天兴洲大桥施工质量评估报告

中铁大桥局天兴洲长江大桥工程指挥部 天兴洲大桥正桥工程质量评估报告武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥工程施工质量评估报告一、 工程概况天兴洲公铁两用长江大桥位于武昌青山镇至汉口谌家矶一线，距上游的武汉长江二桥约9.5km，大桥中线与长江主流正交，是国家“十五”重点建设项目之一。本标段施工范围为028#墩至20#墩，设计里程DK9+264.4DK12+106.5，全长2842.1m,由北向南依次为28孔40.7米箱梁+（98+196+504+196+98）米钢桁斜拉桥+15孔40.7米箱梁。上层公路为六车道，宽27米。下层铁路为四线，其中两线一级干线、两线客运专线。1、桥梁结构天兴洲公铁两用长江大桥0#5#墩为南汊正桥，5#20#墩为南引桥，0#028#墩为北引桥。南汊正桥为（98+196+504+196+98）m双塔三索面钢桁梁斜拉桥，全长1092m。上层6车道公路为正交异性板和混凝土结合桥面板，沥青桥面；下层4线铁路（客、货运各2线）为道碴桥面。斜拉桥主梁为板桁结合钢桁梁，N形桁架，三片主桁，桁宽215m，桁高15.2m，节间长度14m。钢桁梁无索区长度，端部56m，跨中28m。钢梁采用14MnNbq钢，焊接整体节点。钢桁梁工地连接均采用M30、M24高强度螺栓。主塔采用混凝土结构，钻石形，承台以上高度188.5m；每塔两侧各有316根斜拉索，斜拉索为镀锌平行钢丝，双层PE护套，冷铸锚。斜拉索截面最大为451-7，最大设计索力12170kN，单根最大索重40t。钢桁梁上索距14m，相邻索面中心距15m；斜拉索下端锚固于主桁上弦节点锚箱内，上端锚固于上塔柱钢锚梁内，斜拉索上端为张拉端。主塔基础均采用3.4m钻孔灌注桩，2#墩32根，桩长5357m ，3#墩40根，桩长84m。0#墩028#墩为北引桥，5#墩20#墩为南岸引桥，跨径均为40.7m，其中0#墩028#墩、6#墩15#墩为公铁合建段，16#墩20#墩为铁路分建段。铁路40.7m跨采用等高度预应力混凝土简支箱梁，客运专线桥面宽13.4m，级线桥面宽12.3m。客运线箱梁重量约1300t，级线箱梁重约1260t。公路箱梁采用40.7m等高度连续箱梁，单幅单跨箱梁重950t，公路桥面全宽27m。引桥公铁合建段采用双层桥墩布置形式。下层铁路采用板式桥墩，上层公路采用框架墩。2、主体工程数量全桥基础均为钻孔灌注桩群桩基础，其中1.5m桩基635根，2.0m桩基础45根，2.5m桩基础204根，3.4m桩基础72根，全桥共有桩基956根。主塔承台2座，铁路墩承台47座，公路墩承台5座，全桥共有承台54座；主塔2座，铁路墩身47座，公路墩身5座，框架墩40个；铁路箱梁43孔，公路箱梁38孔；钢梁46000吨，混凝土桥面板288块，铁路道碴槽板312块。斜拉索192根。3、主要施工方法主塔基础（2#墩、3#墩）采用双壁钢吊箱围堰法施工。围堰于工厂整体制造成型、下河，浮运至墩位。围堰初定位后，向双壁钢吊箱围堰侧板隔舱内灌水下沉到设计高程，重新调整锚固索力，实现精确定位。以围堰内支架作导向，利用APE400B型振动打桩机插打定位钢护筒。之后将围堰挂于插打到位的定位钢护筒上，然后完成剩余钢护筒插打及钻孔桩施工。主塔墩基础均采用3.4m钻孔灌注桩，其中2#墩32根， 3#墩40根。3.4米钻孔桩采用大桥局集团自行研制的KTY4000型全液压动力头钻机施工。主塔采用钢筋混凝土结构，倒Y形,承台以上高度为188.5m，采用液压爬升模板施工。在两中塔柱间，布置3道钢管横撑，用以平衡中塔柱混凝土自重产生的中柱底附加弯矩。斜拉桥主梁为板桁结合钢桁梁，N形桁架，三片主桁，桁宽30m，桁高15.2m，节间长度14m。钢梁架设采用整节段+散拼的方式，以整节段架设为主，在无法采用整节段架设的区域比如墩顶和岸上，则采用散拼的方式。整节段钢梁一个节间最大吊重为700吨，在厂家加工组拼成节段，下河后水运至现场，采用大桥局自主研制的JQJ700型架梁吊机整节段起吊安装。