武汉江汉六桥综合施工技术.pdf

武汉江汉六桥工程 —双塔双索面自锚式悬索桥 武汉江汉六桥工程 —双塔双索面自锚式悬索桥 武汉江汉六桥 综合施工技术汇报 武汉江汉六桥 综合施工技术汇报 二〇一三年十月 汇报人：马重刚 单位：中建三局工程总承包公司 汇报人：马重刚 单位：中建三局工程总承包公司 目录目录 一、工程概况一、工程概况 一、工程概况一、工程概况 武汉市江汉六桥位于三环线长丰桥和江汉二桥之间，是武汉市第六座 跨汉江通道江汉六桥工程范围为汉口跨解放大道落地点至汉阳郭琴路 设计起点里程K0+000（假定里程），设计终点里程K3+050.1，主线全 长3050.1米汉口沿河大道、古田路及汉阳临河一路各设置一对上、下 桥匝道 其主桥为桥跨布置48+57+110+252+110+57+48=682m的双塔双索面 自锚式悬索桥，主塔高约80m，主桥桥面总宽为41米 主桥立面布置图主桥立面布置图 混凝土锚跨 钢混结合梁 混凝土锚跨 钢混结合梁 混凝土锚跨混凝土锚跨 一、工程概况一、工程概况 主梁为钢混结合梁，采用在钢梁上铺装桥面板形成主梁结构，两侧增 设48+57m+16.5m=121.5m的混凝土箱梁作为锚跨 结合梁横梁处断面 锚跨混凝土主梁断面 结合梁横梁处断面 锚跨混凝土主梁断面 主梁断面示意图主梁断面示意图 锚跨锚室结构示意图锚跨锚室结构示意图 单根主缆由37根索股组成，主缆在散索套处分散并锚固于锚跨混凝土箱梁后 锚面上。

主塔下塔柱为混凝土塔柱，中塔柱为4个塔肢组成的格构式钢塔柱，塔顶设置 混凝土塔顶及钢横梁 主塔示意图主塔示意图 二、施工重难点二、施工重难点 （1）复杂地质条件下，超长大直径桩基施工，难度高，工期紧复杂地质条件下，超长大直径桩基施工，难度高，工期紧 本工程主桥桩基直径2.5m，长度110m，属于超长大直径桩基施工桩基钻进过 程中垂直度的控制、孔底沉渣厚度的控制、灌注过程中混凝土初凝时间控制和和易 性要求非常高从工程地质报告情况来判断，主桥桩基处覆盖层粘土及粉细砂层交 替出现，且北岸基岩较为破碎混乱，南岸岩层强度较高，桩基钻孔过程中容易造成 塌孔和斜孔等质量隐患 （（2）浅滩深埋式主塔承台，施工难度大，风险高）浅滩深埋式主塔承台，施工难度大，风险高 从原地面标高算至主塔承台围堰封底混凝土底标高，承台开挖深度最大达到了 18m，对承台开挖支护结构要求较高承台支护结构由于承台两侧原地面标高相差 过大，两侧受到的主动土压力不一致，围堰受载不平衡 枯水期与丰水期的汉江水位相差很大，主塔承台在枯水期在水位以上，丰水期 在水位以下，需根据结合实际施工进度合理选取承台支护结构的高度，既保证承台 施工的安全性，又保证经济合理性。

主塔承台距离防洪大堤较近，承台深开挖后，可能对大堤边坡的稳定性有影 响，容易造成边坡失稳 （（3）在保证通航条件下，进行大吨位、大跨度水上桥梁顶推施工）在保证通航条件下，进行大吨位、大跨度水上桥梁顶推施工 本工程是跨汉江施工，施工周期长达3年，经历汉江全年的丰水期和枯水期施工 阶段，水上施工的安全措施投入非常重要 汉江属Ⅲ-⑵级航道，施工期间必须满足2.4m×90m×500m的航道要求，在保 证90m通航孔的条件下，进行7000t叠合梁钢梁的单侧顶推施工，是施工过程的重 点和难点 结合梁钢梁整体顶推施工的导梁设计、临时支墩设计、顶推设备的选择等主要 施工措施的计算和选择是施工过程的控制重点 （（4）自锚跨大体积混凝土施工）自锚跨大体积混凝土施工 锚墩顶部箱梁梁宽及梁高呈线性变化，箱梁最高达到了6.6m，箱梁外立面复 杂，且自重大，这对锚跨支架体系提出了非常高的要求 锚墩顶部箱梁混凝土结构复杂，为三向预应力结构，箱室变化较大，预埋件多 （包括主缆索导管、散索套临时支撑预埋、猫道承重索预埋、检修道圈梁预埋钢筋 等），混凝土工程施工难度大 锚跨混凝土采用C50混凝土，浇筑总方量约7800m3，分两次浇筑，单次浇筑方 量约为3500m3，施工组织困难。

