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安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计1第一章工程概述一、概述（一）工程概况安庆长江大桥起始于长江北岸合安高速公路安庆连接处，在圣埠处与合安高速公路大桥接线直接相连，与国道318线及国道206线的共线段通过菱湖北路互通立交相连；南与国道318线及国道206线的分界点直接相连。大桥穿越安庆市区，在安庆市东门汽车轮渡处跨越长江天堑及南北岸部份区域，全长约5.9Km。大桥的建设对促进沿江地区特别是皖西南大别山区的经济快速发展，具有十分重要的意义。主桥为50+215+510+215+50m五跨连续双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主桥全长1040m。本标段范围为K20+118.500～K20+638.500。主桥采用全焊扁平流线形封闭钢箱梁，空间双索面扇形钢绞线斜拉索。钢箱梁梁高3.0m（桥中心线处），斜拉索16对共64根，在梁上锚固标准间距为15m，在塔上锚固间距为2.0～2.5m，与索塔连接采用钢箱式锚固，与主梁的连接采用锚箱式锚固。斜拉索在塔端张拉。索塔采用钢筋砼分离上塔柱倒Y型索塔，锚索区上塔柱为分离单箱单室多边形断面。索塔设上、中、下三道横梁，均为预应力钢筋混凝土结构。索塔总高184.781m，桥面以上塔高与主跨比为0.2616。主桥索塔采用双壁钢围堰大直径钻孔桩复合基础，双壁钢围堰外径32m，内径29m，壁厚1.5m。钢围堰高度59m。圆形承台直径29m，高6.0m，承台顶面高程－3.25m（黄海高程，下同）。承台下为18根直径3.0m的钻孔灌注桩，桩位呈梅花形排列，桩中心距为6.0m。封底设计为C25砼，厚7.0m。主桥边跨及辅助跨处各设一个辅助墩和一个过渡墩，其中辅助墩为双柱式实心结构，基础为8根Φ3m的大直径钻孔灌注桩基础；过渡墩为分离式实体结构，基础为2×4根直径2m的钻孔灌注桩基础。（二）主要技术标准：桥梁等级：四车道高速公路特大桥设计行车速度：100km/h桥面宽度：31.2m，四车道桥面标准宽度26.0m，中间设2.0m宽中央分隔带，两边各设安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计20.5m防撞护栏。主桥斜拉桥两边增设锚索及检修宽度。荷载标准：汽车-超20级，挂车-120桥面最大纵坡：3.0%桥面横坡：2.0%设计洪水频率：1/300地震列度：基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防通航水位：最高通航水位16.930m（20年一遇），最低通航水位2.480m（保证率99%）通航净空：最小净高24m，主通航孔双向航宽不小于460m，边通航单向航宽不小于204m。（三）本施工标段主要工程内容：1、临时工程：包括临时道路与施工便道的修建、养护及拆除；临时供电的电力系统、临时电信系统及供水系统的配置、维护及拆除等。2、主桥基础：钢围堰刃脚段及其余钢围堰单元的起吊、定位、拼装、接高及下沉；配合钢围堰焊接工作；钢围堰下沉落床，钢护筒制作与沉放，砼封底，浇注索塔基础钻孔灌注桩及承台；按图纸要求对钢围堰进行切割。3、主塔：安装塔吊，提升模板，浇注分离上塔柱倒Y形索塔砼，张拉索塔横向及环向预应力钢束；拆除模板及临时支撑。4、辅助墩：钢套箱加工、制造及安装就位，钻孔灌注桩施工，钢套箱内水下砼封底、浇注承台、爬升模板浇注墩身。5、过渡墩：钻孔灌注桩施工、浇注承台、爬升模板浇注墩身。6、主桥上部：安装桥面吊机，吊装全部钢箱梁逐段就位，安装钢绞线斜拉索，拆除桥面吊机，边跨压重施工，检查车安装，配合安装支座及伸缩缝装置。二、地理位置桥位位于长江安庆河段振风塔以下，鹅眉洲分流口以上部分。该处江段单一、顺直、稳定，桥位处两岸江堤堤距1660m，河床断面表现为北岸边坡较陡，南岸边坡较缓。其中深泓区中线靠近北岸，距北岸约580m，宽约1100m，平均水深约35.9m，最大水深距北岸大堤347m处，水深为38.9m。