东海大桥施工1.ppt

1、东海大桥施工技术简介,2005年10月,一、东海大桥工程简介 东海大桥是目前世界上最长的跨海大桥，全桥总长30.87公里，起始于上海南汇区芦潮港镇客运码头往东约4公里的南汇咀处，跨越杭州湾北部海域，经小乌龟、大乌龟、颗珠山岛屿，直达浙江省嵊泗县崎岖列岛的小洋山岛。芦潮港镇位于南汇县东南，南芦公路直达，交通方便。小洋山诸岛屿位于舟山群岛西北部的崎岖列岛，长江口和杭州湾的汇合处，行政区划隶属于浙江省舟山市嵊泗县.,南距宁波北仑港约90公里，北距长江口灯船约65公里。它是上海国际航运中心洋山深水港区一期工程的重要配套工程,为洋山深水港区集装箱陆路集疏运和供水、供电、通讯等需求提供服务。 东海大桥全线

2、可分为约2.3公里的陆上段，海堤至大乌龟岛之间约25.5公里的海上段，大乌龟至小洋山岛之间约3.5公里的港桥连接段，总长约为31公里。大桥按双向六车道加紧急停车带的高速公路标准设计，桥宽31.5米，设计车速80,公里/小时，设计荷载汽车超20级，挂车120并按集装箱重车密排进行校验。 全桥设5000吨级主通航孔一处，通航净高40米，净宽400米，桥墩按万吨级防撞能力设计；设1000吨级辅通航孔一处，通航净高25米，净宽140米;设500吨级辅通航孔两处，通航净高17.5米，净宽分别为120米和160米。大桥能满足2020年洋山港区集装箱陆路集疏运需求。东海大桥的设计基准期为100年。东海大桥于

3、2002年6月26日正式开工建设，计划2005,年年底建成通车。东海大桥工程是我国第一座真正意义上的跨海大桥,无论从设计、施工、管理，还是从技术规范和建桥理论上，都将为我国跨海大桥的建设奠定坚实的基础。东海大桥的建成，将成为我国桥梁建设史上一座新的里程碑。 施工工艺大桥按施工工艺特点可分为六个组成部分，即陆上段、浅海段、非通航孔段、主通航孔、辅通航孔和港桥连接段，其中港桥连接段又分为开山路段、海堤段和颗珠山大桥三部分。,针对每个部分的地质状况和施工条件，确定了如下施工方案：陆上段：为芦潮港新、老大堤之间约2.3公里的桥梁。桩基采用600PHC管桩，桥墩采用现浇混凝土工艺，上部采用跨径为30米的

4、连续箱梁，用支架法现浇施工。浅海段：由26孔50米跨连续梁组成。桩基采用1200PHC管桩，承台采用预制套箱加现浇混凝土工艺，上部采用跨径为50米的连续箱梁，采用移动模架法逐孔现浇。非通航孔段：分为60米和70米跨径区段，共333孔。桩基主要采用1500的钢管桩，承台采用预制套箱加现浇混,凝土的施工工艺，上部为简支变连续的多跨等截面预应力混凝土连续箱梁，采用整孔预制、大型浮吊简支安装，墩顶现浇混凝土接头变连续的工艺。辅通航孔分三处，其中两处500吨级、一处1000吨级。桩基采用2500的钻孔灌注桩，桩长100米。上部结构分别为主跨120米、160米和140米的预应力混凝土变高度连续箱梁，采用挂

5、篮悬臂浇筑施工。主通航孔为双塔单索面叠合梁斜拉桥，桩基采用2500的钻孔灌注桩，桩长110米。主塔为倒Y型钢筋混凝土结构，塔,高150米，主跨420米，主梁采用钢混叠合梁，节段拼装，锚栓连接。斜拉索采用平行钢丝索。港桥连接段中，大乌龟岛和颗珠山岛上为开山路段；大乌龟岛与颗珠山岛之间的1.9公里海堤采用抛石斜坡堤结构，采用塑料排水板进行地基加固；颗珠山岛与小洋山岛之间为约1.66公里桥梁结构，主桥为双塔双索面叠合梁斜拉桥，桩基础2500的钻孔嵌岩桩，主跨332米，主塔为H型钢筋砼结构，塔高100米。主梁采用钢混叠合梁，斜拉索采用平行钢丝索；引桥为跨径50米的连续箱梁，桩基采用2500的钻孔嵌岩桩

