明州大桥主桥施工方案(共61页)

主要工程项目的施工方案、施工方法一、工程概况宁波市（宁波位于东海之滨，中国海岸线的中段，是浙江沿海的交通枢纽，中国大陆沿海第二大港，同时也是一座历史文化名城，旅游胜地）明州大桥工程位于宁波市东部规划中高教园区及科技园区，为城市交通运输的主动脉。本工程长约1.33km，包括主桥、引桥及引道，南岸引桥以桥台为界，南岸引道长约80m，桥梁总长1250m，其中主桥长度为650m，北岸引桥长50m，南岸引桥长550m。大桥除需跨越甬江外，尚需跨越甬江两岸的滨江规划道路。明州大桥主桥桥宽45.8m，引桥桥宽32.5m。设计标准为城市快速干道，设计车速80km/h。设计荷载：城A级、公路级，人群3.5KN/m2，全桥满人2.5 KN/m2，主桥为双向八车道215.5m，人行道22.5m，采用中承式拱梁组合体系的系杆拱桥，跨径布置（100450100）m，设计纵坡3%。桥址位置新建桥址平面位置图二、工程场地自然条件1、场地地形地貌拟建大桥横跨北仑区新棉村(东南岸)与镇海区勤勇村(西北岸)之间甬江江面上,在地貌上位于宁绍平原的东端,为第四纪全新世中、晚期河、湖积滨海淤积平原。桥区地势平坦,该段江面宽约340m,主河槽位于西北一侧,东南一侧有近120m为浅滩区, 江底标高最深-9.2m左右,常水位水深10m以内,两岸地面标高2.5m左右。2、地质条件桥位处地基土基本由第四纪沉积层及白垩系基岩组成，地质钻探揭示土层基本为粉质粘土层、粉质砂层、粉细砂、粘土夹卵砾石及泥质砂岩层等。3、水文条件甬江为浙江沿海弱潮河流,潮汐属非正规半日潮,河道底坡平缓,多年平均高潮位2.23m,历史最高潮位为3.36m,最低潮位为-1.72m,300年一遇洪水位为3.83m(黄海高程)。4、通航条件及通航标准桥位处河道主河槽位于北侧，主河槽宽约200m。桥区河道位于甬江弯道段，水文条件较为复杂，南岸河道淤积严重。通航等级：海运级航道，1000吨驳船，净空24m，双向通航。设计最高通航水位2.23m（黄海高程）。5、气象条件拟建场地属亚热带季风湿润气候,具有冬、夏交替明显、年温适中、四季分明。拟建场地盛行风向以西北风(冬季)和东南风(春夏季)为主,多年平均风速2.6米/秒,极大24米/秒。风力8级或以上大风日,主要出现在1月、8月,平均最多年17天。6、其他要求1）桥位处航空限高107m，施工过程中确保航空限高要求。2）施工过程中确保甬江通航安全要求。3）施工过程中防洪安全及抗击台风的要求。三、测量方案四、主桥施工方案一）主桥工程简述本工程主桥为双肢中承式拱梁组合体系的系杆钢箱拱桥，拱肋为箱型钢结构，加劲梁采用正交异性桥面板钢箱梁，桥面宽45.8m，主跨下肢拱轴线为悬链线，矢跨比1/5，边跨下肢拱为高次曲线，上肢拱轴由悬链线和反弯高次曲线组成。加劲梁通过吊杆及立柱支承于拱肋之上，中跨加劲梁的两端支承于中跨拱梁交汇处的横梁上，端支承为纵向滑动支座，横向和纵向设置阻尼限位装置。边跨加劲梁分别在中跨和边跨的拱梁交汇处与拱肋固结。主跨两端横梁之间布置强大的水平拉索，以平衡中跨拱肋的水平推力。钢箱拱肋采用全焊箱型截面，上肢拱肋箱形断面高3m，宽2.8m，腹板厚度16mm，顶底板厚度16mm；下肢拱肋箱高3.86.0m，宽3.5m，腹板厚度2032mm，顶底板厚度3045mm，局部加厚至50mm。拱顶位置两肋的拱顶中心距为18.2m，拱肋内倾角度11.3度。钢拱肋采用Q345qD钢和Q370qD钢（厚板）。加劲梁采用正交异性桥面板全焊钢箱梁方案，中跨采用开口断面，边跨采用闭口断面。箱梁横梁间距3m，高度27423200mm，腹板厚1012mm。桥面铺装沥青混凝土。主桥总体布置图二）施工工艺及部署1、主桥施工总体思路1)本工程主跨为450m，其中通航净宽仅180m，主跨拱肋及主梁采用缆索吊系统安装。2)由于本工程总体工期很紧，因此，边跨拱肋和主梁采用大型吊机安装，临时索塔与天吊系统在边跨安装时同步施工。十3)边跨的拱肋和主梁钢结构为专业单位加工，其外形尺寸很大，无法采用陆路运输，所有大型构件均由水路运输，因此在两岸须布置两条栈桥，边跨拱肋和主梁均通过两岸栈桥滑移至拱座附近，南岸栈桥长约250m，北岸栈桥长约80米，在栈桥的端部各布置一个码头。 4)由于运输节段多，江面窄，所以对南侧河道进行疏浚，供船只停泊。5)两岸主墩、边墩均同步施工。2、主桥施工工艺1）主墩、边墩承台及其他辅助设施（如栈桥、河道疏浚等）施工；2）砼拱座、系梁施工；3）下部结构施工期间，同时进行主桥钢拱肋等钢结构制造加工；4）主桥三角区支架法安装施工；5）缆索吊机系统的构造设计与安装；6）塔架扣索法结合缆索吊机逐段悬臂拼装钢拱肋、风撑直至合龙；7）系杆拱水平拉索安装及分级张拉；8）安装吊杆、钢箱梁，分批张拉系杆拱水平拉索；9）桥面系及附属设施安装（水平拉索索力总调整）；3、主桥施工步骤主桥工程具体施工步骤详见附图002主桥施工步骤图。三）承台施工1、概述主墩承台尺寸22.5m18.5m 4.0m，承台顶面标高2.0m，承台横桥中心距离为47.849m ,承台之间通过系梁连接。边墩承台尺寸11.2m8.2m 3.0m，承台顶标高低于原地面0.5m。承台及系梁砼标号：C30混凝土。2、承台施工测量承台施工前，首先在素混凝土垫层对承台底的平面位置进行测量放样。