施工技術(shù)措施

　　基礎(chǔ)工程

　　主橋跨越珠江水系瀝窖水道，該水道為潮汐性河流，歷年平均最高水位為黃基2.406m，平均潮差2.906，設(shè)計(jì)平均流速0.97m/s，82＃墩位處水深10m左右。橋位處基巖為泥砂巖，強(qiáng)度離散性大，為2.3Mbra－23Mbra，且泥巖具有遇水軟化的特點(diǎn)；覆蓋層類似番禺大部分地區(qū)，為淤泥夾細(xì)砂和中粗砂，厚度為10－20m.

　　斜拉橋邊墩及輔助墩中l(wèi).sin鉆孔樁和承臺(tái)施工比較常規(guī)，采用了不循環(huán)旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)和吊箱圍堰施工。主墩中3.0m樁和大體積承臺(tái)施工結(jié)合規(guī)有設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)，采用了低成本和高速度的措施：

　?。╨）在護(hù)筒方面，采用了預(yù)制鋼筋混凝土護(hù)商，其內(nèi)徑由3.3m，壁厚10cm，護(hù)簡(jiǎn)下沉采用30t振動(dòng)錘和自制抓泥機(jī)孔內(nèi)抓泥兩項(xiàng)措施，對(duì)于覆蓋層為淤泥夾細(xì)砂的地質(zhì)情況，護(hù)筒可下沉到強(qiáng)風(fēng)化巖面。

　　（2）成孔綜合應(yīng)用了正循環(huán)、反循環(huán)、二次成孔等工藝；清孔既應(yīng)用了并聯(lián)泥漿泵的正循環(huán)清孔方法，也應(yīng)用了氣舉反循環(huán)的清孔方法。施工中主要技術(shù)措施圍繞提高鉆進(jìn)速度和防治護(hù)筒底穿孔來(lái)靈活組織，例如開孔時(shí)，用正循環(huán)鉆進(jìn)，人巖一定深度后改用反循環(huán)鉆進(jìn)；第一次成孔用1.8m鉆機(jī)鉆進(jìn)后，再次抓促振壓護(hù)簡(jiǎn)，第二次成孔用3.0m鉆機(jī)鉆進(jìn)等。

　　（3）樁身水下混凝土灌注采用單根30Cm導(dǎo)管泵送坍落度16－20cm的小石子混凝土到漏斗逐斗灌注，以在保證澆筑時(shí)間條件下，混凝土能受到?jīng)_擊振搗，且更容易流過(guò)鋼筋凈距僅4cm的鋼筋籠。

　　（4）82＃號(hào)墩承臺(tái)采用了鋼板極圍堰施工，圍堰內(nèi)支撐直接利用鉆孔樁施工平臺(tái)改造而成，可雙向受力。堰外拋砂包，堰內(nèi)填砂及石粉，然后直接抽干水澆筑墊層混凝土。對(duì)于水深10m左右的高樁大承臺(tái)施工，該方法縮短了鉆孔樁施工準(zhǔn)備時(shí)間，回避了最繁難的水下混凝土封底工作，充分綜合了現(xiàn)場(chǎng)的水文地質(zhì)條件。

　　（5）83＃墩承臺(tái)基坑開挖維護(hù)結(jié)構(gòu)采用了振動(dòng)下沉預(yù)制混凝土護(hù)筒的方法，護(hù)簡(jiǎn)直徑1.6m，壁厚5cm，用30t振動(dòng)錘打入地面下6m，護(hù)筒頂設(shè)置貝雷梁支撐，問(wèn)時(shí)能作為挖掘機(jī)走道。開挖采用步步為營(yíng)的辦法，從橫向兩側(cè)向橋中線逐段推進(jìn)，分為6m一段，邊開挖邊利用3m樁和型鋼支撐護(hù)筒底部，挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高后立即填砂墊層和澆筑混凝土墊層，再向前挖下一段。該方法在飽和淤泥和細(xì)砂地質(zhì)條件下，開挖深度達(dá)6m，而護(hù)筒維護(hù)結(jié)構(gòu)僅耗用20#混凝土260m是相當(dāng)經(jīng)濟(jì)的做法。

　　主塔及主梁施工

　　施工方法

　　主塔、主梁采用了現(xiàn)澆個(gè)段法施工，上塔除橫梁分為兩次澆筑外，塔身分為4.5m一個(gè)節(jié)段施工，施工縫水平，采用水平施工縫雖然增大了模板加工難度，但對(duì)大斜度塔往采用泵送混凝土是必要的；上梁除0#、l＃塊及也跨尾段在支架上澆筑外，其余各節(jié)段均在掛籃上采用平衡伸臂法逐段懸澆施工，每節(jié)段長(zhǎng)度6m，混凝土數(shù)量約15om‘。對(duì)于主梁施工，比較了邊跨在支架上提前澆筑，中跨逐段單懸臂現(xiàn)澆施工的方法?；谌齻€(gè)原因而否定了這種方法：

