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安庆长江大桥桥梁工程施工组织设计

安庆长江大桥起始于长江北岸合安高速公路安庆连接处，在圣埠处与合安高速公路大桥接线直接相连，与国道318线及国道206线的共线段通过菱湖北路互通立交相连；南与国道318线及国道206线的分界点直接相连。大桥穿越安庆市区，在安庆市东门汽车轮渡处跨越长江天堑及南北岸部份区域，全长约5.9Km。大桥的建设对促进沿江地区特别是皖西南大别山区的经济快速发展，具有十分重要的意义。主桥为50+215+510+215+50m五跨连续双塔双索面钢箱梁斜拉桥，主桥全长1040m。本标段范围为K20+118.500～K20+638.500。

主桥采用全焊扁平流线形封闭钢箱梁，空间双索面扇形钢绞线斜拉索。钢箱梁梁高3.0m（桥中心线处），斜拉索16对共64根，在梁上锚固标准间距为15m，在塔上锚固间距为2.0～2.5m，与索塔连接采用钢箱式锚固，与主梁的连接采用锚箱式锚固。斜拉索在塔端张拉。

索塔采用钢筋砼分离上塔柱倒Y型索塔，锚索区上塔柱为分离单箱单室多边形断面。索塔设上、中、下三道横梁，均为预应力钢筋混凝土结构。索塔总高184.781m，桥面以上塔高与主跨比为0.2616。

主桥索塔采用双壁钢围堰大直径钻孔桩复合基础住宅小区B5-5施工组织设计，双壁钢围堰外径32m，内径29m，壁厚1.5m。钢围堰高度59m。圆形承台直径29m，高6.0m，承台顶面高程－3.25m（黄海高程，下同）。承台下为18根直径3.0m的钻孔灌注桩，桩位呈梅花形排列，桩中心距为6.0m。封底设计为C25砼，厚7.0m。

主桥边跨及辅助跨处各设一个辅助墩和一个过渡墩，其中辅助墩为双柱式实心结构，基础为8根Φ3m的大直径钻孔灌注桩基础；过渡墩为分离式实体结构，基础为2×4根直径2m的钻孔灌注桩基础。

桥梁等级：四车道高速公路特大桥

设计行车速度：100km/h

桥面宽度：31.2m，四车道桥面标准宽度26.0m，中间设2.0m宽中央分隔带，两边各设0.5m防撞护栏。主桥斜拉桥两边增设锚索及检修宽度。

桥面最大纵坡：3.0%

设计洪水频率：1/300

地震列度：基本烈度Ⅵ度，按Ⅶ度设防

通航水位：最高通航水位16.930m（20年一遇），最低通航水位2.480m（保证率99%）

通航净空：最小净高24m，主通航孔双向航宽不小于460m，边通航单向航宽不小于204m。

（三）本施工标段主要工程内容：

1、临时工程：包括临时道路与施工便道的修建、养护及拆除；临时供电的电力系统、临时电信系统及供水系统的配置、维护及拆除等。

2、主桥基础：钢围堰刃脚段及其余钢围堰单元的起吊、定位、拼装、接高及下沉；配合钢围堰焊接工作；钢围堰下沉落床，钢护筒制作与沉放，砼封底，浇注索塔基础钻孔灌注桩及承台；按图纸要求对钢围堰进行切割。

3、主塔：安装塔吊，提升模板，浇注分离上塔柱倒Y形索塔砼，张拉索塔横向及环向预应力钢束；拆除模板及临时支撑。

4、辅助墩：钢套箱加工、制造及安装就位，钻孔灌注桩施工，钢套箱内水下砼封底、浇注承台、爬升模板浇注墩身。

5、过渡墩：钻孔灌注桩施工、浇注承台、爬升模板浇注墩身。

6、主桥上部：安装桥面吊机，吊装全部钢箱梁逐段就位，安装钢绞线斜拉索，拆除桥面吊机，边跨压重施工，检查车安装，配合安装支座及伸缩缝装置。

桥位位于长江安庆河段振风塔以下，鹅眉洲分流口以上部分。该处江段单一、顺直、稳定，桥位处两岸江堤堤距1660m，河床断面表现为北岸边坡较陡，南岸边坡较缓。其中深泓区中线靠近北岸，距北岸约580m，宽约1100m，平均水深约35.9m，最大水深距北岸大堤347m处，水深为38.9m。