根据设计给定的承台中心坐标控点，采用LEICA TCA2003全站仪，利用施工现场平面控制网定出承台中心坐标，而后由承台中心坐标放出承台的中心十字轴线，并根据承台设计尺寸放出承台的轮廓边线，然后根据承台的轮廓边线竖立承台模板。在承台模板面外侧的封底砼面上另设远端中心轴线控制点，作为上半层承台轴线控制施工的依据，由于承台高度分两次组织施工，上半层承台模板轴线控制时，可以利用吊锤法控制承台模板的垂直度和中心轴线，保证承台成型后符合设计形状准确。承台施工高程控制，准确定出承台底素混凝土垫层的标高。并在四周准确定出标高控制线。采用三角高程的方法控制承台底素混凝土垫层和承台模板的标高校核。承台施工前，应检查其平要求。此外在承台模板安装后，实测承台四个角点的坐标，指导承台模板施工，确保承台的平面位置面位置和标高的准确性，并做好测量复核验收记录，监理验收合格后方可施工。3、基坑开挖与围护由于主墩位置均位于南北两岸新防汛堤内侧，距离新防汛堤坡脚较近。为确保安全，需对主墩承台下的地基进行土体加固；边坡围护拟采用SMW工法，以减少承台基坑开挖范围。（1）主墩土体加固为加强主墩基础对上部结构水平力的抵抗能力，并限制主墩在水平力作用下的变位，拟采用格栅状布置的700mm水泥土搅拌桩对主墩基础的相当范围进行土体加固。A类桩：700mm水泥土搅拌桩长为12m，总桩数1608根；B类桩：700mm水泥土搅拌桩长为8m，总桩数790根。土体加固具体构造如下图所示。土体加固构造图（2）土方开挖根据本工程的特点，主墩基坑拟采用机械人工辅助开挖。基坑开挖深度约5m，基坑底标高为2.0m，开挖总方量约 7500m3。边墩基坑开挖深度为3.5m，采用四周放坡进行开挖。其基坑开挖及承台砼施工方法同引桥承台施工。1）电缆线、配电箱排设与安装，布置要合理，不影响挖土施工作业。2）施工前，对全体施工人员及管理人员做好本工程施工技术交底工作，施工的关键节点作详细交底，使全体施工人员明了本工程的技术要点，有的放矢的做好本工程各项工作。3）坑缘边应留有护道，净载（弃土及材料堆放）距坑缘不小于0.5米，动载（机械及机车通道）距坑缘不小于1米；4）基坑底以上15cm范围内以用部分落深区的土方均采用人工扦土，严格控制超挖。基础垫层应紧跟挖土，随挖随浇，土方挖到设计标高，及时组织基槽验收，尽量减少坑底卸载后暴露时间。桩头清理也紧跟挖土施工。5）土方挖到预定标高，必须及时作好明排水沟和集水井，排水做到随挖随抽。根据现场实际情况，准备好水泵等排水设备。雨季要事先组织好抢险队伍，严防基坑积水；大雨时不得进行土方开挖工作并做好基坑内的排水。（3）边坡围护本工程主墩承台及系梁围护施工综合考虑，四面采用SMW工法850三轴搅拌桩。工法范围为结构边界外放10cm，基坑边界平面为22.7m66.6m ，工法深度约15m（近堤岸一侧为18m）。SMW工法搅拌桩直径为850mm，围护桩内插H型钢为7003001324。顶部设置1200850mm圈梁，基坑高度方向设置一道支撑。SMW工法施工如下图所示。SMW工法围护构造平面图SMW工法围护构造立面图1）SMW工法施工工艺搅拌桩施工流程如下图所示： 2）测量放样根据提供的坐标基准点，按照设计图进行放样定位及高程引测工作，并做好永久及临时标志。放样定线后做好测量技术复核单，提请监理进行复核验收签证。确认无误后进行搅拌施工。3）开挖样槽根据基坑围护内边控制线，采用0.4m3挖机开挖1.2ml.5m沟槽，并清除地下2米以上的障碍物，开挖沟槽余土应及时处理，以保证SMW工法正常施工，并达到文明施工的要求。4）定型钢放置垂直沟槽方向放置两根定位型钢，规格为200200的槽钢，长约2.5m，再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格500300的工字钢，长约10m，H型钢定位采用型钢定位卡。（视实际情况而定）5）钻机就位施工前，必须先进行场地平整，清除施工区域的表层硬物，素土回填夯实。路基承重荷载以能行走40t吊车及DH508桩架为准，场地平整完毕后由当班班长统一指挥桩机就位，移动前看清上、下、左、右各方面的情况，发现障碍物应及时清除，桩机移动结束后认真检查定位情况并及时纠正。桩机就位应平稳、平正，并用线锤对龙门立柱垂直定位，确保桩机的垂直度，同时应用经纬仪经常校核桩机的位置。水泥搅拌桩桩位定位后再进行定位复核，偏差值应小于2cm。6）水泥浆制备及注浆在施工现场搭建拌浆施工平台，平台附近搭建50m2水泥库，在开机前应进行浆液的搅制，开钻前对拌浆工作人员做好交底工作。三轴桩水泥掺量为20%，双轴桩水泥掺量为13%，拌浆及注浆量以每钻的加固土体方量换算，注浆压力为l.5MPa2.5MPa，以浆液输送能力控制。水泥搅拌桩在下沉和提升过程中均应注入水泥浆液，同时严格控制下沉和提升速度。根据设计要求和有关技术资料规定，下沉速度为0.51.0m/min，提升速度为1.02.0m/min，在桩底部分适当持续搅拌注浆，做好每次成桩的原始记录。7）安插H型钢施工前应对型钢表面进行除锈，并在干燥条件下涂抹减摩剂。插入前应校正位置，设立导向装置，以保证垂直度小于1/200。为了利于对所有H型钢进行回收，因此减摩剂的涂刷质量应严格控制。具体如下： 涂刷减摩剂前应清除H型钢表面的污垢及铁锈。 减摩剂必须用电炉加热至完全融化，用搅棒撑搅时感觉厚薄均匀，才能涂敷于H型钢表面上，否则涂层不均匀，易剥落。 如遇雨雪天，型钢表面潮湿，应先用抹布擦干表面才能涂刷减摩剂，不可以在潮湿表面上直接涂刷，否则易剥落。 