武漢鸚鵡洲長江大橋三塔懸索橋纜索系統(tǒng)施工技術(shù)

2012年8月16日8點(diǎn)，由中鐵大橋局承建的武漢鸚鵡洲長江大橋3號(hào)塔上橫梁混凝土澆筑順利結(jié)束（見圖1），標(biāo)志著大橋三塔（1、3號(hào)塔為混凝土塔，高129．2m，2號(hào)塔為鋼混結(jié)合塔，高152m）混凝土部分施工全部結(jié)束。

武漢鸚鵡洲長江大橋2號(hào)中塔為國內(nèi)首次采用縱向人字形鋼-混疊合塔。下塔柱為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),底節(jié)3m與承臺(tái)混凝土一起澆筑;針對下塔柱截面尺寸大的特點(diǎn),利用鋼絞線作為模板拉桿。上段鋼塔通過設(shè)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(jìn)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(jié)合段密實(shí)、密貼;t3節(jié)段采用分塊吊裝、現(xiàn)場焊接技術(shù);上橫梁采用2節(jié)段無支架懸臂拼裝技術(shù)。通過工廠預(yù)拼、現(xiàn)場測量和計(jì)算機(jī)模擬分析,提前對鋼塔線形進(jìn)行預(yù)控,并在調(diào)整接頭設(shè)置合理的調(diào)整量,最終使鋼塔安裝線形滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

鸚鵡飛來化作橋，昔時(shí)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(dāng)高興，千古留名笑爾曹。

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(chǔ)上,從通航的角度,對擬建的武漢鸚鵡洲長江大橋選址進(jìn)行分析、對通航凈寬進(jìn)行計(jì)算,并結(jié)合橋區(qū)航道條件,論證通航凈寬尺度。

8月16日上午8點(diǎn)，由中鐵大橋局承建的武漢鸚鵡洲長江大橋3號(hào)塔上橫梁混凝土澆筑順利結(jié)束，標(biāo)志著大橋三塔混凝土部分施工全部結(jié)束。武漢鸚鵡洲長江大橋三號(hào)塔橋址位于武昌區(qū)原鯰魚套渡口處，主體結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，塔高129．2米。

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(jié)合梁懸索橋。1#塔墩位于漢陽江灘護(hù)坡上,地表標(biāo)高12.0-21.0m,高差起伏較大,基礎(chǔ)施工對岸坡影響大,采用了＂前排樁＋錨桿＂的結(jié)構(gòu)形式以保證大堤穩(wěn)定。1#墩基礎(chǔ)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(hù)樁施工方案。1#塔塔柱高達(dá)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(hù)的相互配合、承臺(tái)大體積混凝土澆筑控溫等均是本工程的施工重點(diǎn)與難點(diǎn)。

武漢鸚鵡洲長江大橋3號(hào)塔位于武昌鲇魚套汽渡碼頭處，在長江武昌防洪大堤內(nèi)坡腳處?；A(chǔ)施工采用先平臺(tái)后圍堰，即先完成鉆孔樁施工，再進(jìn)行圍堰法承臺(tái)施工。經(jīng)過比選，圍堰采用鎖口鋼管樁圍堰。本文詳細(xì)介紹了武漢鸚鵡洲長江大橋3號(hào)塔圍堰施工全過程，為相似橋梁工程圍堰施工提供經(jīng)驗(yàn)參考。

主纜作為懸索橋的關(guān)鍵承力結(jié)構(gòu)，是各方關(guān)注的焦點(diǎn)。筆者作為武漢鸚鵡洲長江大橋施工方測量第一責(zé)任人，主持編

