天兴洲大桥主塔基础施工.ppt

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,武汉天兴洲长江大桥,主塔墩深基础施工,中铁大桥局集团股份有限公司,目 录,一、概述,1.,主桥桥式,2.,水文情况,3.,地质情况,二、基础施工关键技术,1.,围堰设计与施工,2.,钻孔桩施工,3.,承台施工,三、结束语,一、概述,1.,主桥桥式,武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为双塔三索面钢桁梁斜拉桥,孔跨布置为,(98+196+504+196+98)m,下层铁路四线,上层公路双向六车道,桥面宽度,27m;,主梁为板桁结合钢桁梁,N,形桁架,;,三片主桁,桁宽,30m,桁高,15.2m,节间长度,14m,。主塔采用钢筋砼结构,倒,Y,形,塔高,188.5m;,每塔两侧各有,316,根镀锌平行钢丝斜拉索,索最大截面为,4517mm,公路桥面处索距,14m,三索面间相邻索面中心距,15m,。,2.,水文,情况,设计水位,+27.5m,最高通航水位,+25.68m,最低通航水位,+9.62m,洪水期水流速度,3.5m/s,枯水期,1.5m/s,桥位处水流流向与横桥向夹角,10,。汛期主河槽摆向,2#,墩,枯水期则摆向,3#,墩。,3.,地质情况,2#,主塔墩位于长江主航道深槽北侧,河床高程约为,+5.0m,覆盖层主要为砂类土,岩面高程在,-27m,附近，基岩主要为弱胶结、中胶结和强胶结砾岩。,3#,主塔墩位于长江主航道深槽南侧,河床高程约为,-2.9m,，覆盖层主要为性质较差粉细砂层,基岩埋藏较深,岩面标高在,-33m,附近,基岩上部主要为弱胶结砾岩,下部以中胶结砾岩为主,中、强胶结砾岩极限抗压强度分别为,9MPa,和,28MPa,。,二、基础施工关键技术,1,、围堰设计与施工,主塔墩基础采用双壁钢吊箱围堰工厂整体制造、整体浮运的施工方案，吊箱围堰集钢护筒插打定位导向、钻孔作业平台、承台施工三种功能于一体。,1.1,围堰设计,2#,、,3#,主塔墩围堰均为双壁钢吊箱结构,其结构及布置参数如下：,2#,：,(,长,)57.6(,宽,)31.2(,高,)14.5m,3#,：,(,长,)69.5(,宽,)44.0(,高,)15.0m,围堰壁厚：,2.0m,围堰作为钻孔平台时围堰顶面高程：,+25.0m;,钻孔桩施工时最高施工水位：,+23.0m,；,围堰按五种工况进行检算：浮运、插打定位钢护筒、钻孔平台、钻孔平台渡洪、封底堰内抽水。,1.2,、围堰制造,围堰按立面分节平面分块的原则在工厂制造,控制结构尺寸和焊缝质量,保证侧板及底隔舱良好的水密性是至关重要的。,1.3,、围堰拼装,2#,主塔墩围堰岸上组拼焊接底节,4.5,米,下河后继续接高拼装,10,米形成整体,即两阶段拼装总高为,14.5,米。,3#,主塔墩围堰岸上组拼焊接,15,米形成整体,即一阶段拼装。,1.4,、围堰下河,2#,墩围堰采用气囊托移法下河。底节拼装完毕,通过专用下滑通道,气囊充气,抬起堰体下河。,3,主塔墩,围堰下河入水,3#,墩围堰通过专用轨道滑道下河。,1.5,、围堰浮运,2#,墩围堰驱动采用,2,艘拖轮,1,艘为,6000HP,布置围堰后方推动围堰前进,1,艘为,2640HP,布置在围堰前进方向的左边调整围堰的前进方向。,3#,墩围堰驱动采用,3,艘拖轮，其中,2,艘为,6000HP,，布置在围堰后方推动围堰前进,1,艘为,2640HP,布置在围堰前进方向的右边调整围堰的前进方向。,3#,主塔墩围堰浮运示意图,3#,主塔墩围堰浮运,1.6,、围堰定位,2#,墩围堰采用锚墩加预应力钢绞线精确定位方案。定位锚墩固定和调整围堰平面位置,利用液压千斤顶张拉钢绞线拉缆对围堰进行精确定位。