武漢鸚鵡洲長江大橋貓道與主纜架設施工技術

主纜作為懸索橋的關鍵承力結構，是各方關注的焦點。筆者作為武漢鸚鵡洲長江大橋施工方測量第一責任人，主持編

鸚鵡洲長江大橋主橋長2100m,采用(200+2×850+200)m三塔四跨鋼板結合梁懸索橋。1#塔墩位于漢陽江灘護坡上,地表標高12.0~21.0m,高差起伏較大,基礎施工對岸坡影響大,采用了\"前排樁+錨桿\"的結構形式以保證大堤穩(wěn)定。1#墩基礎采用44根直徑2.0m鉆孔灌注樁,鉆孔深度超過80m,采用筑島、雙排防護樁施工方案。1#塔塔柱高達126.2m,截面尺寸大、混凝土方量大,施工采用爬模分節(jié)段施工。1#墩鉆孔樁施工、圍堰施工與岸坡防護的相互配合、承臺大體積混凝土澆筑控溫等均是本工程的施工重點與難點。

在分析武漢鸚鵡洲長江大橋所在的武橋水道河道條件、航道條件、港口布局以及與武漢長江大橋之間距離要求基礎上,從通航的角度,對擬建的武漢鸚鵡洲長江大橋選址進行分析、對通航凈寬進行計算,并結合橋區(qū)航道條件,論證通航凈寬尺度。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋為(200+850+850+200)m三塔鋼-混結合梁懸索橋,該橋中塔墩基礎采用39根直徑2.8m鉆孔灌注樁,承臺為圓端矩形,長70m、寬34m、高6.5m,埋置于河床覆蓋層中。中塔墩基礎采用雙壁鋼套箱圍堰和\"先圍堰、后平臺\"的總體施工方案。在圍堰浮運定位前,先在河床面鋪設軟體排進行主動防護,以減少基礎施工對河床的沖刷;底節(jié)圍堰在岸上制造,采用氣囊法下河,先轉向后直線下水,利用\"前后定位船+重錨\"系統(tǒng)定位,通過向井壁注水快速著床,圍堰吸泥下沉到位后,搭建施工平臺進行鉆孔樁施工;最后進行圍堰清基、封底,分2層按大體積混凝土工藝進行承臺施工。

武漢鸚鵡洲長江大橋是目前世界上跨度最大的三塔四跨懸索橋.針對三塔四跨懸索橋的特點,采用了兩階段導索過江思路和四跨連續(xù)式貓道結構;主纜索股架設采用牽引力穩(wěn)定的平面小循環(huán)牽引系統(tǒng).采取措施成功解決了首根索股架設中出現(xiàn)的纏包帶易破損、索股易扭轉和散絲等技術難題.

武漢鸚鵡洲長江大橋2號中塔為國內首次采用縱向人字形鋼-混疊合塔。下塔柱為鋼筋混凝土結構,底節(jié)3m與承臺混凝土一起澆筑;針對下塔柱截面尺寸大的特點,利用鋼絞線作為模板拉桿。上段鋼塔通過設置錨桿定位支架和限位裝置、三向千斤頂?shù)却胧1節(jié)段進行精確定位;t1節(jié)段承壓板下采取后壓漿工藝,確保鋼-混結合段密實、密貼;t3節(jié)段采用分塊吊裝、現(xiàn)場焊接技術;上橫梁采用2節(jié)段無支架懸臂拼裝技術。通過工廠預拼、現(xiàn)場測量和計算機模擬分析,提前對鋼塔線形進行預控,并在調整接頭設置合理的調整量,最終使鋼塔安裝線形滿足設計和規(guī)范要求。

研究目的：鸚鵡洲長江大橋3號墩位于武昌江岸坡腳，墩位處江岸坡度較大，承臺基坑尺寸大且深，采用常規(guī)方法進行樁基施工或放坡進行基坑開挖將破壞長江堤防，危及堤防安全。基于此，對3號墩基礎的武昌側防護進行研究，以找出最為經濟、有效的防護方式與計算方法。研究結論：根據鸚鵡洲長江大橋項目的地質條件，對支擋結構型式進行了研究，通過方案比較，證明3號墩采用“樁頂設胸墻單排樁”對大堤進行防護，是最經濟、有效的結構型式。且經施工實踐檢驗，證明了防護樁按m法，輔以電算，計算樁身截面的彎矩、剪力、變形，以及樁側土壓力的方法，是科學合理的，可以保證其安全性。

