南京大胜关长江大桥施工情况汇报.ppt

汇报内容一、工程概况二、深水基础施工三、主桥六线拱形高墩墩帽施工四、引桥六线悬臂梁式拱形墩帽施工五、钢梁架设施工六、主墩基础施工水上大型机械使用费（见附件）,一、工程概况,北引桥,正桥,南引桥,江浦区,高旺镇,浦乌公路,京沪高速铁路,大胜关长江大桥,南京三桥,过江电塔,京沪高速铁路举世瞩目，南京大胜关长江大桥是全线的控制性工程。,全桥钻孔桩2355根，直径1.22.8m32m简支箱梁266片,墩身240个混凝土122.5万方,钢梁7.8万吨,4,5,6,7,8,9,10,284,192,336,336,192,108,1.1主桥桥式布置,矢高84m，矢跨比1/4平弦部分桁高16m其他节间长均为12m,284,108,拱肋跨中处高12m，支点处高53m拱脚处节间长为15m最大杆件重量110吨,12.040.0m的圆端形空心墩，单箱双室截面,46根2.8m钻孔桩基础，墩桩长112m,圆端形高桩承台平面尺寸为3476m,承台厚6.0m,墩座厚4.0m,1.2主桥主墩结构,设计速度高，设计荷载大,地铁过江通道,京沪高速铁路。大胜关桥设计行车速度为300/h，设计荷载为ZK活载,沪汉蓉I级干线，客货共线，客运列车设计行车速度200/h，货运列车设计荷载为中活载,1.3“五新”使用情况,新材料,钢桁拱桥杆件轴力较大，需要采用高强、厚板、可焊、防断、疲劳性能好的桥梁结构钢材，结合我国炼钢水平，本桥开展了高强度Q420结构钢的应用试验研究，将拉动桥梁结构钢材的快速发展。Q420钢材具有良好的防裂、防断性能，可焊性好。,1.3“五新”使用情况,新结构,主桥采用六跨连续钢桁拱桥,正交异形整体桥面,三桁承重结构主桥安装了伸缩量800mm的桥梁轨道温度调节器和伸缩量400mm梁端伸缩装置主桥采用18000t大吨位球型支座。,1.3“五新”使用情况,新设备,400t全回转钢梁架设吊船KTY4000型大扭矩动力头工程钻机2000吨米架梁变坡爬行吊机2套2000吨级吊索塔架，1套三层水平索,1.3“五新”使用情况,新工艺,主桥基础采用大桥局自主知识产权的无导向船的双壁自浮式钢围堰施工方案,1.3“五新”使用情况,气囊法断缆下水是钢吊箱断开拉缆后，在自重分力作用下起动，沿坡道快速下滑，迅速到达深水区域，实现安全自浮。技术关键在于通过钢吊箱断缆后入水速度与吃水深度的计算，确定下水坡道长度、坡度大小；根据钢吊箱重量、地基条件及钢吊箱入水各工况受力计算结果，确定气囊规格型号、布置方式。此技术因地制宜采用气囊法断缆下水新技术，克服了后锚牵引控制下水对滑道坡度、水下滑道长度及前端水深要求高的难点，实现了超大型钢吊箱（3100t）整体快速安全下水。,超大型钢吊箱整体气囊法断缆下水技术,1.4施工技术创新,采用理论计算分析钢吊箱定位精度。实测水文条件变化对钢吊箱刚体平面位移影响规律。利用重锚预设强大预拉力，尽可能消除定位系统的非弹性变形，提高锚碇系统刚度，有效控制钢吊箱的平面位移。通过试插桩方法，合理选择插桩时机，设置一定预偏量，采取工艺措施，提高插桩精度，解决水深流急、水文条件变化频繁的潮汐河流中钢吊箱精确定位难题。此技术通过对定位系统理论计算分析研究，实现钢吊箱重锚精定位控制技术由定性上升为定量，由经验上升为理论，由被动调整上升为主动控制。并根据实测数据对理论计算进行验证和修正，形成了该技术完整的理论体系与实践经验。