H型钢表面涂上涂层后，一旦发现涂层开裂、剥落，必须将其铲除，重新涂刷减摩剂。 灌注顶圈梁时，埋设在圈梁中是H型钢部分必须用泡沫板将其与混凝土分开，否则将影响H型钢的起拔回收。8）H型钢的回收待承台浇注完成并达到设计强度后，采用专用夹具及千斤顶以圈梁为反梁，起拔回收H型钢。H型钢拔出后用0.5水灰比的水泥砂浆自流充填H型钢拔除后的空隙，以减少对周围环境的影响。SMW工法围护材料表名称规格尺寸深度重量三轴搅拌桩f85066.34815m三轴搅拌桩f850111.348m13mH型钢H40048m8.24t钢管f60912264m48.576混凝土C30170.6立方426.5t4、钢筋加工及安装钢筋加工：采用12米定尺钢筋，钢筋在加工场地进行放样、下料、加工成形，最后用卡车运到现场进行安装。1）钢筋进入施工现场首先先验看出厂质保单，并按规范要求的比例进行有关力学和机械性能的测试，严禁不合格材料在工程中使用。2）钢筋进场后按照种类，规格分别堆放，并挂牌明显标志。钢筋在堆放过程中注意避免锈蚀和污染，在使用前如有油渍或局部锈蚀应设法清除，锈蚀严重不得在工程中使用。3）认真分析学习图纸，严格按图落料及配制钢筋；钢筋焊接严格按照规范要求。4）底层钢筋绑扎时，根据图纸在垫层上弹线，控制钢筋间距，钢筋支架采用角钢，支架焊接在桩顶上，支托上层钢筋，为保证上层钢筋标高，施工时采用水平仪严格控制支架标高。5、模板的加工和安装1）模板大部分采用组合夹板现场拼装，局部用木模配合使用。2）模板要求不变形，表面平整、干净。涂刷脱模剂。模板横梁间围檩采用483.5mm双拼脚手管，模板采用M20螺栓连接，20钢筋对拉。模板外撑采用483.5mm脚手管，搭设间隔750mm。3）模板安装后，认真对其平面位置，顶部标高，节点联系及纵向、横向稳定性，垂直度、平整度等进行检查，达到要求后方可进行下一道工序。6、大体积混凝土施工本工程主墩承台平面呈哑铃形，由系梁将两个独立的承台连为以一整体。单个承台砼方量约为1665立方米，属大体积砼，考虑砼在浇筑时季节正值冬季，气温较低及养护期间的强度、水化热、初凝时间等控制要求，对砼的以下几方面提出几点要求：（1）砼原材料为减少单位水泥用量，降低水化热，延长砼初凝时间，承台砼原材料必须作好原材挑选和原材的预控技术措施：水泥：水泥水化热是承台砼的主要温度因素，因此，应选用水化热低和凝结时间长的水泥。骨料：石子：选用配置砼强度高、抗裂性好的碎石，承台砼碎石可以选用525mm的连续级配碎石，含泥量小于1%；砂子：选用中、粗砂，细度模数宜大于2.7，含泥量小于3%。外加剂。由于承台砼体积、面积较大，为方便砼布料施工和控制水泥水化热，拟采用缓凝减水剂外加剂。外掺剂：考虑主要以控制水泥水化热、降低温度和温差为主，在承台砼的级配中要尽量减少水泥用量，除了选择骨料和缓凝减水剂等能减少水泥用量之外，在保证砼抗压强度和坍落度的同时，可以掺加适量的粉煤灰来降低水泥用量和水化热。（2）承台砼配合比承台砼配合比设计原则：a.在保证砼强度和坍落度的前提下，应提高掺和料（粉煤灰或矿粉）及骨料（砂、碎石）的含量，以降低每方砼的水泥用量，在现场砼坍落度满足施工条件时，应尽可能减少用水量，从而可降低砼内部的最高温度；b.控制坍落度在试验室级配试验时，必须考虑水泥用量与砼坍落度的统一性，坍落度指标不能满足施工要求时，应调整水灰比，并与外加剂、掺和料相匹配统一考虑。在常规普通砼级配的基础上，砼在搅拌时掺入缓凝减水剂、粉煤灰等掺加剂，这些外掺剂按照各自的水泥替代率入替水泥。并以此做小样试验，综合以上三个重要因素考虑，选择其中最佳配合比作为设计砼配合比。混凝土配合比原材料水（kg）水泥（kg）砂（kg）石子（kg）外加剂（kg）掺和量（kg）每方砼用量17314075010704.20210.0重量比1.241.005.367.643.001.50（3）冷却水管的布置与安装冷却水管采用内径为25mm、外径为33.5mm、壁厚为3.25mm，具有一定强度、导热性能好的薄壁电焊钢管制作，管间连接采用黑橡胶管。本工程拟采取布置3层冷却水管的方案。冷却水管层间距为1.0m，水平间距为1.0m，冷却水管布置以中塔柱下承台为例，如下图所示。冷却水管布置平面图冷却水管布置立面图a、冷却水管安装时，将其按设计位置固定在支架上，并做到管道通畅，接头可靠，不漏水、阻水。冷却水管的进出水口采取集中布置、统一管理，并标识清楚。水管由潜水泵管供水。b、冷却水管试水：承台钢筋、模板安装完成后，现场组织承台内冷却水管水压下（0.5MPa）的试水，检验冷却水管的密封程度，避免砼在浇筑时发生漏水现象。砼开始浇注后，冷却水管即通水，并连续通水14天（可根据实际情况进行调整），直至承台砼温度稳定为止。c、冷却水管测温：在通水过程中，对冷却水的流量、进出口的水温进行测设和记录，若有异常，可对冷却水管进水端的调节阀门进行调节，调整水的流量，以达到控制出水温度的目的。d、冷却水管使用后处理：冷却水管使用完毕后，即灌浆封孔，并将伸出承台的部分截除，灌浆采用C30水泥净浆。（4）砼浇筑拌站、泵车、砼运输联系及交通组织预先联系好砼供应拌站及备用拌站。保证每小时不小于80方的供应量。提前做好交通组织安排。砼浇筑顺序及砼特性要求单个承台一次性浇筑完毕不留施工缝。