摘要：本文全面介紹了南京長(zhǎng)江二橋南汊主橋施工針對(duì)50m深水急流中大型鋼圍堰的穩(wěn)固、 3m大直徑超長(zhǎng)基樁的成樁、5100m3大體積鋼筋混凝上承臺(tái)澆筑的溫控、195m大高度大斜率鋼筋混凝土索塔的澆筑、300t大噸位大體積鋼箱梁塊件的安裝、336m大長(zhǎng)重斜拉索的牽引和張掛、628m大跨度復(fù)雜體系主渠的施工控制和體系轉(zhuǎn)換、3年工期高標(biāo)準(zhǔn)施工質(zhì)量的嚴(yán)格保證等所采取的相應(yīng)工藝措施。
關(guān)鍵詞：南京長(zhǎng)江二橋 斜拉橋 鋼箱梁 索塔 深水基礎(chǔ) 關(guān)鍵工藝
一、概述
南京長(zhǎng)江二橋跨越流經(jīng)南京市區(qū)的長(zhǎng)江，位于1968 年建成通車的著名的南京長(zhǎng)江大橋下游llkm.南京長(zhǎng)江二橋南汊主橋?yàn)橛蛇^(guò)渡墩十輔助墩十南塔十北塔十輔助墩十過(guò)渡墩支承的跨度組合為58.5m＋ 246.5m＋628m＋246.5m＋58.5m=1238m的南、北對(duì)稱的雙塔雙空間索面漂浮體系鋼箱梁斜拉橋。南京長(zhǎng)江二橋斜拉橋以其628m主跨跨度而名列世界十大斜拉橋第三位，享有國(guó)內(nèi)第一大斜拉橋之譽(yù)，并是南京長(zhǎng)江二橋最大特色和亮點(diǎn)所在。
南京長(zhǎng)江二橋南汊主橋?yàn)橥ê街骱降罉?，其地理位置在長(zhǎng)江下游。南京長(zhǎng)江二橋橋位水域水深流急，且受潮汐影響水位一日多變；其橋址地形高低不平且江岸多陡斜不穩(wěn)；其基礎(chǔ)位置地質(zhì)復(fù)雜，基巖軟弱。南京長(zhǎng)江二橋斜拉橋主跨跨度之大在國(guó)內(nèi)前所未有，其風(fēng)狀態(tài)下的大懸臂施工風(fēng)險(xiǎn)性很大。南京長(zhǎng)江二橋施工工期短，其精品工程的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)施工的要求極高。深水基礎(chǔ)的萬(wàn)無(wú)一失、高索塔澆筑的速度與外觀、大噸位鋼主梁的架設(shè)、安裝，各項(xiàng)高標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，構(gòu)成了南京長(zhǎng)江二橋南汊主橋的突出施工難點(diǎn)。
承擔(dān)南汊主橋從下部到上部主體施工的湖南省公路橋梁建設(shè)總公司，虛心采納專家建議，學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)理論和方法，嚴(yán)密組織，充分投入，精心施工，攻克了一道道難關(guān)，確保了南京長(zhǎng)江二橋南汊橋順利建成并開(kāi)創(chuàng)了許多值得借鑒的技術(shù)、工藝新思路。
二、50m深急水域大型鋼圍堰的穩(wěn)固
南京長(zhǎng)江二橋南、北兩主塔采用了圓形雙壁銅圍堰著巖、堰內(nèi)21 根φ3m，長(zhǎng)度分別為102m，87m的鉆孔灌注樁、堰壁填充8700m3井壁混凝土、堰底澆筑8.5m厚封底混凝土、樁頂為6m厚鋼筋混凝土承臺(tái)即雙壁銅圍堰、基樁、封底混凝土、鋼筋混凝土承臺(tái)組合而成的大型聯(lián)合基礎(chǔ)以承受每墩約50萬(wàn)kN橋梁動(dòng)靜荷載和約75000kN的船舶水平撞擊荷載。
南、北塔兩個(gè)大型水中基礎(chǔ)，在施工低水位狀態(tài)下，北塔水深39m，南塔水深20m.兩域處地基覆蓋層厚度南塔為33m，北塔為29m，其中36m范圍內(nèi)基巖面最大高差分別為0.57m和1.06m.清除覆蓋層后，塔基礎(chǔ)施工水深最大達(dá)到68m.墩位處高水位施工時(shí)最大實(shí)測(cè)水流速度達(dá)到3.8m/s.