,无导向船重锚精确定位技术,1.4施工技术创新,钢吊箱支承于4根钢护筒的提升下放装置上，在重力大于浮力状态下，通过控制提升力、设置钢护筒与围堰间局部导向，有效抵抗水流力，控制因水流力变化引起的围堰位移与倾斜。有效解决了在水文变化频繁的潮汐河流、河床高差大等不利条件下超大型钢吊（套）箱下放、着床及下沉精度定位的难题，实现围堰下放过程定量可控、微量可调，位置可控，偏差可调。,超大型钢吊箱下放、着床、下沉控制技术,1.4施工技术创新,常规钢梁合拢方式，主要利用墩顶布置竖向、横向、水平向等三向千斤顶调整合拢口的变位实现，吊索塔架仅作为钢梁架设过程中调整杆件应力和位移的辅助手段，体系转化过程复杂，操作极其困难和危险。南京大胜关桥钢桁拱为三片主桁结构，杆件规模、线刚度、支反力巨大，合拢对位点多，采用以多层吊索塔架和水平索调整钢梁合拢位移为主要手段的新的合拢技术，在主墩钢梁不起顶的状态下实现钢梁合拢。,多点对位钢梁合拢新技术,1.4施工技术创新,2.1施工方案概述,根据桥址处水文地质、冲刷、通航的情况及特点，6#、7、8主墩基础均采用重锚无导向船施工方案。6#、8主墩基础施工采用底节钢吊（套）箱先在江边制造，下水浮运到墩位，重锚精确定位，插打16根定位钢护筒形成静定钻孔平台，完成8根成桩围堰平台安全渡洪，钻孔桩完成后接高钢吊箱并整体下沉到设计标高。7主墩基础施工采用底节钢吊箱在江边制造，下水浮运到临时锚锭水域整体接高围堰，再浮运到设计墩位，重锚精确定位，插打16根定位钢护筒形成静定钻孔平台，钻孔桩完成后，进行承台封底施工。,二、深水基础施工,2.2主墩基础施工特点,1、工程规模巨大8#主墩基础的混凝土总量为12.9万方，钢筋1.2万吨，钢材2.1万吨。2、主墩处水深流急、河床冲刷大主墩墩位处常水位+7.00m时水深约50m。最大流速为2.75m/s,最大潮差1.56m。给围堰精确定位带来较大难度。3、长江航道航运繁忙，施工水域狭小，施工干扰大，水上施工安全风险大。4、工期紧、基础施工渡洪要求高要求6#、8主墩利用06年初半个枯水期达到开钻条件，并各成桩8根确保围堰安全渡洪。要求7墩钢吊箱于06年9月底整体浮运到位，12月31日成桩16根。5、地质条件复杂，钻孔桩施工难度大墩位处覆盖层主要由粉、细、中、粗、砾砂及圆砾土层组成，泥岩强度低，属软质岩，遇水软化，极易造成糊钻，排渣困难，进尺效率低。6、钢吊箱定位精度要求高主墩钢吊箱定位精度要求：平面轴线偏差50mm，平面高差50mm。7、施工机具投入巨大,2.38#主墩主要水上机械设备配制表,(未完),2.38#主墩主要水上机械设备配制表,(续前页),2.4主墩施工方案与常规施工方案对比,2.5钢吊箱制作,2.6钢吊箱制作,2.7钢吊箱下水,2.8钢吊箱下水,2.9钢吊箱浮运,根据初步定位后钢吊箱在水流和潮水位条件下的变化规律，选择在平稳的时段内进行钢吊箱的精确定位。选择低平潮位施加预拉力。通过插打定位钢护筒体系转换实现钢吊箱的最终精确定位。,2.10钢吊箱定位,2.11插打钢护筒,2.12插打钢护筒,KTY4000型钻机,提放钻头,2.13钻孔桩施工,安装钢筋笼,浇筑钻孔桩水下混凝土,2.14钻孔桩施工,利用四角4根钢护筒提升装置和箱壁水固定钢吊箱，接高完成后利用提升装置下放。