铁路引桥上部结构为40.7米简支箱梁结构，分上下游两幅，上游侧线路为铁路客运箱梁，重1200t；下游侧线路为货运箱梁，重1250t，采用移动模架和支架法施工。公路引桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁，采用支架法施工。二、 评估依据1、 工程建设监理合同；2、 工程施工合同；3、 工程设计施工图、设计变更等工程设计文件；4、 国家有关工程建设的法律、法规、规范、标准、规程；5、 施工过程中施工工艺、施工程序、管理制度；6、 工程质量验收的有关标准、规程等三、 各部位主要的质量控制1、钻孔桩施工全桥共有桩基956根，其中1.5m桩基635根，2.0m桩基础45根，2.5m桩基础204根，3.4m桩基础72根。天兴洲大桥桥位处水文地质条件复杂，洪枯水位变幅达15.0m左右。以下以3.4m桩基施工为例，钻孔桩施工有以下技术特点：（1）主塔墩位处水深流急，洪枯水位变幅达15.0m，钻孔平台的构建异常困难。（2）钻孔桩直径大，桩孔深，成孔质量要求高，钻孔桩最大直径达3.40m，从施工平台顶至桩底孔深达105.5m，桩孔倾斜度不得超过0.75%，严于规范1%的要求。对钢护筒的平面定位精度和垂直度要求高。（3）岩性软硬不均，胶结砾岩中，胶结物强度极低，仅1.025MPa，但砾石强度可达100MPa以上；胶结砾岩强弱层交替出现，不但同一桩孔不同深度岩石强度不一，而且由于孔径大，桩孔横截面积超过9m2，同一截面上的岩石其强度也极其不均匀，极易造成钻头跳动、斜钻等。（4）主塔墩钻孔桩钢筋笼顶标高+7.0m，常年位于水下，钢筋笼顶面距围堰平台顶高度超过18.0m，给钢筋笼的平面定位工作带来很大困难。（5）由于孔径大、桩孔深，地质条件复杂，需要大扭矩钻机。针对武汉天兴洲公铁两用长江大桥主塔墩深水基础施工的特点和难点，进行了专项研究和攻关，采用了钢吊箱整体浮运、2#钢吊箱围堰利用锚墩施预拉力定位、3#钢吊箱围堰利用定位船加重锚进行定位，钢吊箱兼作钻孔平台；自行研制开发了扭矩为30tm的KTY4000型钻机。天兴洲大桥设计要求桩孔倾斜度不得超过0.75%，这是一个极高的要求。通过施工前细致研究施工工艺，施工过程中合理设置钻杆稳定器、根据不同地质状况优化钻速和钻压，严格控制泥浆指标及孔内水头，对钻孔施工工艺的不断完善、改进并进行严格的控制，所有桩孔垂直度均满足设计要求。钢筋笼长87m，单个钢筋笼重51t，钢筋笼加工场地设置胎具和台座，采用长线法加工钢筋笼，纵向主筋的连接，采用直螺纹套筒连接接头，质量必须满足相关标准。同一截面主筋接头数量不得超过主筋总数的50，其余钢筋采用焊接或帮扎连接。钢筋笼下放到位后，利用悬挂设施将其悬挂在固定上导环上并采取措施将钢筋笼与钢护筒有效固定，以防止钢筋笼在灌注水下混凝土的过程中上浮。水下混凝土浇筑是钻孔桩施工最重要的一个环节。天兴洲大桥3.40m钻孔桩单根桩混凝土设计方量762.7m，考虑扩孔率、钢护筒等的影响，单根桩的混凝土量达850m左右，钻孔桩水下混凝土的浇注是从混凝土供应和前台浇注两个方面来保证的。由于单根桩混凝土浇注强度很大，为保证混凝土供应的万无一失，采取水上混凝土工厂和滩地混凝土工厂同时生产供应混凝土。水上混凝土工厂设计生产能力为120m/h，混凝土通过两台HBT-80C泵输送上围堰；滩地混凝土工厂设计生产能力为120m/h，混凝土通过两台HBT-60C泵输送上围堰，单桩混凝土灌注时间控制在4.5h5.5h。水下混凝土采用单根垂直导管浇注，导管内径350mm。前台布置主要由集料斗、小料斗、漏斗、导管和灌注平台组成；初灌时混凝土储存在集料斗和小料斗，拟定初灌混凝土量25m，初灌时导管埋深均控制在1.50m以上，保证在初灌的过程中导管内始终充满混凝土，不进入空气。进入正常灌注过程，注意观察导管内混凝土下降和孔内水位升降情况，及时测量孔内混凝土面高度，计算导管埋置深度，正确指挥导管的提升和拆除，使导管的埋置深度控制在26m以内。天兴洲大桥3.40m深孔、大直径钻孔桩施工技术含量高，施工难度大。