东海大桥施工

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,河北工程大学,河北省注册结构工程师继续教育,东海大桥施工技术,崔邯龙,电子邮箱：,cuihanl_11 ,河北工程大学,1,东海大桥施工技术,一、大跨度桥梁的基本类型,二、斜拉桥施工概述,三、东海大桥主通航孔斜拉桥施工,1.,工程概况,2.,施工特点,3.,导管架平台的搭设,4.,主墩钢围堰平台施工,5.,主墩钻孔灌注桩成孔施工,6.,上部结构施工,2,东海大桥施工技术,一、大跨度桥梁的基本类型,（,1,）斜拉桥,（,2,）悬索桥,（,3,）拱桥,3,东海大桥施工技术,（,1,）斜拉桥,是将梁用若干根斜拉索拉在塔柱上的桥。,它由梁、斜拉索和塔柱三部分组成。,斜拉桥是一种自锚式体系，斜拉索的水平力由梁承受、梁除支承在墩台上外，还支承在由塔柱引出的斜拉索上。,苏通大桥：主跨,1088m,，世界第一大跨径斜拉桥,.,4,东海大桥施工技术,（,2,）悬索桥,悬索桥是以承受拉力的缆索或链索作为主要承重构件的桥梁。,由,悬索,、,索塔,、锚碇、,吊杆,、桥面系等部分组成。悬索桥的主要承重构件是悬索，它主要承受拉力，一般用抗拉强度高的,钢材,（钢丝、钢缆等）制作。,西堠门大桥：主跨,1650,米，位居世界第二、国内第一,5,东海大桥施工技术,（,3,）拱桥,拱式结构在竖向荷载作用下，两端支承除了有竖向反力外，还将产生水平推力。正是这个水平推力，使拱体的弯矩大为减小，拱截面主要承受轴向压力，主拱圈以受压为主，使之成为以受压为主的压弯构件。,6,东海大桥施工技术,卢浦大桥：主跨,550m,，拱高,110,米,7,东海大桥施工技术,二、斜拉桥施工概述,1.,施工方法,下部基础施工：,钢围堰法,钢管桩平台法,上部结构施工：,大跨斜拉桥：悬臂浇筑法、悬臂拼装法；,中、小跨斜拉桥：支架法、顶推法、平转法等。,8,东海大桥施工技术,2.,基础工程施工,钢围堰法和钢管桩平台方法,（,1,）钢围堰施工法,钢围堰刃脚段整体浮运到桥位处抛锚系统精确定位围堰接高吸泥下沉达到设计标高施工平台搭设护筒定位下沉围堰封底钻孔桩施工堰内抽水承台底模组拼承台施工下塔柱施工。,9,东海大桥施工技术,（,2,）钢管桩平台施工法,采用钢管桩结合自浮式钢套箱合二为一，组成施工平台，这也是钢管桩平台施工的一种类型。,10,东海大桥施工技术,3.,钢围堰（套箱）的封底施工,钢围堰或钢套箱是大型桥梁深水基础施工的平台及围水设施，是基础工程施工重要的临时工程。,不管采用钢围堰法还是钢管桩平台法施工，钢围堰或钢套箱封底混凝土的浇注都是必不可少的，因为绝大多数桩基础工程均为高桩承台，必须为其施工创造一个干施工环境。,11,东海大桥施工技术,4.,上部结构施工,斜拉桥属于高次超静定结构，其设计与施工高度耦合，所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形及结构的内力状态有着密切的关系，在施工阶段随着斜拉桥的结构体系和荷载状态的不断变化，结构内力和变形也随之不断发生变化、并决定成桥后结构的受力及线形 。,施工控制,是指对斜拉桥的每一施工阶段进行详细的分析、验算，求得斜拉索张拉力、主梁挠度、塔柱位移等施工控制参数的理论计算值，然后对施工顺序作出明确规定，并在施工过程中加以有效的控制和管理。斜拉桥的施工控制实际上是对施工过程中的斜拉桥进行分析,监测,比较,调整的过程。