馬鞍山長江公路大橋建設(shè)技術(shù)與創(chuàng)新（ppt93頁）

1、馬鞍山長江公路大橋建設(shè)技術(shù)與創(chuàng)新安徽省高速公路控股集團(tuán)有限公司殷永高2014.3馬鞍山大橋建設(shè)技術(shù)及工法創(chuàng)新第一篇馬鞍山長江公路大橋建設(shè)技術(shù)與創(chuàng)新原始創(chuàng)新系列根式基礎(chǔ)研究與應(yīng)用第二篇第一篇 馬鞍山大橋建設(shè)技術(shù)及工法創(chuàng)新第一篇 馬鞍山大橋建設(shè)技術(shù)及工法創(chuàng)新馬鞍山大橋概況一馬鞍山大橋施工三馬鞍山大橋設(shè)計(jì)二馬鞍山大橋建設(shè)技術(shù)及工法創(chuàng)新第一篇目錄馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新四一、馬鞍山大橋概況 大橋路線起于馬鞍山市和縣姥橋鎮(zhèn)省道206，終點(diǎn)止于當(dāng)涂縣牛路口，全長36.274公里，其中跨江主體工程長11.209公里。投資概算70.8億元。建設(shè)工期5年。姥橋牛路口路線方案圖1.1 建設(shè)規(guī)模5一、馬鞍山大橋概況1

2、969年至2006年河床斷面變化過程（動(dòng)畫） 左汊主橋橋位處深槽左右擺動(dòng)，近40年來橋址處深泓擺動(dòng)最大幅度為1200米。1.2 河勢分析6一、馬鞍山大橋概況首座實(shí)施的千米級(jí)三塔兩跨懸索橋方案 為覆蓋整個(gè)變化的通航水域，建設(shè)團(tuán)隊(duì)首次在世界上提出了千米級(jí)三塔兩跨懸索橋方案，主跨跨度由日本小鳴門橋的160m突破到1080m。1.3 橋型方案21080米三塔兩跨懸索橋7中塔鞍座內(nèi)滑移系數(shù) 三塔兩主跨懸索橋方案的結(jié)構(gòu)受力不同于兩塔單主跨懸索橋結(jié)構(gòu)。由于多了一個(gè)主跨，主纜對(duì)中塔塔頂?shù)募s束較邊塔弱。當(dāng)一主跨滿載，另一主跨少載或空載時(shí)，中塔兩側(cè)主纜將出現(xiàn)纜力差值。 1.4 設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及解決方案 21080m

3、三塔懸索橋方案中塔頂鞍座承受的不平衡纜力、避免主纜在鞍座內(nèi)滑動(dòng)問題是本方案的關(guān)鍵技術(shù)問題。一、馬鞍山大橋概況2009-6-4圍繞減小主纜在中塔頂兩側(cè)產(chǎn)生不平衡纜力的思路，針對(duì)結(jié)構(gòu)體系、主塔剛度，開展了多方案分析計(jì)算。塔梁連接方式 通過分析認(rèn)為，在中塔處采用塔梁固結(jié)體系對(duì)降低主纜在中塔兩側(cè)產(chǎn)生的不平衡纜力、提高主纜與鞍座間的抗滑移安全系數(shù)、增大結(jié)構(gòu)的豎向剛度效果顯著，同時(shí)，中塔處采用塔梁固結(jié)方式，取消塔梁間豎向、橫向支座和縱向彈性索，簡化了結(jié)構(gòu)的支承體系，方便了后期養(yǎng)護(hù)，因而本方案推薦采用中塔塔梁固結(jié)體系。一、馬鞍山大橋概況1.4 設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及解決方案主塔結(jié)構(gòu)形式 分別對(duì)中塔的主塔材料、主塔剛

