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武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥工程
施工质量评估报告
一、工程大体
天兴洲公铁两用长江大桥位于武昌青山镇至汉口谌家矶一线,距上游的武
,大桥中线与长江主流正交,是国家“十五”要点建设
项目之一。本标段施工范围为028#墩至20#墩,设计里程DK9+~
DK12+106。5,全
,由北向南挨次为28孔40。7米箱梁+(98+196+504+19
6+98)米钢桁斜拉桥+。上层公路为六车道,宽27米。
基层铁路为四线,此中两线一级干线、两线客运专线。
1、桥梁结构
天兴洲公铁两用长江大桥0#~5#墩为南汊正桥,5#~20#墩为南引桥,0
#~028#墩为北引桥。
南汊正桥为(98+196+504+196+98)m双塔三索面钢桁梁斜拉桥,全长1092m。上层6车道公路为正交异性板和混凝土联合桥面板,沥青桥面;基层4线铁路(客、货运各2线)为道碴桥面。
斜拉桥主梁为板桁联合钢桁梁,N形桁架,三片主桁,桁宽2×15m,桁高15。2m,节间长度14m。钢桁梁无索区长度,端部56m,跨中28m。钢梁采
用14MnNbq钢,焊接整体节点。钢桁梁工地连结均采纳M30、M24高强度螺栓。
主塔采纳混凝土结构,钻石形,承台以上高度188。5m;每塔双侧各有3
×16根斜拉索,斜拉索为镀锌平行钢丝,双层PE护套,冷铸锚。斜拉索截面最大为451—φ7,最大设计索力12170kN,单根最大索重40t。钢桁梁上索
距14m,相邻索面中心距15m;斜拉索下端锚固于主桁上弦节点锚箱内,上端锚固于上塔柱钢锚梁内,斜拉索上端为张拉端。
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,2#墩32根,桩长53~57m,3#墩40
根,桩长84m。
0#墩~028#墩为北引桥,5#墩~20#墩为南岸引桥,,
此中0#墩~028#墩、6#墩~15#墩为公铁合建段,16#墩~20#墩为铁路分
,客运专线桥面宽
,Ⅰ,Ⅰ级线箱梁重约1260t。公路箱梁采纳40。7m等高度连续箱梁,单幅单跨箱梁重950t,公路桥面全宽27m。,上层公路采纳框架墩。
2、主体工程数目
全桥基础均为钻孔灌输桩群桩基础,,
基础45根,φ2。5m桩基础204根,φ3。4m桩基础72根,,铁路墩承台47座,公路墩承台5座,全桥共有承台54座;主塔2座,铁路墩身47座,公路墩身5座,框架墩40个;铁路箱梁43孔,公路箱梁38孔;钢梁46000吨,混凝土桥面板288块,。
3、主要施工方法
主塔基础(2#墩、3#墩)采纳双壁钢吊箱围堰法施工。围堰于工厂整系统造
成型、下河,,向双壁钢吊箱围堰侧板隔舱内灌水
下沉到设计高程,从头调整锚固索力,实现精准定位。以围堰内支架作导向,利
用APE400B型振动打桩机插打定位钢护筒。今后将围堰挂于插打到位的定位钢护筒上,此后完成节余钢护筒插打及钻孔桩施工。主塔墩基础均采纳Ф3。
4m钻孔灌输桩,此中2#墩32根,3#墩40根。
桥局企业自行研制的KTY4000型全液压动力头钻机施工。
主塔采纳钢筋混凝土结构,倒Y形,承台以上高度为188。5m,采纳液
压爬升模板施工。在两中塔柱间,部署3道钢管横撑,用以均衡中塔柱混凝
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土自重产生的中柱底附带弯矩。
斜拉桥主梁为板桁联合钢桁梁,N形桁架,三片主桁,桁宽30m,,节间长度14m。钢梁架设采纳整节段+散拼的方式,以整节段架设为主,
在没法采纳整节段架设的地区比方墩顶和岸上,,在厂家加工组拼成节段,下河后水运至现场,采纳大桥局自主研制的JQJ700型架梁吊机整节段起吊安装。