通过对钻机选型到混凝土灌注各个阶段施工方案的科学选定，施工过程的严格控制，钻孔桩施工极为成功，所有的3.40m桩均施工顺利；混凝土灌注的质量优良。经第三方采用超声波无损检测，均为类桩。2、承台施工天兴洲大桥承台混凝土体积超大，对水泥水化热的控制，即对混凝土内表温差的控制，防止混凝土表面出现温度裂纹是本工程的最大的难点。以3#承台为例：3#墩承台长65.3m，宽39.8m，高6.0m，C30混凝土15550 m3 ，承台体积巨大，施工过程中通过选用合理的原材料和配合比、采用切实可行的施工工艺、制定可靠的温度控制措施、严格执行养护保温程序等一系列措施进行大体积混凝土裂纹控制，取得了良好效果。(1)、选用合理的混凝土原材料和配合比混凝土原材料选用原则：优选材质，提高普通混凝土的抗拉性能；选用有效的缓凝高效减水剂和粉煤灰的“双掺技术”，提高混凝土的和易性，延缓水泥水化热峰值出现的时间，减少水化热。、水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此本工程采用水化热比较低的华新P.O32.5矿渣硅酸盐水泥。、粗骨料：选用膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。本工程采用阳新碎石，粒径5-26.5mm，含泥量不大于0.7%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。、细骨料：选用颗粒坚硬、级配良好、粒径小于5mm的天然洁净中砂，其细度模数2.33.0,含泥量2.0%,其中泥块含量0.5%。本工程采用洞庭湖中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于2%，选用平均粒径较大的中砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。、粉煤灰：掺加适量的粉煤灰，可以减少水泥用量，降低水化热、并能改善混凝土的和易性，有利于长距离的混凝土泵送。本工程选用青源热电优质的级粉煤灰。 、外加剂：在混凝土中掺用高效减水剂，既减少水泥用量、降低水化热，又延缓混凝土初凝时间，延缓水泥水化热峰值出现的时间，本工程混凝土施工面积巨大，对混凝土的初凝时间要求长，选用平顶山神翔FDN-800型缓凝高效减水剂，外加剂的缓凝时间能满足施工的要求，使混凝土拌合物的初凝时间达到20h30h，其减水率在15%以上，且能良好的改善混凝土的和易性和工作性。、拌和用水采用长江水，水质应符合TB10210-2001的规定。在保证混凝土良好的和易性下，尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性能引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计原则，通过试配，在9组配合比试验中，筛选出最优配合比如下表1，配合比试验数据如下表2。表1材 料水泥C砂S碎石G粉煤灰F水W外加剂FDN-800每m3用量kg28084010681201038.8表2坍落度坍落度扩展值R7（MPa）R28（MPa）初凝时间砂率混凝土容重（kg/m3）190mm460mm*450mm25.835.7约22h0.442370参照铁路混凝土结构耐久性设计与施工规范，做混凝土抗裂性能对比试验，未发现裂纹，可判定该配合比的混凝土抗裂性能良好。 (2)、采用切实可行的施工工艺、混凝土浇筑前，首先将基坑内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理干净；对模板、钢筋、预埋件、冷却水管网和测温管进行详细的检查，并作好记录，符合设计及规范要求后方可浇筑混凝土。、由于混凝土在低温季节浇筑，为减少混凝土输送过程中的温度损失，混凝土输送泵管全部用干草袋包裹保温。、基于承台作业面大的特点，混凝土灌注时，滩地、岸上共四台泵向基坑输送混凝土，每台泵在围堰施工平台上配置一台HG15型手动布料机，布料机设置在围堰内支架顶，内支架顶距承台基坑底高度11.7m，每台布料机配置5套串筒，每套串筒高度10m围堰顶面布料机及串筒布置见图。