南、北塔兩個(gè)圓形雙壁銅圍堰外徑36m，內(nèi)徑33m，堰壁倉(cāng)厚15m，圍堰最大高度為65.5m，是國(guó)內(nèi)迄今為止最大型的深水鋼圍堰。兩圍堰封底混凝土厚度各為8．5m，整體澆筑的混凝土體積都超過(guò)6200m3，也是國(guó)內(nèi)整體澆筑的最大數(shù)量的封底混凝土體積。
鋼圍堰采用塔位塊件拼接的方式拼裝和下沉，即鋼圍堰在岸上制作底節(jié)，底節(jié)沿滑道下水，底節(jié)被浮運(yùn)至墩位，然后在底節(jié)上逐步拼接塊件并逐步在堰壁灌水而下沉至河床、接著在塊件拼接過(guò)程中在堰內(nèi)吹砂且在堰壁內(nèi)逐步澆筑混凝土，最終依靠重力（自重加壓重）穿過(guò)覆蓋層著巖。
經(jīng)過(guò)計(jì)算及專家論證，在長(zhǎng)江6～8 月洪水期間，鋼圍堰只有完成封底并完成了2～3根鉆孔灌注樁后，其抵抗巨大水流沖擊的安全性才能有充分把握。因此，如何確保鋼圍堰的順利著巖，使鋼圍堰在長(zhǎng)江洪峰到來(lái)之前完成封底和2～3很鉆孔灌注樁施工，實(shí)現(xiàn)鋼圍堰有樁泄洪的目標(biāo)，是鋼圍堰施工最關(guān)鍵的問(wèn)題。在加大設(shè)備、材料和人員投入及管理力度的條件下，以下措施和工藝的采用是南京長(zhǎng)江二橋鋼圍堰施工取得成功的最重要保證：
1．鋼圍堰施工時(shí)間的選定
為了確保鋼圍堰的安全渡洪，合理的鋼圍堰施工工期安排是非常重要和關(guān)鍵的。長(zhǎng)江流域以雨洪徑流為主，每年5～10 月為汛期，11月～翌年4月為枯水期，洪峰多出現(xiàn)在6～8月，1月或2用水位最低。南京長(zhǎng)江二橋南汊主橋業(yè)主與承包商于1997年8月25日簽訂施工合同，于1997年10月6日舉行開(kāi)工典禮，1998年3月11日完成了南、北主塔鋼圍堰安全、準(zhǔn)確著巖，于1998年4用27日完成了兩塔鋼圍堰的水下混凝土封底，并于1998年5月10日洪峰到來(lái)前成功完成了兩主墩各3～6根鉆孔灌注樁的施工?？梢?jiàn)，對(duì)于國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的長(zhǎng)江上的鋼圍堰施工，南京長(zhǎng)江二橋做了合理的工期安排和嚴(yán)格的工期控制。合理的工期安排對(duì)于確保鋼圍堰施工的成功和降低鋼圍堰施工的造價(jià)有著重要意義。
2.全鐵錨錨碇系統(tǒng)的布設(shè)
鋼圍堰自墩位就位開(kāi)始至完成封底混凝土和少量幾根鉆孔灌注樁施工以前，經(jīng)歷鋼圍堰著床前的水中漂浮、著床后人上較淺的底部嵌入、吹沙下沉后人上較深的底部嵌固等幾個(gè)不同受力狀態(tài)階段。這幾個(gè)階段鋼圍堰必須有一套絕對(duì)可靠的錨碇系統(tǒng)賴以依靠。在工期安排合理，三個(gè)階段均在非洪水時(shí)期的情況下，鋼圍堰在水中漂浮階段的錨碇系統(tǒng)的作用至為關(guān)鍵，因?yàn)檫@一階段鋼圍堰的穩(wěn)定狀態(tài)最不利，鋼圍堰與導(dǎo)向船組承受較大的水阻力，且鋼圍堰的全部水阻力與風(fēng)壓均由錨碇系統(tǒng)承擔(dān)。根據(jù)計(jì)算，北塔鋼圍堰在著床前的最大水流阻力加風(fēng)壓達(dá)到5000kN.
南京長(zhǎng)江二橋鋼圍堰錨碇系統(tǒng)采用了全鐵錨錨碇系統(tǒng)。本系統(tǒng)在充分考慮了水流、風(fēng)力的最不利荷載作用、鋼圍堰的最不利穩(wěn)定狀態(tài)、施工方便程度的基礎(chǔ)上，按前期、后期分兩期合理布置。事實(shí)再一次證明，該系統(tǒng)布設(shè)快、錨著力大、可靠性高、造價(jià)低、有安全儲(chǔ)備及應(yīng)急手段，完全可在水深流急的類似施工中應(yīng)用。
3.對(duì)河床變化的跟蹤觀測(cè)
墩位處河床受水流一般沖刷、局部沖刷以及堰內(nèi)吹砂影響，其地形隨時(shí)發(fā)生變化。鋼圍堰從著床開(kāi)始，在覆蓋土層中下沉直至著巖，甚至在渡洪樁完成前的整個(gè)過(guò)程，其穩(wěn)定和安全狀況、平面位置以及傾斜度均受到河床地形變化的影響。因此，隨時(shí)掌握堰內(nèi)外河床變化情況是將鋼圍堰控制在理想狀況的必要條件。
南京長(zhǎng)江
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