4、度、主塔的形狀進(jìn)行了研究，通過研究最終確定中塔柱采用I字形、鋼-混凝土混合塔，即方案一。一、馬鞍山大橋概況1.4 設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及解決方案二、馬鞍山大橋設(shè)計(jì) 鋼-混疊合塔。確保中塔剛度適中，并避免下塔柱采用鋼結(jié)構(gòu)帶來的防腐難題。鋼-混疊合塔塔梁固結(jié)結(jié)構(gòu)體系根式基礎(chǔ) 塔梁固結(jié)體系。提高塔頂鞍座與主纜的抗滑移安全系數(shù)。 具有原創(chuàng)性的根式基礎(chǔ)。充分發(fā)揮基礎(chǔ)周邊土體作用，大幅提高承載能力。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：11三、馬鞍山大橋施工 塔高175.8m，混凝土下塔柱高37.5m，鋼塔柱高127.8m，塔頂裝飾段高10.5m。 基礎(chǔ)采用69根直徑3m、長80m的鉆孔樁。 承臺(tái)尺寸為80.2m43m7m。127.8（鋼塔

5、）54801037.510.5（砼塔）3.1 懸索橋中塔基礎(chǔ)施工12三、馬鞍山大橋施工 吊箱鋼圍堰尺寸為83.946.711.76m，重達(dá)23000KN，浮運(yùn)時(shí)吃水深1m左右，定位時(shí)吃水深5.4m。鋼吊箱制作3.1.1 吊箱鋼圍堰制作與定位鋼吊箱下水（視頻）13三、馬鞍山大橋施工主錨尾錨鋼吊箱定位船定位船邊錨鋼吊箱邊錨定位船邊錨鋼吊箱邊錨鋼吊箱精確定位示意圖14三、馬鞍山大橋施工 69根直徑3m、長80m的鉆孔樁。鋼護(hù)筒直徑3.2m，長45m，入土深度約23.5m。鋼護(hù)筒振沉3.1.2 大直徑樁基礎(chǔ)施工1、鋼護(hù)筒振沉利用45根鋼護(hù)筒與圍堰固結(jié)，形成無樁度洪體系，安全度洪。15三、馬鞍山大橋施工

6、 采用10臺(tái)KPG3000、KTY3000、KTY4000型鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)，通過加大配重、設(shè)置鉆頭導(dǎo)向裝置、反復(fù)掃孔等措施保證鉆孔垂直度。2、樁基施工 利用運(yùn)輸船實(shí)現(xiàn)83m鋼筋籠分3節(jié)入孔的記錄，僅有2個(gè)接頭。鉆孔鋼筋籠下放16三、馬鞍山大橋施工 平面尺寸為60.2m55.4m（第一、二節(jié)沉井長和寬分別為60.6m和55.8m）的矩形截面，高48m，共分九節(jié)，布置 25個(gè)井孔。 分三次接高三次下沉(1-4節(jié)，5-6節(jié)，7-9節(jié)）。3.2 懸索橋錨碇沉井施工17三、馬鞍山大橋施工3.2.1 鋼殼沉井拼裝及就位鋼殼就位后周圍采用砂袋加固3.2.2 沉井接高澆筑接高節(jié)段混凝土18三、馬鞍山大橋施工3.

7、2.3 沉井下沉1、首次下沉降排水下沉工藝吸泥施工吹填砂降排水第1-4節(jié)下沉歷時(shí)29天，沉井下沉16.66m，平均每天下沉57.4cm。19三、馬鞍山大橋施工2、第二次下沉半排水下沉工藝 第2次(第56節(jié))下沉用時(shí)22天，下沉量為11.37m，平均每天約51.7cm。20三、馬鞍山大橋施工3、終沉采用空氣幕助沉 終沉階段，開啟空氣幕助沉，每開啟一次空氣幕，均能下沉40cm左右，最多一次達(dá)到80cm，平均每天下沉約60cm?？諝饽恢粒ㄒ曨l）21三、馬鞍山大橋施工 采用遙控飛艇牽引的方法牽放2mm迪尼瑪先導(dǎo)索過江，選擇風(fēng)速較小、風(fēng)速穩(wěn)定時(shí)過江。3.3.1 貓道架設(shè)1、先導(dǎo)索架設(shè)飛艇牽引先導(dǎo)索過江

