1、下白石大桥下白石大桥主跨主跨2x260m刚构连续梁施工技术刚构连续梁施工技术工程概述工程概述基础施工基础施工主墩主墩5#5#、6#6#墩在海水潮差大、流速大、冲刷大、卵墩在海水潮差大、流速大、冲刷大、卵石层厚且粒径大等水文地质条件下的基础施工；石层厚且粒径大等水文地质条件下的基础施工；5#5#、6#6#墩单壁吊挂式组拼钢套箱法大型承台施工；墩单壁吊挂式组拼钢套箱法大型承台施工；上部构造施工上部构造施工1414米高箱梁挂篮一次性整体悬浇施工米高箱梁挂篮一次性整体悬浇施工。目录目录下白石大桥属福鼎至宁德高速公路上的一座跨海大桥。下白石大桥属福鼎至宁德高速公路上的一座跨海大桥。福宁高速公路是国道主干
2、线同江（黑龙江）至三亚（海福宁高速公路是国道主干线同江（黑龙江）至三亚（海南）高速公路经福建省境内的一段，是我国沿海大通道南）高速公路经福建省境内的一段，是我国沿海大通道的重要组成部分。的重要组成部分。主桥全长：主桥全长：810.0m；桥面宽：桥面宽：24.50m；跨径组成：跨径组成：1452260145m。工程概述工程概述一、主桥结构及技术特点一、主桥结构及技术特点桥型布置图桥型布置图强风化花岗岩强风化花岗岩F5微风化花岗岩卵 石中 砂弱风化花岗岩微风化凝灰熔岩卵 石中 砂淤泥加沙卵 石F0微风化凝灰熔岩强风化凝灰熔岩8宁德箱梁断面结构图箱梁断面结构图主桥上构主桥上构 主桥上构为（主桥上构为
3、（145+2145+2*260+145260+145）m m四四跨预应力砼连续刚构，分左、右两幅跨预应力砼连续刚构，分左、右两幅独立大桥修建。独立大桥修建。截面形式：截面形式：单箱单室单箱单室箱梁顶宽：箱梁顶宽：1212m m箱梁箱梁底宽：底宽：6 6m m。箱梁高度：箱梁高度：4.24.21414m m主桥下构主桥下构5 5、6 6号主墩号主墩桩基：桩基：每墩每墩2424根直径根直径3 3m m的钻孔灌注桩；的钻孔灌注桩；承台：承台：整体式承台，整体式承台，C30C30砼砼,总面积为总面积为852852，砼总数量，砼总数量51115111m m3 3；墩身：墩身：双柱式空心薄壁墩身。双柱式空
4、心薄壁墩身。5 5、6 6号主墩基础结构图号主墩基础结构图主桥下构主桥下构7 7号墩号墩基础：四根平面尺寸为基础：四根平面尺寸为6.56.5X3.OmX3.Om的、的、板墙式嵌岩基础板墙式嵌岩基础；双柱式空心薄壁墩身。双柱式空心薄壁墩身。7 7号主墩基础结构图号主墩基础结构图二、工程水文地质情况二、工程水文地质情况工程地质工程地质 桥位海域卵石层厚度较大（最大层厚达桥位海域卵石层厚度较大（最大层厚达24.4624.46米），卵石粒径米），卵石粒径大，坚硬，含量高，为沙粒充填，易蹋孔、漏浆，施工难度大。大，坚硬，含量高，为沙粒充填，易蹋孔、漏浆，施工难度大。微风化凝灰熔岩抗压强度高达微风化凝灰熔
5、岩抗压强度高达150.8150.8184184MPaMPa。粉砂层粉砂层软土层软土层中砂层中砂层卵石层卵石层微风化凝灰熔岩微风化凝灰熔岩最大层厚（最大层厚（m）4.24.6417.7724.46容许承载力（容许承载力（Kpa）90701506003500极限摩阻力（极限摩阻力（Kpa）3020180180抗压强度（抗压强度（Mpa）150.8184其他其他局部含局部含510%粒径粒径300500mm的漂石，最大粒径达的漂石，最大粒径达750mm,750mm,卵石粒径一般卵石粒径一般40250mm，含量含量6580%气象气象桥址所在地区属于中亚热带海洋性季风气候，具有四季分明、桥址所在地区属于中