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋?yàn)椋?00＋2×850＋200）m三塔四跨懸索橋，上部結(jié)構(gòu)加勁梁為鋼一混凝土結(jié)合梁。加勁梁采用5o0t液壓提升式纜載吊機(jī)分節(jié)段起吊安裝，最大節(jié)段重約450t；邊跨節(jié)段起吊前，將橋面板與鋼梁結(jié)合成整體；中跨節(jié)段起吊前，將橋面板與鋼梁臨時(shí)固定，然后一起起吊安裝，直至全橋合龍后再澆筑橋面濕接縫。全橋共投入4臺(tái)纜載吊機(jī)，先在2個(gè)中跨各布置2臺(tái)，吊裝完成每個(gè)中跨約3／4的梁段，然后分別倒用1臺(tái)至邊跨，再共同完成剩余梁段的吊裝。邊塔下橫梁頂無吊索梁段采用新型對拉式墩旁托架支撐。對拼裝場地受限的特殊梁段，利用永久吊索配合纜載吊機(jī)進(jìn)行無水平牽引力“蕩移”施工。加勁梁吊裝過程中，索鞍設(shè)置預(yù)偏量并通過頂推復(fù)位。結(jié)合加勁梁節(jié)段的吊裝順序，航道采用動(dòng)態(tài)布置。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋?yàn)?200+850+850+200)m三塔鋼-混結(jié)合梁懸索橋,該橋中塔墩基礎(chǔ)采用39根直徑2.8m鉆孔灌注樁,承臺(tái)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(chǔ)采用雙壁鋼套箱圍堰和\"先圍堰、后平臺(tái)\"的總體施工方案。在圍堰浮運(yùn)定位前,先在河床面鋪設(shè)軟體排進(jìn)行主動(dòng)防護(hù),以減少基礎(chǔ)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(zhuǎn)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(tái)進(jìn)行鉆孔樁施工;最后進(jìn)行圍堰清基、封底,分2層按大體積混凝土工藝進(jìn)行承臺(tái)施工。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋?yàn)?200+2×850+200)m三塔四跨懸索橋,上部結(jié)構(gòu)加勁梁為鋼-混凝土結(jié)合梁。加勁梁采用500t液壓提升式纜載吊機(jī)分節(jié)段起吊安裝,最大節(jié)段重約450t;邊跨節(jié)段起吊前,將橋面板與鋼梁結(jié)合成整體;中跨節(jié)段起吊前,將橋面板與鋼梁臨時(shí)固定,然后一起起吊安裝,直至全橋合龍后再澆筑橋面濕接縫。全橋共投入4臺(tái)纜載吊機(jī),先在2個(gè)中跨各布置2臺(tái),吊裝完成每個(gè)中跨約3/4的梁段,然后分別倒用1臺(tái)至邊跨,再共同完成剩余梁段的吊裝。邊塔下橫梁頂無吊索梁段采用新型對拉式墩旁托架支撐。對拼裝場地受限的特殊梁段,利用永久吊索配合纜載吊機(jī)進(jìn)行無水平牽引力\"蕩移\"施工。加勁梁吊裝過程中,索鞍設(shè)置預(yù)偏量并通過頂推復(fù)位。結(jié)合加勁梁節(jié)段的吊裝順序,航道采用動(dòng)態(tài)布置。

研究目的：鸚鵡洲長江大橋3號(hào)墩位于武昌江岸坡腳，墩位處江岸坡度較大，承臺(tái)基坑尺寸大且深，采用常規(guī)方法進(jìn)行樁基施工或放坡進(jìn)行基坑開挖將破壞長江堤防，危及堤防安全?；诖?，對3號(hào)墩基礎(chǔ)的武昌側(cè)防護(hù)進(jìn)行研究，以找出最為經(jīng)濟(jì)、有效的防護(hù)方式與計(jì)算方法。研究結(jié)論：根據(jù)鸚鵡洲長江大橋項(xiàng)目的地質(zhì)條件，對支擋結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行了研究，通過方案比較，證明3號(hào)墩采用“樁頂設(shè)胸墻單排樁”對大堤進(jìn)行防護(hù)，是最經(jīng)濟(jì)、有效的結(jié)構(gòu)型式。且經(jīng)施工實(shí)踐檢驗(yàn)，證明了防護(hù)樁按m法，輔以電算，計(jì)算樁身截面的彎矩、剪力、變形，以及樁側(cè)土壓力的方法，是科學(xué)合理的，可以保證其安全性。

山西臨汾堯賢街跨洹河橋梁主跨168m，為三塔雙索面自錨式纜索橋，主塔索鞍采用門架系統(tǒng)吊裝，貓道為四跨分離式。施工中針對貓道、主纜架設(shè)和緊纜等工序制訂了施工方案，偶正了橋梁順利施工。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋?yàn)?200+2×850+200)m三塔四跨懸索橋,主纜橫向布置2根,每根主纜由114股索股組成,每根索股由127絲直徑為5.25mm的鍍鋅高強(qiáng)鋼絲組成。單根索股無應(yīng)力長度2285.4m,重49.3t。貓道是懸索橋主纜施工的重要施工措施結(jié)構(gòu),該橋采用了四跨連續(xù)貓道結(jié)構(gòu)布置,往復(fù)式架設(shè)施工技術(shù);主纜采用ppws施工工法施工,平面小循環(huán)架設(shè)施工技術(shù)。

