通吕运河特大桥施工工艺及施工方案分析
时间：2023-04-09 14:50:05 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
崔建荣，鲍金晶
(南通华荣建设集团有限公司，江苏 南通 226005)
目前，公路桥梁建设已然成为我国公路建设的重要组成部分。其建设质量与人们的出行安全息息相关，因此公路桥梁施工安全问题也受到了社会的广泛关注。公路桥梁的施工安全，离不开行之有效的施工组织设计和科学的施工过程管理[1，2]。在公路桥梁建设过程中，应当对其进行科学严格地管理，从而提升公路桥梁的施工质量和安全度。
1.1 通吕运河大桥工程简介
通吕运河大桥建设在江苏省“五纵九横五联”高速公路规划—海安至启东高速公路施工路段内，主要目的是协同该路段内其他路基工程和桥梁工程，有力强化国家高速公路网在长三角的主要骨架功能和作用。通吕运河特大桥为(53+87+49)m变截面预应力混凝土桥连续梁桥，主跨跨越航道；
跨S335处采用28 m跨径双幅现浇单箱双室预应力混凝土梁，斜跨通过，中分带设墩；
其余引桥采用25 m装配式预应力混凝土连续箱梁桥，桥梁全长903.4 m，跨径为(50+80+50)m，其余桥跨上部结构型式为装配式预应力混凝土箱形连续梁。主墩采用实体桥墩，群桩基础；
过渡墩采用桩柱式桥墩。主墩基础采用钻孔灌注桩施工工艺，两侧主墩位于现状河道以外。引桥下部结构为桩柱式桥墩、肋板式桥台，钻孔灌注桩基础，桩基按摩擦桩设计，桩基持力层为粉砂层。
1.2 工程地质与水文气象
该桥建设地段属于长江三角洲冲积平原区，地势平坦开阔，地层地貌较为简单，高程一般在1.5～2.4 m，地表沟渠纵横，水系发育，水网密布，水利化程度较高，受洪水危害较小，水文地质条件合适。该项目建设区域属于北亚热带湿润气候区，气候温和，四季分明，雨水充沛，日照充足，“梅雨”、“台风”等地区性气候明显。
据初勘水质分析资料，该区域内地表水为碱性水，属淡水，侵蚀性CO2含量较低。丰富的地表水和地下水可满足混凝土用水要求。施工过程中，在拌合站、预制场等混凝土拌和及养生用水较为集中的地方通过埋设管道连接地方供水系统作为备用水源，可大大降低引流成本。
1.3 工程特点及施工关键点
通吕特大桥主桥采用悬臂浇筑施工，悬浇跨越S335(一级)、通吕运河(规划III级)，终点与海安至启东高速公路施工标段起点衔接(桩号K97+750.000)，而吕北公路交通流量大，安全隐患较大，交通组织疏导工程量大，在施工过程中应多加注意。该桥桩基为摩擦桩，平均桩长52 m，分布有部分砂性土层，防止发生塌孔及孔底沉渣处理是桩基施工的两个关键点。按照“梁板分类集中预制”的原则，东线段中有3个标段的所有空心板梁将在设置于本路段内的合建预制场集中预制。预制箱梁共999片，工程量大，进度和质量管理难度大。
2.1 驻地项目部设置
项目部驻地和工地试验室的选址结合现场实际情况拟自行建设，满足《江苏省高速公路施工标准指南(工地建设)》的要求。项目部设置了生活区、办公区和会议室、活动室、篮球场、羽毛球场、车库、浴室等设施。项目驻地的雨水直接排入新三和港河内，生活污水采用三级沉淀后再经污水处理设备进行处理。所有生活污水严禁直接排入农田或河道内。消防设备按防火级别及面积设计配置。工地试验室设置在项目部院内，用水用电统一由项目部接入。
2.2 预制场设置
根据现场调查及节约化原则，预制场选在K109+220～K109+315吕四服务区内。按照集约化原则，箱梁采取集中预制的形式，集中预制HQ-HM1、HQ-HM2及本标段的箱梁共计999片(25 m箱梁991片、22 m箱梁8片)。板梁预制期间，派专人各种原材料、生产工艺、质量进行全过程管理，并加强对板梁出厂前强度、几何尺寸等的检查验收工作。