,12,东海大桥施工技术,三、东海大桥主通航孔斜拉桥施工（,P148,）,1.,工程概况,2.,施工特点,3.,导管架平台的搭设,4.,主墩钢围堰平台施工,5.,主墩钻孔灌注桩施工,6.,上部结构施工,13,东海大桥施工技术,1.,工程概况,东海大桥主跨效果图,东海大桥效果图,14,东海大桥施工技术,东海大桥一期工程，北起于南汇嘴，与待建的沪芦高速公路相连，南经崎岖列岛洋山港区，是深水港码头的关键性重要配套工程。线路总长,30,多公里。全桥设,5000,吨级主通航孔一处，设,1000,吨级辅通航孔一处，设,500,吨级辅通航孔两处。是我国第一座真正意义上的,跨海大桥,，也是我国迄今为止桥梁建设规模最大的一座，它的建成将改写整个中国乃至世界跨海桥梁的发展史。,辅通航孔,主通航孔,辅通航孔,辅通航孔,15,东海大桥施工技术,东海大桥是洋山深水港（一期）工程的关键工程，是一座全长,32.7,公里的,跨海大桥,；,其中主通航孔斜拉桥位于全桥中间,K18,219,K19,49,公里处，为一座,钢,混凝土结合梁双塔单索面斜拉桥,；,主通航孔斜拉桥长,830,米，宽,33,米，跨中布置：,73,132,420,132,73,米；,主墩基础为钻孔桩，桩径,2.5,米，主墩桩长,110,米；辅助墩桩长,85,米，边墩基础为直径,1.5,米的钢管桩；,主塔为倒,Y,型钢筋混凝土结构，塔高,150,米，主梁采用倒梯形结合箱梁，梁高,4,米，主梁顶板为,C60,高性能混凝土，其余均为钢结构。,16,东海大桥施工技术,17,东海大桥施工技术,2.,施工特点,跨海大桥的施工特点：气候环境条件、防撞（,P151.,防撞墩；施工防撞）,18,东海大桥施工技术,主墩承台平面尺寸为,49.6m,27.4m,，厚度为,6m,，底标高,-2.00m(,黄海高程,),，封底混凝土厚度为,1.5m,。基础为,38,根钻孔桩，桩径,2.5m,，深度为,110m,。,在主索塔平台横桥两侧各有一个防撞墩，钢管工程桩。承台呈子弹头状尺寸为,30m,宽、高,18m,、厚度为,10m,、底标高为,-6.00m,。,19,东海大桥施工技术,海上平台的布置,生活区,施工区,搅拌区,20,东海大桥施工技术,技术创新：,采用导管支架和钢浮箱技术,便于快速定位和提高定位精度；,形成近似地面的施工作业条件；,提高抗击恶劣天气和海况条件；,提高施工过程中的防撞能力；,提高施工效率、降低施工难度、降低风险。,21,东海大桥施工技术,3.,导管架平台的搭设,22,东海大桥施工技术,导管,水平撑,斜撑,导管架结构示意图,23,东海大桥施工技术,施工工艺,比较项目,导管架法,常规散打散拼法,备注,1,、适用范围,比较适用于海况恶劣的海域,比较适用于风平浪静、流速不大的海域,导管架法减少了海上的施工强度和施工和周期。,2,、沉桩,整体定位，插、打桩方便，易控制,单根桩定位，桩位较难控制,导管架法是装配式施工，可以整体吊装、定位；,常规法只能散打散拼。,3,、结构受力,整体性好,整体性较差,导管架着地，钢管桩水下部分通过导管架也相互连接，大大缩小了桩的自由长度；,常规法钢管桩水下部分无法连接，自由长度长，受弯矩大。,4,、施工安全、质量,容易保证,较难保证,导管架法在岸上制作焊接，沉桩时导管架依靠自身稳定；,常规法全部在海上现场进行焊接，沉桩时单桩稳定较难保证。