6、亚热带海洋性季风气候，具有四季分明、气候温暖、多雨，无霜期长，台风频繁等特点。气候温暖、多雨，无霜期长，台风频繁等特点。年平均大于年平均大于8 8级风日数：级风日数：5.75.7天。天。水文水文桥位处河道受潮汐（属正常半日潮）、径流共同作用，潮汐桥位处河道受潮汐（属正常半日潮）、径流共同作用，潮汐占主导地位，潮差大，水流急。占主导地位，潮差大，水流急。施工水位（十年一遇）：高水位：施工水位（十年一遇）：高水位：4.974.97m m；低水位：低水位：-4.35-4.35m m。流速：断面平均流速：流速：断面平均流速：2.442.44m/sm/s；断面最大流速：断面最大流速：3.423.42m/
7、sm/s。最大冲刷线高程：最大冲刷线高程：5 5号墩：号墩：-29.4-29.4m m；6 6号墩：号墩：-33-33m m桥位最大潮差：桥位最大潮差：8.08.0m m一、一、5#5#、6#6#墩在墩在海水海水潮差大、流速大、冲刷大、卵石层潮差大、流速大、冲刷大、卵石层粒径大粒径大等水等水文地质条件下的桩基础施工技术特点文地质条件下的桩基础施工技术特点基基 础础 施施 工工桩基布置图桩基布置图5#5#、6#6#墩桩基布置与设计参数墩桩基布置与设计参数桩径桩径桩数桩数桩顶桩顶高程高程 桩长桩长嵌岩嵌岩深度深度5号墩号墩3.0m24根根-1.0m543.0m6号墩号墩3.0m24根根-1.0m4
8、93.0m5#5#、6#6#墩基础施工方法墩基础施工方法根据根据5#5#、6#6#墩水文、地质特点和设备情况，经分析，钢护筒墩水文、地质特点和设备情况，经分析，钢护筒难以穿越大粒径卵石层到达岩层，为此制定了钢管桩钻机施工难以穿越大粒径卵石层到达岩层，为此制定了钢管桩钻机施工平台，平台，气举反循环、泥浆护壁、旋转钻进、一次成孔的方案。气举反循环、泥浆护壁、旋转钻进、一次成孔的方案。钻 机溜 槽贝雷 梁100钢 管 桩河床 线岩 面牙 轮钻 头贝雷 梁5#5#、6#6#墩基础施工难点和技术控制的关键墩基础施工难点和技术控制的关键钢管桩钻机平台在大流速、大冲刷钢管桩钻机平台在大流速、大冲刷条件下的稳
9、定性条件下的稳定性泥浆性能在海水中的稳定性泥浆性能在海水中的稳定性 泥浆性能指标在钻孔过程中的控制泥浆性能指标在钻孔过程中的控制 泥浆水头在高潮差、高渗漏情况下泥浆水头在高潮差、高渗漏情况下的保持和调整的保持和调整5#5#、6#6#墩钻孔桩的成孔方法墩钻孔桩的成孔方法钢管桩打设钢管桩打设钻孔平台搭设钻孔平台搭设钻钻孔孔施施工工5#5#、6#6#墩基础施工成效墩基础施工成效 钻孔速度钻孔速度第一根桩试钻第一根桩试钻:2222天天/孔孔调整后：调整后：最快最快4 45 5天天/孔孔，最慢最慢10101212天孔，天孔，平均平均7 78 8天天/孔孔在在5 5个月个月的时间内，顺利完成了的时间内，顺
10、利完成了4848根、长根、长5050m m、直径直径3 3m m的大直径的大直径钻孔桩的成孔和成桩。钻孔桩的成孔和成桩。泥浆：泥浆：海水泥浆在本桥的成功应用海水泥浆在本桥的成功应用质量：桩基质量优良，全部满足设计和规范要求。质量：桩基质量优良，全部满足设计和规范要求。二、主墩二、主墩5#5#、6#6#墩单壁吊挂式组拼钢套箱法大型承台施工技术墩单壁吊挂式组拼钢套箱法大型承台施工技术 下白石大桥主墩下白石大桥主墩5#5#、6#6#墩大型承台施工采用有底单壁吊挂式组拼墩大型承台施工采用有底单壁吊挂式组拼钢套箱方案。钢套箱方案。钢套箱封底砼拟定厚度为钢套箱封底砼拟定厚度为2 2m m的、标号为的、标号