　?。?）支架費(fèi)用較高，高于掛籃；

　?。?）始終是中跨控制主梁的施工工期；

　?。?）主梁線型需要預(yù)先確定，無(wú)法象在掛籃上那樣可逐段調(diào)整。

　　施工工藝設(shè)備

　　主塔施工應(yīng)用了施工塔吊、施工電梯及混凝土泵三種垂直運(yùn)輸設(shè)備。塔吊最大起重量為160KN，為了保證寬橋主塔雙主梁施工對(duì)塔吊吊裝半徑的需要及附著安全，塔吊布置于橋中線；同時(shí)為盡量利用現(xiàn)有設(shè)備，電梯及混凝土泵均采用了二級(jí)接力運(yùn)輸方式，尤其是電梯采用了2臺(tái)直爬電梯代替斜爬電梯，節(jié)省了設(shè)備投入成本。

　　主塔塔柱施工模板采用了翻模，翻模由4段高1.5m鋼模板組成，每次施工完一節(jié)段翻上下面3節(jié)，保留最上1節(jié)作為接口摸，模板分塊考慮了一套模板可以用于下、巾、上各段塔柱。為方便模板安裝、鋼筋綁扎等基本作業(yè)，根據(jù)下中上塔柱高度及施工特點(diǎn)，設(shè)置了塔柱施工腳手平臺(tái)：

　?。?）下塔柱平臺(tái)直接以土墩承臺(tái)為基礎(chǔ)，采用型鋼竹木材料搭設(shè)；

　　（2）中塔柱則采用了自行設(shè)計(jì)的整體式輕型爬架，這種爬架利用一了架體自身橫橋向尺寸和支點(diǎn)來(lái)增強(qiáng)架體抗傾覆穩(wěn)定性，其架體由圍繞塔柱的上、下兩層水平空間衍架和兩層行架間聯(lián)系格構(gòu)柱組成。架體四面布置交承牛腿，支承于已澆塔柱預(yù)埋件上，架體自重、模板自重及其它施工荷載合力處于支點(diǎn)范圍內(nèi)。架體上根據(jù)需要設(shè)置了4層水平腳手平臺(tái)，全部自重22t，可以負(fù)擔(dān)25t施工荷載，滿足了大斜往塔往施工的特殊需要，該爬架可帶著樓板一起爬升，亦可獨(dú)立爬升后再提升模板；

　　（3）上塔柱為全塔唯一直立段，考慮日后往索和安裝減振器的需要，采用了簡(jiǎn)易腳手平臺(tái)，方法為在已完成塔縣預(yù)埋了工字鋼挑梁，再在挑梁上設(shè)踏板。

　　主塔橫梁施工采用了重型支架，支架形式為粱支柱式。支架基礎(chǔ)力士塔承臺(tái)；承重梁采用貝雷梁；立柱則應(yīng)用了55cm高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力混凝土管拉，每六條一組靠柱箍和聯(lián)結(jié)村形成格構(gòu)柱。選用這種立柱形式避免了鋼立柱溫升與混凝土塔柱溫升有較入差值帶來(lái)的問(wèn)題，從而避免了支點(diǎn)的強(qiáng)迫位移現(xiàn)象，這對(duì)于保證橫梁混凝土不出現(xiàn)早期開裂是重要的。采集者退散

　　主梁0#、1#塊及邊跨尾段施工也采用了梁支柱式重型支架，支架材料同主塔橫梁一樣。

　　主梁104個(gè)6米長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的懸臂現(xiàn)澆應(yīng)用牽索掛籃，以保證能有效控制主梁施工內(nèi)力和標(biāo)高，該掛籃吸收和發(fā)展了國(guó)內(nèi)已有的牽索掛籃技術(shù)，在技術(shù)上取得了下述成果：

　?。╨）研究設(shè)計(jì)了一種鋼錨箱。該錨箱具有綜合的功能，一方面作為拉索在主梁上的錨固槽口；一方面充當(dāng)拉索與掛籃臨時(shí)聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了空間牽索；同時(shí)它還作為梁上斜拉索套筒的定位基座和掛籃順橋向水平約束，既方便了梁上套筒定位，又能將牽索在掛籃上的水平分力傳到已完成的主梁上。