6、,和1500的钢管桩，用移动模架法逐孔现浇。 工程特点建设条件复杂受风、流、潮、浪、雾、雨等复杂海洋环境的影响比较大，年有效作业天数少于50。建设规模巨大大桥全长约31公里，其中跨海段25.5公里；根据测算，制作施打各类桩基8600多根，海上桥墩达814个，预制并吊装6070米、重达18002000吨的箱梁666片，现浇各类箱梁140孔。,工艺内容繁多整座桥包括两座大跨度海上斜拉桥、四座大跨度的预应力连续梁桥、大量的大跨径整跨安装的非通航孔桥、在水深负15米处筑起的长达1.9公里的海堤、开山320万立方米建成的面积达35万平方米的沈家湾大型构件预制场等。创新含量丰富东海大桥设计基准期为100年

7、，这在国内还是第一次，在外海建造一座真正意义山的跨海大桥，参建单位均缺乏现成的施工经验和配套设备；外海环境对结构的防腐和耐久性也提出了更高的要求。,管理难度较高大桥建设是个庞大的系统工程，需要将施工组织管理、质量管理、海上船机管理（200多条不同类型施工船舶同时作业）、测量控制管理和工程信息管理等多种要素进行综合。恶劣的海况条件与台汛影响给施工的安全带来巨大威胁，安全管理任务异常繁重。工期非常紧张东海大桥计划于2005年年底建成通车，与同类型跨海工程相比，工期上要求比较高。,东海大桥鸟瞰效果图,二、标段工程施工技术 1、标段工程施工 标段工程施工范围总长11.08 km，约占全桥总长的40%，

8、分为三段：第一段里程为K15069K18219，长3.15 km，共45孔70m箱梁；第二段里程为K19049K24579，长5.53 km，共79孔70m箱梁；第三段里程为K25079K27479，长2.40 km，共30孔70m箱梁和650m连续顶推箱梁。,下部结构桥墩159座，单幅计318个，其中预制墩身节段共286段，其余采用海上现浇。上部结构70m 预应力混凝土连续箱梁154跨，计308片，现浇650m顶推连续箱梁一联。桥面单幅桥两侧设置高1.4m的防撞墙及栏杆结构，单线总长44.32km。,本标段工程施工，大临设施主要位于浙江省嵊泗县大洋镇沈家湾岛预制基地。预制基地设有墩身预制场、

9、箱梁预制场、混凝土工厂和箱梁出海码头、综合码头。综合码头用途包括材料码头、砂石料码头、交通码头及墩身出海码头功能。,2 大临设施兴建,沈家湾预制场总体布置图,墩身预制场长222 m，宽84.2 m，占地面积约18700 m2，设置预制台座6个，墩身存放台座32个。配置350t龙门吊机一台，塔吊一台及布料机一台。 箱梁预制场长596 m，宽140 m，占地面积约83400 m2，设置预制台座6个，墩身存放台座18个。配置60t龙门吊机3台，5t小型门吊2台，布料机4台。,混凝土工厂设置2.0 m3搅拌站4台，混凝土固定式输送泵4台，产量达400m3/h。,混凝土工厂,箱梁出海栈桥为钢管桩基础，钢