8、塔頂導(dǎo)線輪3.3 懸索橋上構(gòu)施工22三、馬鞍山大橋施工 先導(dǎo)索牽引到位后，再通過4次置換對(duì)接和機(jī)械牽引，實(shí)現(xiàn)25級(jí)導(dǎo)索的架設(shè)，并最終完成牽引索的架設(shè)。 序號(hào)名稱規(guī)格破斷拉力(kN)單位質(zhì)量(kg/m)1級(jí)繩先導(dǎo)索2迪尼瑪繩40.0032級(jí)繩過渡索13迪尼瑪繩100.0093級(jí)繩過渡索213迪尼瑪繩118.70.0724級(jí)繩過渡索322鍍鋅鋼絲繩3222.025級(jí)繩牽引索36鍍鋅鋼絲繩8635.432、牽引索架設(shè)牽引索架設(shè)相關(guān)數(shù)據(jù)表23三、馬鞍山大橋施工 貓道采用四跨連續(xù)形式，寬度為4米，中跨有7個(gè)通道，邊跨有2個(gè)通道。 3、貓道架設(shè)24三、馬鞍山大橋施工3.3.2 主纜架設(shè) 索股架設(shè)采用雙線往

9、復(fù)門架拽拉式牽引系統(tǒng)，牽引卷揚(yáng)機(jī)安裝在北錨后，存索區(qū)和放索裝置位于南錨后。 25三、馬鞍山大橋施工3.3.3 鋼箱梁安裝 全橋梁段成對(duì)稱布置，共劃分為135個(gè)節(jié)段，分為A、B、C、D、E、F、G、H八種類型。梁段A/AB/BC/CD/DE/EF/FG/GH長（m）10.5161616161619.318.2重量（t）291.1273.4267.2262.7266.7274.2350.1726.0節(jié)段數(shù)量2221202421鋼箱梁標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段26三、馬鞍山大橋施工 安裝原則：同步、對(duì)稱；合龍時(shí)，先邊塔后中塔。 總體安裝順序：從跨中33、34 (33、34 )號(hào)吊索梁段開始，同步對(duì)稱向索塔方向分4個(gè)作

10、業(yè)面進(jìn)行鋼箱梁吊裝施工。 全橋共設(shè)4個(gè)合龍段，分別在主跨的5、64 (5、64 )號(hào)吊索對(duì)應(yīng)梁段。1、安裝順序27三、馬鞍山大橋施工 中塔塔梁固結(jié)處合龍段：主要采用溫差合龍和牽引預(yù)偏共同作用，合龍空間比合龍段1322cm（預(yù)留焊接收縮量影響）。 合龍時(shí)溫度較低，合龍空間較高溫季節(jié)大，再者如果合龍空間不足，將主跨整跨鋼箱梁向邊跨牽引預(yù)偏，確保合龍空間。中塔梁段合龍梁段合龍相鄰梁段L-(1322)cmL牽拉2、中塔處合龍段吊裝控制28中塔側(cè)合龍(64#)：溫差合龍；儲(chǔ)備措施：邊跨側(cè)牽拉預(yù)偏；邊塔側(cè)合龍(5#)：牽拉預(yù)偏；合龍要求：合龍空間合龍段梁長+2030cm；起吊方式：垂直起吊。 最終，僅用時(shí)

11、2個(gè)多月完成全部136節(jié)段鋼箱梁吊裝工作，在創(chuàng)造國內(nèi)懸索橋鋼箱梁安裝速度新紀(jì)錄的同時(shí)，有效確保了合龍精度。鋼箱梁吊裝 鋼箱梁合龍三、馬鞍山大橋施工四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 工法一 GGG(中企) C2070-2012 -鋼混疊合塔塔柱施工工法 工法二 GGG(皖) C3082-2013 -提升超高鋼筋混凝土索塔品質(zhì)施工工法工法三 GGG(皖) C3088-2013 -懸索橋索股架設(shè)施工工法工法四 GGG(皖) C3083-2013 -拱形鋼筋混凝土塔柱變曲率模板施工工法30大橋在建設(shè)團(tuán)隊(duì)在建設(shè)中針對(duì)特大橋梁施工中超高塔柱混凝土品質(zhì)、錨碇大體積混凝土品質(zhì)控制、纜索精確架設(shè)、曲線混凝土塔柱施工等

