朝天门大桥总体施工组织设计

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朝天门大桥总体施工组织设计

重庆朝天门长江大桥工程位于重庆市主城区内,西连江北青草坝,东接南岸弹子石,南距朝天门约1.71Km。是重庆市城市总体规划文本中的东西快速干道。

北起五里店立交,向东经过重庆海业电子公司、长丰汽车蓬垫厂,跨越长安葡萄园、重庆船厂后横跨长江,经弹子石立交、黄桷湾立交到达工程终点,全长4.158Km。全桥由江北立交,长江大桥,弹子石立交、黄桷湾立交及连接道路组成。

大桥北起自重庆造船厂,南到窍角沱码头重棉三厂。由北引桥、主桥、南引桥三部分组成,大桥长1.741Km。跨径组合为6×50+190+552+190+3×50+35+10×30。

主桥长932mGB/T 38635.2-2020标准下载,为190m+552m+190m三跨连续中承式钢桁系杆拱桥。设上、下两层桥面,宽36m,上层桥面为双向6车道,两边各设2.75m隔离带和2.5m人行道。下层桥面除两线轻轨轨道外,两侧还各留有两个汽车行车道。

北引桥长314m,按6×50m布置跨径,南引桥长495m,按3×50+35+10×30布置跨径,引桥上部均为预应力混凝土箱梁。

1.2.1行政区划及交通

桥位区所经区域行政区划分属重庆市江北区、南岸区所辖。桥区内虽道路纵横,但等级低、路面较狭窄。桥位区交通位置见图1.1。

沿线属亚热带湿润气候,具冬暖春早、雨量充沛、夜雨多、空气湿度大、云雾多、日照偏少等特点。

根据重庆市气象局1951年~1992年间的气象观测资料,调查区内的气象特征具有空气湿润,春早夏长、冬暖多雾、秋雨连绵的特点,年无霜期349天左右。

多年平均降水量1082.6mm左右,降雨多集中在5~9月,日最大降雨量192.9mm,日降雨量大于25mm以上的大暴雨日数占全年降雨日数的62%左右,小时最大降雨量可达62.1mm。

多年平均相对湿度79%左右,绝对湿度17.7mb左右,最热月份相对湿度70%左右,最冷月份相对湿度81%左右。

全年主导风向为北,频率13%左右,夏季主导风向为北西,频率10%左右,年平均风速为1.3m/s左右,最大风速为26.7m/s。

桥区为长江水系。线路范围内除长江外,无其它溪、河,线路横跨长江,江水自南向北流。

桥区所在长江寸滩断面各频率水位为:

五年一遇洪水位183.13m(黄海高程,以下同);

十年一遇洪水位185.63m;

二十年一遇洪水位187.53m;

五十年一遇洪水位189.83m;

一百年一遇洪水位191.43m。

桥区所在长江寸滩段常年洪水位为184.32m,常年枯水位为157.80m。全年变化规律为:一般2、3月为最低水位,7、8、9月为最大洪水期,上年11月至次年4月为枯水期。洪水时最大表面流速为4.07m/s。

大桥处于重庆港港区,两岸分布有较多的码头泊位及船厂,通航环境较复杂。桥址区河道常年宽在300m左右,除去两岸船泊区域,实际航宽约240m。

据长江上游水文局资料,朝天门长江大桥所在河段在三峡水库建成后一般仍接近天然河道特征,河道基本维持现状。

图1.1桥位区交通位置图

桥位区处于长江河流侵蚀地貌。该段长江由南向北流,河谷走向与地质构造线走向近于一致。地貌为壮年期河谷地貌,河床纵、横向坡角约2~3(,河谷形态呈不对称“U”形,从河谷横断面可划分出5种微地貌单元。

线路里程K0+738.40~920.00,宽度约180m,地面高程170~256m,A0桥台和P1~P3墩在此范围。岸坡坡度角25(~28(,岩层倾角21(~27(,岩层倾角与坡角基本相同,岩层倾向与坡向基本一致。地表未发现河流冲积物,仅少量填筑土覆盖,斜坡稳定。

线路里程K0+920.00~K1+150.00,宽度约230m,地面高程162~191m,P4~P6墩在此范围。河漫滩坡度角约5(。地表河流冲积物为细砂土,分布厚度变化较大,厚度0.60m~6.80m,下伏沙溪庙组泥岩、砂质泥岩,岩层倾角20(。

线路里程K1+150.00~720.00,宽度约570m,河床面高程141~161m,P7主墩在此范围。河床横断面坡度角1(~3(,岩层倾角18(,河床河流冲积物少量分布,河床基岩大部分裸露。

