超大跨度施工桥梁技术方案

第一部分、工程概况
沙田赣江特大桥为跨赣江双线铁路桥，全长8957m，是南昌西环线铁路 的重点工程和控制性工程。该工程于2007年7月25日开始施工, 2009年 12月31日顺利通过竣工验收。 1、水中墩设计概况 沙田赣江特大桥赣江水中段14＃～35＃墩共22个墩台为水上基础，均为 低桩承台，平均水深10米，最大水深13米，设计采用钻孔桩,桩径2.0m； 16＃～20＃为主墩，承台为圆端形，尺寸为14×20.16×4m，有12根 φ2.0m钻孔桩，桩长24～25米；两侧引桥承台为矩形，尺寸为10.5（10、
不安装螺栓
10 钢板 Ｉ18工字钢＠350
横帽梁 2 纵垫梁 2
贝雷梁 横帽梁 2 横帽梁 2 不安装螺栓
φ 630×8钢管桩 抗横桩
[18
φ 630×8钢管桩 标准墩ຫໍສະໝຸດ φ 630×8钢管桩 制动墩
φ 20钢管
10 钢板 Ｉ18工字钢＠350
等边角钢80 ＠1000 [18槽钢
贝雷片支撑架
[18限位板
第四部分、关键施工技术
一、浅覆盖层条件下栈桥平台施工技术
栈桥设计标准为桥面宽6米，设计荷载50吨。设计采用低位重力式栈桥， 钢管桩基础，6片贝雷作主梁，桥面系采用I18型钢分配梁结合8mm钢板， 为增加稳定性，设计为9米1跨，三跨一联，连接墩采用双排钢管桩，覆 盖层在3米以内的均采用双支墩，覆盖层在2米以内的采用6米跨，钢管支 墩采用273×6mm钢管和18#槽钢做平联，在制动墩处浇筑水下混凝土对其 进行固结。施工时分3个工作面展开施工，东西两侧采用陆上法逐步推 进，自20#墩往26#墩采用水上作业设备施工。振动锤采用DZ-90型，以便 钢管桩适当锚入泥质基岩(通过拔起来的钢管桩，发现采用DZ-90型振动 锤可使钢管桩锚入较软的泥质砂岩20～30cm)。
（单元3）
（单元3）
×
C C
圆形双壁钢围堰设计
2、先桩后堰法施工 (1)底节围堰拼装及下水 钢套箱平台下水施工是指钢套箱借助水上型钢平台进行组拼，并利用套 箱内侧的工作桩或钢护筒作为沉重桩，借助倒链或是卷扬机下放钢套箱 的施工方法。施工步骤按拼装平台搭设、上部吊挂承重系统设臵及提升 钢套箱下水的顺序进行。在钻孔桩施工完成后，拆除钻孔区的平台面系 和承台范围内的钢管桩，留下钻孔区的外围钢管桩作为外侧工作桩，内 侧工作桩利用钢护筒。在内外侧工作桩上焊接钢牛腿，在牛腿上搭设横 垫梁，放样出钢套箱刃脚中心线的位臵。 制造成单元的钢套箱，经检查验收合格后运输至墩位处，逐节进行预拼 装，第一节整体预拼完成后，再锁定焊接。为了防止围堰侧翻，可用倒 链内外固定在钢护筒和钢管桩上。确认焊接良好并用煤油检验不漏水后， 作好下水的准备。底节钢套箱预拼装完成后锁定焊接时，同时可进行吊 挂系统的施工。吊挂系统包括承重柱和反力梁，利用钢护筒作为承重柱， 在钢护筒上设臵单层双排贝雷梁作为反力梁，在反力梁上设臵滑轮组吊 挂系统。底节钢套箱拼装完成后用吊挂系统吊住底节钢套箱吊点，提升 钢套箱，观察一段时间，待稳定后拆除横垫梁和牛腿，缓慢下方底节钢 套箱。
平台采用钢管平台，钢管间设臵两层273×6mm钢管和18#槽钢做平联。钢 管桩、承重梁、中层分配梁均焊接连接，形成自身稳定性较好的板凳式 结构。栈桥与平台的钢管桩进行有效连接，增强其两者的稳定性。
第四部分、关键施工技术
栈桥设计主要考虑的几个因素：
⑴ 功能定位：20年一遇洪水位为23.6米,汛期平均水位17米,为此，将栈桥的 主要功能定位于枯水期基础施工，但也考虑一定的防洪能力，梁底标高确定 在19米以上，桥面标高确定为21米。 ⑵ 水文地质：赣江缺失土层，砂层薄，下伏泥质砂岩，同时要考虑基本冲刷 线的影响。 ⑶ 水流流速及波浪力：由于没有足够的锚固深度，在一定的流速下，栈桥的 横向稳定性较差。 ⑷ 通航要求：按照二级航道进行预留，确保赣江航运正常。 ⑸ 栈桥与主桥、平台的平面关系：栈桥设在主桥下游，栈桥边与围堰边缘的 距离按4米控制，与钢管型钢平台顶面标高保持一致。
第三部分、总体施工方案与施工图优化
1、总体施工方案
为同步快速展开施工，我们从设计上、施工顺序上、工艺上、资源配置
上进行研究，确定施工方案为： ⑴运输方案：浅水区采用施工栈桥运输；深水区采用船运方案，砼通过 设立水上移动拌和站，停靠在主墩位置现场搅拌直接浇筑。 ⑵栈桥：东岸搭设栈桥100m至15＃墩，西岸从35＃～20＃墩搭设栈桥 810m，中间4个主墩（16＃～19＃墩）设水上独立作业平台，留设江 面宽550m。经过与航道局和海事局的沟通，决定在16＃～17＃设上行 航道，17＃～18＃设下行航道，上下行航道的宽度按照60米控制。
4个月。
赣江河床基岩面相对较平坦，上覆砂层受长期采砂影响，高低变化较大， 从河床面自上而下依次为: 砂砾[σ]=120～200KPa；强风化岩 [σ]=300KPa；弱风化岩[σ]=400KPa。河床表面覆盖层薄，仅为0.5～3m
砂层，下伏就是弱风化泥质砂岩。
第一部分、工程概况
3、主要工程特点及难点 ⑴水文地质复杂，技术含量高，施工难度大。 赣江河床覆盖层仅0.5m～3m，而且覆盖层主要是砂粒， 下伏泥质砂岩，栈桥平台钢管桩没有锚固深度，洪水期间 存在较大的安全隐患，同时赣江常年风力较大，正常在 3～5级，阵风7级，最大9级，极大影响正常施工；水中墩 台基础平均水深10米，最大达15米，承台一次浇注方量达 1000m3,施工技术难度大。 ⑵工期紧张，施工干扰大，物流组织困难。 根据工期要求，线下主体工程工期为18个月，因此，必须 在1个枯水期内完成22个水中基础，同时还要满足三级通 航要求，施工干扰大。水中墩混凝土量合计87870m3，并 需要投入辅助设施钢材约2万吨，大量的钢材、水泥、地 材、模板及机器设备供应保障，需要有力的物流组织能力， 才能确保工程顺利开展。
行了详细钻探，基岩面较平。经过与水利厅和设计院共同协商，有限度
地提高部分承台底标高，解决了部分承台水下爆破难题，为确保工期创 造了条件。
⑵加大桩径，减少钻孔桩数量，缩短钻孔循环数，加快施工周期。14
＃、15＃、21＃～35＃共16个墩基础原设计为15根φ1.5m钻孔桩，把 桩径加大至φ2.0m，根数减少为8根，缩短桩基施工时间，为保证工期 创造有利条件。

