河北工程大学东海大桥施工技术

东海大桥施工技术崔邯龙电子邮箱：cuihanl_11@126.com河北工程大学1东海大桥施工技术一、大跨度桥梁的基本类型二、斜拉桥施工概述三、东海大桥主通航孔斜拉桥施工1.工程概况2.施工特点3.导管架平台的搭设4.主墩钢围堰平台施工5.主墩钻孔灌注桩成孔施工6.上部结构施工2东海大桥施工技术一、大跨度桥梁的基本类型（1）斜拉桥（2）悬索桥（3）拱桥3东海大桥施工技术（1）斜拉桥是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。苏通大桥：主跨1088m，世界第一大跨径斜拉桥.4东海大桥施工技术（2）悬索桥悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。由悬索、索塔、锚碇、吊杆、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的钢材（钢丝、钢缆等）制作。西堠门大桥：主跨1650米，位居世界第二、国内第一5东海大桥施工技术（3）拱桥拱式结构在竖向荷载作用下，两端支承除了有竖向反力外，还将产生水平推力。正是这个水平推力，使拱体的弯矩大为减小，拱截面主要承受轴向压力，主拱圈以受压为主，使之成为以受压为主的压弯构件。6东海大桥施工技术卢浦大桥：主跨550m，拱高110米7东海大桥施工技术二、斜拉桥施工概述1.施工方法下部基础施工：钢围堰法钢管桩平台法上部结构施工：大跨斜拉桥：悬臂浇筑法、悬臂拼装法；中、小跨斜拉桥：支架法、顶推法、平转法等。8东海大桥施工技术2.基础工程施工钢围堰法和钢管桩平台方法（1）钢围堰施工法钢围堰刃脚段整体浮运到桥位处→抛锚系统精确定位→围堰接高吸泥下沉→达到设计标高→施工平台搭设→护筒定位下沉→围堰封底→钻孔桩施工→堰内抽水→承台底模组拼→承台施工→下塔柱施工。9东海大桥施工技术（2）钢管桩平台施工法采用钢管桩结合自浮式钢套箱合二为一，组成施工平台，这也是钢管桩平台施工的一种类型。10东海大桥施施工技术3.钢围堰（套套箱）的封封底施工钢围堰或钢钢套箱是大大型桥梁深深水基础施施工的平台台及围水设设施，是基基础工程施施工重要的的临时工程程。不管采用钢钢围堰法还还是钢管桩桩平台法施施工，钢围围堰或钢套套箱封底混混凝土的浇浇注都是必必不可少的的，因为绝绝大多数桩桩基础工程程均为高桩桩承台，必必须为其施施工创造一一个干施工工环境。11东海大桥施施工技术4.上部结构施施工斜拉桥属于于高次超静静定结构，，其设计与与施工高度度耦合，所所采用的施施工方法和和安装程序序与成桥后后的主梁线线形及结构构的内力状状态有着密密切的关系系，在施工工阶段随着着斜拉桥的的结构体系系和荷载状状态的不断断变化，结结构内力和和变形也随随之不断发发生变化、、并决定成成桥后结构构的受力及及线形。。施工控制是指对斜拉拉桥的每一一施工阶段段进行详细细的分析、、验算，求求得斜拉索索张拉力、、主梁挠度度、塔柱位位移等施工工控制参数数的理论计计算值，然然后对施工工顺序作出出明确规定定，并在施施工过程中中加以有效效的控制和和管理。斜斜拉桥的施施工控制实实际上是对对施工过程程中的斜拉拉桥进行分分析→监测→比较→调整的过程程。12东海大桥施施工技术三、东海大大桥主通航航孔斜拉桥桥施工（P148）1.工程概况2.施工特点3.导管架平台台的搭设4.主墩钢围堰堰平台施工工5.主墩钻孔灌灌注桩施工工6.上部结构施施工13东海大桥施施工技术1.工程概况东海大桥主主跨效果图图东海大桥效效果图14东海大桥施施工技术东海大桥一一期工程，，北起于南南汇嘴，与与待建的沪沪芦高速公公路相连，，南经崎岖岖列岛洋山山港区，是是深水港码码头的关键键性重要配配套工程。。线路总长长30多公里。全全桥设5000吨级主通航航孔一处，，设1000吨级辅通航航孔一处，，设500吨级辅通航航孔两处。。是我国第第一座真正正意义上的的跨海大桥，也是我国国迄今为止止桥梁建设设规模最大大的一座，，它的建成成将改写整整个中国乃乃至世界跨跨海桥梁的的发展史。。