方案优点：钢吊箱接高时底节处于固定状态，利于施工；下放过程可上下调控；不受水位影响；吊箱下放时重力大于浮力，主动下沉。,2.15钢吊箱接高下放,2.16钢吊箱接高下放,提升下放装置,2.17钢吊箱封底及承台施工,钢吊箱封底布置图,围堰封底浇筑混凝土施工场景,2.18钢吊箱封底及承台施工,浇筑承台混凝土施工场景,2.18钢吊箱封底及承台施工,承台浇筑后围堰内施工场景,2.18钢吊箱封底及承台施工,大型浮吊,400t全回转浮吊,2.19水上施工大型设备配备情况,250t浮吊,200t浮吊,大型浮吊,2.19水上施工大型设备配备情况,1200t浮吊,150t浮吊,大型浮吊,2.19水上施工大型设备配备情况,63t浮吊,100t浮吊,80t浮吊,大型浮吊,2.19水上施工大型设备配备情况,水上混凝土工厂,北岸水上海天号混凝土工厂，生产能力120m3/h，双站双泵系统。,南岸水上混凝土工厂，生产能力150m3/h，双站双泵系统。,2.19水上施工大型设备配备情况,大型船舶,抛锚船,2.19水上施工大型设备配备情况,大型船舶,400HP拖轮,2.19水上施工大型设备配备情况,大型船舶,1000t工程用铁船,2.19水上施工大型设备配备情况,3.1结构形式及特点,京沪高铁新建南京大胜关长江大桥主桥上部为六线连续钢桁拱（钢桁梁）结构，下部除6#、7#、8#三个主墩外，其余均采用由半圆拱形盖梁和双幅空心墩身组成的墩身帽结构，结构整体外形酷似“凯旋门”。墩身帽总高3238m（矩形空心墩身单箱单室截面为10m6m，壁厚1m，设计为C30混凝土3500m3；级钢筋450t）。,三、主桥六线拱形高墩墩帽施工,3.1结构形式及特点,墩帽平面尺寸：37m6.4m高度：7m墩帽结构用料：混凝土约1900m3，钢筋约200t。,3.1结构形式及特点,常规标准双线铁路桥梁墩身帽特点：多为直板式或圆端式实心结构，一般平面尺寸约为11m2.5m，高度2.5m左右，混凝土方量约为100m3。墩帽施工可以钢管脚手与墩身组成支承体系，不需另设大型支撑结构。大胜关桥墩身帽特点：体积大。单个墩帽混凝土方量达1900m3，大约是常规双线铁路桥墩帽部分的19倍。单量多。墩帽分三次浇筑混凝土，最多一次混凝土浇注方量达到750m3。形式新。双幅墩身间半圆拱直径达13m，拱下须设置支架。墩帽外侧为双曲线型，模板需整体加工安装。,3.1结构形式及特点,墩帽施工支架分为圆拱下支架空心墩身顶节支架两部分,3.1结构形式及特点,圆拱下支架：由等距布置483.5mm钢管支架和T形格构式支撑桁架组成。由水平梁和竖向立柱两部分组成，立柱为四组2.5mx2.4m格构式，桁架式水平梁长13m，与立柱对应设置，将钢管支架传来的墩帽荷载均匀分配到立柱上。空心墩身顶节支架：由墩身内壁预埋牛腿、I型主梁、220分配梁和483.5mm钢管支架组成。,3.2施工方案介绍,QT23D塔吊,支撑桁架,钢管支架,钢围堰,3.2施工方案介绍,平台及通道：在支撑桁架水平梁顶面悬挑设操作平台，满足人行、材料、操作等施工需要。在墩身下游侧布置塔梯便于上下人行。空心墩身顶节予留进人孔。模板：拉杆式钢模。,3.2施工方案介绍,3.3施工流程,单个墩帽主体结构施工需85天，支架的倒用周期较长，约125天。根据全桥进度安排，主桥八个墩共新制墩帽模板四套，支架四套。