,5,、材料用量,较多,较少,6,、施工工期,工期短,工期长,导管架法受海况自然条件影响少，能大大缩短工期；,常规法受海况自然条件影响大，很难缩短工期。,24,东海大桥施工技术,导管架的制作安装,每个导管架平台由两个导管架组成，导管架在船厂制作完成后用船运输到桥位。,导管架安装时将起吊钢丝绳、调节钢丝绳和,GPS,天线系到导管架上，并进行调试，然后起吊；当起吊到预定位置后，移动浮吊进行导管架的精确定位，满足要求后进行导管架下沉安装；当导管架底部距海床面,0.5,米时暂停下沉，进行导管架的第二次测量定位，满足要求后下沉就位。就位后立即进行四个角点钢管桩的插打，然后再进行其它部位钢管桩的插打。,25,东海大桥施工技术,导管架安装示意图,26,东海大桥施工技术,导管架安装的测量定位,导管架安装定位采用,GPS RTK,实时定位控制系统。,浮吊精确定位：运用,RTK,实时定位控制系统，浮吊的位置偏差控制在,10cm,以内。,动态控制：导管架起吊前，在导管架四个顶角钢管上安装四根,GPS,天线。四个天线连在总线上，总线通过一根有线连到操作电脑上，用电脑对整个导管架的方位、标高和倾斜度进行动态控制。,27,东海大桥施工技术,导管架吊装就位,28,东海大桥施工技术,导管架定位桩施打,29,东海大桥施工技术,采用了整体吊装的施工工艺，即在陆上将甲板层的分块预先加工成整体，用浮吊吊装到位后，然后连接成整体。,30,东海大桥施工技术,安装完成的导管架,31,东海大桥施工技术,4.,主墩钢围堰平台施工,（,1,）蜂窝式钢浮套箱平台方案的提出,吊箱围堰套箱在钻孔桩施工前就固定到位，然后在套箱上打设钢护筒，利用套箱进行钻孔桩的施工。在钻孔桩完成后，省去封底混凝土的工艺和养护等候时间，直接进入承台混凝土的施工。,同时考虑把套箱和操作平台以及钢护筒打设的导向架有机地结合在一起，放在陆地上整体加工，整体浮运到海上。经过精确定位后，马上转化为钻孔桩施工的平台，在桩施工阶段完成封底止水工作。桩施工完成后，马上进入承台混凝土的施工，从而可大大缩短承台基础的施工周期，省去,1.5m,厚的封底混凝土，节约了建设投入费用。,32,东海大桥施工技术,33,东海大桥施工技术,（,2,）蜂窝式钢浮套箱设计,第一步按照近海钢质海船的要求进行初步设计，钢浮套箱要在海上拖运，在未固定前要承受海上风浪的荷载，所以它要拥有钢质海船的所有特性，纵横总刚度、稳性等。,第二步根据施工平台的工况荷载条件，进行复核完善设计。根据在固定状态施工中的几个荷载工况和,50,年一遇、,20,年一遇的海况条件，进行结构复核验算，不足部位进行结构的加强处理。,第三步是完善功能设计，满足功能要求，附属设施的布置，侧止水系统；力系转换系统；水位调节系统及锚泊、靠驳附件等。,34,导管钢围堰由双壁箱体、预留导管及上部结构组成。,外形尺寸最终定为,:54.2,33.8,12.5m .,东海大桥施工技术,35,东海大桥施工技术,双壁或单壁围壁、,双层或单层底板、,甲板操作层、,辅助桩导管及支架、,钢护桩导管、,分仓加劲肋板、,水位差调节系统、,钢护筒导管气囊止水系统、,箱体固定力系转换系统、,定位锚舶系统。,36,东海大桥施工技术,套箱剖面示意图,双壁或单壁围壁、,双层或单层底板、,甲板操作层、,辅助桩导管及支架、,钢护桩导管、,分仓加劲肋板、,水位差调节系统、,钢护筒导管气囊止水系统、,箱体固定力系转换系统、,定位锚舶系统。