、试验员对生产出来的混凝土进行检查监控，按规范的要求进行坍落度试验、制作混凝土试件，并观察混凝土的和易性，符合要求才能使用。、混凝土浇筑采用斜向分层、从中间向两边全断面逐步推进的方法进行施工，浇筑过程中提前倒用串筒，并尽可能加快混凝土的浇筑速度；在浇筑混凝土时，同步抽出围堰相应位置双壁隔舱内相应重量的水，以减少围堰的荷载，确保围堰的安全。 、混凝土振捣采用B50振动棒和B70振动棒配合使用，浇筑时应准备足够数量的B50振动棒和B70振动棒。承台的水平钢筋网尤其是底部水平钢筋网钢筋密集、钢筋之间的空隙小，混凝土不易流动、大的振捣棒插捣困难，在该部分振捣时采用B50振动棒；水平钢筋网之间的部分，钢筋数量很少，采用B70振动棒插捣。 、当某一区域的冷却水管被混凝土完全覆盖后，立刻将该区域的冷却水管通水，从而尽量减少新老混凝土的温差，防止混凝土开裂。（3）、制定可靠的温度控制措施鉴于承台体积庞大，为减少混凝土内部水化热，降低混凝土内外温差，尽量避免混凝土开裂，采取在混凝土内设冷却水管通水降温的措施。为确保降温措施切实有效，本工程委托湖北工业大学针对大体积混凝土水化热进行详细的计算，并根据计算结果进行了冷却水管的布置。(1)、冷却水管布置方法如下：、冷却水管网按照冷却水由热中心区域（承台中间部位）流向边缘区的原则分层分区布置，每层冷却管的进、出水口相互错开；由于承台混凝土规模庞大，根据混凝土浇筑的施工顺序，冷却管布置分为4段8个区域：沿承台长度方向分为4段，每一段均分为2个区域，每个区域内布置1套独立的冷却水管。 、冷却水管采用壁厚2.5mm、直径42mm的圆钢管。承台厚6m，沿承台竖向布置6层水平冷却水管网，管网间垂直间距为1.0m和0.75m两种，顶层管网至承台顶面距离为0.5m,底层管网至承台底距离均为0.75m；同一管网内水管间的水平间距为1.0m,最外层水管距离混凝土最近边缘1.0m左右；管网的进出水口需垂直引出混凝土顶面0.5m以上,且出水口装有调节流量的阀门和测流量装置。同一层水管网的垂直进出水口要相互错开至少1.0m,不同层水管网的进出水口也应相互错开至少1.0m,以便进行区分。 、冷却水管安装时，冷却水管应与承台主筋错开，若错开有困难，可适当移动水管位置；冷却管应与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠，以防水管在混凝土振捣过程中变形或接头脱落。 、冷却管网安装完成后，冷却管网应分区分层编号，每一层管网的进出水管均应编号登记；将进出水管与总管、水泵接通，每层每区域冷却水管各自独立供水，进行通水试验，对接头缝隙进行处理，保证密封、通畅。 、冷却水管布置图见图。(2)、测温元件布置 对承台大体积混凝土施工进行温度测试和监控，掌握混凝土内部的最高温升及中心部位与表面部位的温度差，以便采取内部降温、外部保温蓄热的技术措施，降低并控制混凝土的内外温差，防止混凝土结构产生温度裂纹。 、为准确测量、监控混凝土的内部温度，指导混凝土的通水养护，确保大体积混凝土的施工质量，我们在承台混凝土内布置了温度测量装置。、混凝土的温度测试是采用热电偶作温度传感器，将其密封并牢固绑扎在承台水平钢筋上，用电缆连接到多点数字显示巡检仪上，逐次显示各测点的温度，达到对混凝土的温度测试和监控目的。 、由于承台的平面形状是双向对称的，冷却水管也是对称布置的，混凝土的温度测试监控在1/4平面内进行。、测温元件沿竖向布置2层，第一层布置在标高+5.25m平面处，用于监测第一次承台混凝土温度，第二层布置在标高+8m平面处，用于监测第二次承台混凝土温度，测温元件的安装一定要位于两层冷却水管之间的中部位置；每一层布置13个测点，分别位于纵横2个方向的1/8，1/4，3/8，1/2这4个断面上及承台长边1/2断面的侧面；大气中布置一个测点；并对测温元件进行编号并登记,承台测温元件平面布置见下图。