铁路引桥上部结构为40。7米简支箱梁结构,分上下游两幅,上游侧线路为铁路客运箱梁,重1200t;下游侧线路为货运箱梁,重1250t,采纳挪动模架和支架法施工。
公路引桥上部结构为预应力混凝土连续箱梁,采纳支架法施工。
二、评估依据
1、工程建设监理合同;
2、工程施工合同;
3、工程设计施工图、设计改正等工程设计文件;
4、国家有关工程建设的法律、法例、规范、标准、规程;
5、施工过程中施工工艺、施工程序、管理制度;
6、工程质量查收的有关标准、规程等
三、各部位主要的质量控制
1、钻孔桩施工
全桥共有桩基956根,,,
,φ3。,洪枯水位变幅达15。0m左右。以下以3。4m桩基施工为例,钻孔桩施工有以下技术特色:
(1)主塔墩位处水深流急,洪枯水位变幅达
m,钻孔平台的建立异
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常困难。
钻孔桩直径大,桩孔深,成孔质量要求高,钻孔桩最大直径达φ3。40
m,,%,严于规
范1%。
岩性软硬不均,胶结砾岩中,胶结物强度极低,~25MPa,但砾
石强度可达100MPa以上;胶结砾岩强弱层交替出现,不单同一桩孔不同样深度岩
2
石强度不一,并且因为孔径大,桩孔横截面积超出9m,同一截面上的岩石其
强度也极其不均匀,极易造成钻头跳动、斜钻等。
(4)主塔墩钻孔桩钢筋笼顶标高+,常年位于水下,钢筋笼顶面距围
,给钢筋笼的平面定位工作带来很大困难。
(5)因为孔径大、桩孔深,地质条件复杂,需要大扭矩钻机。
针对武汉天兴洲公铁两用长江大桥主塔墩深水基础施工的特色和难点,进
行了专项研究和攻关,采纳了钢吊箱整体浮运、2#钢吊箱围堰利用锚墩施预拉力定位、3#钢吊箱围堰利用定位船加重锚进行定位,钢吊箱兼作钻孔平台;自行研制开发了扭矩为30t·m的KTY4000型钻机。
天兴洲大桥设计要求桩孔倾斜度不得超出0。75%,这是一个极高的要求。经过施工前仔细研究施工工艺,施工过程中合理设置钻杆坚固器、依据不同样地
质状况优化钻速和钻压,严格控制泥浆指标及孔内水头,对钻孔施工工艺的不停圆满、改良并进行严格的控制,所有桩孔垂直度均知足设计要求。
钢筋笼长87m,单个钢筋笼重51t,钢筋笼加工场所设置胎具和台座,采纳长线法加工钢筋笼,纵向主筋的连结,采纳直螺纹套筒连结接头,﹪,其他钢筋采纳焊接或帮扎连结。钢筋笼下放到位后,利用悬挂设备将其悬挂在固定上导环上并采纳举措将钢筋笼与钢护筒有效固定,以防备钢筋笼在灌输水下混凝土的过程中上调.
中铁大桥局天兴洲长江大桥工程指挥部
天兴洲大桥正桥工程质量评估报告
水下混凝土浇筑是钻孔桩施工最重要的一个环节。
,考虑扩孔率、钢护筒等的影响,单根桩的混凝土量达850m3左右,钻孔桩水下混凝土的浇注是从混凝土供给和前台
浇注两个方面来保证的。因为单根桩混凝土浇注强度很大,为保证混凝土供给的十拿九稳,采纳水上混凝土工厂和滩地混凝土工厂同时生产供给混凝土。水
上混凝土工厂设计生产能力为120m3/h,混凝土经过两台HBT-80C泵输奉上
围堰;滩地混凝土工厂设计生产能力为120m3/h,混凝土经过两台HBT-60C泵输奉上围堰,单桩混凝土灌输时间控制在4。5h~,导管内径φ350mm。前台部署主要由集料斗、小料斗、漏
斗、导管和灌输平台构成;初灌时混凝土积蓄在集料斗和小料斗,制定初灌混凝土量25m3,初灌时导管埋深均控制在1。50m以上,保证在初灌的过程中导管内素来充满混凝土,不进入空气。进入正常灌输过程,注意察看导管内混凝
土降落和孔内水位起落状况,及时丈量孔内混凝土面高度,计算导管埋置深度,正确指挥导管的提高和拆掉,使导管的埋置深度控制在2—6m之内。。
、大直径钻孔桩施工技术含量高,,施工过程的严格控制,钻孔桩施工极为成功,;,均为Ⅰ类桩。
2、承台施工
天兴洲大桥承台混凝土体积超大,对水泥水化热的控制,即对混凝土内表温
