海岛地区跨海桥梁工程施工难点分析与对策——以平潭公铁两用大桥施工为例

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平潭海峡公铁大桥施工关键技术

平潭海峡公铁大桥施工关键技术

桥梁建设2019年第49卷第5期(总第259期)Bridge Construction,Vol.49#No.5#2019(Totally No.259)1文章编号:1003-4722(2019)05-0001-08平潭海峡公铁大桥施工关键技术刘自明(中国中铁大桥局集团有限公司,湖北武汉430050)摘要:平潭海峡公铁大桥的FPZQ—3标段全长约11.15km,包括3座通航孔桥(双塔钢桁混合梁斜拉桥)$4孔简支钢桁结合梁桥、119孔混凝土箱梁桥%针对风大、浪高、水深、流急、潮差大及地质条件复杂等工程特],对施工期间的风浪进行监测及预报,以指导施工;基k采用“先平台后围堰”的方案施工,采取了长栈桥、钻孔平台及超大直径钻孔桩等施工技术,桥塔墩承台采用哑铃形防撞箱围堰施工;桥塔采用全封闭液压爬模施工,采取了全封闭防风液压爬模抗风、11000 kN-m塔吊及塔吊附墙抗风、空间桁架横撑等施工技术;通航孔桥钢桁梁采用整节段全焊制造、拼装,利用架梁吊机或3600t浮吊整节段海上架设;混凝土箱梁采用海上造桥机和现浇支架施工;简支钢桁梁采用工厂整孔制造,船运至现场后利用3600t浮吊整孔吊装。

关键词:跨海峡大桥;公路铁路两用桥;斜拉桥;超大直径钻孔桩;吊箱围堰;钢桁梁;混凝土梁;施工技术中图分类号:U44&121;U445.4文献标志码:AKey Construction Techniques for Pingtan StraitsRail-cum-Road BridgeLIU Zi-ming(China Railway Major Bridge Engineering Group Co.,Ltd.,Wuhan430050,China) Abstract:The Contract FPZQ-3of the Pingtan Straits Rail-cum-Road Bridge project consistsof three navigational channel bridges(all two-pylon steel truss-concrete hybrid girder cable-stayed bridges),a34-span simply-supported steel truss-concrete composite girder bridge and a119-span concrete box girder bridge,with a total length of about11.15km.The construction of the bridge facescha l engesimposedbyheavy winds#high waves#deepseawa1er#raging1orren1sandlarge tidalrangesandcomplexgeologicalconditions.Thewindsandwavesaremonitoredandforecasted to direct the construction.For the foundation construction#the platform is erected beforethe launchingoftheco f erdam#andlongtrestles#pileholedri l ingplatformsandlarge-diameterbored pilesareused.Thepilecapsofthepylonpiersareconstructedwiththeaidofthedumbbe l-shaped anti-co l isionboxco f erdams.Thepylonsareerectedbytheuseoffu l y-closedhydraulicclimbing formworks.Different wind-resistant measures are taken,such as choosing the fully-closed wind­resistant hydraulic climbing formworks,attaching walls to stabilize the tower crane that has a lif-一ing capacity of11000kN•m,and using spatial trusses as the lateral bracings.The steel truss girdersinthenavigationalspansareassembledfromintegralfu l y-weldedtrusssectionsthatare liftedandinsta l edbygirdererectioncranesorthefloatingcranewithacapacityof3600t.The concreteboxgirdersarecastbytheuseofo f shorebridgebuildingmachineandsca f oldings.The simply-supportedsteeltrussgirdersinaspanaremanufacturedasanintegralunit#anddeliveredto theconstructionsitetobeliftedandinsta l edbythe3600t-capacityfloatingcrane.收稿日期:2019—06—03作者简介:刘自明,教授级高工,E-mail:liuziming@&研究方向:桥梁施工与管理&2桥梁建设 Bridge Construction 2019, 49(5)Key words : strait-crossing bridge ; rail-cum-road bridge $ cable-stayed bridge $ large-diameterbored pile ; box cofferdam ; steel truss girder ; concrete girder ; construction technique1概述1.1工程概况平潭海峡公铁大桥为福平铁路的控制工程,是目前世界上最长的跨海峡公铁大桥,也是我国第一 座跨海峡铁路大桥&大桥上层为时速100 km 的6车道高速公路,下层为时速200 km 的双线I 级铁 路,桥梁全长16.45 km (#勺。

