府沦河特大桥施工技术综述---兰文锋.pdf

1 府沦河特大桥施工技术综述兰文锋(中铁二局集团公司第一分公司) 【摘要】 京珠高速公路湖北段是湖北省首次利用世界银行贷款，实行菲迪克（FIDIC ）条款模式管理的建设项目，府沦河特大桥是京珠高速公路湖北段国道项目Ⅲ最长的一座特大桥，长5.947 公里，位于第五合同段该桥由中铁二局竞标中标，由中铁二局一处承建施工本文主要介绍府沦河特大桥的一些施工技术、施工经验，以期同行遇类似工程有所借鉴的价值关健词】 府沦河特大桥施工技术1. 工程概况京珠（北京—珠海）高速公路是国家“九五”规划建设的“两纵、两横、三条线”国家主干线中的“一纵”，属国家重点工程之一京珠高速公路在湖北段由北向南贯穿湖北省，由湖北北段、军山长江大桥和湖北南段三段组成，是湖北省首次利用世界银行贷款、建设规模最大、技术标准最高，结合中国国情实行国际管理模式菲迪克（ FIDIC ）条款管理的跨世纪宏伟工程府沦河特大桥，是湖北省国道项目Ⅲ第五合同段的一座特大桥，也是京珠高速公路湖北段列为重点控制工程之一的最长的特大桥，位于武汉市与孝感市交接处，处 107 国道府河大桥下游约4.5 公里，跨越府河、沦河两条季节性河流及东风垸分蓄洪区。

桥起止里程K116+423.98---K122+371.02，全长 5947 米该桥由中铁二局竞标中标，由中铁二局一处承建施工于1998年 12 月开工，工期 38个月1.1 技术标准①公路等级：高速公路，双向四车道⑤设计洪水频率： 1/300 ②荷载等级：汽—超 20级，挂—120 ⑥通航标准：内河Ⅴ级 ,净空 40×6米③设计行车速度： 120km/h ⑦地震烈度： 7度④桥幅宽度：桥幅全宽28.0米⑧桥面最大纵坡 1.156% 1.2 桥型结构及桥跨布置①桥梁上构为预应力砼T 型梁，桥型为分离式，桥梁横向由2×6 片主梁组成（全幅），桥面连续除府河、沦河主通航孔各为3×45m 跨径及为跨越府河、沦河大堤而设置 3×25m跨径外，其余均为30m 跨径，全桥墩 196跨共 43 联2 ②下构均采用柱式墩台，盖梁连接，除主跨墩柱直径为Φ1.8m 外,其余均为直径Φ1.5m柱柱高多为 6~10m，最高墩柱达 15m③基础均采用 Φ1.5m 钻孔桩，均按摩擦桩设计除府河、沦河主通航孔3×45m T 梁中墩和45m 与 30m T 梁过渡墩基础采用双排桩外，其余墩台基础均采用单排桩。

当墩柱高度大于7 米时，在桩顶设一横系梁连接，系梁顶面低于地面约0.5米1.3 工程特点①规模大全桥占线5.947km，196跨，连续跨越两条河流和5 条排洪大沟槽钻孔灌注桩824 根，35794 米，桩径 Φ1.5m，平均桩长 40~52 米，系梁 188 片，承台 16 个，墩柱792 根，盖梁及台帽394 片，预应力砼T 梁 2352 片，砼桥面144192m2全桥圬工量 18.93万 m3,结构钢材用量 1.4万吨，建安价值2.0亿元②标准高该项目属世界银行贷款的建设项目，按菲迪克（FIDIC ）条款模式管理质量标准要求建设项目整体达到优良工程，优良率达到90%，各项技术标准在公路质量检查评定标准的基础上提高一个百分点，实行业主制定的《湖北省京珠高速公路争创精品工程工作大纲》③难度大府河、沦河河槽内及防洪堤两侧100 米范围内占大桥38%墩位，受每年 5~10 月汛期影响，不能施工大桥地处平原软基及河床淤层带，进入6~10 月雨季，施工道路条件差及冬季1~2月温度低等，影响施工进度地质条件复杂，在府河地段桥梁钻孔桩桩长52m，穿越河床下30m 厚的粉细砂层，沦河以南钻孔桩普遍嵌入风化泥岩或砂岩4~12m 不等。