11、为C30C30的、共的、共12941294m m3 3的水下砼，的水下砼，施工为一次性浇筑。施工为一次性浇筑。承台砼拟分三层浇筑。承台砼拟分三层浇筑。钢套箱施工技术钢套箱施工技术钢套箱制作、钢套箱制作、拼装、下放拼装、下放 钢套箱封底钢套箱封底 承台混凝土浇筑承台混凝土浇筑5#5#、6#6#墩大型承台砼的分层浇筑必要性墩大型承台砼的分层浇筑必要性 大体积封底砼的浇筑施工关键技术大体积封底砼的浇筑施工关键技术 最不利工况一：最不利工况一：最低水位时套箱全部露出水面最低水位时套箱全部露出水面封底及钢套箱自重荷载共封底及钢套箱自重荷载共42484248吨。吨。第一层承台钢筋砼荷载共第一层承台钢筋砼荷
12、载共75717571吨。吨。最不利工况二最不利工况二：最高水位时套箱内外水头差最高水位时套箱内外水头差7.17.1m m水流冲击力水流冲击力190190吨。吨。砼及静水侧压力共砼及静水侧压力共22082208吨。吨。封底砼承受竖向荷载共封底砼承受竖向荷载共25672567吨。吨。整体下整体下放系统放系统 悬吊系统悬吊系统 钢套箱钢套箱钢套箱底桁架 支撑系统支撑系统 钢护筒 钢套箱整体下放系统钢套箱整体下放导向示意图钢套箱整体下放导向示意图承台分层浇筑示意图承台分层浇筑示意图下放导向下放导向钢套箱侧壁钢套箱侧壁钢护筒钢护筒下放导向下放导向平面图平面图立面图立面图封底砼封底砼钢套箱钢套箱承台砼承台
13、砼在四个角点位置在四个角点位置的钢护筒上焊接导的钢护筒上焊接导向，准确控制钢套向，准确控制钢套箱下放、就位时的箱下放、就位时的平面位置。平面位置。影响承台分层浇筑的因素：影响承台分层浇筑的因素：潮水涨落时封底混凝土承潮水涨落时封底混凝土承受交替反向荷载，决定了第受交替反向荷载，决定了第一层承台混凝土的厚度。一层承台混凝土的厚度。大体积混凝土水化热。大体积混凝土水化热。混凝土生产供应能力。混凝土生产供应能力。施工成本因素。施工成本因素。钢套箱封底施工钢套箱封底施工封底砼的浇筑质量控制关键封底砼的浇筑质量控制关键：高潮位时开灌，避免涨潮高潮位时开灌，避免涨潮时封底混凝土时封底混凝土“洗澡洗澡”。套
14、箱底板开设补水孔，在套箱底板开设补水孔，在潮水涨落期间保持套箱内外潮水涨落期间保持套箱内外水头一致。水头一致。导管及测点数量适当。导管及测点数量适当。按顺序灌注，统一指挥。按顺序灌注，统一指挥。封底后抽水完成封底后抽水完成承台混凝土浇筑承台混凝土浇筑一、大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工技术一、大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工技术下白石大桥主梁的基本特点下白石大桥主梁的基本特点箱梁顶板宽度：箱梁顶板宽度：12.012.0m m，底板宽度：底板宽度：6.06.0m m，梁高：梁高：4.24.214.014.0m m。最大梁段长度：最大梁段长度：5.05.0m m，施工节段：施工节段：366366个
15、，个，梁段最大重量：梁段最大重量：22522252KNKN。最大特点：最大特点：跨度大、梁段高、预应力钢筋密集。跨度大、梁段高、预应力钢筋密集。上构箱梁施工上构箱梁施工工期要求工期要求 大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工方案的选择大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工方案的选择 366366个施个施工梁段工梁段 9 9个月必个月必须完成须完成超超高高箱箱梁梁浇浇筑筑 通常施工方法通常施工方法 本桥施工方法本桥施工方法 分多层浇筑分多层浇筑采用挂篮一次整采用挂篮一次整体悬浇施工体悬浇施工大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工需要解决的技术问题大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工需要解决的技术问题 要求挂篮轻、刚度
