悬索桥施工方案

2.2.4.7悬索桥施工方案贵州省遵义至余庆高速公路D线乌江特大桥是一座主跨为650米单跨双铰钢桁梁悬索桥，主缆矢跨比1：10，加劲钢桁梁高6.5m，主桁吊索横向间距28m,纵向间距10m。全桥为整体式断面，双向四车道，桥面净宽：2×净11米，桥面净宽24.5m其中主桥宽28.0米，引桥宽24.5米。2.2.4.7.1工程测量2.2.4.7.1.1主控制网的复测及加密控制网的建立(1)主控制网的复测根据业主提供的施工控制网，采用全站仪按《工程测量规范》三等三角测量的主要技术要求进行平面控制网复核；采用经纬仪倾角法按《公路勘测规范》二等跨河水准测量进行跨江水准复核；采用精密水准仪按《工程测量规范》二等水准复核。(2)加密控制网点的建立根据施工需要，确保施工放样精度，按国家三等网和三等水准测量的规范要求进行平面和高程控制网点的加密。分阶段建立施工控制网和施工高等级测量基线，设测量标志桩且进行保护，为了达到精确控制测量的目的，消除仪器对中的随机误差影响，对使用频率较高的控制点建立固定的观测墩，观测棚，设立全站仪强制对中装置。(3)施工加密控制网平差计算采用经国家科学技术鉴定认证的测量平差计算软件进行施工加密控制网严密平差计算，并进行全项精度评定，编写技术总结。施工加密控制网建立施测成果上报监理工程师、测量中心以及业主，经核查批准后，方可进行施工测量放样定位。2.2.4.7.1.2施工测量放样(1)基础施工测量基础施工放样包括：桩基和承台。用已建控制网点、三维坐标定出各桩位的中心位置，并将其高程引测到桩的钢护筒上，用于桩深的测量。用同样的方法测出承台的纵横轴线点及承台的轮廓点。(2)索塔施工测量施工中采用三维坐标法与天顶测角法相结合的方案实施索塔的施工测量。塔柱测量定位:以校核后的承台上的控制点为基准点，用J2经纬仪和检定的钢尺测量，准确地定出下塔柱的位置，精确测定塔中心点的座标和高程，作为塔柱测量基准点并逐步向上传递。塔柱变形观测:对塔柱的施工放样，充分考虑日照与大气温差引起塔柱变形对测量工作的影响，通过变形观测，掌握塔柱在自然条件下的变化规律。塔柱变形观测点、测站点的布置、观测时间、精度要求、观测方法等将在施工组织设计中进一步确定。(3)主缆施工测量以全站仪三维坐标法为主，多种测量控制方法相结合的手段进行主缆线形、塔位、索夹测量；以精密水准仪、几何水准测量方法实现高程放样。施工猫道:猫道形状及各部尺寸满足主缆工程施工的要求，在猫道承重索架设后进行线形调整，各根索的跨中高程相对误差控制在±30mm。猫道施工及架设过程中监测南塔、北塔偏移及扭转。主缆工程:索塔完工后，测定裸塔倾斜度、跨距、塔顶高程和塔顶中心横、纵轴线，作为主缆线形计算调整的依据。主缆施工进行索股线形测量和调整，并对不同工况状态下的主缆线形进行精确测量。(4)钢桁架安装测量为保证钢桁架吊装安全顺利进行，利用TCA2003全站仪自动照准功能对运梁驳船进行定位测量。吊装钢桁架过程中，测量不同拼装工序及不同工况状态下的钢桁架线形、主缆线形、桥轴线，同时观测索塔变位情况，测量成果交监控单位和设计单位。根据设计要求和实测塔顶偏移量分阶段调整索鞍偏移量，以保证工程质量和施工安全。安装合龙段前，测量合龙段间距及高差，提交监控单位和设计单位，由其对合龙段长度进行修正。钢桁架线形测量采用全站仪三维坐标法(相对高差测量采用精密水准仪几何水准法)，以克服钢桁架振动的影响，并进行南、北塔高程控制点闭合或附合水准测量。2.2.4.7.2索塔基础施工2.2.4.7.2.1承台基坑开挖(1)基坑边坡和排水开挖前，在基坑顶部开挖线外侧设临时截水沟。基坑开挖坡度合理设置。一般土质地层按1:0.5设置开挖坡度(松散回填土时坡度加大到1:1)；在石质地层开挖时，可在边坡稳定许可的情况下按1:0.35～1:0放坡，但必须彻底清除边坡松动的岩土。坑底四周设排水沟和集水坑，选择排水能力大于渗水量1.0～1.5倍的水泵排水。