由于承台浇筑面积大，根据承台同点先后砼的最短覆盖间隔时间和现场施工条件对砼初凝时间、坍落度进行控制，按照规范要求，坍落度控制在12020mm，现场初凝时间应控制在6小时左右。另外，由于承台四周封闭，排水不易，故要求搅拌砼时严格控制配合比，尽量减少砼在施工过程中的泌水。砼浇筑及振捣砼浇筑时，使用2台泵车。砼振捣采用振捣棒，在每个下料点，配备3名振捣人员，对下料点的前后左右进行砼的振捣，不使发生漏振点，另外安排4名负责协调周转。由于大体积砼作业，故严格控制每皮浇筑砼的厚度：40cm，可以利用钢筋、立杆上的标记控制砼的浇筑、振捣厚度。若坍落度偏大，则可适当调整搅拌砼的浇筑厚度和增加现场振捣人员和设备。（5）砼的养护拟采用内散外蓄综合养护法，即在承台内放置循环冷却管，在砼施工期间进行循环水冷却，以加快承台内部热量的散发。砼浇筑完成后，在承台砼表面用塑料薄膜覆盖进行养护。（6）砼测温及裂缝控制在承台浇筑和养护期间，必须对砼体内的水化热发生的情况进行详细的了解，并计算分析砼收缩应力是否大于砼抗拉应力造成裂缝，可以根据砼的温度变化情况及时调整养护条件，使砼内表温差达到25、平均降温速率2.5/24h的目的。针对承台体积较大，故对承台砼裂缝分两阶段进行控制：一是在承台砼浇筑前裂缝控制计算，并施工；二是在承台砼浇筑后经测温进行裂缝控制计算，以计算结果调整砼的养护、保温措施，以控制砼裂缝的出现。砼施工前裂缝计算控制以承台砼的级配情况、砼的浇筑工艺、砼冷却措施以及砼的养护条件等情况进行砼的最大综合温差计算，估量出可能产生的最大温度收缩应力，如不超过砼的抗拉强度，则表示所采取的防裂措施能有效的预防裂缝的出现，如超过砼的抗拉强度，可以在砼施工前及时调整砼施工工艺、冷却工艺和砼性能，以降低承台砼内外温差，使之满足收缩应力在允许范围内。砼施工后裂缝控制承台砼浇灌后，可以根据实测的温度分别计算降温阶段的砼的温度收缩应力，看是否符合不超过砼抗拉强度的标准，若超过砼的抗拉强度，则应及时加强养护保温，使其缓慢降温和收缩，避免和控制裂缝的出现。承台砼测温测温区和测温点的选定：选择承台对称轴线形成的其中1/4区域，在这区域内选代表性的能够反应整个承台在砼浇筑和砼养护过程中温度变化的测温点。测温周期以基础砼开始浇捣时起至砼中心温度进入安全区为准，在升温阶段每1小时采样一次，在持平和降温阶段每2小时采样一次，每隔3小时打印一份数据报表将测得的数据与砼浇筑前的计算数据进行对比，细查是否有异常情况，如有异常，则计算温度应力，温度应力安排每3d计算一次，一致计算到砼达到稳定温度为止。其侧温点布置如下图所示。承台砼测温布置示意图四）主墩砼拱座、系梁施工1、砼拱座、系梁施工主桥拱座为钢-砼结构混合拱座，即分为上部的钢拱座和下部的砼拱座。钢拱座施工见三角区结构施工。主墩砼拱座、系梁混凝土施工拟采用组合模板进行施工。钢筋与砼施工方法及措施与承台基本相同。承台之间设计有系梁，系梁顶标高+3.0m，厚度1.9m，宽度5m，辅助墩系梁长度13.3m，边墩系梁长17.3m。系梁混凝土标号与承台相同，系梁施工与承台及砼拱座施工同步展开。主墩承台间系梁为箱型结构，应分段进行砼施工；系梁内布置有横向预应力束，在混凝土达到设计要求强度后在拱座处进行张拉。由于上部结构缆索吊索塔基础布置在拱座、系梁结合位置，在混凝土浇注前要作好索塔底座的预埋，并作到定位准确。2、基坑回填a、在承台、拱座及系梁验收合格后，即可进行回填土，先回填至承台顶面标高处，待墩柱浇捣完毕后，再回填至自然地面标高。b、为保证回填质量，雨天不宜进行回填土作业。c、填土表面应清理平整利于排水。五）栈桥施工及河道疏浚1、栈桥设计及施工（1）概述由于主桥钢构、配件外形尺寸及重量很大，无法采用陆路运输，所有大型构件均由水路运输，因此在两岸须布置两条栈桥，边跨拱肋和主梁均通过两岸栈桥滑移至拱座附近，南岸栈桥长约230m，北岸栈桥长约70米，在栈桥的端部各布置一个码头。主桥投影所在位置，甬江两岸对称设置双侧栈桥。每侧栈桥中间设制动墩，栈桥跨径6m。主梁由两部分组成， 300t履带吊机下为钢箱梁， 30t运输车下为运输走道梁。栈桥下部为钢管桩基础，钢管桩径1.0m。桩长为2535m。所用钢材均为Q235。其构造布置图如下图所示。（2）荷载及组合a、竖向力： 30t运输车自重；300t履带吊自重；中160打桩机；栈桥各部自重，b、水平力：龙门吊机制动力；横向风力，c、荷载组合四二根据实际可能的情况对上述荷载进行了多种组合。荷载组合一：栈桥钢梁自重+300t履带吊机吊重走行荷载荷载组合二：栈桥运输纵梁自重+30t运输车满载荷载组合三：栈桥自重+300t履带吊机吊重走行制动力荷载组合四：栈桥自重+300t履带吊机空载走行制动力+30t运输车空载走行制动力荷载组合五：栈桥自重+300t履带吊机吊重走行荷载+横向风力荷载组合六：栈桥已拼结构自重+300t履带吊自重+履带吊吊重反力（3）计算假定：钢箱梁简化为支撑于桩顶的多跨连续梁，分配梁、运输道纵梁均简化为支撑于桩顶的简支梁，桩为弹性地基中的柔性基础（m法）。计算结果（最不利工况）a、钢箱梁：=124MPa=4mmb、分配梁1：=140MPa不控制c、运输道纵梁：=150MPa不控制e、分配梁2：=138MPa不控制f、单桩最大竖向反力1510KN。最大水平力237.5KN。