线路里程K0+920.00~K1+150.00,宽度约230m,地面高程162~191m,P4~P6墩在此范围。河漫滩坡度角约5(。地表河流冲积物为细砂土,分布厚度变化较大,厚度0.60m~6.80m,下伏沙溪庙组泥岩、砂质泥岩,岩层倾角20(。

右岸河漫滩狭窄,宽度约50~100m,地面高程161~172m,地面坡角7(~15(。两岸岸坡均为顺向岩石坡。左岸岸坡相对较缓,右岸岸坡陡直,岩层倾角6(~23(,坡角60(~68(,坡高12~14m。窍角沱所在的平缓地段为长江河谷的Ⅱ级侵蚀阶地,宽度约370~450m,阶地地势平坦,地面坡角约5(~8(,倾向江心,由于受江水冲刷及后期人类工程活动,在阶地沿线未见河流冲积物堆积。

桥位附近河床断面坡度平缓。

重庆朝天门长江大桥工程位于解放碑向斜,大桥沿线走向19(,与大桥轴线走向夹角约66(,通过地段与构造线直交或大角度斜交,桥轴线横穿解放碑向斜轴部,向斜轴线位于长江河床中部偏右岸一侧。左岸为向斜西翼,岩层倾向114(~116(∠21(~27(;右岸为向斜东翼,岩层倾向265(~305(∠6(~23(。朝天门长江大桥主桥和引桥,均布设于长江河段两岸河谷岸坡及河床一带。地质构造简单,桥位区未发现断层通过。

图1.2桥位区区域构造图

根据地质调查,桥位区基岩裸露地段对岩体裂隙测量,向斜东翼砂岩中测得两组。

J1:倾向327(~350(∠60(~77(,裂面舒缓波状,未胶结,未充填,裂缝宽度0.3~3.0cm,延伸长2~8m。裂隙间距10~12m;

J2:倾向272(~277(∠76(~84(。裂面平直~舒缓波状,未胶结,未充填,裂缝宽度1~15cm,最宽可达60cm。延伸长10~20m。裂隙间距7~15m;

向斜西翼砂质泥岩中测得裂隙两组

J3:279(~308(∠65(~67(,裂隙面平直,裂缝宽度0.1~0.3cm,未胶结。未充填,延伸4~30m;裂隙间距7~15m;

J4:223(~226(∠31(~78(,裂面舒缓波状,未胶结,未充填,裂隙闭合状,延伸2~4m,裂隙间距5~11m;

大桥桥址区地震基本烈度为VI度。

经地面调查和钻探揭露,桥位区沿线出露地层为侏罗系中统沙溪庙组沉积岩层和第四系全新统松散土层。沿线表层主要为填筑土(Q4me),厚0.2~5.3m,南滨路最厚达12.80m;冲积层砂土,厚0.60~6.82m;下伏基岩为侏罗系中统沙溪庙组陆相沉积岩层。根据岩土特性可划分为填筑土、低液限粘土、砂土、砂岩、砂质泥岩、泥岩和泥质砂岩。

①第四系全新统填筑土层(Q4me)

该层主要分布于长江右岸滨江路及其以南地段,长江左岸零星分布,厚度变化较大,钻探揭露厚度0.20m~12.80m,底界标高261.18m-165.17m,多数填筑介质由砂岩、泥岩碎块石和粉土及亚粘土组成,碎石粒径主要为20~150mm,局部粒径200~500mm;稍湿,结构稍密~中密,堆填时间5~15年。南滨路填筑土经过了分层碾压,稍湿,结构密实,堆填时间不足1年。

②第四系全新统冲积层(Q4al)

该层主要分布于长江左岸河滩及部分河床,受水流冲蚀影响,分布不连续,厚度变化较大,长江右岸河漫滩部分被南滨路填筑土覆盖。

砂土:黄灰、灰褐色,主要矿物成分为石英、斜长石及少量的云母、粘土矿物。卵石含量一般不足2%,粘粒含量约3%,湿~饱和,松散~稍密,厚度0.60m~6.82m,底界标高155.19m~172.60m。该层主要分布于长江北岸P3~P6墩。

③第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)

仅分布于P8主墩和A23桥台,黄灰、褐灰色,可塑状,含少量岩石碎屑,切面稍有光泽,无摇震反应,干强度中等,韧性中等。钻探揭露厚度1.20m~3.01m,底界标高252.03m~189.61m。

桥位区基岩主要为侏罗系中统沙溪庙组(J2s)砂岩、泥岩、砂质泥岩和泥质砂岩。

A、砂岩:灰色、黄会色,细~中粒结构,中厚层状构造,主要矿物成分以长石、石英为主,次为云母和黑色矿物,泥钙质胶结。在桥位区均有分布,长江左右两岸及河床都有裸露。在P6~P8墩钻孔中有3~4层分层,钻探揭露厚度1.80~35.50m,底界标高253.96m~100.36m。