锚墩顶部箱梁混凝土，特别是锚墩横梁及锚室附 近的混凝土，为实体结构，不存在箱室，属大体积混凝土施工，容易出现温度裂缝 （（5）主桥主缆施工）主桥主缆施工 武汉江汉六桥主缆采用预制平行钢丝索股，单根索股由127根直径5.3mm镀锌钢 丝制成，单根主缆由37束索股组成，主缆索股的牵引过程中，索股的散丝、磨损 和扭转的控制是索股牵引施工中控制的重点索股在牵引和整形入鞍的过程中，索 股鼓丝的质量控制是施工控制的重点 主缆架设的期间对环境非常敏感，要求在恒温状态下进行主缆架设和调整，特 别是遇雨、雾、大风等恶劣天气条件，停止索股架设所以主缆施工期间对环境的 预测非常重要 （（6）自锚式悬索桥体系转换）自锚式悬索桥体系转换 自锚式悬索桥体系转换，是将主梁荷载从临时墩向主缆转换的过程本工程不 同于其它自锚式悬索桥，在体系转换过程中还需铺设桥面板，这对体系转换过程中 吊索张拉的顺序和张拉力的选择，都带来了一定的难度 而合理的选择张拉顺序及张拉设备的布置都直接关系到桥梁体系转换的成果， 即是否贴近设计理论成桥线型吊索张拉的过程，会对主塔造成水平的推力，所以 在张拉的过程中，必须监测主塔水平力打下，适时回推主索鞍，调整主缆线形和平 衡主塔承受的水平力。

（（7）自锚式悬索桥的施工测量和监控技术）自锚式悬索桥的施工测量和监控技术 主塔属于高耸结构施工，格构式钢塔施工的倾斜度控制、标高控制及塔距控制 要求非常高 主桥结合梁钢梁全长472m，采用单侧顶推施工，顶推过程桥梁线形控制、高程 控制都直接关系到主桥施工的质量 主桥主索鞍在塔顶的定位测量和自锚跨内索导管的定位测量精度要求都非常 高，直接影响到主缆线形和受力状态主桥主缆架设空缆状态和受力状态的监控测 量，属于空间三维定位测量，直接关系到整个桥梁受力体系是否合理 三、总体施工工艺流程三、总体施工工艺流程 总体施工工艺流程图总体施工工艺流程图 四、施工关键技术四、施工关键技术 4.1 主塔桩基超长大直径桩成 套施工技术 主塔桩基超长大直径桩成 套施工技术 4.1 主塔桩基超长大直径桩成套施工技术主塔桩基超长大直径桩成套施工技术 武汉江汉六桥主塔位于汉江防洪大堤外，桩基施工受到江水水位影响，而桥位 处汉江在丰水期和枯水期时水位相差很大，汛期无法进行钻孔灌注桩施工考虑到 开工时间处于枯水期，安排在一个枯水期内完成主塔36根桩基施工，施工工期压 力非常大 主塔桩基所在位置地质条件复杂，主塔位于汉江河道弯曲段浅滩斜槽处，由于 河床长期冲刷堆积，主塔处地质条件复杂，覆盖层最厚约90m，粉细砂层与粉质粘 土层交替出现，粉细砂层厚度约40m，桩基需穿过90m覆盖层后进入岩层约20m。

为保证施工工期和成孔质量，综合考虑两种施工工艺的优势，首次提出旋挖钻 与气举反循环回转钻多机成孔施工工艺 4.1.1 旋挖钻与气举反循环回转钻机联合成孔施工技术旋挖钻与气举反循环回转钻机联合成孔施工技术 4.1.1.1 多机成孔原理多机成孔原理 旋挖钻与气举反循环回转钻机联合成孔时根据不同的地址条件选择合理的施工 机械，通过充分发挥不同钻机在不同地质条件下钻进成孔各自优势，在覆盖层利用 旋挖钻施工效率高，自动化程度高；在岩层中采用钻进效率高且稳定的气举反循环 回转钻机施工，提高的了超长桩基整体施工速度 针对不同的地质情况和施工设备，优化考虑施工的方式、钻进参数，在覆盖层 利用旋挖钻自身垂直度控制，在基岩层利用气举反循环钻机配重在钻头部位，钻进 采取减压钻进的特点，采取重力的导向作用，确保超长桩垂直度，并结合软硬岩层 的过渡段控制技术、二次对中技术、反循环清孔等质量控制措施保证复杂地质条件 下桩基成孔质量 多机成孔施工示意图多机成孔施工示意图 A）旋挖钻施工覆盖层）旋挖钻施工覆盖层B）岩层采用气举反循环回转钻机施工）岩层采用气举反循环回转钻机施工 4.1.1 旋挖钻与气举反循环回转钻机联 合成孔施工技术 旋挖钻与气举反循环回转钻机联 合成孔施工技术 4.1.1.2 联合成孔钻机过渡段确定联合成孔钻机过渡段确定 施工时若采用旋挖钻钻到到岩层， 因岩层分布并不均匀，采用气举反循环 回转钻机直接施工，会产生孔斜的施工 隐患。