三、气象桥址位于亚热带季风气候区，温和湿润，四季分明，光照充足，雨量充沛，冬夏温安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计3差较大。春季以风和日丽天气为主，夏季炎热，秋高气爽，冬季天气晴朗，寒冷干燥。安庆月平均气温16.5℃，极端最高气温40.2℃，极端最低气温-12.5℃。安庆常年主导风向为东北风，多年最大风速20m/s，瞬间极大风速24.2m/s（1997年8月19日，风向东北偏北）。桥址区位安庆市历年气温及气流参数见下表：安庆历年各月平均气温特征值表（℃）月份123456789101112平均极端最高极端最低气温3.85.19.816.121.525.128.728.523.618.112.06.016.540.2-12.5统计年份1951年～1990年安庆历年气流特征值表分项各年最大风速常年主导风向夏季主导风向冬季主导风向瞬间极大风速特征20m/s东北风西南风东北风24.2m/s四、水文（一）水位安庆长江公路大桥桥址河段内设有安庆水位站，根据已有资料表明统计出的安庆站月平均水位见下页表：（二）流速与流向长江安庆段位于长江下游非感潮河段，根据实测的洪中两级水位的流速、流向资料，桥位附近河段流速分布较为均匀，全年主流位置居中偏左，流速相对较小。桥轴线法向夹角在0°～左7.5°之间。安庆水位站逐月水位平均值表（黄海高程：m）月份123456789101112最高4.304.666.458.8010.8312.1913.0512.4711.7410.959.016.42最低3.183.103.955.618.159.6111.0110.7410.108.786.243.99平均3.613.845.217.069.5910.8512.2811.7611.2110.097.755.04安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计4长江安庆段的平均水面比降，九江至安庆段为0.0203‰，安庆至大通段为0.0189‰。此处，根据长江下游多年资料统计分析，汛期比降一般较枯水期比降大。（三）3月份～7月份20年一遇最高、最低水位（1981～2001）（黄海高程）三月份四月份五月份六月份七月份最高值11.7511.8912.1815.8616.57最低值2.694.725.726.48.72（四）桥址设计水位及计算流量以安庆水位站和下游大通站资料为依据，按分洪与不分洪两种情况，分析内插得安庆站及桥位处的水位及流量。大桥的设计洪水位及流量采用设想不分洪情况理论频率值。设想不分洪桥位处各频率洪水位、流量表项目安庆水位站安庆大桥桥址20年一遇水位（m）16.9816.93流量（m3/s）81000—8400050年一遇水位（m）17.6817.63流量（m3/s）87000—91000100年一遇水位（m）18.2218.17流量（m3/s）91000—95000300年一遇水位（m）19.0218.97流量（m3/s）97000—101000注：水位标高为黄海高程，单位m。五、工程地质桥位区北岸为长江高河漫滩Ⅰ级阶地和Ⅱ级阶地。河床宽度1655m。第四系覆盖层厚度23～36m，河床北侧最薄8.5m。基岩为白垩系上统宣南组紫红色粉细砂岩夹疏松砂岩、粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩和杂色砾岩，其中杂色砾岩为较软岩、粉细砂岩为软质岩，其余为极软岩。桥位处基岩构造变形较微，桥位未见断层，裂隙也少见，岩体完月份极值安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计5整。极软岩承载力很低，北侧河床冲刷和北侧岸坡稳定对桥基稳定的影响，是桥位的主要工程地质问题。主桥范围均为负地形，高程－0.36m～－6.74m，最低－24m。极软层-疏松砂岩和极软层-粘土质粉砂岩对主桥各墩位影响较小。作为墩基桩端持力层的粉细砂岩，在主桥各墩位占82～92%，以北主塔墩含量最高，主桥各桥墩基础岩体工程地质条件总体来说较好。