差的控制,防备混凝土表面出现温度裂纹是本工程的最大的难点
.以3#承台为
例:3#,,高6。0m,C30混凝土15550
3
m,
承台体积巨大,施工过程中经过采纳合理的原资料和配合比、采纳确实可行的
施工工艺、制定靠谱的温度控制举措、严格履行保养保温程序等一系列举措进
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行大概积混凝土裂纹控制,获得了优秀见效。
1)、采纳合理的混凝土原资料和配合比
混凝土原资料采纳原则:精选材质,提高一般混凝土的抗拉性能;采纳有
效的缓凝高效减水剂和粉煤灰的“双掺技术”,提高混凝土的和易性,延缓水泥水化热峰值出现的时间,减少水化热。
①、水泥:考虑一般水泥水化热较高,特别是应用到大概积混凝土中,大批水泥水化热不易发散,在混凝土内部温度过高,与混凝土表面产生较大的温度差,便混凝土内部产生压应力,
土抗拉强度时就会产生温度裂痕,。
矿渣硅酸盐水泥。
②、粗骨料:采纳膨胀系数小、岩石弹模较低、表面洁净无弱包裹层、级
配优秀的骨料。本工程采纳阳新碎石,粒径5-,含泥量不大于0。7%。采纳粒径较大、级配优秀的石子配制的混凝土,和易性较好,抗压强度较高,同时能够减少用水量及水泥用量,进而使水泥水化热减少,降低混凝土温升。
③、细骨料:采纳颗粒坚硬、级配优秀、粒径小于5mm的天然洁净中砂,~,含泥量≤2。0%,此中泥块含量≤%。本工程采纳洞庭湖中砂,,含泥量不大于2%,采纳均匀粒径较大的中砂
拌制的混凝土比采纳细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右,同时相应减少水泥用量,使水泥水化热减少,降低混凝土温升,并可减少混凝土缩短。
④、粉煤灰:掺加适合的粉煤灰,能够减少水泥用量,降低水化热、并能改良混凝土的和易性,有益于长距离的混凝土泵送。本工程采纳青源热电优秀的Ⅱ级粉煤灰。
⑤、外加剂:在混凝土中掺用高效减水剂,既减少水泥用量、降低水化热,
又延缓混凝土初凝时间,延缓水泥水化热峰值出现的时间,本工程混凝土施工
面积巨大,对混凝土的初凝时间要求长,采纳平顶山神翔FDN-800型缓凝高效
减水剂,外加剂的缓凝时间能知足施工的要求,使混凝土拌合物的初凝时间达
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到20h~30h,其减水率在15%以上,且能优秀的改良混凝土的和易性和工作
性。
⑥、拌和用水采纳长江水,水质应符合TB10210-2001的规定。
在保证混凝土优秀的和易性下,尽可能地降低混凝土的单位用水量,采纳“三低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)"的设计原则,经过试配,在9组配合比试验中,精选出最优配合比方下表1,配合比试验数据以下表2。
表1
水泥
砂S
碎石G粉煤灰F
水W
外加剂FDN
材
料
-800
C
3
用量
每m
840
1068
120
103
280
kg
表2
坍落
坍落度扩展
R7(MPa
R
初凝时
砂率
混凝土容重
度
值
)
28(MPa)
间
3
)
(kg/m
190
460mm*45
25。8
35。7
约22h
0。44
2370
mm
0mm
参照《铁路混凝土结构长远性设计与施工规范》,做混凝土抗裂性能比较试验,未发现裂纹,可判断该配合比的混凝土抗裂性能优秀。
、采纳确实可行的施工工艺
①、混凝土浇筑前,第一将基坑内的杂物、积水和钢筋上的污垢清理洁净;对模板、钢筋、预埋件、冷却水管网和测温管进行详尽的检查,并作好记录,符合设计及规范要求后方可浇筑混凝土。
②、因为混凝土在低温季节浇筑,为减少混凝土输送过程中的温度损失,
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混凝土输送泵管所适用干草袋包裹保温。