,2#,主塔墩围堰锚墩定位布置图,定位锚墩,3#,墩围堰采用重型锚碇加前后定位船的定位方案。前后定位船用来固定和调节围堰横桥向位置,;,围堰北侧抛锚和围堰南侧埋设地笼用来固定和调节围堰顺桥向位置。,3#,主塔墩围堰锚墩定位布置图,3#,墩围堰前定位船,2,、钻孔桩施工,2.1,、钢护筒设计与施工,设计,:,钢护筒内径均为,3600mm,Q235B,钢材,定位桩壁厚,24mm,其余壁厚,22mm,。每根钢护筒工厂按,3,节段制作,每节长,20-24,米以内。,制造,:,钢板卷制,埋弧自动焊,专用组拼旋转台架完成节段制造。,现场对接,:,墩位接长,手工焊接。,护筒试插,:,选择钢护筒下插的作业时段和制订调整插桩精度的措施。,护筒插打,:,围堰上下导环作导向,浮吊整体起吊护筒至上下导环内,测量仪器观测,利用上导环微调装置,调整护筒垂直度,护筒平稳插入河床稳定深度。用浮吊辅助两台,APE400B,液压振动打桩机,(,激振力共,640t,自重共,56t),将钢护筒打入设计高程。定位钢护筒作为第一批先行插打。插打顺序按对角对称原则。,两台,APE400B,液压振动打桩机,2.2,、钻孔平台,定位护筒插打完毕,围堰双壁板内注水使其下沉并坐落在护筒牛腿上,挂桩固结,形成钻孔平台,平台顶面高程为,+25.0m,。放松围堰与锚碇系统之间的连接。,2.3,、钻机的选型,选用,KTY3000B,型系列和,KTY4000,型为钻孔机械，气举反循环钻进全断面一次成孔。,2,、,3#,主墩分别各布置,6,台,KTY3000B,型钻机和,8,台,KTY4000,型钻机施工钻孔,.,钻头选型为：重型刮刀,适用于覆盖层及基岩上部的弱胶结砾岩。球齿滚刀,适用于基岩中下部胶结砾岩。,2.4,、配制泥浆循环系统,泥浆循环采用先进的,ZX-500,型泥浆处理系统,选用优质粘土或膨润土,试验确定合理配合比,拌浆机造浆。,泥浆指标,:,比重,:1.05,1.12,；粘度,:16,22,秒,;PH,值：大于,6.5;,含砂率,:,小于,4%,；胶体率：大于,95%,。,2.5,、钻进成孔,本桥钻孔桩施工特点：,钻孔桩直径大,桩孔深；,桩孔成孔质量要求高（设计要求桩孔倾斜度,0.75%,高于规范,1%,的要求）；,桩孔嵌入岩层深,达,46,米以上；,岩性软硬极其不均,相差,100MPa,以上。,试验桩施工,在塔墩钻孔桩正式施工前进行了钻孔桩的工艺性试验。试验桩施工严格按照试验大纲要求进行，施工时认真做好各项记录。试验桩经评审后，其成果作为确定最终的施工工艺及各项工艺参数的依据。,钻机转速和钻压,实践证明,KTY4000,型钻机较,KTY3000,型钻机钻孔作业效率更高。钻机转速不大于,5-6,转,重型刮刀选择钻压,50,350kN,球齿滚刀选择钻压,550,700 kN,既可充分发挥钻机的能力又可提高钻孔效率,.,2.6,、清孔,钻孔至设计高程后进行清孔。清孔采用泵吸反循环法,将钻头提高距孔底,100,150mm,，钻头慢速空转,排出泥浆的含砂率与换入泥浆的含砂率接近并符合设计要求为止，,2.7,、钢筋笼制造、运输与安装,制造,:,长线法台座制作。划分,3,节连接成整体制作,主筋镦粗直螺纹接头连接,按规范要求连接布置,成形后松开连接器,编号标记。,运输,:,按制作完成的编号标记按序发送。加工场到下河码头之间由平板挂车运输完成,下河后由运输船运送到墩位。,安装,:,钢筋笼分,3,节吊装。按钢筋笼制作成形编号标记起重安装。每节钢筋笼的顶部均设置有一套钢筋笼悬挂固定系统（包括卡具和悬吊钢筋），用以将钢筋笼悬挂在钢护筒顶端。,2.8,、浇筑水下砼,桩身水下砼浇筑采用垂直导管法,每根桩布置一根导管。导管采用,273mm,的快速卡口,使用前进行拉力和水密试验并组拼编号。