栈桥、水上平台材料统计表名称规格数量重量（吨）备注钢管483.5mm11栏杆钢管60916mm22232.3基础桩钢板65065010mm1113.67桩帽H型钢H5887436.8横梁工字钢45b1414.7纵梁工字钢63b16258.5纵梁槽钢20a23213纵梁槽钢2011414.8剪刀撑钢板10mm厚189.5桥面合计6065（吨）（2）栈桥施工栈桥施工由岸侧向水中推进，栈桥桩的插打利用中160打桩机和50t履带吊辅助施工，纵梁和桥面系利用履带吊机吊装。2、河道疏浚明州大桥所在区域江面宽约340m，主河槽位于西北一侧，东南一侧为约120m的浅滩区。为了配合主跨结构安装，驳船能顺利到达指定起吊位置，必须对甬江南北区进行河道疏浚。河道疏浚是为了配合主跨结构安装，驳船能顺利到达指定起吊位置，因此工程平面范围是从南岸新大堤到江中临时墩轴线，宽度为以桥轴线为中心的90m范围和北岸的相应的不能满足驳船顺利通航的区域。根据设计说明，历史最低水位-1.72m，为了保证驳船顺利通行，保证最低水位时水深4m，开挖通道底标高为-5.72m，通道两岸放坡：4，开挖方量约6.5万m3。（1）清淤施工流程河道开挖施工流程图见下图示：施工准备测量放样机械设备到位 土方开挖土方运输到指定位置开挖完成水深复核（2）准备工作a、在河道开挖之前应进行河道底泥取样，为河道开挖弃土处理提供依据。b、组织测量人员布设测量导线，保护测量控制点，复测原河道水下地形，并绘制断面图。c、设置一个临时水位尺、水尺零点同河底设计高程一致，水深标尺精确到厘米，派专人记录、整理汇总，及时向挖泥船通报水位，以便控制挖深。e、绞吸式1m3挖泥船及其附属设施(拖轮、锚艇)和其他设备的调遣，严格执行相关行业标准。f、在土方开挖开工前，应编制专项河道疏浚施工方案，包括：施工开挖平面布置图、开挖施工设备、出渣和弃渣措施、边坡保护措施、安全措施、排水措施、施工进度计划。（3）淤泥清除开挖必须采取一定的措施防治或减少污染。开挖前要根据土的分布图沿开挖轴线分别设置中线标旗及开挖边线标旗。样标放好后，挖泥船由拖轮拖带，测量人员指挥就位，根据土分布平面和剖面图，预先算好开挖深度、挖宽与摆角的关系挖泥船采用不同的开挖方式开挖。土开挖完成后，复测水下地形图，绘制与原始断面相应的断面图，核算土开挖工程量。开挖的土方全部运出指定的场地。由于施工总工期约3年，为了保证疏浚河道能顺利通航，要定期核查河道水深，如不满足要求，需再次进行疏浚。六）三角区结构施工1、三角区结构工程概况宁波明州大桥三角区上部结构包括岸跨三角区及河跨三角区。岸跨三角区包括中墩钢拱座、大立柱、人字撑、下肢拱肋及K式斜撑、端横梁、尾端锚碇、边跨桥面钢箱梁、小立柱、上肢拱肋等；河跨三角区包括河跨下肢拱肋、河跨K撑、河跨钢箱梁、中跨拱梁结合段、上肢拱肋及小立柱等。三角区相对主桥位置示意图边跨构件参数表：上肢拱肋UN1UN2UN3UN4UN5UN6UN7UN8全桥数量44444444拱肋长度(m)1414141414141414节段重量（t）30.86430.92830.99334.44431.15034.61331.32635.119下肢拱肋BN3BN2BN1BN0ZN0ZN1ZN2aZN2b全桥数量44444444拱肋长度(m)13131365879节段重量（t）66.13283.35672.56367.18573.54771.158主梁节段BS13BS12BS11BS10BS9BS8BS7BS6节段重量（t）165.1157.3192.2174.7174.7174.7174.7262.2主梁节段BS5BS4BS3BS2BS1节段重量（t）174.7174.7314.5174.7205.9三角区结构见附图003三角区结构图。2、三角区结构施工总体设想（1）三角区总体施工工艺设想三角区主要钢结构构件由水路运输至桥址水域，采用缆索吊体系吊运上岸，在中墩处承台、拱座、下肢拱肋0#段、斜撑及大立柱完成后，即进行缆索吊系统的安装施工；部分大型构件采用浮吊吊运上岸。a、缆索吊体系安装完成之前的中墩钢拱座、下肢拱肋0#段、斜撑及大立柱等构件采用120t浮吊驳运上岸、150t履带吊场内转运、安装。b、三角区岸跨拱肋、立柱、风撑等采用支架法拼装，构件采用水路运输至桥址水域，利用已经安装完成的缆索吊体系将构件从驳船吊运至岸上，采用大型地面履带吊机场内转运、安装。c、边墩端横梁、锚碇大型构件采用浮吊吊运上岸、大型平板车场内运输、300t履带吊起吊安装。d、三角区桥面钢箱梁节段采用支架纵桥向滑移、落架安装，钢箱梁采用水路运输至桥址水域，利用缆索吊体系将箱梁节段从驳船吊装到桥面箱梁纵向滑移支架上，利用滑移小车将箱梁滑移至设计位置，落架安装。e、三角区河跨拱肋采用缆索吊体系从驳船吊运至设计位置，采用临时水平扣索与中墩大立柱拉固连接。f、河跨拱梁结合段采用分块安装，拱肋分块利用浮吊吊运安装，中横梁分块采用500t浮吊整体安装，拱梁结合部下设置临时支架。上拱肋节段利用缆索吊体系吊运至已安装形成的中跨桥面上，纵向滑移之后利用地面300t履带吊起吊安装。（2）三角区施工工艺选择及流程本工程三角区施工拟采用顺序为：钢拱座、0段拱肋、人字撑、大立柱边跨下拱肋边跨K撑、下立柱边墩端横梁尾端锚碇河跨斜撑河跨下肢拱肋三角区桥面拱梁结合段桥面以上立柱上肢拱肋具体流程框图如下：三角区施工工艺流程图（3）施工场地处理边跨施工时，拱肋分段、K撑、立柱、边墩锚碇等构件均采用履带吊起吊安装，由于大型吊机的自重大，且所吊构件单件重，甬江两岸原有天然地基承载力不能满足履带吊机工作需要，故需对履带吊工作场地进行场地处理。