B、泥岩:紫红色,泥质结构,中厚层状构造,局部含灰绿色团块。河床及长江右岸钻孔中多有揭露,在地表调查范围内未发现露头;P6~P8墩钻孔中存在1~3层分布,钻探揭露厚度0.66m~12.90m,底界标高112.86m~249.14m。

C、砂质泥岩:紫红色,暗紫色,粉砂泥质结构,中厚层状构造,多数钻孔有揭露,一般有两个分层,最多可达4层。钻探揭露厚度0.51m~24.68m,底界标高244.91m~111.61m。

D、泥质砂岩:紫红色,暗紫色,细粒结构,中厚层状构造,本次勘察在P5、P9、P14和A23号墩台有揭露,钻探揭露厚度0.58m(BK49)~6.75m(BK30),底界标高251.71m(BK116)~132.19m(BK37)。

桥位区基岩面总体受地形地貌控制,长江两岸基岩面较高,江边段基岩面较平缓。

长江北岸仅在A0桥台和P1墩之间有基岩出露,其余均被土层所覆盖,基岩面标高169.01m~256.31m,基岩面坡度49.8%(基岩面坡角26.5°),与地层倾角接近一致。

南岸在江边陡崖和其它地方基岩零星出露,上伏土层为填筑土,局部亚粘土(低液限粘土),基岩面标高189.61m~252.52m,基岩面坡度9.7%(基岩面坡角5.5°)。

按《公路工程地质勘察规范》(JTJ064—98)将钻探深度的基岩划分为强风化带、弱风化带和微风化带,各带特征如下:

A、强风化带:岩体风化裂隙发育,岩石破碎,岩芯多呈碎块状、块状,少数短柱状,岩质软。钻探揭露强风化带厚度为0.50m(BK68)~6.25m(BK39),而在P1~P2墩、P12~P13墩和P7主墩不存在强风化带。

B、弱风化带:偶见裂隙,裂面倾角较陡,偶见水蚀迹,岩芯多呈短柱状、柱状,一般节长5~35cm,岩质较硬。钻探揭露厚度13.25m~42.36m,据声波测井资料,弱风化带岩体完整性指数Kv=0.57~0.80,为较完整岩体。

C、微风化带:岩芯多呈柱状~长柱状,一般节长10~50cm,岩质较硬。钻探揭露厚度3.77m~17.30m,据声波测井资料,微风化带岩体完整性指数Kv=0.78,为完整岩体。

1.3.5岩土层工程性状评价

填筑土层、砂土层以及亚粘土层。土层厚度变化大,物理力学性能差异大,不宜作持力层。

呈杂色,由砂岩、泥岩碎块石和粉土及亚粘土组成,力学性质差。根据重庆地区经验和场地实际情况,填筑土综合内摩擦角取35°。

砂土粒度分析试验成果:>0.075mm的含量占全重的96.1%~92.2%,为细砂。根据重庆地区经验确定地基容许承载力:[σ0]=100kPa。砂土综合内摩擦角取

③亚粘土(Q4el+dl)

仅分布在P8主墩和A23桥台局部,根据重庆地区经验确定地基容许承载力:[σ0]=190kPa

桥位区下伏基岩主要为砂岩、泥岩、砂质泥岩和泥质砂岩。在P4~P8墩之间砂岩、泥岩、砂质泥岩和泥质砂岩交错分布于河床,两岸相对较简单。钻探资料及现场调查表明,基岩弱风化带裂隙不发育,岩体完整性较好,岩质较硬,是良好的持力层。

饱和单轴抗压强度保证率平均值为8.2MPa;

天然单轴抗压强度保证率平均值为11.8MPa;

软化系数0.71,为软化的极软岩~软质岩石。

抗拉强度保证率平均值0.58MPa;

抗剪强度保证率平均值(最小二乘法):C=1.6MPa,φ=35.1°;

天然重度平均值为25.66kN/m3;

弹性模量平均值:3.74Gpa,泊桑比平均值:0.34。

饱和单轴抗压强度保证率平均值为28.9MPa;

天然单轴抗压强度保证率平均值为36.2MPa;

软化系数0.81,为不软化的软质岩~硬质岩石。

抗拉强度保证率平均值1.83MPa;

抗剪强度保证率平均值(最小二乘法):C=6.2MPa,φ=45.2°;

天然重度平均值为25.01kN/m3;

弹性模量平均值:5.48Gpa,泊桑比平均值:0.15。

饱和单轴抗压强度保证率平均值为9.6MPa;