,每根桩桩身砼量达,500m3,700m,3,，,5,个小时内填充完。,2.9,、吊箱围堰渡洪,洪水期到来之前,完成,12-16,根钻孔桩,并及时将钻孔平台支承转移至已完成的钻孔桩上,确保钻孔平台安全渡洪。,2#,主塔墩吊箱围堰浮运时由于长江水位低,围堰未挂至设计标高,+25.0,米。,2005,年,5,月底在完成,8,根渡洪钻孔桩后,经过精心的技术准备,在围堰平台顶面多台钻机不拆除的条件下,采取多种技术措施,利用,8,台千斤顶同时顶升,将重,3100,吨的双壁钢吊箱围堰成功地进行了一次高水准整体上浮,12,小时内上升,1.5,米。,3.,主塔墩承台施工,3.1,、吊箱围堰下放,钻孔桩施工完毕,将锚碇系统与围堰重新连接。,拆除钻孔平台上的设施,解除与钢围堰相关的一切连接。,围堰双壁内抽水,围堰上浮,切割护筒牛腿。,围堰双壁内灌水,围堰下沉。,收绞锚绳调整围堰下沉过程中的垂直度和平面位置。,围堰下沉到位,(,围堰双壁侧板顶面高程为,+16.0m),设吊挂结构将围堰挂设在护筒上,。,对称浇筑围堰双壁壁板内的压重砼。,吊挂结构,3.2,、围堰封底,围堰下沉到位,水下进行围堰底板堵漏,护筒顶面设水封砼平台,对称分仓浇筑封底砼,水下砼采用垂直导管法浇筑。,2#,墩围堰水下封底砼厚,2.5m,计,3645m,3,砼由,1,台,120m,3,/h,的水上砼工厂供应。,3#,墩围堰水下封底砼厚,3.0m,计,7860m3,砼由,1,台,(120m,3,/h),水上砼工厂和,1,台,(120m,3,/h),岸上砼工厂联合供应。,3.3,、围堰抽水堵漏,封底砼达到设计强度后,抽干围堰内的水,对有局部砼渗漏采用钢板封闭加压注水泥砂浆封堵。整平封底砼表面,进行钻孔桩头处理。,3.4,、承台施工,承台大体积砼的施工采取如下措施：,合理选择原材料,优化施工配合比设计,;,温控措施,:,采用“双掺”技术,;,布置冷却水管,;,控制砼入模温度,;,加强砼表面保温、保湿养生。,围堰侧板内壁兼作承台模板,绑扎承台钢筋前,对围堰内表面（承台高度范围内）进行处理并涂刷脱模剂。,钢筋接头直径,(),小于,25mm,采用绑扎或电焊搭接,直径,(),大于,25mm,的钢筋采用冷挤压接头或采用镦粗直螺纹连接。,浇筑承台砼,根据围堰的设计要求,承台砼分两层先后浇筑。承台砼浇筑采用砼工厂搅拌，砼泵送入模。,三、结束语,武汉天兴洲大桥于,2004,年,9,月,28,日正式开工，,3,号墩吊箱,2004,年,10,月浮运至墩位，,11,月完成定位桩钢护筒插打并形成平台。钻孔桩于,2004,年,12,月开钻，,2005,年,11,月上旬,3.4m,钻孔桩全部完成。两个塔墩的围堰分别于,2005,年,12,月中旬顺利下放到设计标高，,2005,年,12,月底按期实现了围堰封底的工期节点目标。,2,号墩基础施工，采用锚墩加预应力钢铰线精确定位新工艺，实现吊箱平面定位精度在,3cm,内，,3,号墩采用重锚加定位船的定位方案，吊箱平面定位精度在,5cm,内。钢吊箱垂直度在,1/1000,内，钢护筒垂直度在,1/500,内。围堰平面扭转符合设计要求,所有钻孔桩桩身质量经超声波检验全部评定为,I,类桩。,2#,主塔墩围堰的成功上浮，是大桥局在长江深水域、水流急进行的一次大型钢围堰整体上浮成功的范例，展示了大型水上施工作业综合技术的能力,在我国建桥史上尚属首例。不仅向外界展示了我国桥梁科技的又一新成果，也为今后同类型桥梁施工作业和研究提供了可靠的技术依据。,武汉天兴洲长江大桥两个主塔墩基础施工,实现了巨型双壁钢吊箱围堰在水深流急、河床冲刷大、通航干扰大等复杂施工条件下整体浮运、精确定位施工技术的新突破，使其该桥深水基础施工工期提前近六个月，为复杂建桥条件下大型深水基础的建造技术积累了宝贵的经验。,谢 谢！,