履带吊机行走、起吊位置地基加固主要在原地基上铺上20cm厚碎石，并浇筑C20砼硬化地坪。边跨三角区施工构件通过缆索吊体系从运输船转运至岸上，需要在岸上设置构件转运临时搁置场地，临时搁置场地在原地基上碾压，并浇筑C20砼硬化地坪。边墩、中墩承台及系梁开挖范围需要进行土体分层回填，并碾压密实。（4）主要施工设备的选用边跨施工中所需主要安装设备包括缆索吊体系、挖泥船、120t级浮吊、500t级浮吊、300t履带吊机、150t履带吊机、50t履带吊机、运输平板车、塔吊、施工电梯、卷扬机等。 400t缆索吊体系 采用缆索吊体系是本桥主要的吊装设备，缆索吊体系为三塔两跨布置，以减小缆索吊垂度。根据主跨拱肋吊装重量及缆索吊索具重量等因素的综合考虑，缆索吊扣除天车及吊具设备后的有效额定起重量为250t。全桥共布置两套缆索吊具。索塔高度为105m，分别布置在主墩及跨中位置。在引桥位置设置缆索吊锚碇。缆索吊机系统是由主索、主索跑车、起重索、起重滑车组、牵引索、起重及牵引卷扬机、锚碇、塔架、风缆等组成。本工程对缆索吊机的主要性能要求：集中荷载400t（最大吊重250t，天车及吊具系统约150t）；双跨（2x225m）布置；起吊净空小（主索鞍座顶标高107.0m，拱顶标高97.4m）；缆索吊机的主要技术参数额定起重量250t最大矢跨比1/22起升速度040m/min牵引速度15m/min最大起升高度100m 挖泥船由于甬江南北两岸存在浅滩区，现有航道不能满足浮吊、驳船施工需要，需要对现有桥址水域航道进行疏浚，疏浚采用“秦航工16”挖泥船进行。 120t浮吊根据三角区施工总体部署，中墩钢拱座、下肢拱肋0段等构件采用120t“秦航工208”浮吊吊运构件上岸。 500t浮吊河跨处拱梁结合段总重约790吨，采用分块安装，拱肋分块及中横梁部分安装时利用500t“中南818”浮吊从驳船起吊安装。 300t履带吊300t履带吊作为三角区上、下肢拱肋、岸跨下肢拱肋K撑、立柱、端横梁、锚碇等构件安装的主要设备。 150t履带吊中墩施工时，150t履带吊作为钢拱座、三角区下拱肋0段、中墩斜撑、大立柱等安装主要吊机。箱梁滑移体系支架安装施工也采用150t履带吊安装。 50t履带吊50t履带吊作为拱肋、箱梁支架体系施工的主要安装机械。 300t运输平板车边墩端横梁构件、尾端锚碇构件尺寸大、重量大，场内转运距离远，浮吊将该构件吊运上岸后需采用300t级运输平板车进行场内转运至构件安装位置。 塔吊根据施工需要，中墩位置缆索吊临时塔施工时需要布置2台固定式塔吊。塔吊布置在中墩外侧，选择两台200t.m塔吊，具体如下图所示。 施工电梯考虑到工程施工中，缆索吊临时索塔安装、人员上下桥面等施工需要，在现场需布置施工人货电梯两部。一部电梯到达桥面位置；一部电梯到达索塔顶部位置。3、三角区临时支架设计三角区主要构件安装采用支架法施工，主要结构施工之前需要进行临时支架的设计、施工。三角区临时支架主要包括：下肢拱肋支架体系、三角区桥面箱梁滑移支架体系、端横梁支架、锚碇支架、拱肋K撑支架、上拱肋支架、立柱支架、拱梁结合部支架等。（1）下肢拱肋临时支架体系的设计下肢拱肋临时支架体系包括临时墩800钻孔灌注桩、临时墩承台、609支撑钢管柱、联系梁等。如下图所示。下肢拱肋临时支架布置示意图下肢拱肋临时支架布置断面图下肢拱肋支架临时墩布置纵桥向标准跨径13m，每段拱肋节段在施工节段受力为简支体系，拱肋节段的一端支承在609临时钢管支架上，另一端支承在已安装好的上一节段拱肋接口牛腿上。临时支架的墩位对应相应拱肋节段分节位置。a、荷载分析根据设计提供的三角区下肢拱肋节段划分情况，结合拱肋支架的布置，以BN1节段为例，该临时墩支架承受荷载为：下肢拱肋单节的自重：72.563t；拱肋焊接脚手、施工平台：单节拱肋施工脚手重约5t；2根桩基、1个承台自重（估算）：115t；桩基安全系数：1.5。故本临时支架单桩承载力应大于144.42t。b、临时墩支架分部设计1）桩基以下肢拱肋BN1节段为例，单个临时墩桩基采用2根800钻孔灌注桩，桩长32m，桩底进入层土层。根据甬江大桥地质勘探资料，校核计算如下： 钻孔桩单桩承载力计算：N=P1(S1L1)+P2(S2L2)+ P3(S3L3)+P4(S4L4)+ P5(S5L5)+P6(S6L6)15kpa（3.140.8m1m）+20kpa（3.140.8m5m）+15kpa（3.140.8m5m）+20kpa（3.140.8m5m）+15kpa（3.140.8m5m）+20kpa（3.140.8m11m）3.768t+18.84t+18.84t+31.4t+18.84t+55.264t146.952t146.952t144.42t，设计符合施工要求。式中：N单桩承载力；P桩侧土极限摩阻力；S钻孔桩截面周长；L桩身入土分层厚度；BN1下拱肋节段由支撑2根800钻孔桩支撑，桩长取32m，单桩承载力满足施工受力。依次计算，岸跨三角区下肢拱肋临时支架钻孔桩桩长见下表：岸跨三角区拱肋临时支架钻孔桩参数表：拱肋编号BN1BN2BN3WN4WN3WN2桩径（mm）800800800800800800对应钻孔桩长（m）323530323842桩底标高（m）-31.0-34.0-29.0-31.0-37.0-41.02）承台下肢拱肋临时墩支架体系承台采用为1.5m（高）2.0m（宽）5.5m（长）的钢筋混凝土结构，在与609钢管柱相连接处设置预埋件。