天然单轴抗压强度保证率平均值为13.8MPa;

软化系数0.71,为软化的极软岩~软质岩石。

抗拉强度保证率平均值0.66MPa;

抗剪强度保证率平均值(最小二乘法):C=2.7MPa,φ=38.1°;

天然重度平均值为25.40kN/m3;

弹性模量平均值:3.45Gpa,泊桑比平均值:0.31。

饱和单轴抗压强度保证率平均值为8.8MPa;

天然单轴抗压强度保证率平均值为12.5MPa;

软化系数0.72,为软化的极软岩~软质岩石。

抗拉强度保证率平均值0.47MPa;

抗剪强度保证率平均值(最小二乘法):C=0.74MPa,φ=33.5°;

天然重度平均值为23.35kN/m3;

根据重庆地区经验确定岩土地基容许承载力。

强风化泥岩[σ0]=400kPa

强风化泥质砂岩[σ0]=400kPa

强风化砂质泥岩[σ0]=400kPa

强风化砂岩[σ0]=500kPa

1.3.6水文地质条件

区域上分析,长江为桥位区最低侵蚀基准面。桥位区地下水根据地势与长江水位关系有互补或反补情形。长江两岸因地势较高,无论是汛期还是枯水季节,基岩裂隙水接受降水补给后形成地下水均顺层面径流至长江排泄。长江河床地下水则在汛期接受长江补给,另外还要接受两岸地下水补给。

场地地下水以其储存形式可分为两类,即松散层孔隙水和基岩裂隙水。现按河漫滩和河床段、岸坡及阶地段地下水分述如下:

分布于长江左岸河漫滩,江水为地下水主要补给源,属潜水,水位及水量受季节影响大,洪水期水位高、水量相对较大;枯水期水位低、水量相对较小。砂土层为弱透水层。由于河漫滩砂土层厚度为0.60m~6.82m,含水有限。地下水对混凝土无腐蚀性。

渗水试验结果表明,细砂土为弱透水层。

南滨路新近堆填的填筑土厚9.33m~12.80m,其下细砂土0.80m~2.30m。本段松散层抽水试验表明,汛期长江水位上涨补给该层。

②岸坡及阶地段松散层孔隙水

分布于长江两岸。地下水主要补给源为大气降水及生活污水。长江左岸场地内松散土层厚度一般为0.30~1.70m,分布不连续,松散层位于斜坡上,地下水补给范围小,储存条件差,基本无地下水;右岸为二级阶地,松散土层厚度一般为0.40~3.00m,少数有5.30m,分布不连续。绝大部分地段位于城市人口密集区,地表多有混凝土地面覆盖。城建污(雨)水排水管网健全,松散层水源补给条件差;地下水贫乏。

长江两岸基岩裂隙水分布于风化裂隙中,属潜水。地下水主要补给来源为大气降水。基岩强风化带岩层破碎,风化裂隙发育,场地内基岩强风化带厚度有限,弱风化带裂隙不发育,且由于基岩出露位置较高,地形坡度较大,大气降水入渗量较小,入渗后形成的地下水沿裂隙流向低处,局部只有少量潜水存在。在A23桥台位置调查发现了一处防空洞,防空洞内有地下水出露,水量较小,常年不断。在长江左岸的BK2、右岸的BK60、BK69、BK98和BK112钻孔中作提水试验,在钻探深度范围内基本无地下水。在P14和P8墩作简易抽水试验表明,含水层地下水有限。

而长江河床所处向斜槽谷位置较低,向斜两翼岩层受降水入渗形成的地下径流汇集向斜核部,形成的地下水类型为承压水。基岩裂隙水除接受大气降水补给外,长江是其主要补给来源之一。

P5墩位于长江左岸河漫滩,与江水距离约40m;土层厚度3.4m,基岩强风化层厚1.5m;基岩为砂质泥岩和砂岩,在7.4m和8.85m深各见一组裂隙;根据抽水试验结果,该层位水量较大。

P6过渡墩位于长江河床,冲积层厚3.85m,下伏泥岩、砂质泥岩和砂岩,泥岩在15m附近有两组裂隙;52.0m以下为砂岩,砂岩完整性好,未见裂隙;在详堪施工中最后一个回次起钻时地下水突然涌出孔口,水位高出孔口3.68m,且钻探过程中未见冲洗液漏失现象,判定微、弱风化岩层为含水层,根据抽水结果,该层位含水量较大。