(2)开挖方法锚碇基坑开挖前必须先清除危岩、治理崩坡积物，进行岸坡护理。上部覆盖土层及强风化岩层采取挖掘机开挖、自卸车出碴；局部挖掘机不能作业的，由人工开挖。承台基坑岩层采用小药量浅孔爆破开挖。开挖宽度按承台外边线加宽1.0～1.5m控制。爆破到设计底标高以上10cm。爆破装药孔采用风钻成孔。爆破孔分起爆孔、崩裂孔和减震孔。炸药采用2#岩石硝铵炸药，毫秒微差松动爆破。厚度较小或爆破后残余的少量岩层，采用风动凿岩机、风镐予以破除。爆破施工前先试炮，以确定药量、炮眼深度、布置间距等。开挖的废方用汽车运输至弃土场抛卸，不得堆于基坑边坡顶部。采用挖掘机和履带吊配合出渣，自卸汽车外运弃土。2.2.4.7.2.2钻孔平台钻孔桩钻孔平台直接利用承台开挖基坑面。为保证护筒内水头压力差，仍须搭设钻孔平台。拟采用移动式钻孔平台，平台采用N型万能杆件拼装而成。移动式钻孔平台周转使用。平台及钻机的移动由履带吊完成。2.2.4.7.2.3钻孔灌注桩施工(1)概述索塔采用群桩基础。(2)钢护筒施工由于地质主要为岩层，采取人工开挖入岩2～4m后，将钢护筒吊装安放在孔内。调整护筒平面位置及倾斜度，然后在护筒周边填埋石料、粘土，并夯实固定。(3)钻孔桩成孔本工程覆盖层很薄，地质结构主要为岩石，因此钻孔无须泥浆，采用清水循环钻进、泵举反循环成孔施工工艺。钻机选型:每个索塔墩选用4台KPG-3000型钻机，同时备用2台φ3.0m冲击钻机。钻机安装、调试及移位:用履带吊将万能杆件桁架平台安放在孔口，平台调平后，吊钻机上平台。钻机就位后，钻机转盘中心与孔中心位置偏差不得大于2cm。布置钻机供电系统、循环排渣系统。钻进成孔:采用清水循环钻进施工工艺。结合现场情况和钻机配套砂石泵的循环能力，在墩旁适当位置设置沉渣池，排渣池的设置不得影响基坑边坡的稳定，钻孔过程中及时清理沉渣。钻孔过程中的注意事项：开钻时减压慢速钻进，钻进0.5～1.0m后再正常钻进。钻杆接头定期检查、及时调正。定期检查钻头，及时修复。定期检查钻机偏位，及时纠正。定期检查桩身倾斜度。发生偏斜时，应立即查明偏斜位置，在偏斜处吊住钻头上下反复扫孔或回填砂卵石钻进，直至纠偏。(4)钻孔桩成桩A钢筋笼制安钢筋笼在车间下料、分节同槽制作。主筋采用直螺纹连接。钢筋笼端头用角钢箍加强，加强箍用φ28钢筋加焊“△”形支撑，待钢筋笼起吊至孔口时，将“△”形支撑割除。钢筋笼保护层采取轮式垫块。检测管按设计要求布设，要求密闭、牢固。成孔检验合格后，用履带吊接长、安放钢筋笼。钢筋笼顶口用型钢焊接固定。B二次清孔导管下完后，若沉渣厚度≥5cm时，利用导管、采取气举法作二次清孔。清孔结束、经监理检验合格后，立即拆除吸泥弯头，准备水下混凝土灌注。C水下混凝土灌注导管:采用φ325快速螺纹接头导管，使用前做水密、接头抗拉试验。钢筋笼下放到位并固定后，立即下放导管。导管逐段吊装接长、下放，直至距孔底40cm左右。导管接长时采用合页式卡座固定、悬挂。混凝土浇注设备:采用陆上集中拌合站生产，罐车、拖泵送入料斗灌注。首批混凝土配备15m3集料斗，1m3的小集料斗。混凝土配合比及浇筑:配合比经试配确定：桩身混凝土强度等级为C30，坍落度控制在20～22cm；粗骨料粒径为5～31.5mm；初凝时间不小于24小时；掺加适量的粉煤灰及外加剂，改善混凝土的和易性、流动性。首批混凝土浇筑采用隔水薄膜拔塞法施工。在混凝土浇注时，保持护筒内泥浆面高于护筒外水位约2m。灌注时，随时测量混凝土面高度，导管埋深控制在2～6m内。桩顶超浇0.5～0.8m。(5)桩头处理及质量检测钻孔桩混凝土达到设计强度后，凿除桩头超高部分混凝土。按设计和规范要求进行桩身混凝土质量检查和验收。必要时采用钻取芯样法检测桩身质量。2.2.4.7.3承台及塔座施工(1)概述每个索塔设2个分离式矩形承台。承台混凝土强度等级为C30，塔座为C40。承台及塔座结构尺寸见下图：承台及塔座结构（尺寸仅做参考）承台及塔座采用分层施工。