跨海大桥通航孔节段安装技术方案.pdf
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1、 I 浙江省乐清湾大桥及接线工程浙江省乐清湾大桥及接线工程 乐清湾乐清湾 1 1 号桥项目号桥项目 通航孔节段梁安装施工技术方案 中 交 第 一 公 路 工 程 局 有 限 公 司 浙江省乐清湾大桥及接线工程乐清湾1号桥项目部 二零一六年四月 II 目目 录录 一、编制说明.-6-1.1 编制范围.-6-1.2 编制依据.-6-1.3 编制情况简介.-6-二、工程概况.-7-2.1 项目简介.-7-2.2 主要技术标准.-8-2.3 自然环境.-9-2.4 工程特点.-10-2.5 节段梁的几何参数及梁跨组合方式.-11-三、施工总体规划.-15-3.1 总体思路.-15-3.2 施工流程.-
2、15-3.2.1 边跨节段梁安装.-15-3.2.2 中墩 T 构节段梁安装.-16-3.2.3 T 构合龙.-18-3.3 箱梁的运输方式.-19-四、资源配置及施工进度计划.-20-4.1 施工进度安排原则.-20-4.2 施工人、机配置.-20-4.3 架梁功效分析.-22-4.4 总体工期安排.-23-五、通航孔节段梁的运输.-24-5.1 运输路线平面布置及总体思路.-24-5.1.1 总体思路.-24-5.1.2 平面布置说明.-24-5.2 节段梁陆上运输.-25-5.2.1 运梁工具确定.-25-5.2.2 运梁路线确定.-26-5.2.3 通航孔节段梁运输安全措施.-27-5
3、.2.4 抗倾覆稳定性验算.-28-5.3 2 号水中提梁站.-30-5.3.1 提梁站布局.-30-III 5.3.2 水上提梁站结构型式.-30-5.3.4 技术参数.-33-5.4 节段梁水中运输.-34-5.4.1 节段梁水中运输.-34-5.4.2 运梁船舶抗倾覆验算.-34-5.4.3 运梁船舶交通组织.-37-六、桥面吊的设计、安装与拆除.-38-6.1 桥面吊机工作用途.-38-6.2 桥面吊机概述.-38-6.3 桥面吊机初步参数.-39-6.4 桥面吊机安装.-40-6.4.1 总体规划.-40-6.4.2 安装准备工作.-41-6.4.3 拼装进度计划.-43-6.4.4
4、 安全及质量控制.-43-6.4.5 整机调试.-43-6.4.6 桥面吊机试验.-44-6.5 桥面吊机拆除.-45-七、通航孔节段梁安装施工方案.-46-7.1 总体施工工艺及流程.-46-7.2 1#节段安装.-48-7.2.1 主墩支架搭设.-48-7.2.2 起吊设备选型.-50-7.2.3 吊装工艺.-51-7.2.4 调位千斤顶、临时支撑.-53-7.2.5 起吊钢丝绳选择.-56-7.3 17#、18#节段安装.-57-7.2.1 边跨墩旁支架.-57-7.2.2 永久支座、垫石施工.-58-7.2.3 18#节段安装.-61-7.2.4 横隔梁二次浇筑.-62-7.2.5 1
5、7#节段安装.-63-7.4 “T”平衡悬臂拼装.-64-7.4.1 标准 T 构施工步骤.-64-7.4.2 支栈桥喂梁事宜.-68-7.5 边跨合龙段施工.-72-7.5.1 数据采集,悬臂压重.-72-IV 7.5.2 合龙定位骨架安装.-72-7.5.3 合龙钢绞线穿束及预应力管道连接.-73-7.5.4 湿接缝施工.-74-7.6 中跨合龙段施工.-75-7.6.1 合龙顶推的必要性.-75-7.6.2 顶推力的确定.-76-7.6.3 顶推施工.-76-7.7 箱梁安装质量检查项目.-77-7.8 临时设施.-77-八、预应力工程.-78-8.1 预应力试验.-78-8.2 体内预