（4）、加强养护，严格控制温差承台施工时环境温度较低，养护过程严格控制混凝土体内外温差，执行“外保内散”的养护措施，一方面在混凝土表面进行覆盖保温保湿，另一方面在混凝土内埋设冷却水管控制混凝土内部温升。(1)、混凝土养护 混凝土浇筑完毕终凝后即开始养护。混凝土养护采用保温蓄热法：由于气温低，混凝土终凝后，我们在混凝土表面覆盖2层麻袋、2层塑料薄膜，上下2层麻袋相互错开，麻袋之间相互搭接，这样就隔绝大气与混凝土表面的直接接触，形成良好的保温层，并保持混凝土表面湿润。 (2)、通水冷却 、某一区域内的冷却水管被浇筑混凝土完全覆盖并振捣完毕后，立刻在该区域的冷却水管中通水，对混凝土进行降温。 、控制冷却水的流量，使进、出口水的温差不大于6，一般控制在1.21.5m3/h。 (3)、测温监控 、测温时间：混凝土覆盖某测温点后该点即开始测温，承台两次混凝土测温均为18天，第18天混凝土内表温度基本一致。 、测温频率：在温度上升阶段每2小时测一次，温度下降阶段每4小时测一次, 温度稳定阶段每4小时测一次；大气温度、进出冷却水温同时测量。 、通过对测定的温度数据进行计算、分析，及时指导现场混凝土养护。一般地，可通过调节冷却水流量等方法来调控混凝土内部温度，特别是在降温阶段，为防止混凝土降温太快，我们在温度监测的过程不定时地隔层停止冷却水管的通水，尽量使混凝土温度降温一天不超过2。、测定混凝土上升的峰值及其达到所需的时间，定期记录冷却水管进、出水口的水温，绘制混凝土内部温度变化曲线。通过采取一系列的质量控制措施，天兴洲大桥承台大体积混凝土的水化热控制非常理想，承台混凝土表面平整，色泽均匀一致，表面没有产生超标裂纹，实践表明通过精心选用原材料，合理化配合比，加强施工过程控制，重点实施“外保内散”的养护措施可以有效地控制温度裂纹的产生。3、主塔施工主塔采用钢筋混凝土结构，倒Y形,承台以上高度为188.5m，分为下塔柱、下横梁、中塔柱和上塔柱四个部分。在两中塔柱间，布置3道钢管横撑，用以平衡中塔柱混凝土自重产生的中柱底附加弯矩。主塔采用液压爬升模板分节段施工，节段混凝土按照大体积混凝土施工方法，布置防裂网和冷却水管。模板表面涂刷专用的混凝土脱模剂，以保证模板与混凝土表面隔离，以及混凝土的外观质量。主塔施工周期长，为适应不同季节对混凝土施工影响，本工程专门编制了主塔冬季方案和夏季施工方案，针对不同的季节研究使用不同的施工配合比，并采取相应的混凝土质量保证措施。夏季施工时，首先对砼原材料采取一系列降温措施，对现场砂、石料进行遮盖，且在混凝土浇注前对石料采用江水降温，以降低原材料进入搅拌机的温度。对拌和用水添加冰块，降低拌和用水的温度；且对储存罐进行帆布包裹，降低大气温度对水温的影响。对外加剂储存罐、拌和用水储存罐、水泥储存罐、粉煤灰储存罐全部喷图白色油漆，以减少对阳光的吸收，降低储存罐内材料的温度。夏季混凝土的入模温度控制在30以内，混凝土的养护用水的温度与混凝土表面温度之差不得大于15。在混凝土灌注前，依据“测温点布置图”埋入测温元件或测温管并固定、保护好。混凝土灌注完成后，每2h进行一次温度读数观测、记录。及时对形成的测温曲线进行分析，以对温控工作进行指导。冬季施工时，各项材料的温度应满足混凝土拌和所需的温度，必要时为满足拌和温度，采用电热管为拌合用水加温。水泥只保温，不得加热。冬季拌制混凝土时，适当延长搅拌时间，以保证拌制混凝土在出料口或灌注点入模的温度符合施工规范和工艺要求。冬季混凝土拌合物出机温度不宜低于15，灌注点入模温度不得低于5。混凝土的运输时间应尽可能缩短，混凝土搅拌、输送泵车及泵管应用土工布等保温材料包裹。由于中塔柱施工进入高空施工，在冬季风速较大、气温较低，在混凝土灌注、养护、拆模各阶段工作中均应采取挡风、保湿、保温措施，避免混凝土表面直接暴露在环境条件下、热交换过快，同时保持表面湿度，防止表面干缩，采取以下措施：、主塔2墩在模板木梁之间贴入保温材料（高压聚乙烯材质），并在其上覆盖一层防火布；主塔3墩在模板木梁之间贴入橡胶保温材料，并用阻燃布对整个模板四周进行挡风防护。可保证在灌注和拆模前，对混凝土表面保持良好的保温、保湿效果。