桥址区位安庆市历年气温及气流参数见下表：

安庆历年各月平均气温特征值表（℃）

统计年份1951年～1990年

安庆长江公路大桥桥址河段内设有安庆水位站，根据已有资料表明统计出的安庆站月平均水位见下页表：

长江安庆段位于长江下游非感潮河段，根据实测的洪中两级水位的流速、流向资料，桥位附近河段流速分布较为均匀，全年主流位置居中偏左，流速相对较小。

桥轴线法向夹角在0°～左7.5°之间。

安庆水位站逐月水位平均值表（黄海高程：m）

长江安庆段的平均水面比降，九江至安庆段为0.0203‰，安庆至大通段为0.0189‰。此处，根据长江下游多年资料统计分析，汛期比降一般较枯水期比降大。

（三）3月份～7月份20年一遇最高、最低水位（1981～2001）（黄海高程）

（四）桥址设计水位及计算流量

以安庆水位站和下游大通站资料为依据，按分洪与不分洪两种情况，分析内插得安庆站及桥位处的水位及流量。大桥的设计洪水位及流量采用设想不分洪情况理论频率值。

设想不分洪桥位处各频率洪水位、流量表

81000—84000

87000—91000

91000—95000

97000—101000

注：水位标高为黄海高程，单位m。

桥位区北岸为长江高河漫滩Ⅰ级阶地和Ⅱ级阶地。河床宽度1655m。第四系覆盖层厚度23～36m，河床北侧最薄8.5m。基岩为白垩系上统宣南组紫红色粉细砂岩夹疏松砂岩、粘土质粉砂岩、粉砂质粘土岩和杂色砾岩，其中杂色砾岩为较软岩、粉细砂岩为软质岩，其余为极软岩。桥位处基岩构造变形较微，桥位未见断层，裂隙也少见，岩体完整。极软岩承载力很低，北侧河床冲刷和北侧岸坡稳定对桥基稳定的影响，是桥位的主要工程地质问题。

项目区内岩、土物理力学指标见下表：

桥位各主要岩石力学指标值

天然单轴抗压强度（Mpa）

桥位各主要土层力学指标值

粉质轻亚粘土及重亚粘土

粉质亚砂土夹粉土、粉细砂

桥位区位于地震烈度Ⅵ度区内。

第一节锚碇系统的设计计算

1.安庆长江公路大桥施工图设计；

2.安庆长江公路大桥招标文件和《参考资料》；

①常年主导风向：东北风；

②风速：多年最大20m/s;瞬间极大24.2m/s;

③基本风压：按24.2m/s计；

水位：安庆水位站逐月水位平均值表（黄海高程：m）

施工水位按12月份平均水位+5.0计。

按照工程进度计划安排，从首节钢围堰入水到封底，施工期从2001年11月到2002年4月，为确保安全，参数选取均按最不利情况考虑，围堰着床在12月，流速选定为中水期流速的上限流速1.31m/s，另考虑到围堰入水后减小河床断面引起流速增大，同时围堰周围产生涡流和吸力也可能引起流速增大，故分别取1.1倍的流速增大系数；流向夹角取最不利值7.8°，冲刷深度按6米考虑（着床），钢围堰露出水的最大高度按8（6+2）米计；基本风荷载W0=0.5KN/m2。综合上述所得计算参数如下：

