学术咨询

让论文发表更省时、省事、省心

平潭海峡公铁大桥施工关键技术

时间:2020年02月07日 分类:科学技术论文 次数:

摘要:平潭海峡公铁大桥的FPZQ-3标段全长约11.15km,包括3座通航孔桥(双塔钢桁混合梁斜拉桥)、34孔简支钢桁结合梁桥、119孔混凝土箱梁桥。针对风大、浪高、水深、流急、潮差大及地质条件复杂等工程特点,对施工期间的风浪进行监测及预报,以指导施工;基础采

  摘要:平潭海峡公铁大桥的FPZQ-3标段全长约11.15km,包括3座通航孔桥(双塔钢桁混合梁斜拉桥)、34孔简支钢桁结合梁桥、119孔混凝土箱梁桥。针对风大、浪高、水深、流急、潮差大及地质条件复杂等工程特点,对施工期间的风浪进行监测及预报,以指导施工;基础采用“先平台后围堰”的方案施工,采取了长栈桥、钻孔平台及超大直径钻孔桩等施工技术,桥塔墩承台采用哑铃形防撞箱围堰施工;桥塔采用全封闭液压爬模施工,采取了全封闭防风液压爬模抗风、11000kN·m塔吊及塔吊附墙抗风、空间桁架横撑等施工技术;通航孔桥钢桁梁采用整节段全焊制造、拼装,利用架梁吊机或3600t浮吊整节段海上架设;混凝土箱梁采用海上造桥机和现浇支架施工;简支钢桁梁采用工厂整孔制造,船运至现场后利用3600t浮吊整孔吊装。

  关键词:跨海峡大桥;公路铁路两用桥;斜拉桥;超大直径钻孔桩;吊箱围堰;钢桁梁;混凝土梁;施工技术

大桥施工

  建筑工程论文范文:超浅埋隧道下穿高速公路安全施工技术

  摘要:三南铁路温泉隧道下穿綦万高速公路,以此提出超浅埋隧道安全施工技术,即在隧道下穿施工前,采取大管棚超前支护,隧道下穿时洞身采用三台阶七步预留核心土弧形法机械开挖、利用满铺钢栈桥加强高速公路路面防护,同时根据路面下沉监测及洞内监控量测反馈信息指导施工,并采取限速、封闭施工区域行车道等交通管制措施,实现超浅埋隧道安全穿越既有高速公路。

  1概述

  1.1工程概况

  平潭海峡公铁大桥为福平铁路的控制工程,是目前世界上最长的跨海峡公铁大桥,也是我国第一座跨海峡铁路大桥。大桥上层为时速100km的6车道高速公路,下层为时速200km的双线Ⅰ级铁路,桥梁全长16.45km[1-3]。FPZQ-3标段是其中水深最深、浪涌最大、大风最频繁的一段,全长11.15km,途经人屿岛、长屿岛、小练岛和大练岛4座岛屿,跨越元洪航道、鼓屿门水道、大小练岛水道3条航道。

  FPZQ-3标段共包含3座通航孔桥(元洪航道桥、鼓屿门水道桥和大小练岛水道桥,均采用双塔双索面钢桁混合梁斜拉桥结构,主跨分别为532,364,336m)、深水高墩区34孔非通航孔桥(采用简支钢桁结合梁结构,跨度为80m、88m)、浅水及陆地高墩区73孔非通航孔桥(采用混凝土箱梁结构,跨度为49.2m)[4]、陆地低墩区46孔非通航孔桥(采用混凝土箱梁结构,跨度为40.7m)。3座通航孔桥中,除鼓屿门水道桥的主墩和辅助墩采用4.9m钻孔桩,大小练岛水道桥的边墩、辅助墩采用3.0m钻孔桩外,其余各墩均采用4.4m钻孔桩基础。桥塔墩均采用圆端哑铃形承台,边墩和辅助墩采用矩形承台。

  1.2建设条件

  桥址海域为典型海洋季风气候,海峡呈东北狭长状,内窄外宽,且被众多岛礁分割成多个狭长道,与外部台湾海峡连通,海况十分恶劣,风大、浪高、水深、流急、潮汐明显[5-6]。全年6级以上大风天气超过300d,有效作业时间短。台风登陆频次高,年平均登陆6~8次。百年一遇最大风速为44.8m/s,百年一遇最大浪高为9.69m,最大施工水深为45m,最大流速为3.09m/s,最大潮差为7.09m。桥位区域地质环境极为复杂。海床起伏大,最大高差达27m。岩面倾斜裸露,光板岩区段长达7km,约占全区段61%;岩石强度高(基岩以花岗岩、流纹岩和火山角砾岩为主,岩石强度高达213MPa),同时有较多大直径球形风化残留体。

  2总体施工方案

  大桥处于复杂的海洋环境,施工期间对风、浪进行监测及预报,以指导施工。结合该桥处海况自然条件和主体结构特点,大桥水中基础采用“长栈桥+施工平台”的方案施工,将岛屿和海上平台作为生产和生活基地,分别修建栈桥连通至各墩位,将海上施工转化为栈桥及平台施工;基础采用“先平台后围堰”的方案施工,先搭建平台进行钻孔桩施工,再采用钢围堰施工承台;桥塔采用全封闭液压爬模施工;斜拉桥钢梁采用大节段工厂制造,利用架梁吊机或3600t浮吊整体吊装;80(88)m简支钢桁梁采用工厂整孔制造,船运至现场后利用3600t浮吊整孔吊装;混凝土箱梁采用海上造桥机和现浇支架施工。