鸚鵡洲長江大橋主橋長2100m,采用（200＋2×850＋200）m三塔四跨鋼板結合梁懸索橋。1#塔墩位于漢陽江灘護坡上,地表標高12.0-21.0m,高差起伏較大,基礎施工對岸坡影響大,采用了＂前排樁＋錨桿＂的結構形式以保證大堤穩(wěn)定。1#墩基礎采用44根直徑2.0m鉆孔灌注樁,鉆孔深度超過80m,采用筑島、雙排防護樁施工方案。1#塔塔柱高達126.2m,截面尺寸大、混凝土方量大,施工采用爬模分節(jié)段施工。1#墩鉆孔樁施工、圍堰施工與岸坡防護的相互配合、承臺大體積混凝土澆筑控溫等均是本工程的施工重點與難點。

武漢鸚鵡洲長江大橋3號塔位于武昌鲇魚套汽渡碼頭處，在長江武昌防洪大堤內坡腳處?；A施工采用先平臺后圍堰，即先完成鉆孔樁施工，再進行圍堰法承臺施工。經過比選，圍堰采用鎖口鋼管樁圍堰。本文詳細介紹了武漢鸚鵡洲長江大橋3號塔圍堰施工全過程，為相似橋梁工程圍堰施工提供經驗參考。

鸚鵡洲長江大橋為(200+850+850+200)m三塔四跨懸索橋為世界首座主纜連續(xù)的三塔四跨懸索橋,加勁梁采用結合梁,單個節(jié)段吊重超過400t。本文介紹了加勁梁架設方案的比選確定,加勁梁具體吊裝方案、纜載吊機及掛梁吊具的研制等內容。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋為三塔四跨結合梁懸索橋,加勁梁跨徑布置為(200+2×850+200)m。該橋南錨碇基礎經多方案比選采用圓形嵌巖地下連續(xù)墻基礎。地下連續(xù)墻外徑68m、壁厚1.5m,底板厚6m,頂板厚14.5m。導墻由2個l形鋼筋混凝土墻組成,墻間距1.6m;帽梁總寬4.0m、高2.5m;內襯厚1.5~2.5m;在地下連續(xù)墻外圍設置環(huán)形防滲帷幕。采用\"理正深基坑軟件\"分析地下連續(xù)墻施工全過程的受力,進行結構配筋。采用軟件flac3d建立基坑及周圍土體三維模型,分析基坑開挖對長江大堤變形的影響,分析結果表明,正常施工時,周邊建筑及長江大堤的安全可以得到保證。

貓道是懸索橋上部結構施工重要的高空作業(yè)通道和施工平臺,貓道的使用貫穿整個懸索橋上部結構安裝工程的始終。隨著時代的進步和科技的發(fā)展,貓道的材料和結構形式伴隨著懸索橋的發(fā)展亦在不斷改進。中交一公局承建駙馬長江大橋,該橋施工難度大、技術難度高。項目部技術人員結合本工程特點,通過對貓道系統(tǒng)設計及施工方案進行合理地優(yōu)化,極大提高了貓道施工效率,降低了安全風險,保證了施工質量。