如下图所示。三角区下肢拱肋临时墩承台示意图临时墩墩位总体布置见附图004三角区桥面钢箱梁临时支架布置图。3）立柱下肢拱肋单个临时墩由两根钢管柱立柱组成。支撑立柱采用609钢管，钢管壁厚为12mm，2根钢管中心间距为3.75m，钢管长度取10m为一标准段，不足10m单独成段，长度超过10m的钢管柱分由2段钢管组成，节段之间由法兰连接。两根钢管之间有20槽钢连接。钢管支架竖向强度校核：单根钢管承受最大荷载：70t；钢管截面积：0.0225m2 ；609钢管回转半径：i211mm；长细比：95；稳定系数查表得：0.625安全系数：1.5nN/A1.570t/0.6250.0225 m2=74.65MPa因为 170 MPa，小于 ，故壁厚为12mm的609钢管立柱受力安全。4）联系梁在单侧下肢拱肋临时墩之间分别有纵向和横向水平的连接，单根立柱纵桥向采用3道220 槽钢连接，具体布置见图。剪刀斜撑采用20槽钢连接。（2）桥面箱梁支架体系的设计三角区桥面钢箱梁安装采用缆索吊吊运至支架上，然后利用支架滑移小车将箱梁纵向滑移就位、落架安装桥面钢箱梁临时支架体系包括800钻孔灌注桩、临时墩承台、609支撑钢管柱、联系梁等。钢管支架纵向标准跨距9m，横桥向布置2组临时墩，每组临时墩由2根钢管组成，承台横向间距29.5m。a、荷载分析根据设计提供的桥面钢箱梁节段划分情况，结合桥面箱梁临时墩布置设计，单个临时墩承受荷载为：桥面箱梁单节自重：174.7t（标准段）施工阶段支架自重、滑移小车、纵向滑移轨道等荷载作用在单个临时墩重量：20t2根桩基、1个承台自重（估算）：120t；动荷载安全系数：2故本临时支架单桩承载力应大于227t。b、临时墩支架结构布置1）桩基以标准箱梁节段为例，单个临时墩桩基采用2根800钻孔灌注桩，桩长38m，桩底进入b层土层。根据甬江大桥地质勘探资料，校核计算如下： 钻孔桩单桩承载力计算：N=P1(S1L1)+P2(S2L2)+ P3(S3L3)+P4(S4L4)+ P5(S5L5)+P6(S6L6) +P7(S7L7)+ P8(S8L8)3.768t+18.84t+18.84t+31.4t+18.84t+55.264t+69.08t+22.608t233.616t233.616t227t，设计符合施工要求。式中：N单桩承载力；P桩侧土极限摩阻力；S钻孔桩截面周长；L桩身入土分层厚度；故三角区桥面标准箱梁节段由2个临时墩支架支撑，每个临时墩由2根800钻孔桩支撑，桩长取38m，单桩承载力满足施工受力。2）承台桥面钢箱梁临时墩支架体系承台采用为1.5m（高）2.0mm（宽）5.0m（长）的钢筋混凝土结构，在与609钢管柱相连接处设置预埋件。具体布置如下图所示。三角区箱梁临时墩承台示意图3）立柱根据招标文件提供箱梁信息，三角区箱梁单个临时墩拟采用2根钢管柱组成。桥面钢箱梁支撑立柱采用609钢管，钢管壁厚为12mm，2根钢管中心间距为3.75m，钢管长度取10m为一标准段，不足10m单独成段，长度超过10m的钢管柱分由2段钢管组成，节段之间由法兰连接。两根钢管之间有20槽钢连接。钢管支架竖向强度校核：单根钢管承受最大荷载：53.675t；钢管截面积：0.0225m2 ；609钢管回转半径：i211mm；长细比：99；稳定系数查表得：0.595安全系数：2.0nN/A253.675t/0.5950.0225 m2=80.2MPa因为 170 MPa，小于 ，故壁厚为12mm的609钢管立柱受力安全。4）联系梁在临时墩立柱之间分别有纵向和横向水平的连接，高度发方向每6m设置一道纵向水平连接，共设置3道，纵向连接采用220 槽钢连接，剪刀斜撑采用20槽钢连接。临时墩承台总体布置见005三角区拱肋、桥面临时墩承台布置图（3）端横梁、锚碇支架的设计主桥单侧三角区边墩处端横梁重量240t、拟分为2个单重120t的构件分开吊装，现场拼装焊接工艺，端横梁施工时需搭设临时支架支撑。端横梁设计与边墩墩顶处锚碇节段分离，施工时先行安装端横梁分段。边墩墩身设有横向系梁， 端横梁投影位于边墩横向系梁位置，其部分支承可支撑在边墩横向系梁上，（此时边墩系梁满堂浇筑支架尚未拆除）。另在边墩横向系梁外侧设置一排4根609钢管立柱，壁厚12mm，长度约19m，钢管立柱与边墩横向系梁采用扶墙连接，立柱布置见图所示，2根立柱直接支撑在边墩承台面上，2根立柱下设1.5m（长）1.5m（宽）1.0m（高）混凝土承台。该组4根609钢管立柱与边墩横向系梁上的临时支撑点共同作为端横梁临时支撑体系。边墩端横梁临时支架布置图（4）端横梁、锚碇支架的设计主桥单侧三角区边墩处设有2个锚碇节段，单个锚碇（W1段）节段重量为299.5t。单个锚碇临时支架采用4根609钢管，钢管壁厚为12mm，长度约1920m。钢管立柱处在边墩承台范围内，钢管直接支撑与承台预埋件上，立柱纵横向设12槽钢作为联系梁，并与边墩墩柱连接扶墙。单个锚锭临时支架示意图（5）河跨拱肋人字撑支架的设计三角区上下游拱肋横向之间设有风撑。河跨处人字撑撑KN3（KS3）施工时由于对应拱梁结合段尚未施工，需要设置临时支架进行施工。河跨处人字撑单件重量47.312t，考虑到施工方便，将人字撑两根梁联为整体吊装，整体重量约110t。人字撑临时支架采用400钢管，钢管壁厚为10mm，钢管高度分别为10m和15m，2根钢管为一组，钢管之间设置20槽钢横向联系，下设4m2m1.5m承台，采用预埋件与钢管立柱连接。