、严寒气候在塔柱四周的爬架内合适位置均匀布置碘钨灯，冬季夜间进行照射，提升表面温度。、冬季混凝土养护禁止对混凝土结构表面进行洒水养护，采取表面喷涂养护液。、拆除模板后，根据拆除顺序立即在混凝土表面喷涂2道养护液，立即覆盖定制的保温被（2层阻燃布、2层放水布、中间为真空棉），保温被要盖满混凝土表面，相邻保温被用带环系牢固，并在高度方向上中下沿塔柱环绕三层腰带捆牢，避免热量散失，原则上混凝土表面暴露在环境中的时间不应超过6h，在施工作业时应统筹、合理安排。、采取严格的温控手段，对混凝土温度情况进行实时监控：成立主塔专项温控技术攻关小组，在主塔节段中布置埋设测温元件（采用铂热电阻元件），在混凝土灌注完成后每隔2h进行检测并记录；在主塔节段内设置冷却水循环系统，尽量降低混凝土中心水化热产生的高温，在冬季施工时起到平衡内外温度差的积极作用。主塔施工采用了一系列的质量保证措施，工程实体质量优良，混凝土质量良好，外观棱角分明，色泽均匀。4、钢梁施工钢桁梁结构主要由以下构造组成：主桁、铁路桥面系、公路桥面、平纵联、横联及桥门架、支座。、主桁结构：主桁结构为板桁结合钢桁梁，“N”形桁架，三片主桁，分别锚于三个索面，三片主桁间距15米，总桁宽30米，桁高15.2米，节间长度14米。主桁采用焊接整体节点结构形式，材质Q370q-E。主桁上下弦杆采用箱形截面，每侧竖板各设两道板式加劲肋，上、下水平板各设一道板式加劲肋；上弦杆中、边桁采用不同的断面尺寸，主梁中部正交异性板区域，边桁1300X1320毫米，中桁因桥面横坡而加高为1300X1580毫米，主梁两端混凝土结合板处中、边桁均1300X1020毫米，桥面横坡由混凝土结合板形成。主桁斜杆采用箱形或“H”形截面；竖杆采用“H”截面。、铁路桥面系：铁路桥面系采用纵横梁体系，道碴桥面。铁路纵梁为“工”形截面，纵梁两端下方设分离式牛腿，牛腿上缘与纵梁下缘栓连，腹板连于铁路横梁腹板，铁路纵梁上翼缘设剪力钉与混凝土道碴桥面板连为一体。普通铁路横梁为“工”形截面，端横梁采用箱形截面。铁路伸缩纵梁每隔一个节间设置一道。、公路桥面：公路桥面分为两类：主梁中部756米范围是正交异性板桥面，桥面板厚14毫米；下设“U”形纵向加劲肋，；每半幅桥（15米宽）设四道纵梁，腹板上端与顶板焊连；沿桥纵向每14米长节间内设5道横肋；在上弦节点处设“工”形横梁，横梁下翼缘与桁架式横联相连。桥面板与公路横梁焊为一体出厂。主梁两端各168m范围是纵横梁体系、混凝土结合桥面板，每半副桥设四道纵梁与正交异性板段的纵梁对齐，纵梁为“工”形截面；每个节点处设公路横梁，工”形截面，横梁下翼缘与桁架式横联相连。纵横梁上翼缘与混凝土桥面板的结合也采用剪力钉。、平纵联：主桁下弦设交叉型下平联，杆件采用焊接“工”形构件，截面高550毫米，铁路横梁作为下平联撑杆，下平联节点板与主桁节点板为焊缝连接，平联节点板两端头区域制造时打磨匀顺并锤击处理，以减少应力集中，提高疲劳强度。主桁上弦在正交异性板区不设置平纵联，仅在混凝土结合板区域设施工用临时平联，成桥后可以拆除。、横联与桥门架：每个上弦节点处均设有横联，横联为三角形桁架形式，桁架高约4米，“工”形杆件，杆件高400毫米，宽400毫米。边墩、辅助墩及主塔处设置有桥门架。、支座：边墩、辅助墩及主塔下弦各支承节点均采用铸钢滑板支座。纵向全为活动，中桁各支座限制横向位移，而边桁各支座横向活动。主塔处下弦各支承节点设纵向阻尼支座，该支座可承受瞬时的纵向荷载，释放温度等缓慢荷载引起的内力。钢梁架设采用整节段+散拼的方式，以整节段架设为主，在采用整节段架设比较困难的墩顶，则采用散拼的方式。整节段架设的节间由上下弦杆，斜杆，竖杆、铁路纵横梁及平联、公路正交异性钢桥面板和临时杆件组成。在有砼桥面板的节间，不包含砼桥面板，但有临时上平联。不包含铁路面道碴板。一个节间最大吊重为700吨。全桥钢梁节间共计78个，其中：在现场散拼26个节间；其余节间共计52个采用整节段架设。在现场散拼的26个节间是：主塔2、3墩顶各4个节间计8个；1墩顶2个；0墩顶1个；中跨合龙段1个节间，边跨1个合龙段，武昌岸侧在支架上安装13个节间采用散拼架设。