跨海大桥的工程难点与解决策略

跨海大桥的工程难点与解决策略

跨海大桥的工程难点与解决策略跨海大桥作为一种重要的交通基础设施,连接两个陆地之间的海域,为经济发展和人民生活提供了重要的便利。

然而,由于其特殊的地理位置和复杂的工程环境,跨海大桥的建设常常面临着诸多挑战和工程难点。

本文将从工程专家的角度,分析跨海大桥的几个典型工程难点,并提出相应的解决策略。

首先,跨海大桥建设的一个重要难题是海床的地质条件。

海底地质复杂,常常存在软弱土层、活动断层、沉积物等问题,这些都给桥梁的稳定性和安全性带来了极大的挑战。

解决这个问题的策略之一是进行充分的地质勘探和地质预测,以了解地质条件的详细情况。

在设计和施工过程中,可以采取加固地基、使用抗侧滑设备等措施,以增强桥梁在复杂地质条件下的稳定性。

其次,跨海大桥的建设还面临着海洋环境的严峻考验。

海洋环境具有强风、强浪、潮汐变化等特点,这些因素会对桥梁的结构和材料造成极大的影响。

为了应对这些挑战,我们可以采取多种措施。

首先,可以在设计时对桥梁结构进行充分的风洞试验和水洞试验,以评估其在各种海洋环境下的性能。

其次,可以选用适应海洋环境的耐候钢材料,以防止腐蚀和氧化。

此外,海上施工时需要借助吊车、浮筒等设备,确保施工过程的安全和顺利进行。

第三个工程难点是桥梁的设计和施工。

跨海大桥通常需要具备较长的跨度和较大的荷载承载能力,这要求桥梁的设计和施工具备较高的技术水平和工程经验。

为了解决这个问题,我们可以采取多项措施。

首先,在设计过程中,可以借鉴和模仿已有跨海大桥的成功案例,结合实际情况进行创新和改进。

其次,施工过程中需要采用先进的建筑技术和设备,确保工程质量和施工进度。

同时,严格的质量控制和监督机制也是确保桥梁安全的重要手段。

最后,跨海大桥的维护和管理也是一个重要的难点。

由于受到海洋环境的影响,跨海大桥的结构和材料容易受到腐蚀和疲劳损伤,需要进行定期的检修和保养。

为了解决这个问题,我们可以采取定期巡查和维护的措施,使用防腐材料和抗震设备,加强桥梁的抗倒塌能力和耐久性。

海岛地区跨海桥梁基础施工技术的解析

海岛地区跨海桥梁基础施工技术的解析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

深 基 础 施 工
这部分的施T一定要注意根据跨海桥梁的气象条件 、 水文条件 、 地 质条件等多种影响 因素 ,做好施工测量工作 。
( 一 )气 象条 件
形问题 ,变形后出现的漏浆问题 , 还有 黏土层 中糊钻等 。 钢护筒变形处理 : 在跨 海桥梁 的施工 中, 经常出现钢护筒 变形 , 针 对这种问题 , 我们 一般有 两种解决 办法 , 一种是利用千斤顶顶撑 , 但是 它没有解决后期 出现的回弹 , 所以成功率 比 较低 , 另外 一种就是水下切
( 二 )大体 积 承 台混 泥 土 施 工
在所有的施l T设备中 , 最重要 的是钻机 , 因为它能直 接影 响钻 进成 孔工程的进度问题 。 在选择钻机 的时候 , 要 考虑具体的地 质情况以及施 T平台问题 ,所以一般要采用性能 比较好 的钻机 。另外 ,除 了钻机外 , 还有塔 吊、起重船 、发 电机等多种设备 。 2 、钻孔泥浆配置 根据跨海大桥的各方面 的特点 , 这 里的海水 泥浆 配合比具体情况如 下 :海水用量为 3 7 5 升 ,纳土用量为 5 6 . 2 5 千克 ,P A C 用量 为 7 5 0克 , 纯碱用量为 7 5 0 克。 这样 的泥浆配置性能指标 比较好 , 能够 免除后 期的 二次清孑 L 。
壁, 造成再次涌水的发生。 三 、大 体 积 承 台基 础 施 工 ( 一 )钢 吊箱施工 首先 ,钢吊箱在施工前必须 要在码头 的时候完 成最基本的拼装工
作, 然后在转移到具体的现场进行安装 , 在安装 的时候 , 一定要 注意处 理好以下几个方面的内容 : 选择好起 吊设备 , 准确计算出吊点 , 在此基 础上再对钢 吊箱的 吊装问题进行 处理 , 再对封底钢筋混泥土进行施工 , 完成前面的步骤后 ,最后就要 注意下游 、系梁钢 吊箱进行施工处理 。