辅通航孔主通航孔辅通航孔辅通航孔15东海大桥施施工技术东海大桥是是洋山深水水港（一期期）工程的的关键工程程，是一座座全长32.7公里的跨海大桥；其中主通航航孔斜拉桥桥位于全桥桥中间K18＋219～K19＋49公里处，为为一座钢―混凝土结合合梁双塔单单索面斜拉拉桥；主通航孔斜斜拉桥长830米，宽33米，跨中布布置：73＋132＋420＋132＋73米；主墩基础为为钻孔桩，，桩径2.5米，主墩桩桩长110米；辅助墩墩桩长85米，边墩基基础为直径径1.5米的钢管桩桩；主塔为倒Y型钢筋混凝凝土结构，，塔高150米，主梁采采用倒梯形形结合箱梁梁，梁高4米，主梁顶顶板为C60高性能混凝凝土，其余余均为钢结结构。16东海大桥施施工技术17东海大桥施施工技术2.施工特点跨海大桥的的施工特点点：气候环环境条件、、防撞（P151.防撞墩；施施工防撞））18东海大桥施施工技术主墩承台平平面尺寸为为49.6m×27.4m，厚度为6m，底标高-2.00m(黄海高程)，封底混凝凝土厚度为为1.5m。基础为38根钻孔桩，，桩径2.5m，深度为110m。在主索塔平平台横桥两两侧各有一一个防撞墩墩，钢管工工程桩。承承台呈子弹弹头状尺寸寸为30m宽、高18m、厚度为10m、底标高为为-6.00m。19东海大桥施施工技术海上平台的的布置生活区施工区搅拌区20东海大桥施施工技术技术创新：：采用导管支支架和钢浮浮箱技术便于快速定定位和提高高定位精度度；形成近似地地面的施工工作业条件件；提高抗击恶恶劣天气和和海况条件件；提高施工过过程中的防防撞能力；；提高施工效效率、降低低施工难度度、降低风风险。21东海大桥施施工技术3.导管架平台台的搭设22东海大桥施施工技术导管水平撑斜撑导管架结构构示意图23东海大桥施施工技术施工工艺

比较项目导管架法常规散打散拼法备注1、适用范围比较适用于海况恶劣的海域比较适用于风平浪静、流速不大的海域导管架法减少了海上的施工强度和施工和周期。2、沉桩整体定位，插、打桩方便，易控制单根桩定位，桩位较难控制导管架法是装配式施工，可以整体吊装、定位；常规法只能散打散拼。3、结构受力整体性好整体性较差导管架着地，钢管桩水下部分通过导管架也相互连接，大大缩小了桩的自由长度；常规法钢管桩水下部分无法连接，自由长度长，受弯矩大。4、施工安全、质量容易保证较难保证导管架法在岸上制作焊接，沉桩时导管架依靠自身稳定；常规法全部在海上现场进行焊接，沉桩时单桩稳定较难保证。5、材料用量较多较少6、施工工期工期短工期长导管架法受海况自然条件影响少，能大大缩短工期；常规法受海况自然条件影响大，很难缩短工期。24东海大桥施施工技术导管架的制制作安装每个导管架架平台由两两个导管架架组成，导导管架在船船厂制作完完成后用船船运输到桥桥位。导管架安装装时将起吊吊钢丝绳、、调节钢丝丝绳和GPS天线系到导导管架上，，并进行调调试，然后后起吊；当当起吊到预预定位置后后，移动浮浮吊进行导导管架的精精确定位，，满足要求求后进行导导管架下沉沉安装；当当导管架底底部距海床床面0.5米时暂停下沉沉，进行导管管架的第二次次测量定位，，满足要求后后下沉就位。。就位后立即即进行四个角角点钢管桩的的插打，然后后再进行其它它部位钢管桩桩的插打。25东海大桥施工工技术导管架安装示示意图26东海大桥施工工技术导管架安装的的测量定位导管架安装定定位采用GPSRTK实时定位控制制系统。浮吊精确定位位：运用RTK实时定位控制制系统，浮吊吊的位置偏差差控制在10cm以内。动态控制：导导管架起吊前前，在导管架架四个顶角钢钢管上安装四四根GPS天线。四个天天线连在总线线上，总线通通过一根有线线连到操作电电脑上，用电电脑对整个导导管架的方位位、标高和倾倾斜度进行动动态控制。27东海大桥施工工技术导管架吊装就就位28东海大桥施工工技术导管架定位桩桩施打29东海大桥施工工技术采用了整体吊吊装的施工工工艺，即在陆陆上将甲板层层的分块预先先加工成整体体，用浮吊吊吊装到位后，，然后连接成成整体。30东海大桥施工工技术安装完成的导导管架31东海大桥施工工技术4.主墩钢围堰平平台施工（1）蜂窝式钢浮浮套箱平台方方案的提出吊箱围堰套箱箱在钻孔桩施施工前就固定定到位，然后后在套箱上打打设钢护筒，，利用套箱进进行钻孔桩的的施工。