12、常見難題，通過摸索和攻關(guān)，精益求精，實(shí)現(xiàn)了以下四個(gè)工法的創(chuàng)新。4.1 鋼混疊合塔塔柱施工工法 GGG(中企) C2070-2012 31四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 懸索橋中塔采用鋼混疊合結(jié)構(gòu)，下塔柱為預(yù)應(yīng)力混凝土塔，上塔柱為鋼塔。施工難點(diǎn)：中塔采用大規(guī)模的鋼混疊合結(jié)構(gòu)，必須保證疊合段混凝土與鋼底板的密貼性，確保上下塔柱受力傳遞性能。32四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新4.1.1 工法特點(diǎn) 勁性骨架定位鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道內(nèi)腔鋸齒塊處設(shè)置模板填充塊1、下塔柱施工定位勁性骨架模板增加填充塊T1節(jié)段鋼絞線疊合段 鋼混疊合段高2m。T1節(jié)段高5.8m，底板平面尺寸為15.97.8m，下塔柱頂平面尺寸為17.09

13、.2m。 施工難點(diǎn)： 針對(duì)大規(guī)模的鋼混疊合結(jié)構(gòu)，必須保證疊合段混凝土與鋼底板的密貼性，確保上下塔柱受力傳遞性能。2m332、鋼混疊合段施工四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新鋼混疊合段示意圖1）疊合塔墩接頭及塔梁固結(jié)模型試驗(yàn) 為驗(yàn)證結(jié)構(gòu)受力合理及施工工藝可靠，開展了1/4模型試驗(yàn)。2）混合料性能試驗(yàn) 為保證混合料的密實(shí)性與密貼性，開展了近100次配合比試驗(yàn)。3）現(xiàn)場1/4模型試驗(yàn) 為確定科學(xué)合理的疊合段混凝土澆筑工藝，現(xiàn)場開展了3次不同方案的澆筑對(duì)比試驗(yàn)。開展疊合段相關(guān)試驗(yàn)34四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新1/4模型試驗(yàn)配合比試驗(yàn)現(xiàn)場1/4模型澆筑試驗(yàn)確定疊合段混凝土施工工藝 1）疊合段布置6個(gè)定位立柱實(shí)現(xiàn)

14、T1節(jié)段精確定位2）底座板下焊接剪力釘優(yōu)化疊合結(jié)構(gòu)受力性能3）澆筑195cm厚自密實(shí)混凝土+填充5cm厚高性能砂漿保證疊合段混凝土密貼性35四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新疊合段混凝土澆筑底座板下焊接剪力釘 1）研發(fā)了全球最大水平臂上回轉(zhuǎn)自升塔式起重機(jī)D5200塔吊，解決標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段整節(jié)段吊裝難題。 36標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段整體吊裝 四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新采用大噸位整節(jié)段的優(yōu)點(diǎn)： 減少現(xiàn)場安裝工序 加快安裝速度 提高安裝精度 增加結(jié)構(gòu)受力整體性3、鋼塔柱安裝 2）通過上塔柱主動(dòng)橫撐調(diào)整兩塔間距，通過鋼塔節(jié)段調(diào)節(jié)口調(diào)整修正累積誤差。37主動(dòng)橫撐設(shè)置四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新調(diào)節(jié)口布置第三道第二道第一道4.1.2

15、工法應(yīng)用成果38四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新1）實(shí)現(xiàn)了鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道的精確定位，加快了施工進(jìn)度；2）下塔柱采用填充式內(nèi)模進(jìn)行鋸齒塊施工，大大減少內(nèi)模修改量，節(jié)約內(nèi)模投入約40%；3）根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果表明疊合段頂面密實(shí)度達(dá)90%以上，有效保證了上下塔柱間的傳力性能；4）創(chuàng)造了平均2.3天安裝一節(jié)鋼塔柱標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段的新記錄，塔柱傾斜度僅為1/15000，遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計(jì)允許誤差值1/4000，兩塔中心間距誤差3.2mm低于設(shè)計(jì)允許值4mm。4.2 提升超高鋼筋混凝土索塔品質(zhì)施工工法 GGG(皖) C3082-2013 39四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 超高鋼筋混凝土塔柱受現(xiàn)場施工工藝、澆筑條件、振搗水平、混凝土養(yǎng)