项目区内岩、土物理力学指标见下表：桥位各主要岩石力学指标值地层岩石名称风化程度天然单轴抗压强度（Mpa）容许承载力[б0]钻孔桩周土极限摩阻力τi备注（Kpa）（Kpa）K2Χ粘土质粉砂岩微—新鲜3.77600130粉砂质粘土岩微—新鲜3.66400100砂岩微—新鲜12.141600200疏松砂岩微—新鲜0.71300100桥位各主要土层力学指标值层号土层名称物理状态容许承载力[б0]钻孔桩周土极限摩阻力τi孔隙比液性指数砂土密实程度粘性土状态еΙL（Kpa）（Kpa）Ⅱ2粉质轻亚粘土0.9070.49可塑12040Ⅱ3淤泥质粉质轻亚粘土1.2601.15流塑7020Ⅱ4淤泥质亚砂土夹粉土0.9730.953软塑8020Ⅱ5粉质轻亚粘土及重亚粘土0.7370.55可塑28050Ⅲ1粉质轻亚粘土0.7150.24硬塑30070Ⅲ2粉质亚砂土夹粉土、粉细砂0.7870.51可塑25065Ⅲ3砂砾石中密—密实400110桥位区位于地震烈度Ⅵ度区内。安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计6第一部分4#主墩施工第一章锚锭系统钢围堰的稳定、就位和纠扭主要靠锚定系统完成，4#墩墩位处枯水期水深就在20米左右，（2001年11月2日实测泥面标高-13.00米，水位+7.3米。）属深水钢围堰施工，受力非常复杂，施工难度较大，且施工船舶受通航影响，桥位上游约500米处有过江光缆，锚定系统抛锚必须避开光缆区域。经与有关航道管理部门的协商，已经划分出明确的抛锚区和禁航区，详见附图01。第一节锚碇系统的设计计算一、基本质料：㈠、设计依据的资料：1.安庆长江公路大桥施工图设计；2.安庆长江公路大桥招标文件和《参考资料》；㈡、气象①常年主导风向：东北风；②风速：多年最大20m/s;瞬间极大24.2m/s;③基本风压：按24.2m/s计；㈢、水文：1.水位：安庆水位站逐月水位平均值表（黄海高程：m）月份123456789101112最高4.304.666.458.8010.8312.1913.0512.4711.7410.959.016.42最低3.183.103.955.618.159.6111.0110.7410.108.786.243.99平均3.613.845.217.069.5910.8512.2811.7611.2110.097.755.04施工水位按12月份平均水位+5.0计。2.流速与流向：安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计7桥位处水流流速中水期为：0.91-1.31m/s流向与桥轴线法线方向夹角为左4°～右7.8°；洪水期桥位处流速1.83-2.3m/s，水流方向与桥轴线法线方向夹角为左0°～右7.5°；㈣、工程地质：1.4#墩泥面高程：-13.0～-16.8米2.覆盖层厚度：-43.0～-16.8米，厚约27米；二、计算所用参数的选定：按照工程进度计划安排，从首节钢围堰入水到封底，施工期从2001年11月到2002年4月，为确保安全，参数选取均按最不利情况考虑，围堰着床在12月，流速选定为中水期流速的上限流速1.31m/s，另考虑到围堰入水后减小河床断面引起流速增大，同时围堰周围产生涡流和吸力也可能引起流速增大，故分别取1.1倍的流速增大系数；流向夹角取最不利值7.8°，冲刷深度按6米考虑（着床），钢围堰露出水的最大高度按8（6+2）米计；基本风荷载W0=0.5KN/m2。综合上述所得计算参数如下：①水位5.0米②流速：V=1.31×1.1×1.1m/s=1.6m/s③流向：7.8°④墩位泥面高程：-16.0米⑤覆盖层厚度：27米⑥钢围堰着床时刃脚高程：-22.0米⑦钢围堰露出水面高度：8.0米⑧基本风压：W0=0.5KN/m2⑨定位船尺寸（长×宽×高）：44.8m×9m×2.1m⑩定位船负载吃水深度：1.1m⑾导向船尺寸（长×宽×高）：45m×9m×2.0m⑿导向船负载吃水深度：1.1m⒀钢围堰外径：φ32m三、锚锭系统所需外力计算：作用于锚锭系统的外力主要有钢围堰、定位船、导向船和导向船旁工作船组的水阻安庆长江公路大桥B标工程施工组织设计8力、风阻力，现分别计算如下：1、动水阻力：根据《公路桥涵设计规范》知：R1=KγAV2/2g式中：K：水流阻力系数，圆形取0.8γ：水容重，取10KN/m2A：围堰入水部分在垂直于水流平面上的投影面积A=32×（22+5）=864m2V:计算流速，取1.6m/sg:重力加速度，取10m