,37,东海大桥施工技术,功能,:,(1),具有工程钢护筒桩准确导向功能,(2),封底止水功能,(3),力系转换的传递功能,(4),辅助桁架结构,(5),上部甲板结构,(6),辅助结构,38,东海大桥施工技术,(3),蜂窝式钢浮套箱平台制作与施工,钢围堰制安过程,导管钢围堰在加工厂家完成整体制作（包括上部结构）；,制作完成后浮运到现场，先临时系泊在工程驳船上；,将钢围堰拖运进档，利用先期完成的导管架平台进行平面定位；,就位后立即进行锚固桩的打设工作；,利用钢围堰自身的浮力进行标高调整，并及时与导管连接成整体；,进行钢护筒的振入工作；,护筒振入到位后及时与钢围堰上的导管连接成整体，完成整个施工平台。,39,东海大桥施工技术,钢套箱自浮状态,钢套箱拖运,40,东海大桥施工技术,钢套箱进档定位示意图,钢套箱进档,41,东海大桥施工技术,插打钢护筒,42,东海大桥施工技术,平台钢围堰止水,在导管钢围堰的设计中，钻孔桩护筒是在钢围堰上预留的导管中打设；在钻孔桩施工阶段，由于甲板上部荷载作用以及钢围堰隔舱作为水、泥浆等的存储舱，护筒与钢围堰导管的连接部位在导管的顶部进行；,在承台施工阶段，钢围堰内部的隔舱、导管及护筒等需要割除以让出承台空间，故必须将护筒与导管的连接转换到导管的底部以及进行护筒与导管之间空隙的封堵止水工作。,采用气囊加水下不分散水泥浆进行封堵止水施工,。,通过操作孔将气囊穿进导管和护筒间的间隙，用钢丝上的刻度控制下放的深度，气囊放到位后开始给气囊充气封堵，然后进行水下不分散水泥浆压浆止水工作。,43,东海大桥施工技术,封堵止水施工在从钢围堰底部向上,0.3M,1.5 M,（,3.70,2.50,）护筒与导管间的空隙内进行，封堵止水范围一直淹在海水中。,44,东海大桥施工技术,45,东海大桥施工技术,46,东海大桥施工技术,平台止水工作完成后进行,力系转换,，通过改变钢围堰和钢护筒的连接位置来实现钢围堰和上部施工的荷载受力点的转换，以便割除围堰内的导管和护筒，空出承台的空间进行承台施工。,47,东海大桥施工技术,5.,主墩钻孔灌注桩施工,钢筋笼制作,48,东海大桥施工技术,直螺纹套筒,卡板台座生产工艺,预拼装技术流程示意图,49,东海大桥施工技术,吊放,钢筋笼,浇注混凝土,50,东海大桥施工技术,粗颗粒沉淀筒,51,东海大桥施工技术,钻孔灌注桩施工完成后：,承台混凝土浇筑,52,东海大桥施工技术,6.,上部结构施工,钢,-,混凝土箱形结合梁双塔单索面斜拉桥,53,东海大桥施工技术,主梁梁高,4 m,，每节段长,8 m,，共,103,个梁段。最重的,480t,。,全断面制作完成后，运抵桥位吊装，混凝土顶板接缝段现浇连接，每节段混凝土顶板设现浇接缝,1,道。,54,东海大桥施工技术,钢结构底、腹板,混凝土面板,55,东海大桥施工技术,钢箱梁制作,56,东海大桥施工技术,钢箱梁预拼装,57,东海大桥施工技术,0#,段排架,现场安装,58,东海大桥施工技术,浮吊吊装,59,东海大桥施工技术,60,东海大桥施工技术,已就位的结合梁,61,东海大桥施工技术,0,段吊装完成,62,东海大桥施工技术,400t,桥面吊机,63,东海大桥施工技术,64,东海大桥施工技术,65,东海大桥施工技术,66,东海大桥施工技术,67,东海大桥施工技术,68,东海大桥施工技术,高强螺栓安装,钢筋绑扎,69,东海大桥施工技术,浇筑接缝混凝土,70,东海大桥施工技术,斜拉索安装,71,东海大桥施工技术,72,东海大桥施工技术,73,东海大桥施工技术,74,东海大桥施工技术,苏通大桥,（视频动画）,75,