天兴洲大桥钢桁梁跨度大，桥面宽，荷载重，列车速度高，三主桁结构形式受力复杂，钢梁质量控制是全桥工程质量生命线，本工程通过控制钢梁制造质量精度，利用科技创新，采取先进的架设方法，钢梁施工质量得到有效保证。（1）钢梁制造质量控制钢梁制造前，由中铁山桥集团有限公司主编，中铁大桥局七公司参加编制了武汉天兴州公铁两用长江大桥钢梁制造规则，并根据武汉天兴州公铁两用长江大桥中法联合项目咨询总部的审查意见，进行了两次修改和补充，于2006年12月1日通过了专家评审会的评审。该规则吸收了我国多年来铁路钢桥制造的成功经验和科研成果，参考了国内一些大桥的制造标准并结合本桥的结构特点，对天兴洲大桥钢梁制造质量控制做出了严格的规定。 由于武汉天兴州公铁两用长江大桥是国家重点工程，是我国建桥史上的第五个里程碑，为把大桥建成优质工程，本规则对钢梁焊接接头的低温冲击功规定为：对接焊缝和熔透角焊缝-40Akv的规定值为不低于41J；坡口角焊缝和T型角焊缝-40Akv的规定值为不低于35J。由于主桁是整体节点，斜、竖杆插入到弦杆两片节点板内，对弦、斜、竖杆的制造精度做出了较严格的要求。如弦杆的两片节点板内间距0.51.5，斜、竖杆的外部宽度0.51.0。规定对重要焊缝采用超声波锤击工艺，超声波锤击处理（Ultrasonic Impact Treatment）是国际上最新发展的高科技焊缝处理技术，对改善焊接残余应力状态、提高金属表面强度和硬度、改善焊趾几何形状、降低应力集中有较为显著的效果。由于本桥特殊的材质及接头形式，天兴洲大桥参建各方进过反复研究制定了本桥的焊接工艺方案。针对不同的焊接部位和焊接形式，分别采用最适宜的焊接方案和施焊顺序，并选取本桥典型接头进行了焊接工艺评定试验,于2006年11月30日通过了焊接工艺评定试验专家评审。杆件制造过程中，所有焊缝必须在全长范围内进行外观检查，不得有裂纹、未熔合、夹渣、未填满弧坑和焊瘤等缺陷，经外观检查合格的焊缝在焊接完成24 h后进行无损检验，消除可能存在的质量隐患。同时，对接焊缝应按一定的数量同条件焊接产品试板，经探伤后进行接头拉伸、侧弯和焊缝金属低温冲击试验，保证焊接部位的强度和韧性均符合要求。对某些构件的重要焊缝采用了超声波锤击工艺，从而有效改善了焊接残余应力、提高了金属表面强度和硬度、改善了焊趾几何形状、降低了焊接部位的应力集中。为了验证工装、工艺的合理性,钢梁批量投产前，先生产两根弦杆作为试制件，验证制造工艺的科学可行性。通过这两根杆件的试制，我们要认真总结经验，找出差距和不足，加以改进，使工艺方案更加完善，从而提高产品的质量。（2）钢梁整节段组拼钢梁整节段组拼在九江钢梁组拼场地进行，针对节段特点，拼装场地需有良好的承载能力，对拼装场地进行处理，在各支点处打桩以防止总装胎架下沉。总装胎架各支点平面度、拱度、定位块等均经过施工单位及驻厂监理检查合格后使用。总装线2台80t45m、2台50t45m龙门吊机做钢梁拼装使用，：4175t运梁台车做节段脱胎转运使用，800t起重码头做节段下水使用。根据天兴洲长江大桥技术规范的要求，采用1+2节段连续匹配组装即一次拼装二个节段，拼装精度满足要求后，留下一个节段（母梁），作为下一轮次的拼装基准。拼装在四个台座上同时进行，按照架梁先后顺序进行节段总装。拼装按照下弦平面斜杆、竖杆横联上弦平面的顺序，实行立体阶梯形推进方式逐段组装与焊接。拼装时，以台座的中心线为基准，重点控制桥梁的拱度、直线度等节段几何尺寸、栓孔重合率、相邻接口的匹配等精度。几何尺寸及线形控制拼装在测平的台座上进行，杆件处于自由状态，按拼装图垫起各点拱度值。拼装循序进行，每拼装完一个单元进行检验和调整，合格后，再继续拼装下一单元，以免全部拼装完成后误差积累过大难以调整。对接焊缝的部位预留了焊接收缩量。栓孔重合率控制拼装时高强度螺栓连接部位的钢板，其平整度、连接板密贴度等均要求满足设计及“制规”要求，使拼装节点板板层密贴，拼装冲钉不少于螺栓孔总数的30%，螺栓不得少于螺栓孔总数的25%，且冲钉打入均以节点中心开始向周围分布。高强度螺栓施拧控制拼装过程中均检查拼接处有无相互抵触情况，有无不易施拧螺栓处，发现问题及时进行矫正。