在钻钻孔桩完成后后，省去封底底混凝土的工工艺和养护等等候时间，直直接进入承台台混凝土的施施工。同时考虑把套套箱和操作平平台以及钢护护筒打设的导导向架有机地地结合在一起起，放在陆地地上整体加工工，整体浮运运到海上。经经过精确定位位后，马上转转化为钻孔桩桩施工的平台台，在桩施工工阶段完成封封底止水工作作。桩施工完完成后，马上上进入承台混混凝土的施工工，从而可大大大缩短承台台基础的施工工周期，省去去1.5m厚的封底混凝凝土，节约了了建设投入费费用。32东海大桥施工工技术33东海大桥施工工技术（2）蜂窝式钢浮浮套箱设计第一步按照近近海钢质海船船的要求进行行初步设计，，钢浮套箱要要在海上拖运运，在未固定定前要承受海海上风浪的荷荷载，所以它它要拥有钢质质海船的所有有特性，纵横横总刚度、稳稳性等。第二步根据施施工平台的工工况荷载条件件，进行复核核完善设计。。根据在固定定状态施工中中的几个荷载载工况和50年一遇、20年一遇的海况况条件，进行行结构复核验验算，不足部部位进行结构构的加强处理理。第三步是完善善功能设计，，满足功能要要求，附属设设施的布置，，侧止水系统统；力系转换换系统；水位位调节系统及及锚泊、靠驳驳附件等。34导管钢围堰由由双壁箱体、、预留导管及及上部结构组组成。外形尺寸最终终定为:54.2×33.8×12.5m.东海大桥施工工技术35东海大桥施工工技术①－双壁或单壁壁围壁、②－双层或单层层底板、③－甲板操作层层、④－辅助桩导管管及支架、⑤－钢护桩导管管、⑥－分仓加劲肋肋板、⑦－水位差调节节系统、⑧－钢护筒导管管气囊止水系系统、⑨－箱体固定力力系转换系统统、⑩－定位锚舶系系统。36东海大桥施工工技术套箱剖面示意意图①－双壁或单壁壁围壁、②－双层或单层层底板、③－甲板操作层层、④－辅助桩导管管及支架、⑤－钢护桩导管管、⑥－分仓加劲肋肋板、⑦－水位差调节节系统、⑧－钢护筒导管管气囊止水系系统、⑨－箱体固定力力系转换系统统、⑩－定位锚舶系系统。37东海大桥施工工技术功能:(1)具有工程钢护护筒桩准确导导向功能(2)封底止水功能能(3)力系转换的传传递功能(4)辅助桁架结构构(5)上部甲板结构构(6)辅助结构38东海大桥施工工技术(3)蜂窝式钢浮套套箱平台制作作与施工①钢围堰制安过过程导管钢围堰在在加工厂家完完成整体制作作（包括上部部结构）；制作完成后浮浮运到现场，，先临时系泊泊在工程驳船船上；将钢围堰拖运运进档，利用用先期完成的的导管架平台台进行平面定定位；就位后立即进进行锚固桩的的打设工作；；利用钢围堰自自身的浮力进进行标高调整整，并及时与与导管连接成成整体；进行钢护筒的的振入工作；；护筒振入到位位后及时与钢钢围堰上的导导管连接成整整体，完成整整个施工平台台。39东海大桥施工工技术钢套箱自浮状状态钢套箱拖运40东海大桥施工工技术钢套箱进档定定位示意图钢套箱进档41东海大桥施工工技术插打钢护筒42东海大桥施工工技术②平台钢围堰止止水在导管钢围堰堰的设计中，，钻孔桩护筒筒是在钢围堰堰上预留的导导管中打设；；在钻孔桩施施工阶段，由由于甲板上部部荷载作用以以及钢围堰隔隔舱作为水、、泥浆等的存存储舱，护筒筒与钢围堰导导管的连接部部位在导管的的顶部进行；；在承台施工阶阶段，钢围堰堰内部的隔舱舱、导管及护护筒等需要割割除以让出承承台空间，故故必须将护筒筒与导管的连连接转换到导导管的底部以以及进行护筒筒与导管之间间空隙的封堵堵止水工作。。采用气囊加水水下不分散水水泥浆进行封封堵止水施工工。通过操作孔将气囊囊穿进导管和护筒筒间的间隙，用钢钢丝上的刻度控制制下放的深度，气气囊放到位后开始始给气囊充气封堵堵，然后进行水下下不分散水泥浆压压浆止水工作。43东海大桥施工技术术封堵止水施工在从从钢围堰底部向上上0.3M～1.5M（－3.70～－2.50）护筒与导管间的的空隙内进行，封封堵止水范围一直直淹在海水中。44东海大桥施工技术术45东海大桥施工技术术46东海大桥施工技术术③平台止水工作完成成后进行力系转换，通过改变钢围堰堰和钢护筒的连接接位置来实现钢围围堰和上部施工的的荷载受力点的转转换，以便割除围围堰内的导管和护护筒，空出承台的的空间进行承台施施工。47