南宁市永和大桥设计与施工综合技术.doc

南宁市永和大桥设计与施工综合技术 一、工程概况 南宁永和大桥位于南宁市区,横跨琶江,为下承式钢管混凝土变高度桁式有推力无铰拱桥,桥面宽35m,全桥跨径组合6×25m(引桥)+398.72m(主桥+13×25m(引桥),全长873.72m,主拱矢跨比1/4.5,主桥跨径346.71m。 钢管拱由2 条拱肋组成,两条拱肋由26 道横联连成整体,横联结构为X 型。拱肋桁架为8～13.293m的变高桁架,净高76.83m ,单侧拱肋等宽度3m。拱肋上、下弦杆截面为平放的哑铃形,主拱肋为φ1220×16(20)mm钢管,通过缀管(缀板)连接,上下游拱肋中心距为 20.5m。腹杆钢管为610mm×10mm(510mm×10mm)。两拱肋之间设置 16 道横向联系。每条拱肋每条拱肋由14个节段和一个合拢段组成,全桥两条拱肋共46个吊装节段(包括肋间横联 16个)。节段吊装重量为95～131.5t,节段长度为18.02 ～37.13 m。拱肋节段最大长度(弧长)37.548m,最大高度14m,最大吊装重量 122t(含吊具设计吊重170t);拱肋间横联吊装重量13～63t,每个长度18.72m。该桥钢管拱空管质量(包括横撑)达3600t 。 主桥两岸桥台采用大型沉井基础方案,南岸桥台沉井平面尺寸为40m×40 m,高19m,纵横方向各有2条隔墙将沉井分为9个隔仓。 图1　主桥结构布置 二、南岸桥台沉井基础施工 1、施工方案简述 沉井共分10层浇筑,分层厚度为:其中9次每次浇筑2 m,1次浇筑1 m。第1节沉井(刃脚部分)制作采用土模施工,土模内安装钢刃脚模板;标准节段沉井采用组合钢模、翻转模施工工艺进行施工。沉井采用排水挖土法下沉(即干挖),分3次下沉到位,每次下沉6～7 m,共下沉19 m;沉井下沉到位后依次浇筑封底、填芯及盖板混凝土。 2、施工控制难点及解决方案 2.1沉井第1节施工方案 沉井开工为4月上旬,5月初为邕江汛期,应确保汛期之前沉井第1节嵌入土中,以防在汛期造成沉井偏位。第1节沉井制作成功与否是整个沉井施工好坏的关键,为确保第1节沉井顺利完成,进行了几种施工方案比较。常规的砂垫层抽垫木的施工方法成本过高,工序多,操作困难,而且各工序的施工质量难于保证,工期也不能满足要求。而且抽垫木时,后期多数垫木被剪断,易引起沉井在砂垫层中不均匀沉降和偏位。根据沉井位置地质报告,在59～66 m标高处地质为亚粘土和亚砂土,适合采用土模施工。综合考虑施工难易度、成本和工期等诸多要素,最终决定第1节沉井采用土模的施工方法。 2.1.1土模施工控制要点 土模施工第1节沉井较常规方法存在以下控制难点:土模开挖时容易塌方、沉井结构尺寸难以控制以及水对土模的影响,主要采取以下措施解决。 (1)场地平整及碾压 在土模开挖前需对场地进行平整,平整度控制在10cm以内,松散的土层或淤泥层要进行换填,为保证土的密实度,防止开挖时塌方,须进行碾压,碾压采用不小于30t的振动压路机反复进行。在沉井周围设有排水沟,防止下雨时水流入土模内。 (2)土模开挖 土模开挖采用小型挖掘机分阶段进行,人工补挖及修复。开挖前测量放样定出沉井轮廓线,开挖时从一侧向另一侧顺序进行,边开挖边后退,保证机械不对已开挖好的土模造成挤压甚至塌方。挖出的土不能堆放在土模四周,需及时运走。超挖部分在钢刃脚安装好以后回填细砂注水夯实;底面相对标高偏差要控制在1cm内,超挖部分回填砂夯实以后才能安装钢刃脚,修好后的土模不能裸露时间太长,要及时安装刚刃脚并设置临时支撑。 2.1.2钢刃脚模板制作及安装 为便于刃脚混凝土浇注成型、下沉,决定用4mm钢板加工制作沉井刃脚模板,钢刃脚模板在工厂分节段加工制作。制作时为防止变形过大设有专门胎架,每加工好1节用专门吊装架吊装放入储运架,由汽车运至施工现场,再利用沉井旁2台塔式吊机分块吊装。由于土模开挖时由一侧向另一侧进行,为缩短土模裸露时间,每挖好一段就安装一段钢刃脚,两者要同步协调进行。在开挖好的土模内,将分节段制作好的刃脚模板对接拼焊,使之成为一个整体结构;焊接采用单面施焊。刃脚模板内用上、下托及水管作临时支撑,防止土模塌方或钢刃脚产生较大变形;钢刃脚安装时要确保其安装精度。 2.2沉井分层制作厚度 设计要求沉井每次浇注4m,混凝土约2100m3,综合考虑以下3个方面的原因,决定改为每次浇注2m:①拌和楼的生产能力为50 m3/h,1次浇注4m需40多个小时,浇注时间太长,混凝土初凝时间为12h,分层浇注时上下层混凝土连接不好,容易断层;②每次浇注4m,地基的承载力不够,在浇注过程中容易造成沉井不均匀沉降,引起开裂;③每次浇注4m需模板2800m2,成本太高。 2.3井内排水 沉井内渗水主要包括2个方面:①由于河水水位高于沉井内取土面,开挖圆砾层有水渗出,渗水