节段拼装检查合格后，按高强度螺栓施拧工艺进行初拧，待终拧完成后进行焊接。焊接质量控制严格按节段焊接工艺规定的焊接方法、规范及顺序施焊，并按规定安装随桥试板。摩擦面的保护节段拼装时注意保护上下弦杆拼接处及竖杆、斜杆与节点板的摩擦面不受损坏，如拼装解体后发现摩擦面受损则及时处理。（3）桁段整体架设三片主桁新型结构、正交异性板与主桁上弦及公路纵横梁结合，其结合方式为焊接。如采用常规的桥位散拼架梁方案，对位精度要求高，正交异性板制造、存放、运输、吊装精度要求高，变形控制难度大，桥上焊接工作量大，焊接变形难以控制，焊接残余应力大，焊缝质量不易保证，尤其是正交异性板吊装过程中受外荷载变化的影响，钢桁梁施工质量控制风险大。所以本桥提出并实施了桁段工厂拼装，桥位现场桁段整体架设的方案。大型三片主桁整体桁段架设在世界上尚为首次，没有成熟经验可以参考，为此，本工程整节段钢梁整节段架设前召开了大量的专家论证会议，并研究编制了钢梁架设规制、整节段钢梁架设施工工艺等一系列的施工保证措施，从整节段的运输、起吊、架设等各个工序环节进行研究。为实现三片主桁整体桁段的顺利拼装，采取如下三个方面的技术措施：（1）在工厂匹配组装完成L3、L4、L5段钢桁梁（见图），所有杆件和板单元组装完成后，在工厂焊接所有焊缝（L3L4、L4L5节段间桥面板横缝不焊），所有工作完成后，L3、L4、L5段钢桁梁解体成L3、L4和L5三个桁段。L3、L4用船运输至工地待架。L5作为组装下一轮次L5、L6、L7桁段的匹配梁段。并以此类推，完成全部钢桁梁整体桁段的拼装。临时杆件桁段工厂组拼（2）根据结构受力和变形的需要设置合适的临时杆件，钢桁梁整体桁段的临时杆件见上图。（3）为了保证钢桁梁整体桁段架设时三个主桁的竖向位置匹配，研制了吊重700t的架梁吊机，架梁吊机设置三个独立的吊点，三个吊点能微调对位。见下图所示。三吊点架梁吊机 桁段整体架设实景施工前对预应力损失、温度、湿度对扭矩的影响进行试验，高栓施工采用扭矩法施拧，紧扣法检查。整节段起吊平稳，架设过程中应检查拼接处有无相互抵触情况，有无不易施拧螺栓处，发现问题及时矫正。节段拼装检查合格后，按高强度螺栓施拧工艺进行初拧，待终拧完成后进行焊接。严格按节段焊接工艺规定的焊接方法、规范及顺序施焊，并规定安装随桥试板。节段拼装时要注意保护上下弦杆拼接处及竖杆、斜杆与节点板的摩擦面不受损坏。吊装作业时遵循：“平衡、对称、同步”的原则，保证钢梁的整体线形，尽量消除吊装过程中产生的扭曲变形。高强螺栓施拧不得落后，一个节间散拼或吊装完成，必须在下一个节间施工前施拧完毕。每架设一个节间，进行一次中线及挠度测量， 并对控制杆件的应力、拉索拉力的增量进行检测，与计算数值进行比对。（三）、墩身施工墩身型式为双室空心墩和柱式框架墩两种，公铁共建墩身、单建铁路桥墩墩身均为矩形倒角空心墩。横桥向壁厚3m，中隔墙厚4m；纵桥向壁厚1m。墩顶设3流水坡。墩身高度：23.5 m37.2 m，公铁共建墩框架为双框式，纵桥向宽2.5m;外墙及中墙厚均为1.5m，顶板厚2.0m, 铁路空心墩墩身混凝土标号均为C30，公路框架墩为C50。鉴于薄壁宽墩施工结构形式、尺寸的差异易造成墩身出现裂纹和外观质量控制，拟从结构上、施工工艺上采取一定的措施以防止裂纹的出现，原材料控制及采取温控措施与大体积承台相似，在此基础上还增加如下方法：（1）、在墩身钢筋外侧与模板间增设直径3mm、网格3030mm的扩张网，沿第一节墩身外全范围布设，以提高墩身砼表面抗裂能力。（2）、为降低砼的收缩、徐变，墩身砼调整配合比，降低坍落度，砼施工采用砼搅拌车运输至待浇注墩位，保证泵送砼的要求，运至浇注点进行砼浇注。（3）、为降低第一节实体段砼水化热的影响，在第一节实体段及变截面段、以及墩顶实心段增设冷却管，按大体积砼施工控制。其冷却管通水降温方法与要求同承台大体积施工一样。（4）、墩身采用养护液加塑料薄膜覆盖养护或者采用洒水的方法进行养护，采取沿墩身内外周边布设水管路，水管上按间距100mm密布5mm孔眼，通过水管路供水，利用孔