16、大、变形小、操作方便安全、行走灵活、各要求挂篮轻、刚度大、变形小、操作方便安全、行走灵活、各种梁段适应性强、无须大的改造，模板安拆和调整简单，辅助种梁段适应性强、无须大的改造，模板安拆和调整简单，辅助工作时间短。工作时间短。箱梁高、腹板薄、钢筋密，砼入仓落差大，观察的视线视角差，箱梁高、腹板薄、钢筋密，砼入仓落差大，观察的视线视角差，砼布料、振捣难度极大。砼布料、振捣难度极大。要求砼缓凝时间长，塌落要求砼缓凝时间长，塌落度损失小等，砼性能要求高。度损失小等，砼性能要求高。要采取措施防止高腹板砼要采取措施防止高腹板砼垮塌、上翻。垮塌、上翻。大跨度、超高箱梁整体悬浇挂篮的设计大跨度、超高箱梁整体悬
17、浇挂篮的设计 轻型挂篮系统轻型挂篮系统 轻型挂篮轻型挂篮主梁主梁悬吊及锚悬吊及锚固系统固系统行走行走系统系统模板模板系统系统砼入仓及砼入仓及分料系统分料系统主主桁桁架架主主桁桁架架主主桁桁行行走走内内模模行行走走外外模模系系统统内内模模系系统统轨轨道道锚锚固固底底篮篮悬悬吊吊及及锚锚固固主主桁桁架架锚锚固固外外模模悬悬吊吊及及锚锚固固内内模模悬悬吊吊及及锚锚固固底底模模系系统统轻型挂篮结构总图轻型挂篮结构总图锚固锚固系统系统主桁架主桁架悬吊悬吊系统系统工作工作吊篮吊篮外模外模系统系统走行系统走行系统内模内模系统系统底模底模系统系统挂篮主要性能参数及适用范围挂篮主要性能参数及适用范围主要性能：自
18、重主要性能：自重6868T T，挂篮重量与浇筑重量比为挂篮重量与浇筑重量比为0.2950.295，无平，无平衡重，最大承重衡重，最大承重230230T T，后锚、拖拽式半滚动。后锚、拖拽式半滚动。适用范围：梁段长度：适用范围：梁段长度：3 35 5m m；梁段高度：梁段高度：4.04.014.014.0m m；顶板顶板宽度：宽度：12.012.0m m；底板宽度：底板宽度：6.06.0m m；腹板宽度：腹板宽度：60604040。挂篮内模系统挂篮内模系统挂篮主要功能和特点挂篮主要功能和特点整体式内、外模板，施工过整体式内、外模板，施工过程中不需再解体、再拼装。程中不需再解体、再拼装。内顶模钢骨
19、架设计可向两侧内顶模钢骨架设计可向两侧伸缩，螺栓锁定，可适应不同伸缩，螺栓锁定，可适应不同腹板宽度的需要。腹板宽度的需要。铰铰内模托架内模托架吊带吊带内模内模承重梁承重梁设置可开关的观察照明和振捣窗口，控制混凝土浇筑质量。设置可开关的观察照明和振捣窗口，控制混凝土浇筑质量。混凝土浇筑系统布置图混凝土浇筑系统布置图内模系统上附着内模系统上附着砼入仓及分料系统砼入仓及分料系统，解决了超高梁段底、腹，解决了超高梁段底、腹板砼入仓及布料难题。板砼入仓及布料难题。挂篮后锚反扣滚轮结构图挂篮后锚反扣滚轮结构图悬吊及锚固系统采用悬吊及锚固系统采用2020200200的的1616MmMm材料作承重吊带，减材料
20、作承重吊带，减少了挂篮的扰曲变形，增大了挂篮的刚度。少了挂篮的扰曲变形，增大了挂篮的刚度。挂篮上附有纵向预应力张挂篮上附有纵向预应力张拉工作台和箱梁外腹板升拉工作台和箱梁外腹板升降修饰吊篮，随挂篮一起降修饰吊篮，随挂篮一起移动。使纵向预应力张拉、移动。使纵向预应力张拉、箱梁外腹板修饰工作，更箱梁外腹板修饰工作，更方便、更及时、更安全。方便、更及时、更安全。大跨度、超高箱梁梁段整体悬浇对砼的性能要求大跨度、超高箱梁梁段整体悬浇对砼的性能要求 由于箱梁砼设计为由于箱梁砼设计为C60C60高标号、高强度砼，梁段砼最大方量为高标号、高强度砼，梁段砼最大方量为8787m m3 3，预应力张拉须在箱梁砼强