P7主墩位于长江河床,基岩为砂质泥岩和砂岩,根据抽水试验判定弱风化砂岩为含水层,地下水补给来源为江水,水量较大。

表1.1部分桥墩地质钻孔抽水试验成果表

弱风化带砂质泥岩和砂岩

微、弱风化带泥岩、砂质泥岩和砂岩

弱风化带砂质、泥岩和砂岩

弱风化带砂质泥岩和砂岩

据取自钻孔和防空洞中的水样水质分析结果表明,环境水对混凝土无腐蚀性。

1.3.7不良工程地质现象及环境工程条件

朝天门长江大桥两江岸均为岩质岸,土层厚度小,未见塌岸现象,不存在岸坡再造问题。综上所述,场地不良地质现象不发育。

朝天门长江大桥场地总体地势较平缓,区域构造作用轻微,未见滑坡、断层、崩塌、地面塌陷、塌岸、地表移动等不良地质现象。

根据管网洞室测绘和本次调查,场地范围内共有12处地下洞室,长江两岸均有分布,其中以左岸青草坝重庆船舶修造厂内的地下洞室规模最为庞大,对桥位区影响也较大。

1)ds—0号地下洞室

位于长江左岸青草坝重庆造船厂内,呈网络状分布。里程K0+738~K0+872。地下洞室未衬砌,宽5.4~6.0m,洞高5.0~5.5m。洞室底板标高180.47~193.20m,地面高程200.19~236.99m。该洞室对P1和P2墩有一定影响。P1墩右线西距地下洞室(里程K0+792.5)最近1.7m,该处洞底标高189.73m;P1墩左线东距地下洞室(里程K0+800.9)最近2.69m,该处洞底标高195.00m;P2墩西距地下洞室(里程K0+849.8)最近2.7m,该处洞底标高186.23m。这两处地下洞室对桥墩影响大,特别是在施工爆破时注意。

2)ds—1号地下洞室

位于长江左岸A0桥台西侧.地下洞室走向295°,长6.2m,洞形呈矩形,宽1.5m,洞高1.2m,洞室底板标高247.33m。围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室干燥,地下洞室距A0桥台21m,对桥台无影响。

3)ds—2号地下洞室

位于长江左岸A0桥台西侧.地下洞室走向295°,长5.98m,洞形呈矩形,宽1.29m,洞高1.1m,洞室底板标高247.33m,围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室干燥。地下洞室距A0桥台24m,对桥台无影响。

4)ds—3号地下洞室

位于长江左岸A0桥台北东侧.地下洞室走向281°,长3.2m,洞形呈矩形,宽2.8m,洞高1.2m,洞室底板标高242.07m,围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室干燥。地下洞室距A0桥台6.3m,对桥台无影响。

5)ds—4号地下洞室

位于长江左岸A0桥台内BK7钻孔旁边.地下洞室走向285°洞形呈矩形,长5.3m,宽2.1m,洞高1.2m,洞室底板标高241.38m,围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室干燥。桥台开挖后消失。

6)ds—5号地下洞室

位于长江左岸A0桥台内BK7钻孔旁边.地下洞室走向267°,长4.4m,洞形呈矩形,宽2.8m,洞高1.1m,洞室底板标高240.71m,围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室干燥。桥台开挖后消失。

7)ds—6号地下洞室

位于长江左岸A0桥台BK9钻孔北东侧.地下洞室走向304°,长3.0m,洞形呈矩形,宽2.7m,洞高1.2m,洞室底板标高232.61m,围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室潮湿。地下洞室距A0桥台2.4m,对桥台影响小。

8)ds—7号地下洞室

位于长江左岸P1墩BK11钻孔旁边.地下洞室走向360°,长2.8m,洞形呈矩形,宽3.0m,洞高1.3m,洞室底板标高224.47m,围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室潮湿。地下洞室距P1墩4.0m,对桥台影响小。

9)ds—8号地下洞室

位于长江右岸P8主墩东侧陡崖上.地下洞室走向130°,长2.4m,洞形呈矩形,宽1.69m,洞高1.5m,洞室底板标高181.32m,围岩为砂岩,洞壁完整,无掉块现象,未见裂隙,岩体类型为整体状结构,洞室干燥。地下洞室距P8主墩4.4m,对桥墩无影响。

10)ds—9号地下洞室

位于长江右岸P14一般墩北侧.地下洞室走向19°,长36.0m,洞形上为半圆拱,下为矩形,宽5.9m,洞高2.5m,洞室底板标高低于228.00m,洞壁采用条石衬砌,洞室稳定,地下洞室距P8主墩4.0m,对桥墩无影响。

11)ds—10号地下洞室

其洞口位于长江右岸P19一般墩左线端.地下洞室走向26°,长60.0m,洞形上为半圆拱,下为矩形,宽5.9m,洞高2.5m,影响段洞室底板标高237.74m,洞壁采用条石衬砌,洞室稳定,地下洞室洞口就在左线端,对桥墩影响小。