45mT 梁，梁高2.72m，单重 140 t，预制施工和起吊架设难度大④单价低，工期紧该桥折算每延米工程合同价3.0 万/延米，招标计划工期42个月，投标工期 40个月，实施合同工期38个月，工期逼人，压力大2. 施工组织实施方案2.1 施工组织措施2.1.1队伍组建—组织机构本项目中标后，根据项目的特点和履行合同的需要，按照项目经理负责制，由中铁二局总公司派出第一工程处组建项目经理部，由局公司和法人代表授权项目部全权代表履行合同，对业主和局公司负责3 项目经理部针对府沦河特大桥的工程特点和工程量的分布情况，将大桥工程划分为三个作业区，在项目经理部的领导下，既统一又能独立地分别由三个作业队承担具体施工2.1.2任务的划分第一作业工区负责府沦河特大桥（K116+424~K119+550 段内） 0#台~102#墩基础及下构施工；第二作业工区负责府沦河特大桥（K119+550~K120+500 段内） 103#墩~134#墩基础、下构及全桥上构T 梁预制、架设和部分桥面系等工程施工；第三作业工区负责府沦河特大桥（ K120+500~K122+371 段内）135#墩~196#台基础及下构和部分桥面系施工参见示图1：图 1：作业工区划分示意2. 2 施工技术措施2.2.1建立正规的试验室项目部设立中心试验室，各作业工区设置试验点，中心试验室经湖北省计量科学院和省交通厅质检站认证，配备了各种试验设备377 台（件），专职试验人员5人，计量仪器经鉴定合格重新标定后启用，保证检测数据真实可靠。

各区试验点配备 2-3 人，在中心试验室的领导下做好现场试验质量控制2.2.2设立集中砼搅拌站府沦河大桥根据工区划分和砼施工量分布情况，分别在府河南堤（50#墩处）、制梁场（ 118#墩处）、沦河南堤（ 150#墩处）和东山砖厂（ 184#墩墩处）设立了 4 座砼集中拌合站，配备较先进的自动配料机4 台，配料机由机械上料，微机数字控制计量，严格按重量配合比进料拌合，确保砼拌合质量4 2.2.3创建大规模制梁场为了确保在合同工期内预制和架设2352 片 T 梁的需要，邀请了集团公司科技部、工程部、机电部等部门专家和高工，专程到工地数次，研究设计制梁场建设方案，制梁场占地达100 亩，占线 1Km ，配备了壹仟多万设备，形成制梁平均月产超120 片、存梁 100 片生产能力的大型制梁场2.2.4统一设计加工模型为了确保在桥结构物外露面统一协调美观，项目内所有墩柱、盖梁、T梁、防撞护栏等模型，均采用大面积定型钢模统一设计，统一加工2.2.5强化技术交底，规范操作，严格过程控制各类分部分项工程，对技术标准，施工工艺层层技术交底，明确标准和要求在具体施工中建立项目部和作业队两级质量检查制度，把每道工序检查落实到人，每道工序专人检查和旁站监理工程师验收，及时签认。

不合格工序坚决返工，不得转入下道工序2.2.6应用“四新”技术开展课题攻关，不断开发、更新、应用新技术，合理配置先进设备，提高劳动生产率3. 工程施工3.1 桩基施工3.1.1 桩位地质况桥址区属平原微丘区与河湖相平原区交接地带，地势平坦开阔，据勘探资料，桩身范围内由第四系冲洪积~湖积物粘性土和砂卵石层以及第三系泥岩、砂岩层组成粘性土层广泛分布于整个桥址区表层，层厚10.8~22.5m；圆砾、卵石层主要分布于府沦河河床底部；粉砂、细砂层，在府河河床处层厚超30m，其他渐薄；泥岩、砂岩层，从北至南基岩埋深逐步由深变浅再变深，在府河处基岩埋深最大，部分钻孔在钻探深度内未见基岩，在沦河一带埋设较浅3.1.2桩基设计情况全桥桩基 824 根 35794 延米，桩径 Φ1.5m，均按摩擦桩设计府河一带设计桩长 45~52m，穿越 30m 厚粉细砂层东风垸及沦河一带设计桩长40~42m，普遍进入基岩深达 8~15m5 3.1.3桩基施工方案、方法①施工平台在陆上和鱼（池）塘，采填土筑平台，在沟槽和主河槽，采取搭设钢管桩栈桥平台②护筒埋设在陆上采取挖埋钢护筒法，周边粘土夯实回填；在回填鱼（池）塘处及沟槽、河床内采振动锤激振压入钢护筒法。