②流速：V=1.31×1.1×1.1m/s=1.6m/s

⑦钢围堰露出水面高度：8.0米

⑧基本风压：W0=0.5KN/m2

⑨定位船尺寸（长×宽×高）：44.8m×9m×2.1m

⑩定位船负载吃水深度：1.1m

⑾导向船尺寸（长×宽×高）：45m×9m×2.0m

⑿导向船负载吃水深度：1.1m

⒀钢围堰外径：φ32m

三、锚锭系统所需外力计算：

作用于锚锭系统的外力主要有钢围堰、定位船、导向船和导向船旁工作船组的水阻力、风阻力，现分别计算如下：

根据《公路桥涵设计规范》知：

R1=KγAV2/2g

式中：K：水流阻力系数，圆形取0.8

γ：水容重，取10KN/m2

A：围堰入水部分在垂直于水流平面上的投影面积

A=32×（22+5）=864m2

V:计算流速，取1.6m/s

g:重力加速度，取10m/s2

这样，R1=0.8×10×864×1.62/(2×10)=885KN

R2=KKZW0F=128KN

式中：K：风载体形系数取1.0

KZ：风压高度变化系数，偏大取1.0

W0:基本风压，W0=0.5KN/m2

F:挡风面积，F=32×（6+2）=256m2

3、施工船组水流阻力：

根据《规范》和有关质料知：

式中：S：船泊浸水面积，S=L(10T+B)=5018m2

f：为铁驳摩阻力系数取0.17

L：为船舶长度按44.8m计

T：吃水深，按最大吃水深1.0m

B：船宽综合考虑按100m

Ψ：阻力系数，方船头按10.0取

A1：船舶垂直水流方向的投影面积

A1=T·B=120m2

则R3=52.6（KN）

4、作业船组所受风阻力：

式中：K：风载体形系数取1.0

KZ：风压高度变化系数，偏大取1.0

W0：基本风压，W0=0.5KN/m2

F:挡风面积，取F=3×100=300m2

综上所述可知，锚锭系统所受最不利外力组合为：

R总=R1+R2+R3+R4=885+128+53.6+150=1215.6KN

根据以往施工经验及施工实际情况，拟采用混凝土蛙式锚，混凝土蛙式锚锚着力按下列公式计算：

根据公路施工手册《桥涵》上册：

对于钢筋混凝土锚，河床覆盖层砂土时：W=（1∽1.5）R/10

式中：W为混凝土蛙锚在空气中重量，t；

R为锚的总拉力，单位KN，取K=1.2；

则每个锚可提供的锚着力为：R=45×10/1.2=375KN

故所需主锚个数为：N=1215.6/375=3.24个

为安全计，取6个45吨蛙式钢筋混凝土锚块。

每个锚受力：1215.6/6=202.6KN

202.6/375=54%即主锚锚力只达到可提供锚力的54%。

根据公路施工手册《桥涵》上册：对于有档锚链，锚链直径

d=√PK/0.025(mm)

式中：K为安全系数，取K=3

P为锚的拉力，取P=20.26t

按镇江锚链厂产品试验负荷表中提供数据，按3.0的安全系数考虑选用ф54的M2级有挡链作为主锚锚链，每个主锚配3节25米长锚链。

K=1190/203=5.9符合要求。

七．钢围堰下拉揽计算：

钢围堰拟设两层布置。第一层设在刃脚以上5米处，拉力为Rb1。距离转动轴心为hb1。第二层设在刃脚以上14m处，拉力为Rb2，距离转动轴心为hb2。转动轴心在导向架位置附近，按水面位置考虑。钢围堰水阻力R1作用中心取水面以下钢围堰高度1/3位置处。风荷载R2作用在水面以上钢围堰高度1/2位置处，则：

