第四章 下部结构施工方案、方法

第四章 下部结构施工方案、方法

1、施工总体方案

根据工程特点和总工期的要求，为尽可能少地占用长江水运航道，同时又能满足正常施工需要,确定按两个枯水期分期实施主桥三个主墩的基础施工，第一个枯水期先开工北主墩(6#墩)和南主墩(8#墩)，第二个枯水期再开工中主墩（7#墩）。

附图018：主桥水上基础施工平面布置图。

6#、7#、8#主墩基础均采用双壁钢围堰+锚碇无导向船定位系统的施工方案, 其中6#墩采用双壁钢套箱围堰施工，7#、8#墩采用双壁钢吊箱围堰施工，6#、8#墩围堰分次接高，7#墩围堰整体一次接高。双壁钢围堰制作下水、浮运至墩位，利用锚碇系统实现初、精定位，插打16根定位钢护筒，围堰挂桩完成体系转换，先期进行钻孔桩施工，钻孔桩完成后，围堰内封底、抽水进行承台、墩座施工。

3#～5#、9#墩施工方案是先建立施工平台，进行钻孔桩施工，钻孔桩完成后，分节拼装或整体吊装双壁钢围堰，围堰内封底、抽水进行承台、墩身施工；

1#、2#、10#墩基础采用填土筑岛+钢板（钢管）桩围堰施工方案，钢板桩围堰取土后，安装承台模板进行混凝土浇筑；0#墩基础施工方案是先填土筑岛进行钻孔桩施工，井点降水或钢板桩支护进行基坑开挖，进行承台施工。主桥墩身采用翻模法施工，模板采用大块整体钢模，墩旁侧设置一台塔式吊机辅助施工。

北引桥及南、北岸合建区段引桥桩基施工时，一般地面原地整平硬化，遇水塘、沟壑则先筑岛或填平后再作硬化处理进行钻孔桩施工；高旺河内的桩基施工可充分利用枯水期，先填土修筑便道，设置移动式平台进行钻孔施工。承台依据地质变化主要采用明挖或钢板桩支护方法进行施工,必要时配合井点降水。墩身采用整体钢模施工，墩身四周搭设施工脚手平台，汽车吊或履带吊机配合作业。

2、主墩下部结构施工

6#、7#、8#墩是钢桁拱连续梁主桥的三个主墩，墩身为12.0340.0m的圆端形空心墩，单箱双室截面，壁厚1.5～2.0m，在顺桥向中部设竖隔墙。三个主墩

基础均采用46根Φ2.8m的钻孔桩基础， 6#和7#墩桩长107m，8#墩桩长112m。承台为圆端形，平面尺寸34376m，承台顶面高程-7.0m，厚度6.0m。6#、7#、8#墩位处河床高程分别为-10.5m、-25.0m、-41.7m, 根据河床高程的实际情况，6#墩采用双壁钢套箱围堰施工，7#和8#墩采用双壁钢吊箱围堰施工。双壁钢套箱围堰和钢吊箱围堰均为圆端形结构，6#墩平面结构尺寸38.2380.2m，7#、8#墩平面结构尺寸38.0380.0m；6#墩钢套箱围堰高度27m，壁厚2.0m，围堰底高程-18.0m，水下封底混凝土厚度5m；7#和8#墩钢吊箱围堰高度26.5m，壁厚2.0m，围堰底高程-17.5m，水下封底混凝土厚度4.5m。

6、7、8#墩基础均采用双壁钢围堰+锚碇无导向船定位方案。壁厚2.0m的钢围堰作为承台、墩身施工的挡水结构，底节内支撑桁架兼作为钻孔桩施工平台。 2.1主墩基础施工

⑴6#墩基础施工 1）施工方法

先在大桥船厂完成14.5m底节钢围堰制造、拼装，利用气囊辅助整体滑移入水，拖轮浮拖至墩位，锚碇系统收锚，进行围堰初始、精确定位。钢护筒参与结构受力，设计钢护筒底高程-43m，顶高程+10.0m，钢护筒总长53m，壁厚25mm，材质Q345b。根据地质条件和APE400B双锤并联的击震能力，钢护筒不能一次击震到设计高程，采取大护筒内套小护筒方法，分次接力插打到位。钢护筒按两节制造，第一节40m，第二节13 m，先插打16根定位钢护筒，16根定位钢护筒前期作为围堰平台支撑，只插打第一节，在16根定位钢护筒上安装吊挂系统，围堰挂桩完成第一次平台体系转换，围堰及内支撑桁架成为固定式钻孔平台。

围堰平台建立后，按要求插打8根渡洪钢护筒，进行渡洪桩施工。在洪水到来前，将围堰平台支撑体系转化到8根渡洪成桩上，实现平台体系第二次转换。16根定位钢护筒可依此解除吊挂系统，接高钢护筒后跟进到位。其余钢护筒均按接力方法一次插打到设计高程，完成全部钻孔桩施工后，利用水上浮吊，分块接高围堰，解除挂桩，在可控状态下围堰下沉着床，通过吸泥、射水、压重等措施下沉围堰至设计高程。封底，围堰内抽水，在无水状态下进行承台和墩身施工。

2）施工流程

①围堰制造下水

底节钢围堰工厂分块制造→船厂江滩地基硬化处理、浮箱就位→底节钢围堰拼装→地牛及牵引辅助设施安装→清理场地、安装气囊并充气→启动牵引装置、重力作用下随气囊向前滚动→底节钢围堰整体滑移入水→浮箱灌水下沉、围堰自浮。