墩帽外伸双曲弧线形以及盖梁中部半圆拱形设计满足了受力和桥面布置的需要，外形新颖美观，但墩帽与墩身模板无法倒(改)用，所以墩帽模板全部新制，投入较大，一套模板总用钢量约280t。由于载荷大，一套支架约需钢材180t。,3.4周期及资源配置,墩帽施工高度大于30m，承台上安装一台150tm平臂塔吊作为模板、钢筋等材料的起重设备。对超重部分由水上浮吊配合作业。墩帽混凝土施工中单次浇筑方量大，为满足砼初凝时间要求，配置两台布料机。,3.4周期及资源配置,墩帽结构受力较大，配筋量也较大。主筋为32、25，最小的箍筋直径也达16mm，且全为II级钢筋，墩帽部分的钢筋与砼的重量比达到1：5，所以造成施工工期长、人工费大大增多。墩帽按照大体积混凝土进行施工，墩帽内布置三层453.5mm冷却水管，总长900m。按照高空作业要求，布设好相关通道及安全网等安全设施。,3.4周期及资源配置,3.4周期及资源配置,已竣工的主桥4#墩墩帽,南京大胜关长江大桥引桥为四线铁路与双线地铁共线桥梁，采用分幅桥面布置。两幅中心间距15m，南京地铁双线对称布置在墩身悬臂牛腿上，基础结构紧凑，外形与主桥墩身相协调。,4.1结构形式及特点,四、引桥六线悬臂梁式拱形墩帽施工,墩身帽整体为双幅空心墩身通过墩顶悬臂梁式拱形盖梁连接的框架结构，两侧各悬臂7.8m，双幅间半圆拱直径11m。墩身帽总高2332m，设计为C30混凝土2000m3，级钢筋175t。矩形空心墩身截面为7mx4.5m，壁厚1m。墩帽平面尺寸40.64.5m，高度7m。墩帽结构中混凝土约1000m3，钢筋约105t。,4.1结构形式及特点,4.1结构形式及特点,大胜关桥引桥墩帽特点：悬臂长。墩帽盖梁单侧悬臂长7.8m，根部高5m，端部高1.5m，重量约300t。因规模约是普通连续梁节段块的1.52倍，故称为悬臂梁式墩帽。体积大。由于外悬臂段较长，混凝土无法分次浇筑，整个墩帽采用一次性浇注，总方量约1000m3。支点少。合建区段地质情况不好，承载力低；承台宽度29m，墩帽的外悬部分已超出了承台的范围，悬臂段支架的支点不易设置。墩帽的支架设计采用钢管立柱+贝雷梁组悬挑垫梁结构。由悬臂段和圆拱下支架和空心墩身顶节支架两部分组成：,4.2施工方案介绍,4.2施工方案介绍,悬臂段和圆拱下支架：圆拱下由万能杆件支架和钢管立柱组成。悬臂段由三角型模板支架和钢管立柱组成。所有钢管立柱支撑在二组由五片双层贝雷梁组成的悬挑垫梁上。空心墩身顶节支架：由墩身内壁预埋牛腿、I型主梁、216分配梁和483.5mm钢管支架组成。,4.2施工方案介绍,4.2施工方案介绍,4.3施工流程,单个墩帽主体结构施工需43天，支架的倒用周期较长，约需110天。根据全桥进度安排，北合建区段引桥31个墩拟定新制墩帽模板四套，支架六套。墩帽外伸悬臂长，所以墩帽模板全部新制，投入较大，一套模板总用钢量约200t。墩帽施工高度在30m以上，在承台上安装一台150tm平臂塔吊作为模板、钢筋等材料的起重设备。超重的块件通过60t履带吊机配合作业。,4.4周期及资源配置,墩帽结构受力较大，配筋量也较大。主筋为32、25，最小的箍筋直径也达16mm，且全为II级钢筋。墩帽部分的钢筋与砼的重量比达到1:10，所以造成施工工期长、人工费大大增多。,4.4周期及资源配置,墩帽混凝土单次浇筑方量大，为满足砼初凝时间要求、保证浇筑质量，配置两台混凝土泵车同时施工。墩帽按照大体积混凝土进行施工，布设三层冷却水管，总长450m。