鸚鵡洲長江大橋?yàn)?200+850+850+200)m三塔四跨懸索橋?yàn)槭澜缡鬃骼|連續(xù)的三塔四跨懸索橋,加勁梁采用結(jié)合梁,單個(gè)節(jié)段吊重超過400t。本文介紹了加勁梁架設(shè)方案的比選確定,加勁梁具體吊裝方案、纜載吊機(jī)及掛梁吊具的研制等內(nèi)容。

介紹了豐都長江大橋索塔爬模施工技術(shù)和橫梁采用萬能桿件作支架的施工工藝

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋?yàn)槿目缃Y(jié)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(chǔ)經(jīng)多方案比選采用圓形嵌巖地下連續(xù)墻基礎(chǔ)。地下連續(xù)墻外徑68m、壁厚1.5m,底板厚6m,頂板厚14.5m。導(dǎo)墻由2個(gè)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(nèi)襯厚1.5~2.5m;在地下連續(xù)墻外圍設(shè)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(jìn)行結(jié)構(gòu)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(jié)果表明,正常施工時(shí),周邊建筑及長江大堤的安全可以得到保證。

泰州長江公路大橋主橋采用主跨2×1080m的三塔兩跨懸索橋,為國內(nèi)外首座千米級(jí)三塔懸索橋,單根主纜長3100余米,為目前國內(nèi)最長主纜。主纜采用ppws法架設(shè)施工,主要介紹泰州大橋主纜施工牽引系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工,為今后三塔懸索橋施工提供一定的借鑒。

武漢鸚鵡洲長江大橋主橋?yàn)椋?00＋2×850＋200）m三塔鋼-混凝土結(jié)合梁懸索橋。為保證該橋的成橋線形和結(jié)構(gòu)受力安全滿足設(shè)計(jì)要求,主纜架設(shè)時(shí),提出了考慮溫度、跨度和塔頂高程影響的基準(zhǔn)索股跨中位置參數(shù)影響公式,并采用索股分層定位技術(shù)架設(shè)一般索股;吊索無應(yīng)力下料長度計(jì)算結(jié)果采用正裝和倒拆2種計(jì)算手段相互驗(yàn)證;加勁梁采用4臺(tái)纜載吊機(jī),按照“從兩中跨靠近中塔開始架設(shè),而后再從邊塔向邊墩、跨中方向架設(shè)”的順序吊裝;混凝土橋面板采用“工廠預(yù)制、橋上結(jié)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(gè)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(shù)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?yàn)?200+2×850+200)m三塔鋼-混凝土結(jié)合梁懸索橋。為保證該橋的成橋線形和結(jié)構(gòu)受力安全滿足設(shè)計(jì)要求,主纜架設(shè)時(shí),提出了考慮溫度、跨度和塔頂高程影響的基準(zhǔn)索股跨中位置參數(shù)影響公式,并采用索股分層定位技術(shù)架設(shè)一般索股;吊索無應(yīng)力下料長度計(jì)算結(jié)果采用正裝和倒拆2種計(jì)算手段相互驗(yàn)證;加勁梁采用4臺(tái)纜載吊機(jī),按照\"從兩中跨靠近中塔開始架設(shè),而后再從邊塔向邊墩、跨中方向架設(shè)\"的順序吊裝;混凝土橋面板采用\"工廠預(yù)制、橋上結(jié)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(gè)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(shù)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位于武漢長江大橋上游側(cè)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(tái)砼施工前的鋼圍堰下沉，下沉工序復(fù)雜，地質(zhì)條件復(fù)雜，下沉控制要點(diǎn)較多，是整個(gè)武漢鸚鵡洲長江大橋的控制重點(diǎn)。

武漢鸚鵡洲長江大橋設(shè)計(jì)為三塔四跨懸索橋,其1號(hào)塔位于長江漢陽岸邊坡坡腳,門框式結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu),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(jìn)行對拉試驗(yàn)取代高空支架預(yù)壓施工。通過設(shè)計(jì)和施工相結(jié)合,做到了施工過程模塊化和簡單化,實(shí)現(xiàn)了塔柱快速施工,探索了塔柱施工新方法。