　　（2）除掛籃自身可升降0.3m外，橋面板頂模及主梁的內(nèi)側(cè)模亦可升降2.2m.使橫梁能與邊主梁、橋面板整體澆筑，滿足設(shè)計(jì)對(duì)橋面板應(yīng)力的限制要求，而不防礙掛籃前移。

　　（3）掛籃寬度超過(guò)40m，37.7M寬的節(jié)段包含橫梁全斷面一次澆筑。

　　邊跨合攏段施工時(shí)，將邊跨掛籃后退4.0M，利用尾段現(xiàn)澆支架縱向接長(zhǎng)，再利用吊帶將支架懸臂端與主梁懸臂端相連，形成半吊支架，在半吊支架上立摸澆筑合攏段。

　　中跨合攏段施工利用中跨的一個(gè)掛籃完成，先拆除一倒掛籃，另一測(cè)掛籃前移，用吊帶吊住該掛籃懸臂端后，拆除掛籃后節(jié)。該掛籃就成為靠自身C形構(gòu)和吊帶支承于合攏段兩邊的簡(jiǎn)支平臺(tái)，中跨合攏段即可在掛籃上澆筑。

　　施工中穩(wěn)定、內(nèi)力及變形的控制措施

　　采用現(xiàn)澆節(jié)段法施工的橋梁，結(jié)構(gòu)體系經(jīng)過(guò)多次轉(zhuǎn)換才形成最終的結(jié)構(gòu)。施工時(shí)既要對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的每一狀態(tài)及每一荷載工況的穩(wěn)定、內(nèi)力及變形進(jìn)行控制；又要滿足設(shè)計(jì)對(duì)橋架結(jié)構(gòu)最終的幾何尺寸和恒載內(nèi)力狀態(tài)的要求；同時(shí)注意施工結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性、內(nèi)力和變形。這三者經(jīng)常是互為聯(lián)系和保障的。

　　番禺大橋大斜度塔柱施工。應(yīng)用了勁性鋼骨架、臨時(shí)拉桿和臨時(shí)撐桿三種手段作為施工中穩(wěn)定、內(nèi)力及變形的控制措施：

　?。╨）勁性鋼骨架在上、中、下塔柱中設(shè)置，主要用于抵抗當(dāng)前澆筑節(jié)段鋼筋和混凝土產(chǎn)生的傾覆力短，由于中塔柱的傾斜度，這種傾覆力短達(dá)到了14000kN.M

　　（2）臨時(shí)拉桿在下塔往設(shè)置，共設(shè)置了3道，拉桿材料采用032冷拉IV級(jí)鋼筋，在主塔橫梁施工完成前，卜塔柱作為懸臂梁受力，設(shè)置的拉桿用于控制下塔柱混凝土應(yīng)力和塔柱變形，橫梁施工完成后，橫梁與下塔拉形成門形剛架，此時(shí)才拆除拉桿。

　?。?）撐桿在中塔柱設(shè)置，共設(shè)置了7道，撐桿材料采用貝雷梁及新制橋架組合而成，在中上塔交匯段施工完成前，中塔柱作為懸臂梁受力，設(shè)置的撐桿一方面用于控制中塔混凝土應(yīng)力和塔柱變形，一方面可作為施工塔吊和電梯的附著結(jié)構(gòu)，中上塔交匯段施工完成后，中塔柱形成三角形剛架，此時(shí)撐桿僅僅作為塔吊和電梯的附著結(jié)構(gòu)。

　　塔柱施工完成時(shí)臨時(shí)拉桿、撐桿中最終拉力或頂力需等于塔柱目重的水平分力，保證拆除拉、撐桿時(shí)塔柱的橫向內(nèi)力等于一次落架的內(nèi)力，拉、撐桿安裝時(shí)拉力或頂力需從塔柱施工完成狀態(tài)用倒拆法求出。

　　主梁施工采用塔、梁臨時(shí)固結(jié)措施來(lái)將梁體施工過(guò)程中的不平衡力矩傳給主塔，處于對(duì)稱懸臂施工過(guò)程中的塔、梁、索整體來(lái)看為外部靜定結(jié)構(gòu)，其傾覆穩(wěn)定性完全依靠塔柱的強(qiáng)度來(lái)保障，所以在此階段[邊跨合攏前）嚴(yán)格控制施工不平衡荷載和采用多種觀測(cè)手段（如承臺(tái)沉降和塔頂偏位）作為主要施工措施，并利用臨時(shí)抗風(fēng)纜索來(lái)保證抗風(fēng)穩(wěn)定性。