16、護(hù)環(huán)境等諸多方面影響，易發(fā)生以下質(zhì)量通?。?大面平整度難以保證節(jié)段間錯(cuò)臺(tái)嚴(yán)重、接頭控制不理想鋼筋保護(hù)層合格率低混凝土裂縫工藝流程圖4.2.1 工法特點(diǎn) 40四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新加大模板剛度增加一層Doka實(shí)木板增加一層橫向鋼圍檁1、解決混凝土大面平整度難以保證問題 改變傳統(tǒng)模板背帶形式，加大模板剛度，采用新型幾字梁加方木組合。相對(duì)于傳統(tǒng)塔柱模板系統(tǒng)，該模板系統(tǒng)具有材質(zhì)更輕，剛度更大，結(jié)構(gòu)受力更合理等特點(diǎn)，從而保證混凝土大面平整度。41四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新2、解決接縫控制不理想，節(jié)段錯(cuò)臺(tái)嚴(yán)重問題設(shè)置首節(jié)塔柱模板槽解決首節(jié)塔柱與塔座連接爛根現(xiàn)象塔柱首節(jié)接縫42四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新

17、環(huán)縫切割切割后粘貼雙面膠止污染調(diào)整拉桿力臂，環(huán)縫切割工藝解決節(jié)段間錯(cuò)臺(tái)嚴(yán)重問題調(diào)整拉桿力臂43四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新3、解決混凝土保護(hù)層合格率不足問題鋼筋、模板精確空間定位鋼筋精確定位模板空間定位44四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新高強(qiáng)度保護(hù)層墊塊設(shè)置選用高強(qiáng)度保護(hù)層墊塊，保證設(shè)置密度模板空間定位雙扎絲綁扎固定保護(hù)層合格率檢測45四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 降低混凝土入模溫度4、解決混凝土裂縫控制難題 通過對(duì)砂石料設(shè)置遮陽棚、沖洗臺(tái)、拌合水制冷等措施降低混凝土澆筑入模溫度。遮陽棚沖洗臺(tái)46四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新溫濕度梯度養(yǎng)護(hù)法高溫干燥環(huán)境下頂面蓄水及噴淋養(yǎng)生季風(fēng)季節(jié)覆蓋防風(fēng)布低溫覆蓋電熱毯加

18、熱 在高空惡劣環(huán)境下，根據(jù)不同季節(jié)、天氣情況采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，并延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間，保證混凝土表面相對(duì)濕度，盡量消除因混凝土溫、濕度梯度等因素影響而產(chǎn)生的收縮變形，避免早期裂縫的產(chǎn)生。4.2.2 工法應(yīng)用成果47四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新1）有效解決首節(jié)塔柱與塔座連接爛根現(xiàn)象；2）錯(cuò)臺(tái)偏差（2mm）、大面平整度偏差（2mm）、傾斜度偏差（4mm）等技術(shù)指標(biāo)僅為規(guī)范及設(shè)計(jì)允許值的1/31/2，達(dá)到鋼塔控制精度；3）有效控制鋼筋保護(hù)層合格率在90%以上，基本解決了大體積塔柱混凝土裂縫問題，確?；炷聊途眯?。馬鞍山大橋北塔4.3 懸索橋索股架設(shè)施工工法 GGG(皖) C3088-2013 48四、馬鞍山

19、大橋施工工法創(chuàng)新 主纜承擔(dān)懸索橋上部結(jié)構(gòu)的全面恒載和活載，架設(shè)質(zhì)量的好壞直接影響懸索橋的成橋精度及使用壽命。但傳統(tǒng)架設(shè)工藝易發(fā)生以下常見問題： 索股扭轉(zhuǎn)鼓絲鋼絲鋅層受損被污染索股架設(shè)工藝流程4.3.1 工法特點(diǎn) 49四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 采用雙纏包帶措施，減少索股兩端扭轉(zhuǎn)，防止索股架設(shè)過程中出現(xiàn)的鼓絲現(xiàn)象。1、解決索股扭轉(zhuǎn)、鼓絲現(xiàn)象索股“單纏包”增至“雙纏包”“雙纏包帶”應(yīng)用50四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)端頭可自由轉(zhuǎn)動(dòng)的索股錨頭連接拽拉器，改進(jìn)索股錨頭連接方式，以利于索股端頭自由轉(zhuǎn)動(dòng)，釋放初始扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，減小索股在架設(shè)時(shí)發(fā)生的扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。創(chuàng)新型索股錨頭連接拽拉器新型索股錨頭連接

