5.1.1工程特点
⑴、黄河特大桥砼圬工量大且结构类型多,有预应力砼先简支后连续箱梁、变截面预应力混凝土连续刚构箱梁,尤其是黄河特大桥上跨黄河,该段黄河为V级航道标准设计,桥址处黄河河谷宽阔,主桥墩柱均为空心薄壁高墩,最大墩高141m,其主桥上部结构为(88+4×160+88)m预应力混凝土连续刚构,中跨跨度大,受力复杂,施工质量要求高。
⑵、黄河特大桥所处地形复杂,山体陡峭,且地质条件复杂,黄河特大桥上跨黄河,水量较大,主桥上部结构采用(88+4×160+88)m预应力混凝土连续刚构方案,基于以上特点,对施工中平台设置、钻机选型、钻进措施、灌筑桩基水下混凝土、水下承台施工等环节均提出了相当高的要求,须采用科学合理的技术措施方可保证施工质量。
5.1.2工程重点与难点
⑴、黄河特大桥主桥上部结构(88+4×160+88)m预应力混凝土连续刚构梁的施工,采用挂篮悬臂浇注施工,如何对高墩、长跨度悬臂梁段进行线形控制、合龙段的体系转换及主桥施工过程中的监控量测作为本工程施工质量控制的重难点之一。
⑵、黄河特大桥主桥水中钻孔灌注桩、大体积水中承台、高墩0#~1#块砼浇注、预应力混凝土连续刚构梁挂篮悬臂浇注等,技术含量高。如何克服大体积厚层混凝土构件浇筑沉降变形,同时,在内外温差过大的情况下,如何避免由于混凝土水化热所产生的一系列问题是本合同段的重难点之二。
⑶、本项目为跨黄河施工,5#、6#墩处于黄河河道内,施工风险大,施工工期高度紧张,跨黄河施工的最大困难是洪水对施工作业的影响。如何在洪水到来之前完成5#、6#墩水中承台施工,同时,确保高墩、跨河悬臂浇筑施工期间的安全是本合同段的重难点之三。
5.2、施工总体安排
黄河特大桥主桥(88+4×160+88)m变截面预应力混凝土连续箱梁采用挂篮悬臂浇注,主桥墩身完成后,在托架上立模浇注梁部0#、1#块,然后在其上拼装挂篮,2#~20#梁段采用挂篮悬臂对称、平衡浇筑施工,形成T构,与此同时两端过渡墩采用托架进行现浇直线段施工,当T构对称悬臂浇筑至第20#块后,按先浇筑边跨合龙段,再浇筑中跨合龙段,最后浇筑次边跨合龙段的顺序施工,完成体系转换。
5.3、施工方案及施工工艺
5.3.1便道、便桥施工方案
黄河特大桥跨越黄河施工设置钢便桥,从4#墩至6#墩之间设钢便桥,6#墩至7#墩之间用沙砾填筑便道,便道两侧采取防护措施,迎水面采用7.5#浆砌片石防护,背水面采用沙袋堆码防护,防止洪水漫过顶面后对便道的冲刷。
⑴、钢便桥施工方案
①、桥面顶高程
经向黄委会延川水文站了解,2012年洪水位达到20年一遇水平,经现场实测桥址处洪水位高程540.428m,钢便桥底面高程采用540.428+0.5=540.928m,取541m。桥面高程按541m+1.5m+0.25m+0.1m=542.85m。
②、钢便桥结构形式
钢便桥桥面宽度4.8m,车行道4m,两侧人行道各0.4m,钢便桥长度324m,从陕西侧4#墩至6#墩,孔跨设置为12m+21m+21m+12m*20+2*15m=324m。便桥0#采用钢筋混凝土桥台,1#~25#桥墩基础均采用钢管桩,钢管桩规格采用φ529×10mm的螺旋管,为了增加钢便桥的纵向稳定性和受力可靠性,在1#、2#、3#、7#、11#、15#、19#、23#、25#设置双排钢管桩基础,纵向间距3m,横向每排3根桩,间距2.6m。其余墩为单排钢管桩基础,横向每排3根桩,间距2.6m。
3根同排钢管桩在横桥向一侧相互间设[20a槽钢剪刀撑及横撑,双排钢管桩在纵桥向也设[20a槽钢剪刀撑及横撑。1#~3#墩跨度21m为2组6片加强型贝雷梁,其他跨度12m、15m为2组4片贝雷梁。桥面系横向为I25a工字钢,间距75cm,上面满铺5mm钢模板(采用分配梁上放置大块旧钢模)。
桥面设1.2m的符合规范要求的防坠落栏杆扶手,栏杆颜色标准统一,桥头设置标牌,并根据计算承载力和宽度设置限高、限重标志。
4#墩设计为高桩承台,紧邻沿黄公路,为减少4#墩桩基施工对沿黄公路的影响(尽量减少开挖边坡工程量),4#墩桩基施工前需填筑桩基平台,受场地限制,钢便桥设置于5#、6#墩的上游。
钢便桥布置详见附图六《黄河特大桥主桥便桥布置图》。
⑵、钢便桥施工注意事项
①、钢管桩施工前,需查阅设计地质情况,了解河床覆盖层厚度,经承载力计算确定钢管桩打入覆盖层厚度。根据本桥实际地质情况,覆盖层厚度6.5m左右,钢管桩施打深度按6.5m控制,使桩底位于强风化岩层顶面。
当钢管桩施打过程中,出现不停的跳动、反弹现象,此时钢管桩底面已与大块孤石或者岩层接触。钢管桩实际打入覆盖层厚度与设计厚度进行对比,若与设计深度相吻合,说明钢管桩打入到设计位置,若与设计深度不符,可采取射水沉桩等辅助措施处理。
②、由于地质情况不同,应采取不同的措施:
河床覆盖层较薄时,为增加钢管桩的稳定性,可采用在钢管桩内灌砂,增加钢管桩自身重力,避免水流冲刷时钢管桩上浮。在整排钢管桩外侧下放套箱至河床,然后利用导管浇筑水下砼,以确保支墩的稳定性。
河床陡峭,基岩面倾斜,此时钢管桩穿过覆盖层后,因底面不平,在强力的振动下,钢管桩底面容易沿岩面打滑、倾斜,无法继续打入,可采用群桩支撑,增加至两排或三排钢管桩,通过群桩来增加墩支撑稳定性。
采用[20a槽钢进行桩间剪刀撑、平联加固。