福建平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥主塔墩大型超重墩旁托架整体吊装技术

福建平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥主塔墩大型超重墩旁托架整体吊装技术

福建平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥主塔墩大型超重墩旁托架整体吊装技术摘要:福建平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥主塔墩旁托架为大型超重墩旁托架,阐述大型墩旁托架在恶劣的海洋气候条件下选择合理的吊装方法,总结大型墩旁托架整体吊装、吊具选择、就位抛锚、空中转向、安装施工过程中吊装技术要求,结合海洋气候实际施工情况,对大型墩旁托架整体吊装技术进行简要阐述,进而对同类型墩旁托架整体吊装施工有良好的借鉴性。

关键词:大型、超重、墩旁托架、整体吊装。

1 工程概况平潭海峡公铁两用大桥位于福建省东北部沿海,属合福铁路沿伸线,终至平潭岛,正线全长88.433km,跨海段全长16.322km。

大小练岛水道桥设计铁路正线为双线,时速200km/h,公路为双向六车道,时速100km/h,桥宽35.5m,斜拉桥主桥上部结构为(81.1+140+336+140+81.1)m钢桁混合斜拉桥,全长778.2m。

大小练岛水道桥主塔采用H型桥塔,塔顶标高+157m,塔座底标高+5.0m,塔柱高152m,墩旁托架高52.52m,两侧悬长共84m,下部宽41.8m,上部宽15m。

1.1施工条件施工区域风大、浪高、水深、流急、潮汐明显、大风天数多,全年8级以上大风有130多天,季节性气候变化明显。

该海域潮型属正规半日潮,最大潮差为6.91m。

1.2托架功能主塔墩旁托架作为大临结构,主要用于辅助安装墩顶6节间钢梁及辅助跨7节间大节段钢梁,并承受斜拉索挂设前的钢梁及架梁吊机自重。

具有承受钢梁吊装时的水平、竖向冲击荷载,其中7节间大节段钢梁自重3180t,临时呈简支状态支撑在辅助墩与主塔墩旁托架上;落梁后斜拉索挂设前的钢梁、架梁吊机自重以及台风荷载,满足钢梁纵横移及滑移需求等功能。