③钻桩方法在府河穿越厚砂层带的钻孔桩，采取正循环回旋钻进法，上层采取就地粘土造浆，进入砂层后投入粘土造浆护壁，防止砂层坍塌孔现象在沦河地段入岩较深和东风垸地段穿越较厚卵石层的钻孔桩，采取反循环回旋钻进法，以减少卵石和破碎岩粒的重复破碎，加快钻桩进度④泥浆处理由于桩多，全桥成桩泥浆排放达16 万 m3，泥浆排放量大，一是远运成本高，二就近征租地困难，占地多几经比选方案后采取除河槽用灌车运输远卸外，其他墩位采取在施工红线范围内的墩与墩位间挖坑筑池就地排放，桩完后回填整平覆盖的方法处理⑤桩身钢筋均由加工间分节加工，运至桩位吊车起吊进行接长安装砼由集中拌合站拌制，灌车运输进行灌注成桩3.1.4成桩质量检测为核实钻孔成桩质量，除常规的砼试件强度检测外，按业主要求，每根桩均在成桩前埋三根 Φ60mm 与桩等长成等边形布置的钢管，以此作为检测管，用声波检测仪采用声波透射法进行无损检测首先由施工单位100%的全面检测，再由监理单位复核检测，最后由业主抽查检测对怀疑桩，再钻孔芯验证经多方核对后判定成桩的质量府沦河大桥桩基径检测合格率达100%，优良率达 90%以上3.2 墩柱施工全桥墩柱 792 根,均为圆柱形，除主河槽32 根直每径为 Φ1.8m 外，其余均为 Φ1.5m，府河、沦河槽段柱高12~15m，桥两端及东风垸段柱高3~8m。

墩柱模型采用钢模，统一设计，统一加工为便于立拆模方便，模型由δ=6mm 钢板卷制并加肋定型为R=0.75m两个半圆形，分节拼装组合每节长5.0m，利用螺栓将块与块，节与节连接成整体较低墩柱用方木加固稳定，较高墩柱用缆风绳分级加固稳定定位砼由灌车运输，安装接连串筒，汽吊提升，插入式捣固，一次灌注成型6 3.3 盖梁施工全桥盖梁 390 片,由于该桥墩柱均为圆柱形，采用δ=16mm 钢板卷制宽 30cm的钢抱箍，分两个半圆，用螺栓连接，抱紧墩柱（在钢抱箍与墩柱接触面加橡胶皮），在抱箍上焊接钢牛腿，横向架设2 根 I45 工字钢纵梁，工字钢上铺设方木，这样借助摩阻力承力进行空中搭设作业平台施工盖梁如示图2：这种钢抱箍借助摩阻力搭设空中平台，不仅不受墩柱高度的限制，便于灵活运用，也克服了在墩柱上穿孔或施作牛腿等常规方法改变或损伤柱体截面整体性的弊端，也克服了从地面搭设脚手架的沉降问题3.4 T 梁施工府沦河特大桥196 跨，上构 T 梁共 2352 片，除跨越府河、沦河主河槽跨45m梁 72 片和跨河堤调整跨25m 梁 72 片外，其余 2208片均为 30m 跨 T 梁预制 T 梁砼均为 500#预应力钢筋砼，其25m、30m、45mT 梁 梁高分别为2.0m（变更前为1.75m）、2.0m、2.75m，单片吊重分别为52.5t、68.4t、140t。

3.4.1 预制场的施工设计(1) 场地的选择由于 T 梁梁片多，预制工作量大，为便于施工集中管理和减少设备的投入，施工组织设计拟定建立一个集中的预制场由于大桥长约6km，如果预制场设于桥的一端，需铺设 6km 多的 T 梁运输轨道，且后期架设的T 梁运输距离很远，极不经济况且桥北端为高填方路基和桥南端为软土路基，布设预制场也不现实唯有在府河和沦河之间的东风垸内，桥中部地势平坦，且该处桥墩较低，有利T 梁提升上桥，架梁运输轨仅铺单向3km（调头可倒用）经综合分析比较，将预制场设在场坪长度较大的 100#墩~128#墩处两排洪沟之间的场坪处图 2：盖梁施工平台及模型构造墩柱I45 工字钢钢抱箍方木钢模型底板7 北京珠海(2) 预制场设计根据工程特点和工期要求，预制场设计必须满足①T梁平均生产量达100~120片/ 月，②具有 100 片以上的存放蓄量，③ T梁提升上桥方便等几个主要控制因素该桥预制场顺桥方向依桥左侧布局，整个预制场主体部分长720m ，靠南端360m为制梁区，布设 3 排 10 列共 30个制梁台座，台座基础为50cm厚的普通砼扩大基础靠北端 3。