扼要介紹了武漢陽邏長江大橋施工貓道的設計,采用ansys的link10與beam4單元計算了貓道這一柔性空間索桁結構在空索狀態(tài)及成形狀態(tài)的線形。在靜力驗算時,貓道中間標高處等效靜陣風風速取為50.4m/s,由于主要承重結構鋼絲繩彈性模量為索力的函數(shù),本文參考國內多座橋梁施工貓道鋼絲繩彈模實測值取用1.30×105mpa,按5種工況8種狀態(tài)驗算了貓道的靜風穩(wěn)定性驗算。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋為（200＋2×850＋200）m三塔鋼-混凝土結合梁懸索橋。為保證該橋的成橋線形和結構受力安全滿足設計要求,主纜架設時,提出了考慮溫度、跨度和塔頂高程影響的基準索股跨中位置參數(shù)影響公式,并采用索股分層定位技術架設一般索股;吊索無應力下料長度計算結果采用正裝和倒拆2種計算手段相互驗證;加勁梁采用4臺纜載吊機,按照“從兩中跨靠近中塔開始架設,而后再從邊塔向邊墩、跨中方向架設”的順序吊裝;混凝土橋面板采用“工廠預制、橋上結合”的方式施工;在加勁梁所有梁段就位、節(jié)段間正式連接后,再澆筑混凝土濕接縫;在兩主跨各吊裝27個加勁梁節(jié)段后,主索鞍共分6次頂推到位。采取以上監(jiān)控技術后,該橋的成橋線形及橋塔偏位均滿足要求。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋為(200+2×850+200)m三塔鋼-混凝土結合梁懸索橋。為保證該橋的成橋線形和結構受力安全滿足設計要求,主纜架設時,提出了考慮溫度、跨度和塔頂高程影響的基準索股跨中位置參數(shù)影響公式,并采用索股分層定位技術架設一般索股;吊索無應力下料長度計算結果采用正裝和倒拆2種計算手段相互驗證;加勁梁采用4臺纜載吊機,按照\"從兩中跨靠近中塔開始架設,而后再從邊塔向邊墩、跨中方向架設\"的順序吊裝;混凝土橋面板采用\"工廠預制、橋上結合\"的方式施工;在加勁梁所有梁段就位、節(jié)段間正式連接后,再澆筑混凝土濕接縫;在兩主跨各吊裝27個加勁梁節(jié)段后,主索鞍共分6次頂推到位。采取以上監(jiān)控技術后,該橋的成橋線形及橋塔偏位均滿足要求。

錨碇為懸橋的關鍵結構之一,其受力的合理性關系著懸索橋在施工與運營階段的安全性。基于武漢鸚鵡洲長江大橋北錨碇基礎,運用三雛有限元件adina對北錨碇施工過程進行了模擬,并對錨碇施工完畢后的應力與變位進行了分析。分析結果表明:武漢鸚鵡洲長江大橋錨碇應力及變位的大小均滿足規(guī)范要求,北錨碇基礎的設計與施工方案都是合理的。

2012年9月10日，隨著最后一枚高強螺栓的施擰到位，武漢鸚鵡洲長江大橋南錨錨固系統(tǒng)施工完成，它將承受大橋建成后纜索數(shù)萬噸的拉力。中鐵大橋局集團建設者們歷經81d完成此項任務，擰完了近3萬套高強螺栓（見圖1）。

鸚鵡飛來化作橋，昔時古渡彩虹飄。珠連曲線姿猶舞，索扭直弦琴欲操。驚鶴臨江尋故地，穿云抱廈醉今朝。衡君若至當高興，千古留名笑爾曹。

武漢鸚鵡洲長江大橋位于武漢長江大橋上游側約2km處，是規(guī)劃中明確的主要過江通道之一，主橋2#墩位于江中間，承臺砼施工前的鋼圍堰下沉，下沉工序復雜，地質條件復雜，下沉控制要點較多，是整個武漢鸚鵡洲長江大橋的控制重點。

武漢鸚鵡洲長江大橋設計為三塔四跨懸索橋,其1號塔位于長江漢陽岸邊坡坡腳,門框式結構,采用了高效快速施工方法施工成型。底節(jié)塔柱與塔座同步澆筑,塔柱采用無勁性骨架法施工,配備6m高大節(jié)段液壓爬模結構,塔柱下橫梁采用鋼管支架法與塔柱并行施工,上橫梁采用牛腿支架法與塔柱同步施工,并在地面進行對拉試驗取代高空支架預壓施工。通過設計和施工相結合,做到了施工過程模塊化和簡單化,實現(xiàn)了塔柱快速施工,探索了塔柱施工新方法。

武漢鸚鵡洲長江大橋南錨碇地連墻基礎結構形式復雜、技術要求高、施工難度大。中鐵大橋局七公司施工人員通過不斷地進行方案比選、優(yōu)化完善，做足方案優(yōu)化的文章，有力地加快了工程建設，確保了施工安全質量。

武漢鸚鵡洲長江大橋南錨碇地連墻基礎結構形式復雜、技術要求高、施工難度大。中鐵大橋局七公司施工人員通過不斷地進行方案比選、優(yōu)化完善，做足方案優(yōu)化的文章，有力地加快了工程建設，確保了施工安全質量。