按照高空作业要求，布设好相关通道及安全网等安全设施。,4.4周期及资源配置,4.4周期及资源配置,竣工的引桥墩身、帽,5.1钢梁结构概况,主跨拱圈矢高84.2m，主跨跨中拱圈桁高12m、拱脚处拱圈桁高56.8m，桥面以下高度为27.4m。除钢桁拱主墩顶两侧各四个节间为15m外，其余都为12m。拱圈桁架采用三角形桁式，与边跨钢桁梁一致。在构造上，除支点部位斜杆交角较陡外，包括平弦部分斜杆与弦杆交角在4560。边跨108+192m平弦部分桁高16m，高跨比分别为1/6.75与1/12，主墩墩顶处桁高47.9m，主跨跨中上、下拱肋中心线处高12m。平弦部分钢桁拱节间长度均为12m。,五、钢梁架设施工,钢桁梁空间模型,桥面板断面,5.1钢梁结构概况,5.2方案概述,1、钢梁架设采用从两侧往跨中架设、跨中合拢的总体方案。2、北侧从4#墩向6#墩，南侧从10#墩向8#墩方向架设；3、6#、7#、8#主墩墩顶2个节间在墩旁托架上架设，其余节间钢梁均为双悬臂架设；4、钢桁拱共设4个合拢口，两侧192m边跨各一个，两孔336m主跨各一个；192m边跨合拢口设在该跨的第8节间，336m主跨合拢口均位于跨中（7#墩两侧第13个节间）。5、全桥4个钢梁合拢口均采用双悬臂合拢，合拢顺序是先两侧192m边跨，之后再安装合拢两个336m主跨，先南主跨后北主跨。6、4#0#墩两联284m钢梁在5#6#墩192m边跨合拢后，架梁吊机调转回4#墩，从4#墩向0#墩方向全悬臂架设，直至完成两联284m钢梁架设。7、整体桥面板采用部分整块和部分分块安装的方案，在本节间安装，横向焊缝在本节间焊接，纵向焊缝最多可滞后两个节间焊接；横梁与弦杆、纵肋与纵肋之间的连接高栓最多可滞后两个节间终拧。,边跨架设方案,中跨架设方案,5.2方案概述,5.3108m边跨钢梁架设,1、施工4#-5#墩及10#-9#墩临时支墩；在4#、10#墩均安装提升站；2、利用提升站在4#墩临时支墩上向5#墩方向安装2个钢梁节间，并向3#墩方向安装1个节间。3、架设4#墩向5#墩方向钢梁至5#墩。4、利用400t浮吊安装6#和8#墩墩旁托架及墩顶4个节间。,5.4192m跨钢梁架设,1、利用浮吊配合墩旁吊机安装6#墩8#墩顶架梁吊机。2、6#、8#墩双悬臂对称架设钢梁，直至6#、8#墩边跨侧安装完7个节间，中跨侧安装完6个节间，准备192m边跨合拢。3、由浮吊安装7#墩托架及墩顶4个节间钢梁。,5.5边跨合拢,1、通过纵横移以及顶落梁措施，调整边跨钢梁合拢口空间坐标，以适应6#、8#墩钢梁合拢口空间位置，进行两侧192m跨钢梁合拢。2、解除6#、8#墩墩旁托架和拱脚钢梁杆件之间的连接。3、6#、8#墩钢梁向主跨纵移170mm。,1、利用墩旁塔吊安装6#、8#墩吊索塔架；2、6#、8#墩吊机拼装两个节间钢梁至第8节间；3、7#墩吊机拼装钢梁至第8节间；4、6#、8#墩挂设并张拉第一层吊索，前索、后索张拉力分别为749t、780t。同时挂设并张拉7#墩第一层平索，张拉力为1300t；,5.6主跨336m钢梁架设,5、6#、8#墩钢梁悬臂拼装至第11节间；挂设并张拉第二层索，前索、后索张拉力分别为1165t、1200t;6、7#墩钢梁悬臂拼装至第10节间，挂设第二层水平索、张拉；张拉力为1300t。,5.6主跨336m钢梁架设,7、6#、8#