6、应力施工.-78-8.2.1 箱梁纵向预应力施工.-78-8.2.2 箱梁横向预应力施工.-82-8.2 体外预应力施工.-82-8.2.1 体外预应力构造.-82-8.2.2 体外索安装施工工艺流程图.-82-8.2.3 施工机具.-83-8.2.4 施工前准备工作.-85-8.2.5 体外索安装.-87-8.2.6 钢绞线张拉.-89-8.2.7 张拉施工要点.-91-8.2.8 减振限位及防腐处理.-91-8.2.9 钢绞线保护措施和修补.-93-8.3 边跨临时锚固施工.-99-8.4 孔道压浆.-99-8.4.1 真空辅助压浆设备.-99-8.4.2 预应力管道密封措施.-100-8
7、.4.3 真空辅助压浆施工方法 .-101-8.4.4 真空辅助压浆的注意事项.-102-8.4.5 张拉槽口封锚.-103-九、箱梁节段安装测量方案.-104-9.1 控制网加密.-104-9.1.1 控制点情况.-104-9.1.2 使用仪器.-104-9.1.3 平面测量.-104-9.1.4 高程测量.-105-V 9.2 节段梁拼装.-105-9.2.1 吊装.-105-9.2.2 允许误差标准.-106-9.3 节段梁高精度控制措施.-107-9.3.1 安装时总体线形控制流程.-107-9.3.2 桥梁安装线形影响因素及安装时目标几何数据库的形成.-107-9.3.3 桥梁安装线
8、形控制措施.-108-9.4 测量控制优化.-109-9.4.1 1#节段平面偏差分析.-109-9.4.2 节段拼装精度要求.-109-9.4.3 节段拼装线型微调.-111-9.5 通航孔节段梁预制精度控制措施.-112-9.5.1 六点法预制测量控制.-112-9.5.2 四点尺量法预制测量控制.-114-9.5.3 数据复核、修正.-115-9.5.4 短线法施工测量注意事项.-115-9.5.5 短线法匹配精度控制标准.-116-9.5.6 质量保证措施.-119-十、通航孔节段梁拼装防台安全措施.-121-10.1 桥面吊的防台措施.-121-10.1.1 台风前.-121-10.
9、1.2 台风中.-121-10.1.3 台风后.-121-10.2 桥梁结构的防台措施.-121-10.2.1 模拟台风等级.-122-10.2.2 主墩抗风验算.-124-10.2.3 其余主墩防台措施.-127-十一、优化质量控制措施.-129-11.1 涂胶工艺.-129-11.2 其余质量控制优化.-131-6-乐清湾跨海大桥通航孔节段梁安装施工技术方案 一、编制说明一、编制说明 1.1 编制范围编制范围 乐清湾1号桥通航孔节段梁拼装施工。主要施工内容为通航孔节段梁拼装:通航孔 YZ01 YZ05(K230+965K231+435),桥跨布置形式为 85+2150+85=470m,共一
10、联,共计节段梁 196 榀。1.2 编制依据编制依据(1)浙江省乐清湾大桥及接线工程乐清湾 1 号桥承包合同;(2)浙江省乐清湾大桥及接线工程乐清湾 1 号桥施工施工招标文件、施工图纸、清单及招标文件补遗书等;(3)浙江省乐清湾大桥及接线工程第 YS05 合同两阶段施工图设计(浙江省交通规划设计研究院)(2014 年 3 月);(4)国家及相关部委颁布的法律、法规和现行设计规范、施工规范、质量验收标准及其它有关文件资料;(5)浙江省高速公路施工标准化管理实施细则等管理文件;(6)节段式混凝土桥梁设计和施工指导性规范(美国洲际公路和运输者协会,1989);(7)预应力混凝土桥梁预制节段逐跨拼装施