20、拽拉器51四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 通過該工序精確矯正每根鋼絲的扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，使得索股在無應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)入索鞍的卡槽內(nèi)。根據(jù)施工實(shí)踐表明，此整形工序?qū)τ诤笮虻乃鞴烧{(diào)整與錨跨張力調(diào)整非常有利，能夠大大提高工效，更能夠保證全橋荷載在索鞍處應(yīng)力的均勻分布。索股入鞍前增加一道整形工序索股整形施工52四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新首次將索股拖滾支撐架設(shè)置為彈性支撐結(jié)構(gòu) 在曲線半徑較小位置將索股支撐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為彈性支撐架構(gòu)。支撐架體上部為彈簧結(jié)構(gòu)，可以使托滾適應(yīng)索股牽引時(shí)的線型高度變化，同時(shí)能夠調(diào)節(jié)托滾支點(diǎn)壓力，使索股始終支撐在托滾上，均勻受壓，減小托滾磨損。2、防止索股鍍鋅層磨損、被污染現(xiàn)象新型彈性索股支撐架4.

21、3.2 工法應(yīng)用成果53四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新1）有效解決了索股架設(shè)階段的扭轉(zhuǎn)、鼓絲、鋼絲受損及被污染等現(xiàn)象，保證了索股架設(shè)質(zhì)量；2）改善了主纜內(nèi)鋼絲受力狀態(tài)，有效提高了主纜安全系數(shù)達(dá)2.2%；3）設(shè)施簡單易操作，減少了大量索股疏整工序，節(jié)省工期及費(fèi)用投入。馬鞍山大橋索股架設(shè)4.4 拱形鋼筋混凝土塔柱變曲率模板施工工法 GGG(皖) C3083-201354四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 變曲率塔柱在橋梁中應(yīng)用已較為廣泛，傳統(tǒng)施工則采用以直代曲的翻模施工工藝，施工精度差，難以體現(xiàn)結(jié)構(gòu)的曲線線形。 本工法研制出了一套變曲率模板體系（利用可調(diào)螺桿將面板線形調(diào)整變換為需要的曲面），同時(shí)研制出對(duì)應(yīng)的變

22、曲率爬模系統(tǒng)，形成了以變曲率爬模工藝為基礎(chǔ)的成套拱形塔柱施工工法，真正實(shí)現(xiàn)了拱形混凝土塔柱曲面成型。 拱形塔施工流程圖4.4.1 工法特點(diǎn) 55四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新1、新型變曲率模板體系，還曲代直該體系可根據(jù)不同節(jié)段的不同曲率進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整變換，避免了以直代曲所形成的混凝土折線現(xiàn)象，可有效的控制拱形塔線形施工質(zhì)量。 模板后方設(shè)計(jì)剛度較大的桁架結(jié)構(gòu)，采用爬模的上架體作為模板調(diào)整的基座。模板的曲率通過工木梁與背楞之間的調(diào)節(jié)螺桿來實(shí)現(xiàn)，橋塔各節(jié)段曲率可通過計(jì)算確定各節(jié)點(diǎn)弦弧矢高差，然后利用可調(diào)螺桿將面板線形進(jìn)行預(yù)先調(diào)整，以達(dá)到不同曲率的弧線要求。曲率調(diào)整示意圖R1為面板，R2為可調(diào)節(jié)螺桿，R3為

23、矢高值，R4為桁架龍骨。工藝原理模板架構(gòu)設(shè)計(jì)56四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新 該模板體系有六部分構(gòu)成，分別是木質(zhì)面板，工木字梁，工梁連接件，可調(diào)節(jié)螺桿，導(dǎo)向裝置，槽鋼背楞。模板體系端面圖模板體系構(gòu)成57四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新節(jié)段錯(cuò)臺(tái)控制倒角粘貼PVC條設(shè)置多層拉桿體系，保證相鄰節(jié)段模板的緊密性。針對(duì)結(jié)構(gòu)斷面倒角，粘貼PVC條倒角條控制順直度。節(jié)段錯(cuò)臺(tái)及倒角控制2、采用液壓爬模系統(tǒng)，改進(jìn)操作工藝58四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新主要包括：模板系統(tǒng)、埋件系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和架體系統(tǒng)。爬升體系構(gòu)成4.4.2 工法應(yīng)用成果59四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新1）實(shí)現(xiàn)了拱形變曲率塔曲線設(shè)計(jì)線形，確?；炷了_(dá)到了