21、度达到预应力张拉须在箱梁砼强度达到90%90%后，梁段砼施工采用整体后，梁段砼施工采用整体浇筑的方案，砼浇筑时间长，且拌和站距离施工点较远。这些都对浇筑的方案，砼浇筑时间长，且拌和站距离施工点较远。这些都对箱梁砼综合性能提出更高的要求，箱梁砼综合性能提出更高的要求，要求箱梁砼强度高、早强、缓凝要求箱梁砼强度高、早强、缓凝时间长、坍落度损失小，砼和易性、泵送性、流动性良好等。时间长、坍落度损失小，砼和易性、泵送性、流动性良好等。试配强度（Mpa）抗压强度（Mpa）坍落度（cm）2h坍落度损失（cm）凝结时间初凝时间终凝时间69.93天28天182028101254.277.3C60C60高标号混
22、凝土性能指标高标号混凝土性能指标箱梁腹板砼浇筑关键工艺箱梁腹板砼浇筑关键工艺 箱梁砼浇筑关键工艺箱梁砼浇筑关键工艺 箱梁底板砼浇筑关键工艺箱梁底板砼浇筑关键工艺 总体浇筑顺序：总体浇筑顺序：底板底板 腹板腹板 顶板顶板 翼板翼板 底板浇筑顺序：底板浇筑顺序：已浇端已浇端 待浇段待浇段 两两 侧侧 中中 间间 设置砼入仓及分设置砼入仓及分料系统料系统 设置振捣和照明设置振捣和照明观察孔观察孔 设置附着式设置附着式振动器振动器 高度大、方量多、时间长高度大、方量多、时间长箱梁顶板、翼板砼浇筑关键工艺箱梁顶板、翼板砼浇筑关键工艺 顺序按从已浇梁端处往待浇梁段前端浇筑，先顶板，从两侧往顺序按从已浇梁端
23、处往待浇梁段前端浇筑，先顶板，从两侧往中间进行，然后浇筑翼板，从腹板往两侧进行。中间进行，然后浇筑翼板，从腹板往两侧进行。顶板、翼板浇筑顺序：顶板、翼板浇筑顺序：已浇端已浇端 待浇段待浇段 顶顶 板板 翼翼 板板下白石大桥全桥合龙下白石大桥全桥合龙箱梁钢筋安装箱梁钢筋安装大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工实施的成效大跨度、超高箱梁挂篮整体悬浇施工实施的成效 技术方面：技术方面：技术先进、功能全面的轻型挂篮的设计和应用；技术先进、功能全面的轻型挂篮的设计和应用；成功实现了大跨度、超高箱梁挂篮成功实现了大跨度、超高箱梁挂篮整体整体悬浇施工。悬浇施工。工期方面：工期方面：只用了只用了八个半月八个半月的
24、时间，比计划的时间，比计划提前了半个月提前了半个月。质量方面：质量方面：合格率均为合格率均为100%100%，优良率均为，优良率均为100%100%，得分为，得分为98.3098.30分分。业内影响：业内影响：在高度大的箱梁挂篮整体悬浇施工方面，为广大同在高度大的箱梁挂篮整体悬浇施工方面，为广大同行摸索出了一个实用、经济、高效、新的施工方法，具技术和经行摸索出了一个实用、经济、高效、新的施工方法，具技术和经济价值，值得借鉴和推广。济价值，值得借鉴和推广。结束语结束语 下白石大桥在桩基、承台、和箱梁等几个关键施工阶段，下白石大桥在桩基、承台、和箱梁等几个关键施工阶段，由于采用以上的施工技术，有力
25、地克服了恶劣的施工条件由于采用以上的施工技术，有力地克服了恶劣的施工条件和环境所带来的巨大的施工难度。用七个月完成和环境所带来的巨大的施工难度。用七个月完成5#5#、6#6#、7#7#三个主墩的桩基（三个主墩的桩基（5#5#、6#6#墩考虑部分钻机周转使用），墩考虑部分钻机周转使用），六个月完成六个月完成5#5#、6#6#墩承台（考虑套箱周转使用），八个半墩承台（考虑套箱周转使用），八个半月完成月完成5#5#、6#6#、7#7#三个主墩箱梁悬浇和合拢段施工。相比三个主墩箱梁悬浇和合拢段施工。相比国内同类型的桥梁，施工难度大、施工速度快，施工方案国内同类型的桥梁，施工难度大、施工速度快，施工方案较为经济。下白石大桥通过竣工验收，评为优质工程。较为经济。下白石大桥通过竣工验收，评为优质工程。