12)ds—11号地下洞室

位于长江右岸A23桥台东侧.地下洞室走向156°,长23.0m,洞形呈矩形,宽1.2m,洞高1.2m,洞室底板标高254.10m,围岩为砂岩,洞壁无掉块现象,岩体类型为整体状结构,洞室稳定。在洞室拐角处发现一组裂隙,有水浸出,地下洞室距A23桥台2.4m,其洞室地下水对桥台开挖有影响。

桥位区地层稳定、连续,没有滑坡、危岩等不良地质现象。桥位区不良地质作用主要表现为基坑开挖边坡的稳定性和施工时地下水对基坑壁的稳定性的影响问题。

1.4原材料来源、构件制造及运输条件

工程所需石料可在桥区周围地区解决,在江北及南岸均有大型石料场,运距在10~20km,石料主要为砂岩和灰岩,石质坚硬,强度高,抗风化、抗软化能力强,是较好的硬质岩。

大桥所需的中粗砂可采自简阳、洞庭湖或下巴河,但运距较远,价格较贵。

工程用普通钢材和水泥可就地购买,主桥结构用特殊钢材和木材需从外地购买。采用商品混凝土。

工程用水可直接利用长江水或城市供水。

重庆市交通网十分发达,公路、铁路、水运条件十分优越,在桥位不远处的码头可为施工前期材料的采购和运输提供一定的便利条件,但本工程工程量大、施工周期长,主桥上部构件不仅数量多、构件二次转运频繁,而且单件构件重量大(最重达80t),长度长(最长达45m),不具备采用铁路或公路运输的条件。故设置施工专用码头。

朝天门大桥工程具有造型美观、结构新颖、技术难度大、施工条件复杂等特点,主要表现在如下几个方面:

1)朝天门大桥地处重庆市中央商务区和朝天门港区,对大桥景观有较高的要求,设计采用的钢桁系杆拱桥结构新颖、线型流畅、气势宏伟,建成后将会为美丽的山城增加一道靓丽的风景。

2)大桥主跨设计跨径为552m,目前在同类桥型中居世界第一,且为上下双层桥梁,其构件加工精度高、线形控制难度大、施工工艺复杂、主跨桁拱大悬臂拼装存在较大的风险。

3)大桥两岸地形陡峭,沿线建筑物密集,地下管网错综复杂,没有可供利用的施工场地,拆迁工作量大,施工组织难度极大。

4)施工水域航道狭窄,水下地形复杂,航运繁忙,施工作业与航运之间的矛盾十分突出,航道维护和占用问题,将会对大桥施工方案的选择、工程施工进度产生重大影响。

5)大桥工程跨越长江黄金水道和人口密集的主城区,施工期间安全防护要求高、难度大、外协困难。

6)主桥上部结构用钢量大,对钢材材质和加工制作精度的要求高,部分钢材的供应渠道单一,国内具备加工制作能力的钢结构加工企业较少,原材料供应和构件加工制作存在一定的风险。

7)进场道路狭窄,工程施工和土石方出运将会对沿线居民的生产和生活产生一定的影响,环保压力大。

本工程工作量大,施工环节多,工艺复杂,工程线路穿越弹子石主城区和重庆船厂厂区,沿线建筑物密集,地下线管线错综复杂,主桥施工对长江航运干扰较大,工程红线范围狭窄,各种结构用材和施工辅助措施用材数量巨大,不仅对构件加工制作及运输条件要求较高,对现场施工场地也有较高的要求。因此工程施工不仅需要解决自身的技术问题,还必需做好与相关部门的协调工作,科学管理,合理安排施工进度,在确保安全和工期的前提下,将工程成本和施工期间对外界的干扰降低到最低限度。

2.1分部分项工程施工顺序

分部分项工程施工顺序如图2.1所示。

图2.1分部分项工程施工顺序

2.2.1施工工段划分

本工程施工拟划分为四个工段进行管理、指挥和调度,即北引桥工段、北主桥工段、南主桥工段和南引桥工段。

南北主桥是本工程施工的重点,从总进度计划上看,主桥施工的各环节始终处于本工程的关键线路上;从施工难度上看,主桥上部结构规模巨大,施工环节多,工艺复杂,均为高空作业,中桁拱跨越主航道,与航运之间的矛盾突出,桁拱安装线形控制、施工安全防护、中跨合拢等均存在极大的难度和风险。

北引桥部分桥墩位于河滩上,地势较低,基础施工和上部箱梁支架现浇均必需在枯水季节完成,其施工进度直接会影响主桥桥面梁系的安装,施工时应合理组织流水作业,合理配置和充分利用人力、设备和施工材料,尽可能降低工程成本。