24、鋼塔的曲線精度，線形流暢美觀；2）節(jié)段間接縫平順，大面平整，施工質(zhì)量控制效果明顯；3）變曲率爬模系統(tǒng)操作簡單，安全系數(shù)高，適用于混凝土結(jié)構(gòu)的拱形塔、曲線異形塔的高墩和高塔結(jié)構(gòu)。斜拉橋拱形塔大橋創(chuàng)新成果大橋建設(shè)團(tuán)隊(duì)取得包括“鋼混疊合、塔梁固結(jié)千米級(jí)連跨懸索橋、根式錨碇及其施工方法、小直徑自平衡根鍵式鉆孔灌注樁施工裝置”等國家專利27 項(xiàng)。包括“鋼混疊合塔塔柱施工工法 ”等國家級(jí)工法8 項(xiàng)。四、馬鞍山大橋施工工法創(chuàng)新第二篇 系列根式基礎(chǔ)研究與應(yīng)用第二篇 系列根式基礎(chǔ)研究與應(yīng)用系列化根式基礎(chǔ)的方案構(gòu)思 一小直徑根鍵式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)大直徑根式沉井基礎(chǔ)三鉆沉法根式管樁基礎(chǔ) 四根式錨碇基礎(chǔ)一二五目錄系列根

25、式基礎(chǔ)研究與應(yīng)用第二篇一、根式基礎(chǔ)方案構(gòu)思63首通樁改良樁（擠擴(kuò)支盤灌注樁、竹節(jié)樁等）根式鉆孔灌注樁無配筋，脆性破壞有配筋，地基梁作用1.1 根式基礎(chǔ)的提出傳統(tǒng)群樁基礎(chǔ)根式沉井基礎(chǔ) 1.2 傳統(tǒng)群樁基礎(chǔ)根式沉井基礎(chǔ)64 在根式鉆孔灌注樁構(gòu)思，拓展至沉井（管）基礎(chǔ)，在傳統(tǒng)沉井（管）基礎(chǔ)植入根鍵形成根式沉井（管）基礎(chǔ)。一、根式基礎(chǔ)方案構(gòu)思1.3 傳統(tǒng)錨碇根式錨碇傳統(tǒng)矩形沉井根式錨碇基礎(chǔ)65 多個(gè)根式根式沉井基礎(chǔ)組合形成根式錨碇基礎(chǔ)。一、根式基礎(chǔ)方案構(gòu)思二、小直徑根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)2.1 小直徑根式鉆孔灌注樁在傳統(tǒng)鉆孔灌注樁的基礎(chǔ)上，在樁體周壁增加根鍵，形成根式鉆孔樁。鉆孔樁基礎(chǔ)根式鉆孔灌注樁樁預(yù)制

26、根鍵灌注樁體二、小直徑根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)66二、小直徑根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)2.2 施工工藝根鍵頂進(jìn)鋼筋籠下放鉆孔泥漿配置護(hù)筒埋設(shè)成孔鉆進(jìn)根式鉆孔樁施工工藝67二、小直徑根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)根鍵頂進(jìn) （動(dòng)畫）澆筑混凝土成樁鋼筋籠制作成孔鉆進(jìn) 下放及定位68二、小直徑根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)2.3 承載力測試 采用自平衡法測試，對(duì)某大型橋梁引橋部50+60+50m連續(xù)梁過渡墩Z114處，左幅承臺(tái)布置1根1.5m的根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。 經(jīng)測試極限承載力為30037kN，相應(yīng)的位移為75.8mm。 根鍵式鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁摩阻力（KPa）承載力（KN）根鍵式鉆孔樁與鉆孔灌注樁對(duì)比253421,65530,03