11、工技术规程CJJ/T 111-2006;(8)工程现场调查、采集、咨询所获取的资料;(9)我公司拥有的技术装备力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果;(10)QMD300 桥面吊机设计图及操作手册。1.3 编制编制情况简介情况简介 项目部在指挥部帮扶下,严格按照指挥部要求,在 2014 年 8 月 13 日召开了通航孔节段梁预制施工技术方案评审会,确定了采用短线法进行变截面节段梁预制;联系专业厂家制作预制台座后,项目于 2015 年 6 月 20 日7 月 23 日进行了变截面节段梁预制首件,并于9 月 10 日完成首件总结,正式大面积预制。本次技术方案主要为通航孔节段梁的现场安装。-7
12、-二、工程概况二、工程概况 2.1 项目简介项目简介 浙江省乐清湾大桥及接线工程起于温岭城南镇沙头门,起始桩号 K202+050,接浙江省台州湾大桥及接线工程终点,线路南行过瑶坑岭头后进入玉环县境,路线沿海边布设,经沙门、龙溪、芦蒲,经分水山、跨乐清湾东汊至茅埏岛,再跨乐清湾西汊至乐清市南塘镇东山头,路线终点设南塘枢纽与甬台高速公路相接,路线终点桩号 K240+217.824,路线全长 38.168km。图图 2.1 项目位置示意图项目位置示意图 1 号桥号桥 1 号桥号桥 2 号桥号桥 -8-乐清湾 1 号桥合同段全长 4305m,起于分水山,终于茅埏岛,起讫桩号K228+265K232+5
13、70。其中 K228+265K232+265 为乐清湾 1 号桥,由东侧非通航孔+通航孔+西侧非通航孔组成,上部结构为预应力混凝土预制拼装连续箱梁,非通航孔标准联长 5跨一联。通航孔桥跨布置形式为 85+2150+85,共一联,左右幅分离。图图 2.2 乐清湾乐清湾 1 号桥路线平面示意图号桥路线平面示意图 2.2 主要主要技术标准技术标准(1)公路等级:双向六车道高速公路(2)设计行车速度:100km/h(3)行车道宽:整体式断面桥梁全宽 33.0m(桥台与路基同宽为 33.5m)分离式断面单幅桥梁宽 16.25(桥台与路基同宽为 16.75m)(4)汽车荷载等级:公路-级(5)设计基准期:
14、100 年(6)地震基本烈度为度,结构物设防标准见下表:桥梁桥梁 设防地震概率水平设防地震概率水平 结构性能要求结构性能要求 结构校核目标结构校核目标 非通航孔桥 E1:50 年 10%主要结构处于正常使用极限状态 主要结构校核应力 E2:100 年 5%控制位移或变形 考虑延性校核极限承载能力;校核位移和变形 -9-(7)跨海桥梁路段路线指标如下表:序号序号 指标名称指标名称 采用采用值值 1 大桥长度 4000/3230 2 计算行车速度(km/h)100 3 圆曲线半径(m)4000/2900/2500 4 曲线长度-5 最大超高 2 6 最大纵坡(%)2.3 7 最小纵坡(%)0.3
15、8 变坡次数 4/3 9 凸形竖曲线半径(m)20000/18000 10 凹形竖曲线半径(m)30000,/25000/20000(8)风参数:桥址处距地面 10m 高处百年一遇基本风速采用 40.1m/s,施工重现期 20年。2.3 自然环境自然环境 2.3.1 气象气象 桥址区位于浙东南沿海,属亚热带季风气候区,具有季风显著、四季分明、温暖湿润、雨量丰富、台风频发的气候特点。年平均气温 17.5左右,年极端最高气温 35.0,年极端最低气温-5.5。工程区域雾出现频率较高。全年各月均有雾出现,但主要集中在冬、春两季。工程区域受台风影响的几率、风力和降水量都是浙江省最大的地区之一,影响本工