  3风、浪监测及预报技术

  该桥桥址所处海洋环境作用的基本特点是强度大、变化幅度大、变化速度快,具有很显著的不确定性。环境作用的不确定性和耦合性给大桥施工带来前所未有的难题。由于桥址附近无海洋监测站,为给大桥建设提供准确的风、浪预测信息,以指导现场施工方案制定、施工生产组织,保证施工安全和工期要求,对施工期的风、浪进行了监测及预报。(1)复杂海域跨海大桥桥址处风、浪监测。为掌握平潭海峡公铁大桥施工海域的环境要素特征,在桥址处选择一定数量的特征点,布置风速风向仪、波浪仪、海流计分别对桥址处的风、浪、流环境要素进行实时监测;并对实测数据进行统计分析,研究环境因素特征。

  (2)复杂海域风、浪要素预报。桥址处局部场地特征明显,海洋预报台预报的环境数据与现场实测数据存在较大差异,难于指导施工调度。针对此问题,提出预测桥址处风、浪特征值的方法。首先在积累桥址处的风、浪要素实测数据的基础上,通过机器学习建立桥址处风、浪要素与外海海洋预报台预报数据之间的关系;然后利用外海预报数据,预测桥址处一段时间内的风、浪要素。

  4主要施工关键技术

  4.1长栈桥施工技术

  为减少恶劣海况对施工作业的影响,采用“长栈桥+施工平台”的方案施工。沿桥梁主体结构通长布置栈桥,栈桥总长7558.8m,划分成11个区段。栈桥按公路Ⅰ级荷载,通行100t履带吊机进行设计。

  针对恶劣海况条件和复杂地质环境下的栈桥施工效率低、承受水平力大、钢桩入岩困难、联结系安装困难等问题,为保证栈桥的顺利施工,采取以下关键技术:(1)采用超强跨越能力的大桥1号桁梁。在水深、风浪大、岩石强度高的海洋环境中,为节约栈桥基础投资、缩短栈桥的施工工期,应减少栈桥的基础数量。在栈桥设计时,水深大于18m区段的栈桥主梁采用具有超强承载力的大桥1号桁梁,通行履带吊机的区段大桥1号桁梁的最大跨度可达36m。(2)采用可以抵抗超常规水平力的多种栈桥基础形式。针对桥址的水深和地质条件,栈桥采用多种基础形式,根据不同水深设计了1.2,1.5,2.0,2.4m的大直径钢管桩,以提高栈桥的纵、横向刚度,避免设置水下联结系;同时,增大钢管桩横向间距至9m(进一步提高栈桥的横向刚度),以抵抗超常规约30倍的水平力(100年一遇波浪力和水流力)。

  (3)采用小型导管架结构辅助栈桥基础施工。针对超深水、浅(无)覆盖层或裸岩区域,栈桥钢管桩施工存在纵、横向刚度不够及单桩自稳困难等问题,设计了较小平面尺寸的小型导管架结构,以辅助栈桥基础施工。根据栈桥平面尺寸、承载要求及水深条件确定小型导管架结构的尺寸。小型导管架在工厂完成加工制造,出海浮运至栈桥桩位,利用浮吊整体吊装下放。

  4.2导管架钻孔平台施工技术

  针对在深水、浅(无)覆盖层区直接插打支撑桩不能自稳的问题,采用导管架钻孔平台技术。导管架钻孔平台是由多根导管及联结系组成的排架结构。导管架在工厂制造并拼装成整体,拼装后滑移至出运码头,利用2000t浮吊分榀整体吊装、运输至桥位。导管架运输至桥位后整体下放着床,通过导管架自重反压定位角桩入岩,并利用角桩静压吊挂调平系统实现导管架精确调平。导管架下放到位后,利用打桩船快速插打导管架支撑桩,并将重量转换至支撑桩。

  5结语

  平潭海峡公铁大桥建设面临风大、浪高、涌激、强台风、复杂地质等恶劣条件,给大桥施工带来了巨大挑战和超高风险。针对该桥工程特点及难点,施工中,采取了深水和浅(无)覆盖层长栈桥、施工平台搭建、复杂海域条件下超大直径钻孔桩施工、抗强波流力大型承台基础施工、海峡大风环境高塔施工、复杂海域下大节段和整孔钢桁梁架设等技术。以工厂化技术为指导、信息化技术为保障,化部分海上施工为半陆地施工,化高空作业为地面作业,化强风为弱风,化强浪涌集中受力为分散多点抵抗,从而降低了海洋环境施工作业风险,确保大桥的顺利施工,为海洋桥梁工程建设积累了成功的经验,为后续工程施工提供有益的借鉴。

NOW!

Take the first step of our cooperation迈出我们合作第一步

符合规范的学术服务 助力您的学术成果走向世界


点击咨询学术顾问