②锚碇系统布置

围堰浮运前，预先进行锚碇系统布置→抛设主锚、前定位船边锚,前定位船就位→抛设钢围堰北侧边锚和尾锚，锚绳暂固定于临时铁驳上→抛设钢围堰南侧边锚和尾锚，锚绳暂固定于临时铁驳上→临时铁驳初定位在墩位两侧。

③围堰浮运定位

底节钢围堰在拖轮拖带下,靠邦于上游80m临时趸船→拖轮队列调整→在四条拖轮拖带下，围堰开始浮运→围堰浮运到墩位→通过抛锚船，过主拉缆至钢套箱上→过钢围堰边锚、尾锚至钢套箱上→临时铁驳退出→调整各锚绳及拉缆，钢套箱初定位→继续收紧锚绳及拉缆，钢套箱精定位。

④钻孔桩、承台、墩身施工

插打16根定位钢护筒→钢护筒与平台桁架固结，完成第一次平台体系转换→插打其余钢护筒→安放钻机，进行8根渡洪桩施工（洪水前至少完成8根成桩）→钢围堰平台与8根成桩固结，完成第二次平台体系转换→继续进行其余钻孔桩施工→钢围堰分块拼装接高→钢围堰下沉至设计高程→清基→水下混凝土封底→抽水→承台钢筋绑扎→承台混凝土灌注→墩身施工。

附图019：6#墩基础施工步骤图。 3）定位系统设计

桥址处水流呈单向流态，定位系统按锚碇+前定位船方案设计。定位船为1艘400t铁驳，主要用于调整和确定钢套箱围堰的位置，调节尾锚、主锚受力，并对钢套箱围堰进行安全防护。定位船上布置有马口、将军柱、绞关、固定座、卷扬机等设备。锚具分别采用12t、8t、7t 、3t霍尔式铁锚。锚碇系统布置：主锚为6个12t霍尔式铁锚，锚链直径Φ57mm、锚绳Φ47.5mm。定位船两侧边锚各2个3t霍尔式铁锚, 锚链直径Φ42mm，锚绳Φ36.5mm。定位船与钢围堰用4

Φ47.5mm钢丝绳相连。钢围堰两侧边锚各4个8t霍尔式铁锚，尾锚为4个7t霍尔式铁锚，锚链直径Φ57mm，锚绳Φ47.5mm。

附图020：6#墩锚碇系统总体布置图； 附图021：6#墩定位船绞锚系统平面布置图； 附图022：6#墩围堰绞锚平台布置图； 附图023：6#墩锚碇系统锚绳连接示意图。 4）围堰设计

6#主墩围堰底节、中节均为双壁钢套箱结构，顶节为单壁结构，围堰结构参数如下：

长度：80.2m；宽度：38.2m；

高度：27m（其中底节高14.5m；中节高9.3m；顶节高3.2m）； 壁厚：2.0m；

围堰底节浮运时吃水深度：6.0m；

围堰精定位时底节双壁侧板顶面高程：+9.0m； 作为钻孔平台时围堰双壁侧板顶面高程：+9.0m； 钻孔桩施工时最高施工水位：+8.71m；

承台施工时设计最高水位（取11～4月频率为10%的日平均最高水位）：+7.0m；

承台施工时侧板顶面高程（围堰接高后）：+9.0m。 附图024：6#墩围堰总体布置图。 5）钢围堰制作、下水 ①围堰制作

钢围堰底节、中节和顶节依据工期要求分阶段进行加工，底节围堰在浦口大桥船厂分单元加工,整体组拼，中节和顶节在项目部钢结构车间分单元加工,分块接拼。

钢围堰中节高度9.3m，采取分块制造，高度方向不设拼缝，周长方向分直线段和曲线段。每侧直线段分434.5m+233.0m+434.5m共10块，其中最大单元件重量约16.9t。每个曲线段分为8块，每块7.5m39.3m，重量约19.7t。

钢围堰顶节高度3.2m，视施工水位情况作接拼方案调整。

钢套箱单元件在胎架上组拼及施焊，设置胎架的场地条件及胎架结构的刚度等应满足制作精度要求。钢套箱单元件出厂前严格保证套箱各部位焊缝的焊接质量，对关键受力焊缝应做探伤检验，对于有水密要求的焊缝须进行煤油渗透性试验。

a.焊接平台铺设

围堰侧壁多为大直线段，为保证在拼装时的尺寸误差控制在标准范围之内，需铺设焊接平台。在平台上焊接侧板，能够保证焊接时的变形和平整度。围堰端头部分为圆弧形，制造时利用底节围堰的圆弧胎型改造后制造中节围堰圆弧段，以保证尺寸精度。焊接时平面必须是一个刚性的固定结构，减少尺寸误差。

b.横向支架制造

横向筋板为两块钢板焊接而成的“Γ”型结构，制造时应将加工好的“Γ”型结构用角钢连接成整体后检查结构尺寸，调整变形后，放在平整的地方。横向支架结构如下图：

7500(弧长)4500(3000)R1710020002000R19100

c、单元件组拼

单元件按以下施工流程拼装：胎架平台制作→套箱底部刃脚段拼装→底隔舱安装→侧板拼装→内支撑桁架安装→导环安装→辅助结构安装。

d、质量验收

钢套箱拼装焊缝质量应进行严格检查验收，对内外壁板、隔仓板每一道焊接进行认真检查，观察是否致密，对关键受力焊缝应做探伤检验，钢吊箱外壳焊缝作煤油渗透性试验。

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