第二部分、主要施工方案比选
方案(一) 钢板桩围堰：通过调查，钢板桩更加适用于土质、沙砾石层以 及直径较小的河卵石层，且砂土层相对较厚，而赣江的特殊地质是砂土 层很薄，有的基本上就没有覆盖层，下伏就是坚硬的泥质砂岩，该方案 不适用。 方案(二) 钢筋混凝土沉井：赣江河床相对比较平坦，没有较大起伏，而 且现场14#、21#--26#墩段河床较浅，部分已经显露，覆盖层相对较厚， 相比较钻孔平台作业，周期相对较短，结合现场实际地质情况，采用吹 砂筑岛钢筋砼沉井方案。 方案(三)双壁无底钢套箱：该方案适用于水深10米以上的低桩承台，安 全系数较大，结合现场实际情况，15＃～20#、27#～34＃墩施工水深 在11m以上，决定采用该方案。
δ 10加劲肋 （100┷100）
δ 20墩顶钢板 （φ =830） [18 [10
横帽梁 2Ｉ36
φ 630×8钢管桩 标准墩
水流方向
枯水位 [18
栈桥桥面系
φ 2300 钢护筒
承台轮廓线
承台中心线
方 形 钢 围 堰
下层主梁 2I45 a 钢管桩 φ 500
中层分配梁2 2I45 a(6m 定长) 中层分配梁2 2I45 a(6m 定长)
10钢板i18工字钢350不安装螺栓不安装螺栓6308钢管桩制动墩6308钢管桩标准墩182i366308钢管桩10钢板20钢管贝雷片支撑架等边角钢8018槽钢18限位板i18工字钢350标准墩10加劲肋10010020墩顶钢板100083018枯水位1810水流方向中层分配梁22i45a6m定长下层主梁2i45a上层横梁i22a350钢管桩500承台中心线中层分配梁12i45a中层分配梁32i45a4m定长承台轮廓线中层分配梁22i45a6m定长导向桩1导向桩222个深水基础中除142126外其余全部采用大型双壁钢套箱围堰施工其中主墩采用圆形围堰其余采用矩形围堰
中层分配梁3 2I45 a(4m 定长)
2
导向桩1 导向桩2
2
中层分配梁1 2Ｉ45 a 上层横梁 Ｉ22 a @=350