2.3 拌合站和钢筋加工厂设置
拌合站设置在K113+063～K113+170右侧200 m，场内设置2台75型拌合楼，每小时搅拌量75方，能够满足现场施工高峰时期桩基、箱梁、墩台盖梁施工需求。利用相关传感设备，对水泥混凝土拌合站关键参数进行实时采集、传输、分析、预警、评价，以达到智能管控效果。清洗罐车、混凝土搅拌机水采用四级沉淀，水池设置抽水泵将第四级沉淀池内的水抽入罐车作为清洗水，达到循环利用、节约用水的目的。为了减小运输成本及方便施工，全线设置2处钢筋加工场，分别在预制场内和拌合站附近。
2.4 施工便道、便桥设置
便道结构为2 cm沥青表面处治+15 cm厚水泥稳定碎石基层+30 cm厚砖渣+50 cm厚5%石灰土，便道横坡为2%。施工期间由专人负责便道的日常检查和养护，配备2台洒水车洒水。便道路口设置限速标志，于建筑物、道路转角、视线不良地段设置明示标志，跨越(临近)道路施工设置警告标志，道路危险段设置防护及警告标志。便桥桥头设置限高、限载、限速标志，桥面设栏杆防护，在适当位置设置醒目的警示反光标志。
2.5 取土场、弃土场设置
本着节约资源、少占耕地的原则，本路段取消了原设置的取土场，采用外购土。弃土场计划选在服务区和互通区内，弃土场主要存放清表土和沟塘清淤土，该部分弃土可用于后期的复耕。
2.6 前期准备
在大桥施工前期要做好相应的准备工作，如技术准备、劳动组织准备、劳资准备、施工机械准备、施工现场准备、财务资金准备等，以保证后期施工的有效开展。
在相关准备工作完成后，首要工作是主桥桩基施工，接着是引桥桩基施工，然后是桥梁下部结构施工，最后是桥面系及附属工程施工。桥梁上部结构施工分为板梁安装、箱梁架设、悬浇及现浇施工。板梁安装按照下部结构完成时间进行安排，箱梁安装顺序为通吕线特大桥西侧引桥→通吕线特大桥东侧引桥。通吕线特大桥主桥采用双幅同步施工。
3.1 施工控制测量方案
施工放样前应仔细阅读设计图纸，核算放样点坐标数据以及标注尺寸，记录好核算结果，准备好仪器和工具(仪器必须在有效的检定周期内)方可用其放样。在主体结构施工的测量放线中，应遵循二次放样、三线定位、内外结合、主次分明、步步校核的原则。
3.2 试验检测方案
试验检测工作是本工程项目质量保证体系的重要组成部分，是施工生产中对工程质量预控及验证结果的必要技术手段。其基本任务是：通过试验科学地鉴定原材料、成品、半成品和结构物的质量；
通过试验设计经济可靠的成分配合比；
通过试验确定适宜的施工工艺；
在保证质量的原则下节约原材料、降低成本、加快工程进度，提高经济效益和社会效益。
3.3 钻孔灌注桩施工工艺及方案
根据墩位处的实际环境和地质条件以及基础设计的具体形式，为保证工程质量、加快工程进度，确保基础顺利完成，本标段桩基采用回旋钻进行施工，部分桩基拟试用旋挖钻施工。具体施工工艺如下。
(1)泥浆的制配和循环系统。钻孔施工开始前于泥浆池内按比例注水，投入黏土，选择黏土要求水化快，造浆能力强、粘度大，必要时加入添加剂并调整泥浆指标符合要求。制定完善的操作工艺，严格按操作工艺施工。泥浆池外围设置防护栏杆，并设置警示标志。
(2)钻机安装、调试。钻机安装之前，根据桩位坐标测量放出桩孔位置，用线绳拉出桩位中心，铺设好方木，通过汽车吊吊装钻机，整体安装就位。钻机就位时，测量检查其平面位置、转盘中心位置以及平整度；
保证钻机顶部的中心、转盘中心、桩孔中心基本在同一铅垂线上。