三角区河跨人字撑临时支架布置示意图（6）上拱肋、上立柱支架的设计上拱肋、上立柱安装采用在已安装完成三角区箱梁上搭设临时支架的方式进行。支架采用400钢管，钢管壁厚为10mm，立柱纵横向设联系梁，立柱顶部设置三角形搁置块，用以支承上拱肋节段及上立柱。立柱高度随上肢拱肋线型变化而变化。三角区上肢拱肋临时支架布置立面图三角区上肢拱肋临时支架布置断面图（7）中墩人字撑、大立柱支架的设计中墩位置大立柱在钢拱座施工后、下拱肋施工前进行，由于中墩大立柱设有1：5倾角，需要设置临时支架支撑，由于人字撑与大立柱一同施工，故大立柱支架与人字撑支架一起考虑。 支架采取与斜撑及大立柱连成整体，充分利用永久钢结构本身刚度的方式来形成整个支撑系统。两者支架均采用400钢管，钢管壁厚为10mm。单根人字撑安装完成后，拉设固定风缆，增加结构稳定性。具体见下图。中墩人字撑、大立柱临时支架立面图（8）拱梁结合部支架的设计河跨拱梁结合段重量为790t，拟采用500t浮吊分块吊装就位，需要搭设拱梁结合段临时支架，该支架包括中横梁分块支架与拱肋分块支架。支架体系包括800钻孔灌注桩、 2.0m5.5m1.5m承台、400钢管立柱、纵横向联系。中横梁支架荷载分析中横梁自重：410t；上肢拱肋、立柱重量：38.492276.984t；施工平台等荷载：20t；2根桩基、1个承台自重（估算）：120t；由于该处为拱梁结合段，承受荷载较为复杂，故安全系数取1.5若中横梁支架采用2组承台即4根钻孔桩支撑，单桩承载能力要达到280t。支架体系设计a、中横梁桩长选定单个临时墩桩基采用2根800钻孔灌注桩，桩长42m，桩底进入c层土层。根据甬江大桥地质勘探资料，校核计算如下： 钻孔桩单桩承载力计算：N=P1(S1L1)+P2(S2L2)+ P3(S3L3)+P4(S4L4)+ P5(S5L5)+P6(S6L6) +P7(S7L7)+ P8(S8L8)15kpa（3.140.8m1m）+20kpa（3.140.8m5m）+15kpa（3.140.8m5m）+20kpa（3.140.8m5m）+15kpa（3.140.8m5m）+20kpa（3.140.8m11m）+55kpa（3.140.8m5m）+45kpa（3.140.8m2m）3.768t+18.84t+18.84t+31.4t+18.84t+55.264t+69.08t+22.608t233.616t293.904t280t，设计符合施工要求。式中：N单桩承载力； P桩侧土极限摩阻力；S钻孔桩截面周长； L桩身入土分层厚度；故河跨拱梁结合部中横梁由2个临时墩支架支撑，每个临时墩由2根800钻孔桩支撑，桩长取42m，单桩承载力满足施工受力。b、立柱选定立柱采用609钢管，壁厚12mm，横向联系采用220槽钢，剪刀连接采用20槽钢，钢管顶端设置临时支座。拱梁结合段中横梁临时支架构造图（9）临时支架施工a、桩基临时墩桩基全部采用800钻孔灌注桩，拟采用GPS10型钻机成孔，全桥投入8台桩机施工。b、承台临时墩承台施工采用放坡开挖，模板为木模形式，混凝土浇注。承台设预埋件螺栓，以便与609钢管立柱法兰连接。立柱安装三角区下肢拱肋、桥面箱梁、拱梁结合段临时支架立柱为609钢管拼接，采用50t履带吊安装。立柱钢管总长度6.3m19m不等，分节安装，下节段为10米，上端一节根据实际高度变化。单墩两根钢管加上横向连接，单节重量约6吨。在进行临时墩钢管立柱施工时，需要事先在立柱钢管上设置沉降观测标志点，便于日后施工期间对临时墩支架系统进行沉降观测。纵横向联系梁安装纵横向联系梁为220槽钢，采用50t履带吊起吊安装。水平起吊，到达设计位置后，水平调整、通过临时墩立柱上设置的牛腿与立柱钢管焊接。4、三角区拱肋构件、桥面箱梁的制作与运输拱肋制作与运输内容详见拱肋构件、桥面箱梁加工方案与拱肋、桥面箱梁运输方案。5、钢拱座、下肢拱肋0段、中墩人字撑、大立柱施工本工程边跨施工首先进行中墩处钢拱座和0段拱肋安装。拱座由于重量较大，采用分块运输、吊装；现场航道疏浚，采用浮吊将构件吊运上岸，之后通过大型履带吊转运并安装就位。 （1）施工流程拱座支架安装拱座分块吊装、焊0段拱肋吊装、焊接拱座砼浇筑钢拱座预应力施工中墩人字撑安装中墩大立柱安装（2）浮吊吊运构件上岸根据三角区施工总体部署，在中墩承台、砼系梁施工完成后首先进行钢拱座、下肢拱肋0段的安装。钢拱座、下肢拱肋0段安装采用“秦航工208”浮吊驳运上岸、150t履带吊起吊安装就位；甬江两岸靠近中墩位置航道进行疏浚作业，以满足浮吊作业及后继中跨运梁船靠泊。拱座、0段拱肋驳运上岸前，“秦航工208”起重船起吊构件，利用船锚调整浮吊就位，将构件搁置在临时搁置处。浮吊吊装作业时提前与海事部门联系，通过海事部门发布临时封航通告，并安排巡逻艇在吊装水域上下游进行警戒，协助封航，拦截水上船只，防止船只误闯作业水域，确保吊装安全。“秦航工208”浮吊主要技术参数表船舶主要参数船体主要尺度（m）吃水（m）总长型长型宽型深满载空载满载排水量（t）4039.214.32.51.51730起重性能参数 （船舶类型：变幅式起重船）起重主钩起重中钩起重副钩扒杆长度（m）起重能力（t）舷外伸距（m）起重能力（t）舷外伸距（m）起重能力（t）舷外伸距（m）12011.36513.663516.3442（3）钢拱座安装中墩处拱座设计为钢混结合形式拱座，