h1=(5+22)/3=9m

由Rb1/Rb2=hb1/hb2

得Rb2=Rb1×hb2/hb1……①

则有:Rb1·hb1+Rb2·hb2=R1h1+R2h2……②

得Rb1·hb1+hb22/hb1·Rb1=R1h1+R2h2

Rb1=(R1h1+R2h2)/(hb12+hb22)·hb1=229KN

第二层拉缆k=α（Fg/Rb2）=0.82（1190/165）=5.9

第一层拉缆k=α（Fg/Rb1）=0.82（1190/229）=4.26

满足[k]=3～6之间，故该型钢丝绳为下层拉缆是安全的。

定位船设置包括以下系统：

⑶下拉缆系统：由2根拉缆固定装置和调缆设施组成，以调节围堰上下游方向的垂直状态，详见附图06；

⑷边锚系统：边锚主要作用是调节定位船平行于桥轴线的南北方向位置，抵抗主锚的不平衡水平分力，在定位船两侧各设置2个混凝土锚，每个钢筋混凝土蛙式锚块重30t,每个锚配2节50米长锚链。

⑸卷扬设备：设4台5吨卷扬机作为定位船上各调缆的动力车，每台卷扬机均设有量程100KN的测力计，以便测定每根锚缆的拉力。

⑹拉力架：承受定位船工作负荷而不使拉力直接作用于船体，船头主锚拉力和船尾各拉揽形成对拉平衡。

2.导向船的布置：导向船两艘，根据围堰大小及受力情况采用250吨方驳，船长44.8米，型宽9米，型深1.82米，空载吃水0.4米，重载吃水1.1米，甲板承载力4t/m2。导向船侧锚4个45吨混凝土蛙式锚块。两艘方驳通过桁架连接成双船体，主要作用为围堰的安装、定位、导向、下沉等的工作平台。导向船布置结构见附图07。

导向船上设有各种拉缆及其调节系统，其中联结梁系统由多层万能杆件桁架组装而成，上、下游侧万能杆件拼装成的桁架断面尺寸均为2m×4m，详见附图08、09。在联结梁与围堰接触点处设有橡胶护舷。橡胶护舷作为钢围堰下沉的导向架，同时可避免钢围堰对船只的直接碰撞。橡胶护舷导向架见附图10。导向船本身的定位系统由两组缆绳系统组成，其一由4根缆绳与定位船相联，其二由2个前边锚和2个45°方向尾锚组成，构成自身定位移动系统，导向船上4个锚块均为45吨混凝土蛙式锚块。导向船上设置的主要设备有：

⑴与定位船相联的拉缆系统，由双柱缆桩、导缆转盘以及水平导缆滚筒组成，共计两套。

⑵边锚缆调缆系统，由双滚子导缆钳、四轮滑车组、拉力架、调节索及相配套的钢丝绳、眼板、卸扣等共4套。

⑶尾锚缆调缆系统设备同边锚缆共2套。

⑷钢围堰纠扭系统，用于纠正钢围堰在定位安装过程中可能产生的转动偏差，由四轮滑车、拉力架及相配套的钢丝绳、卸扣组成，共4套。

⑸绞车系统：每条船均设有2台500KN卷扬机，用于全船调缆系统的动力供应。同样每台卷扬机均设有量程100KN测力计。

⑹联接梁系统：两条导向船由万能杆件和钢管构成的桁架联结成整体。

第三节锚碇系统的施工工艺流程

参考同类桥型的施工经验GB／T 51344-2019标准下载，并结合本工程的特点，拟定抛锚施工工艺流程如下：

由于抛锚区靠近光缆区域和主航道，经与有关航道管理部门的协商，已经划分出明确的施工区和抛锚区，（见附图01）固抛锚时必须按预定的位置抛设。

测量定位在大桥测量控制网的基础上建立测量基线，并设置一些临时控制点，在岸上布置两台全站仪，采用前交会法定位。

各锚块的坐标已计算出来，由于水深较深，11月中旬抛锚水深约20米左右，锚块在下沉过程中由于水流的冲击会使锚块向下游移动一段距离，故锚块抛设位置应比设计位置向上游抢一定距离，各锚点的抢位情况如下：导向船尾八字锚10#北京地铁某标段区间施工方案，11#向上游抢10米，其余锚块均向上游抢20米。抢位后的坐标见附图02。

施工准备:抛锚施工应座好以下工作：

锚块起吊钢丝绳准备就位;