10、桩顶设置钢筋混凝土承台，上部结构为双肢“工”字形钢梁。主栈桥长168m，两分栈桥长50m。标、标共用本栈桥。,综合码头能停泊型长81m的墩身运架综合船及各类砂石料船舶和交通船只。码头前沿水深,平均高潮位时，达7.8m，低水位时水深大于3.0 m。,3 墩身预制施工,3.1 预制台座 预制墩身节段单件重约350t，高约12 m，共286节，在浙江嵊泗县大洋镇沈家湾预制基地预制。根据总的预制工作量和总工期要求，设置预制台座6个，存放台座32个。,预制台座为混凝土扩大基础，钢结构座体。预制墩身底部有长1.2m的预留钢筋，考虑到空心墩身墩壁内外温差问题，台座底部设通风孔，台座高度设计为2.2 m。钢台

11、座顶面面板设置与预留钢筋相匹配的圆端形长孔，其上另设四块钢筋定位和防漏浆垫板。,预制墩身内模和外模均外包钢结构台座，内外钢模利用上、下移动可调节预制墩身高度，以适应不同高度的预制墩身施工。,预制墩身外模,3.2 预制节段运输 墩身节段在预制场预制完毕，按海上混凝土规范要求，淡水养护14d即可出运。 墩身节段出运采用预制场350t龙门吊机起吊节段，走行至墩身出运码头，将节段放置于码头上存放台座上。,码头上墩身起吊,墩身节段海上起吊、运输采用大桥局自行设计、制造的墩身节段起吊、运输综合船完成。该吊船长81m，宽30m，弦外吊距9.0m，能同时装运墩身节段4节，一次循环可安装4节墩身，海上抛锚定位一

12、次，墩间位置调整依靠调整锚绳完成。墩身综合船同时具备起吊、安装模板、钢筋及浇注混凝土等功能。能将预制墩身安装完成后，同时施工墩座混凝土，而不需配置其它的起重设置和水上混凝土工厂。,综合船效果图,3.3 预制节段安装 预制节段安装于墩座上是依靠墩座上四个预制短柱支承，然后浇注墩座混凝土，使之与墩座固结。为减少海上混凝土作业次数，墩身节段预制短柱改用分段预制，且同时具有导向作用。,预制混凝土短柱高1.2m，分三段预制，预制时预留6个80mm孔洞，墩身安装前，先将短柱安装于承台上，且在80mm孔洞内安装32钢筋，调整好其平面位置和高程后，压浆固定。 墩身节段由综合船吊装于预制短柱上，测量定位后，临时

13、焊接连接钢筋固定，然后利用综合船吊装墩座钢筋和模板，浇筑墩座混凝土。,海上墩身吊装,4 墩身现浇段海上施工,由于标工程分别与主通航孔斜拉桥和辅通航孔五孔连续梁桥相连，桥面高程高，桥墩高度大，采用预制需要较大的起重设备，且起重高度较高（高墩高达34m）。因此采用部分海上现浇施工。全标段海上现浇段的桥墩共59个，约需分148次现浇。,4.1 模板安装 因海上风浪较大，且大桥混凝土需达到100年耐久性的特殊要求，承台及墩身混凝土外表面不允许预埋任何外露铁件，这给模板安装带来了很大的不便。 现浇墩身模板均采用钢模，内模通过预制墩身上的预留孔固定，使之成为墩身现浇施工的劲性骨架，钢筋绑扎和外模均由内模固

14、定。外侧钢模竖向采用支架支承于承台和墩座上。,4.2 钢筋安装 现浇墩身在沈家湾预制基地制作成型，船运至墩位处绑扎。墩身竖向主筋采用GLLT钢筋螺纹连接头。,4.3 海上墩身混凝土浇筑与养护 海上墩身混凝土现浇采用自制水上混凝土工厂浇筑。海上混凝土工厂产量120m3/h，配备搅拌机两台，布料机一台。 墩身混凝土浇筑采用插入式振动器振捣。混凝土脱模后采用喷涂覆膜封闭养护。,海上混凝土工厂效果图,5 70m箱梁高位预制,本标段上部结构箱梁，跨度70m，梁高4.0m，梁面宽15.05m，梁底宽7.25m，单箱单室直腹板结构，三向预应力体系，箱梁在预制场简支预制，海上运输架设后浇筑湿接头混凝土，经体系

