跨海大桥的一体化施工.pdf

跨海大桥的一体化施工 ———东海大桥海上非通航孔一体化施工的构想及实践 黄 　融 ,过震文 ,黄少文 ,毕桂平 (上海市深水港工程建设指挥部大桥分指挥部 ,上海 201306) 摘 　要 : 对国内目前正在建造的首座跨海大桥非通航孔段一体化施工进行了介绍和讨论。在 100 年设计基准 期的前提下 ,在外海恶劣气候的施工条件下 ,采用跨海桥梁一体化施工对于降低海上施工作业风险 ,显得十分重要 和有意义 ,由此对我国 21 世纪大规模兴起的跨海桥梁建设将提供宝贵经验。 关键词 : 跨海大桥 ;一体化施工 ;桥梁施工 中图分类号 : U445. 4 文献标识码 :A 文章编号 :1671 - 7767(2004) S0 - 0061 - 05 收稿日期 :2004 - 07 - 24 作者简介 :黄　融 (1960 - ) ,男 ,高级工程师 ,1983 年毕业于同济大学道路与桥梁专业 ,工学学士。 1 　前 　言 东海大桥西起上海浦东南汇区的芦潮港镇客运 码头往东约 4 km 南汇咀处 ,跨越杭州湾北部海域 , 经浙江省嵊泗县崎岖列岛的大乌龟、颗珠山等岛屿 , 直达小洋山岛 ,全长约 31 km ,宽 33 m ,分左右 2 幅 设置 ,见图 1。它是上海国际航运中心的集装箱深 水港不可少的配套工程 ,直接为港区大量集装箱陆 路集疏运需求和港区供水、供电、通讯等工程服务。 大桥规模宏大 ,全桥混凝土约为 150 万 m3 ,钢 材总量约为 50 万 t ,其中钢筋约 20 万 t ,钢管桩用钢 材约 26 万 t ,斜拉桥钢箱梁等钢材用量约 4 万 t。从 其结构形式、功用、通航要求、地理环境而言 ,具有以 下特征 : ①工程数量巨大 ,有大量重复构件 ,如桩、承 台、墩身、箱梁等。②地处外海环境 ,作业环境恶劣 , 受风、雾、雷暴、寒潮、潮汐及海流影响大。作业天数 少 ,年可作业天数约 180 d。③该区域原为习惯性航 区 ,大桥跨越后 ,除必须设置主辅通航孔兼顾通航 外 ,大部分海上段为非通航孔。④结构耐久性要求 高 ,为满足港口配套功能 ,大桥首次提出了设计基准 期为 100 年的要求。加之地处外海盐雾环境 ,防腐 等问题显得尤为突出。⑤一次性设备投入大 ,为了 满足开港条件 ,该桥必须在 2005 年底前建成。 2 　海上一体化施工的构想 2. 1 　一体化施工思路的提出 对于如此规模的一座真正意义上的外海大桥 , 针对其特征如何在设计施工经验以及施工机具、设 备都匮乏而质量要求又非常高的现状下 ,能够在短 短的 3 年半时间内建成 ,这是摆在建设者面前的一 个大难题 ,由此提出了一体化的思路。 所谓一体化 ,广义上讲 ,就是根据目前已有的或 可借鉴的成熟的设计理念 ,结合国内可提供的或可 开发的施工设备对项目的建设作通盘考虑 ,使每个 施工环节、每道工序从理论上都处于可控状态 ,从而 确保整个项目如期、保质地完成。从狭义的角度而 言 ,必须考虑项目建设过程中的每一个单位工程或 分部工程的每道工序能够有机地衔接、统筹安排 ;有 专门的设备供使用、有成熟的经验作为理论指导或 供借鉴。 根据一体化施工的思路 ,针对东海大桥非通航 孔的特征 ,切实可行的措施就是大量采用工厂化预 制、现场安装的方案 ,将大量的海上作业转为陆上作 图 1 　东海大桥全桥鸟瞰图 (效果图) 16跨海大桥的一体化施工 　　黄 　融 ,过震文 ,黄少文 ,毕桂平 业 ,降低了作业风险 ,生产、生活垃圾便于集中处理 , 有利于环境保护。结合设备能力 ,尽可能使构件朝 大型化、整体化方向发展 ,减少海上作业天数、次数 , 规避恶劣环境条件的影响 ;大量预制构件采用高性 能混凝土 ,解决了防腐问题 ,使桥梁耐久性得到保 证 ,同时稳定的生产方式可有效地缩短工期。 2. 2 　一体化施工构想的准备 从一体化构想的提出到实施 ,经历了一个比较 长的准备期 ,大致可分为以下几个阶段 :工可研究 → 设计方案征集 (国际) →施工方案征集 (国内) →初步 设计竞赛 →施工图施计 →工程招投标 →工程实施。 通过大量比选 ,最终选择了相对比较科学合理 的大桥非通航孔设计方案 :桩基采用大口径 PHC 桩 和钢管桩 ,工厂制造、接长 ,现场整体起吊插打 ;结合 国内现有设备 ,承台采用混凝土预制套箱 ,整体安装 后浇封底混凝土 ,再分次浇注承台混凝土 ;墩身采用 预制吊装方案 ,现浇湿接头 ;梁部则根据该地区海 况 ,选择了 60 m 和 70 m 两种跨度的箱梁 ,2 种箱梁 均为工厂预制 ,大型浮吊整孔安装 ,5～6 孔一联形 成后连续 ,以减少海上作业 ;在标段划分上亦充分考 虑了国内主要的大型施工企业的综合能力、技术特 点及其设备拥有情况 ,将海上非通航孔、非通