(3)钻进成孔、清孔。桩基成孔采用正循环钻孔方式。终孔后及时进行清孔。清孔时将钻具提离孔底约15 cm左右，缓慢旋转钻具，将孔底钻渣清除干净，同时调整泥浆的技术指标。在钢筋笼和导管安装好、混凝土浇注之前，进行孔底沉渣厚度测量，若沉渣厚度超出设计规定值，要进行二次清孔。
(4)钢筋笼加工
钢筋笼加工制作时分加密区、非加密区和骨架笼。钢筋笼内部每2 m设置一道加劲箍。为确保钢筋笼保护层，钢筋骨架上事先牢固设置高强混凝土垫块，每隔2 m，沿圆周等间距绑扎4块。
(5)钢筋笼下放
导管采用无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性。导管安装前要检查其内壁光滑度，并编号记录。导管应放在孔中心，导管下放工作应尽量缩短时间，减少孔底沉淀。
(6)二次清孔
在钢筋笼下放就位、导管安装完成后，再次进行孔底沉渣厚度的测量，若沉渣厚度不满足要求，则进行二次清孔。直到孔底沉渣厚度满足要求，经监理工程师验收后，再进行混凝土的灌注。
(7)混凝土灌注
混凝土封底灌注采用隔水球、拔塞法施工。混凝土车到达现场后，两车混凝土同时到场后才允许进行首批混凝土灌注。通过操控卸料的快慢，保证料斗内在初灌时始终存有适量混凝土。首批混凝土灌注成功后，随即转入正常灌注阶段。当混凝土灌注临近结束时，再一次核对混凝土的灌入方量，以确定所测混凝土的高度是否准确，当确定混凝土的顶面标高到位后，停止灌注，及时拆除灌注导管。灌注完成时，混凝土面应高于设计桩顶标高0.5～1 m，以保证桩头混凝土质量。
3.4 主桥上部结构施工
(1)安装施工支架，安装主墩处永久支座；
安装临时固结的支座垫块，然后在支架上浇筑墩顶现浇梁段0#块；
张拉0#块预应力钢束，先纵向后横向再竖向。
(2)安装挂篮和进行悬臂浇筑施工所必需的施工机具，每个挂篮自重按60 t控制。
(3)浇筑1#块、养护、张拉对应钢束；
一个块件的施工周期按10 d控制(其中移动挂篮为1 d，绑扎钢筋、浇筑混凝土、养护需7～8 d，张拉预应力钢束1 d)。
(4)移动挂篮，浇筑下一梁段、养护、张拉；
重复以上施工顺序，逐段施工梁段；
搭设边跨侧现浇施工支架，浇筑边跨侧现浇段及养护。
(5)拆除悬浇挂篮，边跨和中跨同时安装同等重量的合拢段吊架，在边跨和中跨悬臂端同时施加合拢段自重一半的压重，调整箱梁姿态，安装边跨合拢段的劲型骨架，在一天中温度稳定且较低时锁定劲性骨架。吊架自重按30 t控制。
(6)边跨合拢段浇筑、养护、张拉对应预应力钢束，浇筑过程中边浇筑边减轻压重，拆除吊架，准备中跨合拢。
(7)拆除支架；
解除主墩处的临时固结，并采取纵向限位措施，限制主梁的纵向移动；
调整箱梁姿态，安装中跨合拢段劲性骨架，在一天中温度稳定且较低时锁定劲性骨架；
浇筑中跨合拢段(浇筑过程中，边浇筑混凝土边减轻压重)、养护、张拉；
应遵循先底板后顶板束，先长束后短束的原则，同类型钢束应两侧对称张拉；
拆除中跨吊架和劲性骨架。
(8)体系转换，施工桥面系。
通吕特大桥主桥是海启高速公路标段桥梁工作的重点，应该特别重视其施工交叉作业和交通组织疏导工作，以及桩基工程中的防塌孔及孔底沉渣处理工作。桥梁施工过程中，需要合理安排施工计划，进行有效施工过程管理控制。在该桥梁施工过程中，严格按照科学的施工方法和相关的标准施工，必须加强对每一环节的控制与监管。从标准化场站建设到实体施工，争取将工程项目建设成最高水平的品质示范工程。
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