15、转换成为五跨一联预应力混凝土连续箱梁结构。单片梁重达2015t。箱梁预制基地位于距桥址中线约20Km的浙江省嵊泗县沈家湾海岛上。,70m预制箱梁浇注现场,箱梁施工程序：预制、场内运输、下海、海上运输、架设、浇筑湿接头混凝土及体系转换。按常规的预制施工方案，预制场内需安装两台起重量超千吨的起重设备，投资巨大，且占用预制场地。 高位预制方案较好地解决了这一问题，既可节省预制场大型起重设备，又能缓解预制场地狭小的矛盾，安全可靠，节省投资。,箱梁起顶和横移动作均需在箱梁两端的横移滑道上完成，箱梁存放于存梁台座上采用两点支承，横移滑道和存梁台座基础要求有较高的承载能力和抵抗变形能力，以免箱梁在运输和存放

16、过程中受扭。,5.3 箱梁纵、横移系统设计 重达2000余吨的70m箱梁，从预制台座横移约60m，到达纵移滑道，再经纵移约700m到达箱梁出海栈桥主栈桥前端，最后横移50m到达“小天鹅”吊船起吊位置。梁体自重大、滑移距离远，且要求一天能移出箱梁多达四片，箱梁移动时，四支撑点高差不得大于3mm。,横移台车采用钢结构形式，每片梁采用两台横移台车起顶，每台台车配备800t竖向千斤顶2台，分别作用于梁端腹板底部，梁体顶起后呈四点支撑。为防止梁体运输过程中受扭，其中一台横移台车的两千斤顶油缸并联，另一点油缸独立。每台竖向千斤顶顶部安装可倾斜鞍座，确保梁体支承点处混凝土均匀受力。 横移台车移动采用50t水

17、平顶推千斤顶推进，每台台车配备UG21G250-1500水平顶一台，顶座采用拉钩钩于下滑道钢板上，千斤顶行程千斤顶1.5m 。,横移台车结构示意图（1/2）,纵移台车亦采用钢结构形式，台车由车身、滑靴、车顶滑道组成，车高0.55m，纵移台车顶与横移滑道顶高程相同，以便横移台车能直接滑移至纵移台车顶部，载梁与纵移台车一并前移。 纵移台车前移采用2台ZJMM25型25t双滚筒卷扬机牵引，钢丝绳倍率为6，牵引力约130t。牵引定滑轮安装于箱梁出海栈桥前端，动滑轮固定于前纵移台车上。,6 箱梁架设及体系转换,6.1 箱梁海上运输 70m箱梁自预制台座经横移、纵移到达分栈桥起吊位置后，采用大桥局集团公司

18、自制的“小天鹅”起重船起吊、运输、架设于桥墩上。逐孔架设，每跨两片。,6.1.1“小天鹅”吊船进港取梁 “小天鹅”吊船由桥位或船厂进入沈家湾箱梁出海栈桥西南侧后，根据码头附近水流流速、风向确定吊船进港方案。分涨潮驶入、涨潮驶出、退潮驶入和退潮驶出四种情况。,“小天鹅”号构造示意图,6.1.2 箱梁海上架设 吊船航行至桥中线西侧，距待架桥孔约40m左右时，先抛下自救锚。然后再根据桥孔处的风向、海流方向先后抛下艏锚或尾锚，艏锚或尾锚的两锚间夹角约6570，锚绳长130150 m，不用锚链，以便船体准确定位。,6.1.3 墩顶对位 “小天鹅”吊船在桥位处准确对位后，将箱梁安放于墩顶临时支座上。 每片箱梁共设置四个临时支座，分别安放于箱梁桥墩墩顶。每个临时支座由两台水平液压千斤顶和一台700t砂顶组成，其中竖向采用两台砂顶，承载能力700t，水平方向采用两台千斤顶，分别设