南引桥位于弹子石市区,桥区内建筑物密集,施工周边环境十分复杂,协调难度极大,其基础施工阶段采用挖孔桩施工,爆破器材应采取措施妥善管理,上部结构施工阶段施工周转材料数量较大,应作好周边协调工作,组织流水作业,提高周转材料和设备的利用率,降低工程成本。

2.2.2组织管理机构

根据我局《施工项目管理办法》结合项目特点,朝天门大桥项目经理部拟设一个项目总部(设在北岸)、一个分部(设在南岸),同时设工程部、质保质检部、财务合约部、劳安部、设备物资部、综合办公室六个职能部门。项目部通过各工段,协调指挥各生产班组完成施工任务。

项目经理部的运作实行项目经理责任制,坚持“经理负责,全员管理,标价分离,项目核算,指标考核,严格奖惩”的原则,项目经理必须贯彻执行国家、行政主管部门有关法律、法规、政策和标准,执行各项管理制度。项目经理履行《项目目标管理责任书》,进行目标控制,确保项目目标的实现。

项目部、各工段和分部、各生产班组间的关系可通过以图2.2表达。

图2.2施工组织管理机构

主要施工方法应根据工程结构形式,充分考虑现场水文地质条件、地形地貌条件、交通运输条件和施工外部环境等多种因素,在确保施工安全、质量和进度的前提下,进行充分论证,制定出切实可行和经济合理的施工方案。

除P5、P6、P7、P8墩桩基础拟采用挖孔-钻孔结合的施工工艺外,其余各墩基础均采用挖孔桩施工。承台按大体积混凝土施工,墩身用翻模现浇,引桥上部箱梁搭设支架逐跨现浇。主桥上部钢梁用拱上爬行架梁吊机悬臂安装,边跨安装搭设少支架辅助支撑,中跨先安装钢桁拱肋,待拱肋合拢再从两侧向跨中逐跨安装吊杆和桥面梁系。

本工程计划工期42个月,预计开工时间为2004年12月初,为减小拆迁工作压力,有效降低工程成本,需统筹安排工程施工进度,有序组织施工生产,根据现场具体情况,拟将工程施工划分为如下几个阶段进行:

1)主桥及北引桥下部施工阶段

本阶段时间为:2004年12月~2005年11月。主要工作内容包括:办理施工许可证、主桥基础墩身施工、北引桥(河滩部分)基础墩身施工、主桥施工组织设计和实施细则制定、主桥边跨安装支架搭设、南北两岸施工码头、栈桥和构件预拼平台搭设、两侧引桥红线范围内拆迁、临时施工用地的征用、拆迁和施工临时设施建设、主桥上部钢结构和安装起重设备的加工制作等。

2)主桥边跨桁拱安装阶段

本阶段时间为:2005年12月~2006年4月。主要工作内容包括:主桥边跨构件安装、南北引桥基础墩身施工、引桥上部部分箱梁开始支架现浇等。

3)主桥中跨桁拱安装阶段

本阶段时间为:2006年5月~2007年4月。主要工作内容包括:主桥中跨桁拱安装合拢、南北引桥上部箱梁现浇施工完毕。

4)主桥桥面梁系施工阶段

本阶段时间为:2007年5月到2008年2月。主要工作内容包括:安装中跨系梁、桥面板及附属设施、完成桥面铺装工作。

本阶段时间为:2008年3月到2008年5月。主要工作内容包括:主桥上部钢构涂装、整理竣工资料、成桥荷载试验,完成工程验收,交付使用。

2.5.1施工总平面布置文字说明

施工总平面布置应根据设计桥型的施工工艺特点,结合现场地形和交通运输条件,充分考虑各种影响因素,使施工总平面布置既切实可行,又经济合理。

由于本工程所处的地理位置比较特殊,两岸地形陡峭,桥轴线附近没有可供利用的场地和码头。施工工艺复杂,主桥上部构件在工厂加工制作,分批运输到现场后需进行预拼,且构件数量巨大,不具备陆路运输的条件,必需设置施工专用码头和钢桁构件预拼堆场。

大桥基础、墩身和上部箱梁施工期间,有大量的钢筋、模板和现浇支架需要在现场进行堆存、加工制作和改造,两侧必需有运输条件较为便利的施工场地,以满足施工要求。

综上所述,根据工程总体进度安排和现场地形条件,为满足本工程施工所需的大型临时工程和临时设施主要有:南北施工码头、施工栈桥、钢桁构件预拼堆场、施工材料临时加工场和堆场、施工承包人驻地、施工临时道路等。