沙田赣江特大桥栈桥、平台

钢管桩入泥质砂岩
二、大型双壁钢套箱围堰 22个深水基础中，除14#, 21#～26#外，其余全部采用大型双壁钢套箱围 堰施工，其中主墩采用圆形围堰，其余采用矩形围堰。为减少钻机、电 力等投入，16#、17#、19#采用先堰后桩法，14#、15#、20#、27#～34# 共12个采用先桩后堰施工。 1、围堰设计 14#、15#基础承台尺寸为15.3×10.5 ×3m，27#、28#、33#、34#基础承 台尺寸为15.3×10.0×3m，29#～32#基础承台尺寸为15.3×11.0×3m， 设计均为低桩承台钻孔桩基础，每墩8根φ2.0m钻孔桩，考虑到这14个承 台为矩形，若采取圆形套箱，平台搭设面积会较大，为减少作业平台面 积，均采用矩形双壁钢套箱，其平面尺寸为:内壁比承台尺寸一边各大 lOcm，壁厚1.2m，钢套箱高11. 3m。钢套箱设计按施工水位16m左右考虑， 钢套箱竖向分4.4m+4m+2.9m三节，其中第一节和第二节为双壁，第三节 为单壁。每节分10块加工制作。16#～20#主墩承台为圆端形，为充分利 用圆形结构不需要内支撑的特点，主墩均采用圆形双壁钢套箱。其中， 18#, 20#墩采用先桩后堰法施工。钢套箱内径21.20 m，外径23.60m，壁 厚1.20 m，立面分为5.4+3+5.49m三节，平面等分成10块制作;第三节为 单壁、无内壁板。
集团公司桥梁深水基础施工新技术、新工艺研讨暨现场观摩会
南昌枢纽西环线沙田赣江特大桥
深水基础施工技术交流
一、工程概况 二、主要施工方案比选 三、总体施工方案与施工图优化 四、关键施工技术 1、浅覆盖层条件下栈桥平台施工技术
2、大型双壁钢套箱围堰施工技术
3、大型筑岛钢筋砼沉井施工技术 4、水上移动式砼拌和站 五、遇到的问题和采取措施 六、经验教训和体会建议
11）×15.3×3m，8根φ2.0m钻孔桩，桩长16～25m。
第一部分、工程概况
2、地形地貌及水文地质情况 桥位两岸地势平缓，起伏较小，东岸为一宽阔的谷地，西岸为赣江大堤， 西大堤堤顶标高在22～23m之间;东大堤堤顶标高在26～27m之间，东西大 堤净宽约1600m。桥址处通航河段顺直微弯，枯水期河槽水面宽约720m， 在中洪水时期水面宽1400～1600m，大洪水期，西岸台地被水流淹没，水 面急剧放宽，可达2500m。 桥址处赣江水文情况:H1/300=25.87m,H1/100=25.24m,H1/20=23.44m, Q1/100=25600m3/s,V1/100=1.15m/s；枯水期水位13.94m (2006年9月23日实 测)、汛期水位20m，施工水位确定为17m。赣江的降雨多集中在4～6月， 具有雨量集中，强度大，多暴雨特点。枯水期一般在12月～次年3月，共
26#墩采用钢筋混凝土薄壁沉井围堰。
⑸围堰和钻孔桩施工的先后顺序：为拉开工序施工，合理利用资源， 16＃、17＃、19＃、21＃、26＃墩采用先堰后桩法施工；其余采用先 桩后堰法施工。
双壁钢套箱
21#-26# 吹砂筑岛钢筋砼沉井
双壁钢套箱
第三部分、总体施工方案与施工图优化
3.2施工图优化设计 ⑴适当提高承台标高，最大限度解决水下爆破难题。部分承台埋深较大， 而且还需要水下爆破，是最制约工期的因素之一。为此，对围堰周边进
L90×56×6@300
L90×56×6@300
L90×56×6@300
L90×56×6@300
6300
L90×56×6@300
300
内支撑节点处加强撑杆 2L100×100×8
L90×56×6@300
内支撑节点加强竖杆 2L100×100×8
4750
(单元1)
6000
(单元2)
4750
(单元1)
矩形双壁钢围堰设计
300
12001000
L90×56×6@300
17900 1500×9=13500
内支撑节点处加强撑杆 2L100×100×8 内支撑节点处加强撑杆 2L100×100×8
10001200
×
内支撑节点处加强撑杆 2L100×100×8
B
L90×56×6@300
B
6300
12600 1500×8=12000

沙田赣江特大桥西岸

沙田赣江特大桥东岸
第三部分、总体施工方案与施工图优化
⑶平台：15＃、20＃、27＃～34#墩采用钢管型钢平台结合栈桥配合施 工；16＃、17＃、19＃墩采用水上钢套箱独立平台；18＃墩采用钢管 型钢独立平台；14＃、21＃～26#墩由于河床面较高，采用吹砂筑岛平
台。
⑷围堰：15＃～20＃、27＃～34#墩采用双壁钢套箱围堰，其中16＃～ 20＃主墩圆形双壁钢套箱，其余采用矩形双壁钢套箱；14＃、21＃～