16、程区域的台风平均每年 3 个左右,多的年份可达 67 个,是浙江省台风影响最为频繁的地区。台风影响的主要时段是 79 月,约占影响台风总数的 80%以上,其中 8 月最多,约占总数 30%。因此,每年 511 月,工程区域都有可能受到台风影响。台风影响的时间一般为 23 天。在台风影响下,工程区域附近的极大风速都可达 12 级以上。2.3.2 水文水文(1)潮汐 根据工程区域内各潮位站的观测资料,潮型判别数值均小于 0.5,在 0.230.31 之间,因些,乐清湾潮汐属于正规半日潮。-10-乐清湾是我国强潮海湾之一,平均最大潮差 8.09m,最高潮位 5.27m,最低潮位-3.94m,平均潮差
17、 5.00m,平均高潮位 2.87m,平均低潮位-2.28m,平均涨潮历时 6 小时 27 分,平均落潮历时 5 小时 58 分。(2)波浪 桥址区域为我国每年热带期气旋多发地带,对当地海浪影响较大。乐清湾内几乎不受外海浪影响,外海浪只影响至玉环半岛中部丁侧海角以南,大小乌山以北海海域的波浪以风浪占绝对主导。桥址区在同重现期条件下受 N-NNE 和 SSE-S 向风引起的波浪较大,其西段和东段在 300 年一遇设计风速 300 年一遇高潮位组合下计算得到的有效波高为 3.0m,100年一遇设计风速 100 年一遇高潮位组合下有效波高为 2.5m。2.4 工程特点工程特点 2.4.1 气候条件恶
18、劣气候条件恶劣 工程区域受台风影响的几率、风力和降水量都是浙江省最大的地区之一,影响本工程区域的台风平均每年 3 个左右,多的年份可达 67 个,是浙江省台风影响最为频繁的地区。玉环在 9417 号台风影响下极大风速达 50.4 米/秒,十分钟平均最大风速达 39.6 米/秒。2.4.2 水文地质条件复杂水文地质条件复杂 (1)潮汐 乐清湾是我国强潮海湾之一,最大潮差 8.09m,平均潮差 5.00m,给水中施工带来诸多不便,且影响安全作业。(2)滩涂 桥址区受新建漩门湾大堤影响,滩涂长度达 2940 米,占桥梁全长的 73.5%。鉴于海上特大桥施工依靠船舶施工比重较大,因此滩涂所占比重越大施
19、工受滩涂计潮水影响越大。受其影响桥梁施工进度受到严重制约,施工有效作业时间明显减少。(3)波浪 桥址区域为我国每年热带期气旋多发地带,对当地海浪影响较大,常年平均浪高 1.5m。受其影响施工方案可选择面受限,施工安全风险明显增加,临时结构安全系数不得以全部提高,导致施工难度增加、施工进度受限、施工组织管理要求极高。(4)地质情况 桥区地质情况复杂,全线大部分地质表层为滩涂,覆盖 1520m 后流塑性极高的淤泥;靠近陆地位置,有坡度超过 60%的中风化凝灰岩斜岩面;东岸 1#26#墩位于漩门湾大坝范 -11-围内,路线区域内有多达 4 处溃坝区,均大大增加现场施工难度。2.4.3 2.4.3 通
20、航条件复杂通航条件复杂 根据航道规划,乐清湾 1 号桥、2 号桥航道规划为 3000 吨级船舶双向通航,桥位处通航代表船型尺度如下表所示:代表船型代表船型 航道类型航道类型 通航净空尺度(米)通航净空尺度(米)通航孔数量通航孔数量 净宽净宽 净高净高 3000 吨级杂货船 双孔单向 114 30.5 2 单孔双向 215 30.5 1 施工过程中需先行封闭一个通航孔,而乐清湾水域月均船舶流量大于 800 艘/月,通航船舶的最大吨位达到 7000 吨级,且乐清湾航道是施工台风期该海域主要避风航道,航道管理难度极大。施工安全及航道安全隐患的存在,给项目安全生产管理提出了极高的要求。2.4.4 环保