在南北两岸栈桥端部各设一座800t级材料码头,码头平面尺寸45×12m;北岸码头顶面高程189.0m、南岸码头顶面高程194.0m。码头上设一台1400t.m桅杆吊进行装卸作业。码头与栈桥采用“喇叭口”相接。

桅杆吊与码头面净空高度6m,以方便砼运输车和履带吊通行。桅杆吊转盘基础采用Φ2000×22mm钢管立柱和Φ2500m挖孔灌注桩基础,嵌岩6m;其余两个桅杆基础采用Φ1600×16钢管立柱和Φ2000m挖孔灌注桩基础,嵌岩6m;钢管立柱及相邻码头平台桩间每6m设一道Φ800×10mm水平撑和Φ600×8mm剪刀撑。

北栈桥总长382m,栈桥宽8m,顶标高189.0m;南栈桥总长171.7m,栈桥宽8m,为跨越滨江路,栈桥由斜段和水平段组成,斜段水平长度为61.2m,坡度为1:10,顶标高由194.0m增加到200.0m;水平段长110.5m,顶标高为200.0m。栈桥基本跨度为15m,为抵抗汽车制动力和栈桥的整体稳定性,每隔5跨设增设3m跨的排架,纵横向进行加固。

码头及栈桥结构形式如图2.3、图2.4所示。

图2.3南北码头立面图

构件预拼平台设在北岸河滩上,长125m,宽65m,为满足行洪要求,采用桩基础透空式结构,基础采用φ1500mm的嵌岩挖孔桩,φ1000mm钢管立柱,用φ600mm钢管作水平联系,桩顶横梁采用1000×600mm焊接箱梁,单层双排加强型贝雷桁梁作纵梁,龙门吊轨道梁采用1500×600mm焊接箱梁,I36工字钢按1.5m间距布置作横向分配梁,I16工字钢按40cm间距布置作纵向分配梁,12mm厚钢板作桥面板。平台上安装2台60t龙门吊作为起重设备,龙门吊轨距32m。如图2.5所示:

图2.5构件预拼平台结构示意图

北岸将船厂现有的进厂道路改造后作为进场道路,改造路线长约2KM,路面宽度7m,设1.5%的双向横坡,靠山侧设25cm×50cm水沟。南岸利用南滨路三期工程施工便道作为进场道路。

北岸场内施工便道在河滩上填筑,填筑高度为50~100cm,碾压密实后(密实度不小于90%),铺装10cm厚的4%水泥稳定级配碎石面层。南岸场内道路结合场地平整一起做硬化处理。

南北两岸各设工地实验室一个,分别设标准养护室一个,压力机一台。其他实验在公司检测中心进行。

6)供水、供电及混凝土供应

朝天门大桥现场施工及生活用水南北两岸均采用城市自来水,日供水能力300m3设计。现场进行合理的布置管线,确保施工及生活用水。

在南北两岸均安装箱式变电站来提供施工及生活用电,南岸按800KVA设计,北岸按1200KVA设计。

混凝土采用商品混凝土,现场不设伴和站。

回龙观C06区室外道路、给水、中水、雨污水工程施工组织设计方案7)施工及生活污水的处理

根据现场实际考察,南北两岸地面排水设施齐全,大桥施工及生活污水通过布置管线直接与污水排放管道连接,统一排放。

8)承包人驻地及施工用地

由于本工程两岸地形陡峭,建筑物密集,征地拆迁难度极大,结合现场实际情况,承包人驻地原则上考虑租用现有房屋改造,南岸约3000m2,北岸约5000m2。

施工临时用地根据工程进度和拆迁情况分阶段布置,主桥基础施工阶段(2004年11月~2005年6月)现场拆迁工作尚未完成,施工作业面较少,主要为南北主墩基础和北引桥河滩部分桥墩(P3~P6)。北侧考虑租用重庆造船厂堆场和河滩地作为前期施工用地。造船厂内堆场地面标高结合构件预拼堆场统一考虑,连成整体,以提高场地利用率,面层用C25混凝土硬化处理。河滩地作为枯水期材料堆场和加工场,整平后碾压密实。

南岸利用已部分填筑完成的滨江路沿桥轴线上下游各100m作为前期施工用地,碾压密实后铺装10cm后的4%水泥稳定级配碎石面层或浇注20cm厚的C25混凝土硬化处理。

2005年8月以后根据工期安排,长江大桥两侧引桥施工已全面展开,有大量的钢筋、模板、施工支架等材料需在现场堆存及加工制作,主桥边跨钢桁构件也将陆续运到现场GB50204-2015标准下载,基础施工阶段的场地远不能满足施工要求,两岸均需增加临时施工用地,具体位置根据拆迁情况而定。

各阶段临时施工用地(红线以外)如表2.1所示:

表2.1各阶段临时施工用地计划表

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