③、鉴于承台作业面大的特色,混凝土灌输时,滩地、岸上共四台泵向基坑输送混凝土,每台泵在围堰施工平台上配置一台HG15型手动布料机,布料机设置在围堰内支架顶,,每台布料机配置5套串筒,每套串筒高度10m围堰顶面布料机及串筒部署见图。
承台施工平台顶混凝土灌输设备图
R35
0
0
0
0
5
3
00
00
1
170
170
R
R
17750
串筒
串筒
HG15型
HG15型
布料机
布料机
0
0
8
9
3
0
00
00
0
17
17
R
R
串筒串筒
HG15型
HG15型
布料机
布料机
65300
\o\ac(○,4)、试验员对生产出来的混凝土进行检查监控,按规范的
要求进行坍落度试验、制作混凝土试件,并察看混凝土的和易性,符合要求才能
使用。
错误!、混凝土浇筑采纳斜向分层、从中间向两边全断面逐渐推动的方法进
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行施工,浇筑过程中提早倒用串筒,并尽可能加速混凝土的浇筑速度;在浇筑混
凝土时,同步抽出围堰相应地点双壁隔舱内相应重量的水,以减少围堰的荷载,
保证围堰的安全。
错误!、混凝土振捣采纳B50振动棒和B70振动棒配合使用,浇筑时应
准备足足数目的B50振动棒和B70振动棒。承台的水平钢筋网特别是底部水平
钢筋网钢筋密集、钢筋之间的缝隙小,混凝土不易流动、大的振捣棒插捣困难,
在该部分振捣时采纳B50振动棒;水平钢筋网之间的部分,钢筋数目极少,采纳
B70振动棒插捣.
错误!、当某一地区的冷却水管被混凝土圆满覆盖后,马上将该地区的冷
却水管通水,进而尽量减少新老混凝土的温差,防备混凝土开裂。
、制定靠谱的温度控制举措
鉴于承台体积弘大,为减少混凝土内部水化热,降低混凝土内外温差,尽量
防备混凝土开裂,
施确实有效,本工程拜托湖北工业大学针对大概积混凝土水化热进行详尽的计
算,并依据计算结果进行了冷却水管的部署。
、冷却水管部署方法以下:
①、冷却水管网依据冷却水由热衷心地区(承台中间部位)流向边沿区的原
则分层分区部署,每层冷却管的进、出水口互相错开;因为承台混凝土规模庞
大,依据混凝土浇筑的施工序次,冷却管部署分为4段8个地区:沿承台长度方向分为4段,每一段均分为2个地区,每个地区内部署1套独立的冷却水管。
②、、直径φ42mm的圆钢管。承台厚6m,沿承台竖向部署6层水平冷却水管网,管网间垂直间距为1。0m和0。75m两种,
顶层管网至承台顶面距离为0。5m,基层管网至承台底距离均为0。75m;同一
管网内水管间的水平间距为1。0m,最外层水管距离混凝土近来边沿1。0m左
右;管网的出入水口需垂直引出混凝土顶面0。5m以上,且出水口装有调理流
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量的阀门和测流量装置。
m,不同样层水管网的出入水口也应互相错开最少1。0m,以便进行划分。
③、冷却水管安装时,冷却水管应与承台主筋错开,若错开有困难,可适合
挪动水管地点;冷却管应与钢筋骨架或架立钢筋绑扎牢靠,以防水管在混凝土
振捣过程中变形或接头零落.
④、冷却管网安装完成后,冷却管网应分划分层编号,每一层管网的进
出水管均应编号登记;将出入水管与总管、水泵接通,每层每地区冷却水管各
自独立供水,进行通水试验,对接头缝隙进行办理,保证密封、畅达。
⑤、冷却水管部署图见图。
1/2冷却水管平面图
水流
×
×
×
×
进水管LJ1-1
进水管LJ1-2
进水管LJ1-3
进水管LJ1-4
进水管LC1-1
进水管LC1-2
进水管LC1-3
进水管LC1-4
冷却Ⅰ区冷却Ⅱ区冷却Ⅲ区冷却Ⅳ区
承台中心
承台冷却水管侧面图
围堰
第一层
围堰
第二层
×
第三层
承台顶+10m
第四层
第五层
第六层
封底混凝土