在复杂海域使用大临结构承受数千吨钢梁,在我国建桥行业首次尝试,对托架结构的安装精度和质量控制要求较高。

1.3托架结构主塔墩旁托架采用钢管支架结构,总重量894.4t。

平潭海峡公铁两用大桥钢梁架设关键技术

平潭海峡公铁两用大桥钢梁架设关键技术

平潭海峡公铁两用大桥钢梁架设关键技术沈大才;马晓东【期刊名称】《桥梁建设》【年(卷),期】2018(048)004【摘要】平潭海峡公铁两用大桥通航孔桥钢梁标准梁段最重1250 t,80 m梁重1360 t、88 m梁重1550 t.平潭海域风大、浪高、大风频繁,根据现场施工条件,结合桥跨布置及现有设备,平潭海峡公铁两用大桥钢梁采用3600 t浮吊吊装及1100t架梁吊机整节段悬臂拼装.钢梁浮吊架设时,在钢梁落梁节点下方设置落梁垫块和橡胶垫进行缓冲减震,以确保钢梁受力安全;钢梁快速吊装时采用了由纵(横)向撑杆、无接头绳圈和特殊钢梁吊耳组成的柔性吊具,降低了吊装中的安全风险;墩旁支架设计时充分考虑了钢梁的落梁偏差及冲击荷载的影响,并对柱头、柱脚等受力关键点进行了局部加强;利用桥塔墩固定支座和纵向阻尼器连接销座进行塔梁临时纵向限位,以抵抗钢梁悬臂架设期间的最大水平反力;通过设置简易抗风牛腿及利用主桥支座自身横向承载力,以抵抗钢梁悬臂架设期间的台风影响.【总页数】6页(P6-11)【作者】沈大才;马晓东【作者单位】中铁大桥局集团有限公司设计分公司,湖北武汉 430050;中铁大桥局集团有限公司设计分公司,湖北武汉 430050【正文语种】中文【中图分类】U448.121;U445.446【相关文献】1.平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥桥塔墩顶钢梁施工技术 [J], 刘传志;妥鹏2.平潭海峡公铁两用大桥钢梁高强螺栓质量控制要点及试验检测方法 [J], 张辉3.平潭海峡公铁两用大桥大小练岛水道桥主墩墩旁托架设计 [J], 顿琳; 沈大才4.平潭海峡公铁两用大桥钢梁高强螺栓质量控制要点及试验检测方法 [J], 张辉5.平潭海峡公铁两用大桥元洪航道桥开始架设钢梁 [J], 廖远因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

平潭海峡公铁两用大桥-科技创新

平潭海峡公铁两用大桥-科技创新

平潭海峡公铁两用大桥科技创新一、工程特点平潭海峡公铁两用大桥桥址处风大、浪高、水深、流急、潮汐明显,岛屿、暗礁多,覆盖层浅薄、岩面倾斜、裸露,自然条件恶劣,地质复杂,岩石强度高;台风影响频繁,全年6级以上大风天数超过300天,七级风以上年平均天数238天,100年重现期浪高达9.69m,施工水深达45m,设计流速达3.09m/s,最大潮差7.09m,岩石强度达213MPa;平潭海峡公铁两用大桥具有工程量浩大、结构类型多;施工难度大、施工条件恶劣、施工有效作业时间短、设计技术含量高、施工工期紧、施工科技水平高等显著特点,建造难度和风险大。

平潭海峡公铁两用大桥是我国第一座公铁两用跨海海峡大桥,也是目前世界上在建的建造难度最大的海峡大桥。

二、科技创新平潭海峡公铁两用大桥为我国首座跨海峡公铁路两用大桥,在世界上首次在桥梁基础中采用4.5m超大直径钻孔桩基础,钢桁梁斜拉桥两节间全焊接钢桁梁结构、88m跨整孔全焊接钢桁组合梁结构均为国内第一次采用,为攻克复杂海域海峡大桥建设技术难关,在集团公司统一组织协调下,指导大桥技术攻关和方案研究。

为攻克大桥建设诸多方面的难关,自2013年大桥开工以来,项目部以大桥建设为依托,开展了“跨复杂海域公铁两用大桥施工关键技术研究”等科研课题,开展了诸多科技研发,勇于探索攻关,进行了一系列技术创新—海峡环境桥梁深水基础建造技术;常遇大风环境下高塔施工技术;钢桁梁整体全焊建造技术;海峡桥梁安全运营保障技术。