　　主梁施工中內(nèi)力和變形控制由嚴(yán)格的施工控制工作來(lái)保證，對(duì)每一懸繞主梁節(jié)段，在澆筑前由施工控制小組提供掛籃的空籃立模標(biāo)高和對(duì)應(yīng)特定混凝土澆筑量的掛籃牽索索力，最初牽索索力到最終牽索索力均按限制的C形鉤反力計(jì)算，在澆筑過(guò)程中，掛籃前端標(biāo)高上下變化，但澆筑完畢最終牽索后掛籃標(biāo)高與初牽索后澆筑前掛籃標(biāo)高是一樣的，即混凝土澆筑過(guò)程中牽索索力按“主梁標(biāo)高不變”或“C形鉤反力不變”的原則來(lái)確定。澆筑的節(jié)段達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度張拉完成主梁預(yù)應(yīng)力后，掛籃下降，牽索轉(zhuǎn)換為直接錨固于混凝土主梁的正式拉索，此時(shí)對(duì)拉索進(jìn)行最后一次張拉，該張拉力為經(jīng)過(guò)參數(shù)修正按正裝倒拆方法計(jì)算的張拉力，理論上按此力張拉后就不再需要進(jìn)行調(diào)索。

　　施工中測(cè)量及定位方法

　　施工測(cè)量及定位主要制定了三個(gè)技術(shù)措施：其一是空間形體的主塔現(xiàn)澆節(jié)段立模位置放樣；其二是主梁節(jié)段懸澆施工時(shí)掛籃的空間定位；其三是：空間斜拉索錨固套筒在主塔和主梁上的放樣和定位措施。

　?。╨）主塔為保證主塔傾斜度偏差不大于1/3000的設(shè)計(jì)要求，同時(shí)盡量做到施工便利，經(jīng)過(guò)精度分析，我們采用了極坐標(biāo)直接放樣方案，通過(guò)在工地建立高等級(jí)精密三角網(wǎng)，建立強(qiáng)制對(duì)中測(cè)站，采用高精度全站儀直接放樣，既滿足了設(shè)計(jì)要求，又避免了“大頂法”等其它方法的種種不便之處。

　?。?）塔上套筒國(guó)塔上套筒定位要求非常嚴(yán)格，必須在兩方面加強(qiáng)處理，一是在主梁0#塊上建立精度較三角網(wǎng)更高的軸線控制網(wǎng)；二是將套簡(jiǎn)定位分解為幾個(gè)單項(xiàng)，首先精確定位勁性骨架，然后精確計(jì)算套筒在骨架套筒定位底座上的位置，用軸線網(wǎng)投點(diǎn)分中，標(biāo)記在骨架上，同時(shí)根據(jù)計(jì)算在套筒相應(yīng)位置上作標(biāo)記，最終套筒定位變?yōu)槭箖蓸?biāo)記重合的簡(jiǎn)單一工作。

　?。?）主梁施工掛籃及梁上套筒主梁施工時(shí)將整個(gè)節(jié)段測(cè)量放樣和套筒定位工作合在一起進(jìn)行、首先將套筒、模板與掛籃固結(jié)，再以橋面上軸線網(wǎng)作為控制基礎(chǔ)，用千斤頂對(duì)掛籃進(jìn)行前后推拉、左右擠項(xiàng)、上下升降作為調(diào)整手段準(zhǔn)確定位掛籃，亦同時(shí)完成了對(duì)掛籃上模板及套筒的定位，使工作程序減少而整體控制效果亦達(dá)到要求。

　　拉索安裝

　　拉索安裝工作與采用的牽索掛籃施工方法相適應(yīng)，拉索通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)從橋底向橋面拖拉，先在橋面放盤，然后拉索錨固端先與放在橋面的牽索鋼錨箱連接好，牽索鋼錨箱再通過(guò)高強(qiáng)螺栓與掛籃相連接。最后索的張拉端再通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)提升和千斤頂牽引連接到主塔上。

　　本橋拉索安裝利用塔吊、卷?yè)P(yáng)機(jī)、探桿、軟牽引設(shè)備及橋面汽車吊完成，與國(guó)內(nèi)已有的平面索牽索掛籃掛索方法比較，因拉索與掛籃臨時(shí)連接方法不同，拉索錨固端與掛籃連接時(shí)，不需要借助千斤頂設(shè)備及接長(zhǎng)螺桿，而是轉(zhuǎn)換為鋼錨箱用高強(qiáng)螺栓與掛籃連接。

　　拉索初期作為掛籃牽索使用，它能將澆筑的部分混凝土重量直接傳給主塔，減輕掛籃及已完成索、梁結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，將施工過(guò)程中主梁負(fù)彎矩控制在許可范圍內(nèi)。拆除錨箱與掛籃連接螺栓后，拉索才轉(zhuǎn)換為梁、塔之間正式斜拉索。

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