斜向及垂直爬升的受力特点安装手拉葫芦。c、 葫芦预紧检查动力系统安全性后，拉紧所有5T手拉葫芦，使架体重量由螺杆转移到手拉葫芦上。并使每个葫芦受力均匀。d、 拆附墙框上M24方头螺杆。P1架上有24个M24螺杆，P2架上有20个M24螺杆。e、 将伸缩脚轮旋出23cm，变滑动磨擦为滚动磨擦。f、 架体提升由富有经验的施工人员统一指挥，要特别注意架体保持动态平衡，尤其是中塔柱提升施工时，外侧P1架由于塔柱内倾造成此片架体脚轮受力最大，架体提升时极易由于不平衡而造成脚轮箍断裂。每次架体提升高度为9.0m。g、 架体就位架体提升至与设计相差近20mm时，放慢提升速度，提升到位后伸缩轮退回，在施工中对于内侧P1架，应先退回下层，再退回上层，使附墙框下部先贴墙面，P2架由于塔身垂直，伸缩轮退回无先后顺序。h、 安装固定螺栓固定螺栓一端为锥形丝口，另一端为带正方形方头的丝口螺杆，固定螺栓的安装工序为：先将方头螺杆旋入预埋的锥形螺母中，然后用扳手通过方头将螺杆紧到位，第三步是加上垫板和M24螺帽，将螺帽反复均衡拧紧，使架体紧贴墙面。i、 用22钢丝绳加设保险。j、 检查验收，投入使用。（2）模板提升施工a、 准备工作模板提升前先清除模板上一切杂物，并准备好拆模、清理模板用工具及脱模剂（新鲜机油），并将第一节及第二节模板的对拉螺栓拆除。b、 保险措施的设置由于模板可用塔吊提升，故在脱模前将5T葫芦预紧或塔吊预吊以防止由于脱模后造成安全事故，每次提升一节2.25m模。c、 拆除横板间接头螺栓d、 模板脱离墙面e、 清理模板表面混凝土渣，用新鲜机油或其他物质作为脱模剂，要求均匀涂刷，并防止脱模剂过多污染钢筋或混凝土。f、 模板提升就位，就位后，安装好接头螺杆，及对拉拉杆。g、 测量监测调整模板，测量复测，合格后请监理工程师验收签字转入下一道工序施工。模板提升施工工艺流程如下：准备工作 安装动力 紧葫芦 模板脱位 清渣、涂脱模剂 均匀提升就位 测量验收4.5.4 中上塔柱内模施工中、上塔柱内模采取翻模施工，内模采用组合钢模与210钢楞拼装，采用483.5钢管脚手架作为支撑。脚手架四边与已浇混凝土内壁支撑，沿高度方向每4.5m设一操作平台，每20m通过塔身内壁的四周预埋件设置一卸力平台。上塔柱拉索锚固区段内的齿板设置相应的齿形定型模板与竖向内模组成一个整体。由于齿板受塔柱节段的影响，在施工中以保证每一根拉索的锚固台一次浇筑成型为原则，可适当调整每次混凝土浇筑高度，以保证锚固块的整体性。4.5.6 主动横撑设置中塔柱施工时，随着塔柱的爬升，塔柱自由悬臂长度逐渐增大时，为了克服塔身在混凝土自重、施工荷载、风载及日照温差等作用下，使得塔柱根部产生的很大的次应力。为了消除之，采用主动力横撑方法在中塔柱的双肢间每隔15m左右一道主动水平横撑横撑，并与两塔柱固接。合计5道横撑。为更好控制塔桩根部的次应力，中塔柱施工过程中建议业主方要求监控单位在上、下塔柱交接处塔柱根部预埋应力片，以方便控制根部初应力，为设置横撑具体数及施加预顶力的大小提供依据。横撑设置好后，还可用于塔吊及电梯的附着。横撑结构。每道横撑由4根630mm,壁厚11mm钢管组成，顺桥向两两并排对称布置。并排钢管之间用型钢连接成整体，组成平面桁架结构，增加顺桥向稳定，且确保塔吊及电梯附着强度和刚度。为减少横撑自重挠度，增加竖向整体刚度，也为方便横撑的架设和施力，在横撑中部设置8根钢管立柱。在立柱上设有顺桥向牛腿，用以支撑横撑。立柱间也用型钢连接，同横撑桁架一起组成空间桁架，增加施工过程中的整体稳定。横撑施力前从中部一分为二，两段与塔柱预埋件焊接，中间部位搁置在立柱牛腿上，利用立柱作为工作平台，在横撑中部设置千斤顶施力系统。施力完成后，将横撑中部焊接联成整体。4.6 劲性骨架安装劲性骨架作为索塔施工导向、钢筋定位、模板固定之用，也是上塔柱环向预应力钢束塑料波纹管和斜拉索钢套管定位安装必不可少的。劲性骨架主要由角钢加工而成，在工厂分段加工，现场分段超前拼接。劲性骨架连接利用M3070高强螺栓连接。劲性骨架的安装质量会不同程度地影响主筋、模板和拉索套管的定位。由于劲性骨架本身自由段自重，右受其侧面主筋的拉压作用，劲性骨架沿水平方向在侧面发生位移，将造成模板安装困难，索塔平面位置变化等不利因素。要保证骨架承力后顺应塔肢倾斜度，就必须采取骨架安装预偏的方法实现预期目的。预偏法就是根据侧面荷载的水平分力来确定预偏角度，安装劲性骨架时在设计的塔肢坡度基础上，增加预偏角度。以此来消除受力后引起的水平位移。劲性骨架的定位首先用吊垂球的方法控