使平潭海峡公铁两用大桥成为体现中国“智造”的世界级桥梁,具体科技创新成果如下:复杂海域长栈桥设计及施工技术针对桥址处恶劣海况、复杂地质环境,也是我局第一次在恶劣海况下实施长栈桥施工,缺少技术标准,施工难度大,项目通过将栈桥深化设计与施工相结合,采用了新型基础结构形式抵抗超常规栈桥10倍左右的水平力、采用具有伸缩调节功能的整体桁片式联接系快速安装技术、采用跨越能力大的新型大桥Ⅰ号桁梁减少栈桥支墩数量、对钢桩入岩判断标准建立成套深度分析方法、采取小导管架结构解决深水栈桥难题等创新设计,通过试桩总结确定了栈桥平台钢管桩施工海况条件、钢管桩施工允许偏差、钢管桩施工停锤标准、钢管桩入岩标准及处理措施、钢管桩施工锚桩标准等多项技术指标、参数,形成了一套复杂海域栈桥设计和施工经验,《栈桥设计与施工技术》获得集团公司科学技术进步一等奖,申请专利3项。

平潭海峡大桥栈桥施工关键技术

平潭海峡大桥栈桥施工关键技术
项目所处海区的自然条件恶劣、施工难度大、安全风 险高。桥址处风大、浪高、水深、流急、潮汐明显,岛屿、 暗礁多,覆盖层浅薄、岩面倾斜、裸露,自然条件恶劣, 地质复杂,其中 6 级以上大风天数超过 300 天,100 年重 现期浪高达 9.69m,施工水深达 40m,设计流速达 3.09m/s, 最大潮差 7.09m。
2017 年 5 月
· · Engineering Technology and Application| 工程技术与应用 |
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平潭海峡大桥栈桥施工关键技术
宋阳
(中铁大桥局集团有限公司,湖北 武汉 430050)
摘 要:平潭海峡公铁两用大桥是我国首座跨海的公铁两用大桥,桥址处风大、浪高、水深、流急、潮汐明显,岛屿、暗礁多,
DOI:10.19537/ki.2096-2789.2017.05.020
1 工程背景
平潭海峡公铁两用大桥全长 16.338km,是新建福平 铁路的关键性控制工程。根据桥跨布置,通航孔桥有三 座,均为双塔钢桁结合梁斜拉桥;40.7m 跨非通航孔引桥 共 46 孔;49.2m 跨非通航孔引桥 73 孔;80m 和 88m 跨 非通航孔引桥 34 孔。
由于海况恶劣,浅海或江河等浅水区域的桥梁下部结 构在施工过程中存在诸多困难,尤其是水上运输、水上 施工十分不便,并且安全风险也高。为了能够有效解决 以上问题,本桥修建临时施工栈桥,形成水上施工便道 辅助施工,将海上施工转化为栈桥及平台施工。
2 栈桥布置
结合本工程特点,对栈桥的布置提出了长栈桥方案和 短栈桥方案。
覆盖层浅薄、岩面倾斜、裸露,自然条件恶劣,地质复杂。文章结合该桥建设需要,就复杂海域条件下修建施工栈桥所 面临的施工关键技术展开研究,介绍了该栈桥的布置,以及基础施工、连接系安装和上部结构施工的关键技术。 关键词:跨海大桥;栈桥施工;关键技术

平潭海峡公铁两用大桥防撞吊箱围堰施工关键技术

平潭海峡公铁两用大桥防撞吊箱围堰施工关键技术

平潭海峡公铁两用大桥防撞吊箱围堰施工关键技术作者:肖世波来源:《中国高新科技·下半月》2018年第05期摘要:平潭海峡公铁两用大桥航道桥采用双塔双索面钢桁梁斜拉桥,航道桥主塔墩均采用圆端哑铃型承台,主体防撞与施工围堰“永、临”结合,既作为承台混凝土施工的模板,又作为桥梁防撞结构。