因此为避免此类施工事故的发 生，利用10m深的覆盖层作为回转钻机 钻头的导向及纠偏措施，使得钻头平稳 的从覆盖层进入至岩层，保证两种钻机 “接力钻进”之间过渡平顺，确保孔壁的 垂直度能够满足设计及规范要求 联合成孔钻机过渡段示意图联合成孔钻机过渡段示意图 4.1.1 旋挖钻与气举反循环回转钻机联合成孔施工技术旋挖钻与气举反循环回转钻机联合成孔施工技术 4.1.1.3 钻进过程垂直度控制措施钻进过程垂直度控制措施 （1）因旋挖钻的对中可实现自动化控制，因此在施工时严格要求旋挖钻机操作 人员作业时务必确保钻杆垂直度与对中，在地层变化处须减压、慢速钻进，保证孔 壁的垂直度在1/250内，在换机操作时孔底中心偏差与桩中心偏差必须控制在 360mm内；（2）气举反循环回转钻机在岩层中施工作业时，利用滚刀钻头大气量、 低压慢转钻进，适当控制钻压及钻具转速，控制进尺速度，确保成孔垂直度，使得 垂直度控制在1/250内3）终孔提钻后，采用仪器进行孔径、孔深、孔壁垂直度 及孔底沉渣等成孔质量检测 36根工程桩在终孔后，由武汉港湾勘察研究院进行了成孔质量检测工程桩的 垂直度在 工程桩的 垂直度在0.3%～～0.33%之间，均满足规范不大于之间，均满足规范不大于1%的要求，达到了桩身垂直度允 许最大偏差不大于 的要求，达到了桩身垂直度允 许最大偏差不大于1/250的预期目的；的预期目的；所有钢筋笼、混凝土导管一次性顺利下放到 底，混凝土浇筑顺利。

4.1.1 旋挖钻与气举反循环回转钻机 联合成孔施工技术 旋挖钻与气举反循环回转钻机 联合成孔施工技术 4.1.1.4 二次对中控制技术二次对中控制技术 （1）施工过程中采取措施以保证 二次对中钻头中心与桩中心的偏差控 制在20mm内： （2）在进行钻孔施工前，对施工 场地进行平整夯实，并做适当的加固 处理，以保证旋挖钻施工完毕后，气 举反循环钻机的钻机机平整度确保在 1%内，以减小因钻机底座不平造成 钻孔中心偏位及孔倾斜过大问题 二次对中控制二次对中控制 4.1.1 旋挖钻与气举反循环回转钻机联合成孔施工技术旋挖钻与气举反循环回转钻机联合成孔施工技术 4.1.1.4 二次对中控制技术二次对中控制技术 根据最终成桩检测结果，桩基中心偏位均在50mm内，远超规范要求的 100mm，桩位偏差表如下所示 0 10 20 30 40 50 60 12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 桩 位 偏 差 （ 桩 位 偏 差 （ m m ） 桩号 ） 桩号 3#主塔桩位偏差4#主塔桩位偏差 主塔桩位偏差表主塔桩位偏差表 4.1.2 多节段超长钢筋笼孔口高效连接技术多节段超长钢筋笼孔口高效连接技术 主桥桩基钢筋笼全长111.6m，外径2.34m，采用48根直径32mm的主筋组成， 钢筋笼重达27t。

钢筋笼主筋采用直螺纹套筒连接，断面主筋数量多，直径粗大， 人工难以校正，容易出现因丝扣不合导致钢筋拼接不上，同时为了减少成孔后的风 险，尽可能的缩短孔口连接时间，控制钢筋笼在制作中的定位及转运、吊装的过程 中变形至关重要，所以多阶段超长钢筋笼孔口的精确定位和迅速连接是一项关键技 术 4.1.2.1钢筋笼制作与吊装技术钢筋笼制作与吊装技术 （1）钢筋笼分段制作 钢筋笼的制作采用支架成型法支架用30mm～40mm厚的钢板，按骨架的设计 尺寸，做成半圆的固定支架在它的周围边缘，按主筋的位置凿出支托主筋的凹槽 制作时，将主筋逐根放入凹槽，然后将箍筋按设计位置放在骨架外围，弯绕成圆 箍，并与主筋点焊连接为保证钢筋笼主筋定位准确及垂直度，特采用角钢制作钢 筋制作笼定型底托定制卡槽钢板做为主筋定位模具 4.1.2 多节段超长钢筋笼孔口高效连接技术多节段超长钢筋笼。