21、要求高环保要求高 路线跨越台州、温州两地,穿过海洋养殖区,环保要求高。2.4.5 施工组织难度大施工组织难度大 施工作业线长,水上作业船舶多,干扰频繁,且受自然条件限制、有效作业天数少,施工组织难度很大,需要加强与海事、航道等部门协调,确保航运和施工安全。同时,海山乡四面濒海,桩基及下部结构施工过程中用电负荷大,在现有电力情况下合理组织基础及下部结构施工是本工程的重点之一。2.4.6 施工施工精度高精度高 1 号桥主桥采用变截面节段梁短线法预制悬拼,高度从 9m 渐变至 3.6m,斜腹板结合直腹板,最重梁段 180 吨,预制精度2 毫米,150 米跨度节段拼装合龙要求控制精度20mm,精度控制
22、等级要求极高,实施难度巨大,国内能够参照的工程极少,也是工程的难点和关键点。2.5 节段梁的几何参数及梁跨组合方式节段梁的几何参数及梁跨组合方式 2.5.1 节段梁形式节段梁形式 通航孔节段梁采用单箱单室变梁高预应力混凝土箱梁。顶板设 2%单向横坡,利用箱梁内外侧模板高度差来形成,箱梁底板下缘保持水平。单幅箱梁宽度为 16.05m,悬臂长度为 3.5m。箱梁梁高为 3.69.0m,梁底曲线为 1.8次抛物线。过渡墩顶附近 11m 及中跨跨中 2m 范围为等高梁段,梁高 3.6m。自等梁高段至墩 -12-顶方向 33m 范围,主梁中心梁高由 3.6 变至 5.194m,两侧腹板斜率不变,底板宽由
23、 7.034m变至 6m;自等梁高段至墩顶方向 3365m 范围,梁高由 5.194 变至 9m,底板宽度保持 6m不变,主梁梁高竖直增加;主墩中心线两侧各 9m 范围内梁高均为 9m。主梁标准顶板厚度为28cm;底板厚度由跨中的30cm按1.8次抛物线渐变到支点的85cm;腹板厚度由跨中至支点处分别为 50cm、60cm、70cm、80cm、90cm。支点 V 墩之间梁段顶板厚为 40cm、底板厚 90cm、腹板厚 90cm。图图 2.2.3 3 通航孔通航孔节段梁节段梁断面图断面图 表表 2.1 12.1 1 号桥号桥通航孔通航孔节段梁型号及数量表节段梁型号及数量表 序号 节段型号 长度(
24、m)高度(m)单个节段重量(t)全桥节段数量 1 1#节段 2.6 7.809-816.4 169.26 12 2 2#节段 2.6 7.468-7.809 152.1 12 3 3#节段 3.0 7.09-7.468 169.78 12 4 4#节段 3.0 6.729-7.09 158.6 12 -13-5 5#节段 3.0 6.386-6.729 187.2 12 6 6#节段 4.0 5.956-6.386 180.44 12 7 7#节段 4.0 5.558-595.6 171.34 12 8 8#节段 4.0 5.194-5.558 163.54 12 9 9#节段 4.0 4.8
25、63-5.194 157.04 12 10 10#节段 4.0 4.567-4.863 182.0 12 11 11#节段 5.0 4.247-4.567 171.34 12 12 12#节段 5.0 3.986-4.247 167.7 12 13 13#节段 5.0 3.786-3.986 165.36 12 14 14#节段 5.0 3.653-3.786 177.32 12 15 15#节段 5.0 3.6-3.653 173.42 12 16 16#节段 1.7 3.6 48.88 8 17 17#节段 4.5 3.6 129.74 4 18 18#节段 4.15 3.6 176.8
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