分层施工示意见下图：承台及塔座分层施工示意图（尺寸仅做参考）(2)施工工艺流程承台及塔座施工工艺流程框图(3)垫层施工钻孔桩施工完毕后，凿除剩余20cm的基岩，至设计承台底标高下10cm。将基底清理干净，然后浇注C25混凝土垫层。(4)钢筋及冷却水管施工A钢筋施工钢筋在车间加工、现场绑扎。主筋采用墩粗直螺纹连接。采用劲性骨架架立各层钢筋网片，做到上下层网格对齐，层间距准确，确保钢筋的保护层厚度。承台及塔座施工时，预埋钢筋、预埋件等由测量放线、劲性骨架固定。B冷却水管施工冷却水管布置详见“大体积混凝土温控”。水管采用劲性骨架固定，并做到管道通畅，接头可靠，不漏、阻水。安装完成后进行通水试验。承台温控结束后，立即灌浆封闭管道，并割除外露管道。C模板施工承台及塔座模板采用大块定型钢模板，模板在车间加工制作，现场安装。承台及塔座模板安装见下图：测量放线土石方开挖、整平基底模板安装、加固温控措施混凝土生产垫层混凝土施工承台钢筋、冷却水管安装浇筑承台混凝土拆模养护桩头处理承台与塔座混凝土结合面凿毛绑扎塔座钢筋安装塔座模板浇筑塔座混凝土拆模养护承台及塔座模板施工示意图模板拆除选择在无大风、气温较高时进行。防止拆模后的混凝土受到大风或低温影响，使混凝土表面水分迅速散失或温度骤降，造成混凝土表面收缩裂缝。D混凝土施工混凝土的配合比设计：根据施工时采用的各种原材料进行交叉配比试验，确定最佳配合比。混凝土主要性能要求：采用低碱低水化热水泥；采用“双掺技术”(掺加粉煤灰及外加剂)；初凝时间：不小于35小时；塌落度：18～20cm；具有良好的流动性、和易性及可泵性。混凝土浇筑工艺：混凝土采用拌合站集中生产、用罐车和拖泵运送。混凝土采用拖泵输送、布料杆布料。每次浇筑时配置2台拖泵和1台布料杆。另外配备1台拖泵和1台布料杆。混凝土分层浇筑、振捣。水平分层浇注顺序由承台横桥向外侧向内侧逐步推进，使混凝土产生的少量泌水汇集一起，便于潜水泵集中抽出。浇筑完毕后压实抹光。当承台混凝土强度达到2.5MPa时，采取高压气或高压水枪将混凝土结合表面冲毛。混凝土浇筑完毕后，按温控要求养生。2.2.4.7.4索塔施工2.2.4.7.4.1索塔结构索塔分南北两座桥塔，塔身由塔柱和横梁组成。东塔设两道横梁，西塔设三道横梁。横梁为预应力混凝土结构。西索塔结构示意图（尺寸为cm，仅做参考）2.2.4.7.4.2施工工艺塔柱起步段采用爬模施工，其爬架、模板利用液压爬模的外模和外爬架，分层高度3.0m，设4层；其余塔柱采用液压爬模施工，爬模标准施工节段高4.5m，北索塔共33个施工段，南索塔共29个施工段。横梁采用钢管支架现浇，与塔柱分离异步施工。横梁采用一次浇注、一次张拉的施工工艺。施工过程中对塔柱分阶段设置水平横撑。塔柱及横梁施工的垂直起重设备采用120t.m塔吊。索塔分段及总体施工工艺程序见下图：索塔分段施工示意图（尺寸为cm，仅做参考）东索塔总体施工工艺流程图（尺寸仅做参考）东索塔总体施工工艺流程图（尺寸仅做参考）2.2.4.7.4.3关键施工设备及措施(1)塔吊塔吊是索塔的主要施工设备，采用120t.m塔吊，每墩布置2台，见图3.3－5。(2)施工电梯采用SCD200型施工载人电梯，每墩布置2台，见下图。当塔柱1、2节段施工完成后开始安装电梯，电梯随爬架的爬升而接高。索塔施工设备布置图（尺寸仅做参考）(3)混凝土设备南北岸各设拌合站一座，每座拌合站由2台80m3/h的拌合站组成。混凝土垂直输送采用两台泵送高度200m的高压拖泵，其中一台备用。(4)施工栈桥北索塔基础在洪水线下，为保证洪水期间北索塔能正常施工，从岸上修建一座栈桥至北索塔位置。栈桥由混凝土扩大基础、钢管桩立柱、钢横梁、贝雷桁架纵梁、分配梁、桥面板等组成。3.2.4.7.4.4塔柱施工(1)下塔柱起步段施工下塔柱起步段高12.0m，分4次浇筑，每次浇筑高度3.0m。第一段采取常规方法施工。第二段操作平台利用外爬架系统，施工平台锚固在第一层3.0m高的已浇段上。起步段施工示意见下图;起步段施工示意图(2)塔柱液压爬模