27、7與鉆孔灌注樁相比，根式鉆孔樁摩阻力提高35%，承載力提高28%。69二、小直徑根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)2.4 施工設(shè)備改進(jìn)701）原頂進(jìn)設(shè)備根鍵頂進(jìn)裝置示意圖（施工視頻） 滑塊斜面與錐壓件的斜面相切，當(dāng)錐壓件受力向下移動(dòng)時(shí)將對(duì)滑塊產(chǎn)生向下及徑向向外的兩分力。同時(shí)滑塊徑向向外的分力作用在根鍵上將其向外頂出。 2）改進(jìn)后的設(shè)備根鍵頂進(jìn)裝置示意圖（施工視頻） 采用旋挖頂推一體化裝置施工，裝置由旋挖鉆機(jī)和根鍵頂入設(shè)備組成，鉆頭和根鍵頂入設(shè)備通過插銷連接到旋挖鉆機(jī)平臺(tái)，通過更換鉆頭和根鍵頂入裝置可完成開挖鉆孔、清孔、下放鋼筋籠及根鍵頂進(jìn)等工作。 本設(shè)備優(yōu)點(diǎn)：通過鉆機(jī)自帶的智能化操作平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)可視化頂推根鍵

28、，達(dá)到精確定位、頂進(jìn)的效果。采用旋挖頂推一體化裝置施工，設(shè)備靈活，高效，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。二、小直徑根式鉆孔灌注樁基礎(chǔ)三、大直徑根式沉井基礎(chǔ)3.1 施工工藝內(nèi)襯澆筑根鍵頂進(jìn)沉井下沉沉井立模、制作封底根式沉井基礎(chǔ)施工工藝三、大直徑根式沉井基礎(chǔ)72三、大直徑根式沉井基礎(chǔ)空氣幕輔助 下沉到位 封底取土下沉 首節(jié)沉井立模及制作沉井接高 空氣幕輔助73三、大直徑根式沉井基礎(chǔ)根鍵頂進(jìn) 根鍵頂進(jìn)到位安裝頂進(jìn)平臺(tái) 預(yù)制根鍵 根鍵頂進(jìn)（動(dòng)畫）內(nèi)襯澆筑 頂板澆筑 743.2 根式基礎(chǔ)防水、根鍵止水工藝 分6步設(shè)置，依次為：井壁擋板防水橡膠止水帶止水?dāng)D密式構(gòu)造止水快速頂進(jìn)末端快凝止水內(nèi)襯永久止水。高密度聚乙烯板擋水

29、內(nèi)襯永久止水 安裝橡膠止水帶擠密式構(gòu)造止水大行程千斤頂快速頂進(jìn)預(yù)留凹槽內(nèi)涂快凝防水材料 三、大直徑根式沉井基礎(chǔ)75三、大直徑根式沉井基礎(chǔ) 自平衡法是把一種特制的加載裝置荷載箱埋入沉井井壁內(nèi)，利用自平衡來維持加載。根據(jù)已測得的各土層摩阻力-位移曲線，轉(zhuǎn)換至樁頂，得到試樁等效轉(zhuǎn)換曲線。 3.3 根式沉井基礎(chǔ)測試3.3.1 試驗(yàn)原理自平衡法試驗(yàn)原理示意圖三、大直徑根式沉井基礎(chǔ) 采用自平衡法進(jìn)行測試，根式基礎(chǔ)外徑6m，深39m，荷載箱距底端5.5m,最大的測試荷載120,000 KN,分別進(jìn)行豎向靜載和水平靜載試驗(yàn)。根式基礎(chǔ)荷載箱實(shí)物圖773.3.2 測試簡介三、大直徑根式沉井基礎(chǔ)92,00452,016承載力（KN）側(cè)摩阻力（KN）豎向靜載試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比59,07419,046水平靜載試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比有根鍵無根鍵16,00010,000承載力（KN）有根鍵無根鍵承載力提高達(dá)75%側(cè)摩阻力提高210%承載力提高達(dá)60%783.3.3 測試結(jié)果四、鉆沉法根式管樁基礎(chǔ) 4.1 基礎(chǔ)形式適用范圍的探討0.50.670.81.01.31.64OOOOO5OOOOO6OOOOO8OOOOO1012OOOOO直徑 壁厚適用根式管樁基礎(chǔ)根式管樁基礎(chǔ)與根式沉井根式管樁基礎(chǔ)與根式沉井基礎(chǔ)兩種工法適用范圍