航道桥主塔墩围堰设计为4000t可拆卸式防撞吊箱围堰,能承受2000多吨波流力,是目前国内基础施工围堰承受波流力最大的结构。

防撞结构加工完经验收合格后运至墩位处,通过大型浮吊将两个半幅挂在接高的钢护筒上,利用水平千斤顶进行连接,组拼成整体。

完善围堰内部结构后,利用8台560t数控液压连续千斤顶进行二次下放到位。

清洗钢护筒,安装封底平台,依次浇筑封底混凝土。

待封底混凝土达到设计强度后,解除封底吊挂,焊接抗沉牛腿,拆除下放系统,实现受力体系转换。

再割除钢护筒,凿除桩头,铺设过水盲层和隔水帷幕,施工承台垫层。

再依次绑扎钢筋,分层浇筑承台混凝土。

关键词:复杂海域;斜拉桥;吊箱围堰;永临结合;围堰止水文献标识码:A 中图分类号:U443文章编号:2096-4137(2018)10-055-06 DOI:10.13535/ki.10-1507/n.2018.10.181 工程概况1.1 工程概述平潭海峡公铁两用大桥是新建福州至平潭铁路控制性工程,位于福建省中东部沿海海坛海峡北口,大桥从长乐市松下镇入海,经人屿岛,跨越元洪航道、鼓屿门水道,上长屿岛、小练岛,跨越大小练岛水道抵达大练岛,再次跨越北东口水道通平潭岛,大桥全长约16.338km。

全桥桥式立面布置图见图1。

全桥有3座斜拉桥,即主跨532m的元洪航道桥、主跨364m的鼓屿门水道桥、主跨336m 的大小练岛水道桥。

根据主体设计要求,三座斜拉桥主墩均按5万吨级散货船进行防撞设计,同时防撞结构兼作施工承台用的围堰侧板,防撞结构(即围堰侧板)需定期检查并根据实际情况分块维修或更换。

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海岛地区跨海桥梁工程施工难点分析与对策——以平潭公铁两用大桥施工为例李筹胜;陈云洲;陈汭;陈洁;丁振宙【摘要】以平潭公铁两用大桥的施工为例,剖析造成海岛地区跨海桥梁工程施工疑难,并对难点进行详细分析,以及解决难点的对策与措施.【期刊名称】《福建建筑》【年(卷),期】2018(000)008【总页数】4页(P107-110)【关键词】跨海桥梁;施工疑难;工期紧张【作者】李筹胜;陈云洲;陈汭;陈洁;丁振宙【作者单位】南京市河海大学江苏南京210000;南京市河海大学江苏南京210000;南京市河海大学江苏南京210000;南京市河海大学江苏南京210000;南京市河海大学江苏南京210000【正文语种】中文【中图分类】U4451 工程概况1.1 项目简介福州至平潭铁路北接合福和向蒲铁路,再自福州站引出,经鼓山、福州南、长乐、松下至平潭岛,线路全长88.433km。

划分为4个标段,中铁大桥局施工范围为3标段。

中铁大桥局施工标段——平潭海峡公铁两用大桥,从海门隧道出口下海,依次途经人屿岛,跨越元洪航道和鼓屿门水道,再通过长屿岛和小练岛、跨越大小练岛水道抵达大练岛,全长11.15km。

1.2 桥式布置平潭海峡公铁两用大桥,跨越元洪航道、鼓屿门航道、大小练岛航道3条航道,航道桥均采用钢桁混合梁斜拉桥结构,其他区域如深水高墩区采用跨度80(88)m简支钢桁梁、浅水及陆地高墩区采用跨度48m预应力混凝土梁、岛上低墩区采用跨度40m预应力混凝土梁,全桥共168孔。

1.3 航道桥主塔元洪航道桥、鼓屿门水道桥和大小练岛水道桥的主塔均为钢筋混凝土结构,塔高分别为200m,158m和152m。

1.4 航道桥主墩承台航道桥主塔墩基础,采用直径4.0m、4.5m大直径钻孔桩,具体布置如图1所示[1]。

图1 航道桥主墩承台布置图1.5 桥梁基础全桥共169个墩,水中墩130个(占总墩数77%),主要采用桩基础,钻孔桩总数为1895根,其中4.5m桩50根,4m桩144根,3m桩418根,2.2m桩257根,2m桩954根,1.5m桩72根[1]。

2 施工难点分析2.1 气象环境恶劣工程区域为典型的海洋性季风气候,风向季节性变化明显,且稳定,年最大风频是NNE和NE向,均为26%,次大风为SW向(9%)。

大风日数主要集中在10月~次年2月,占全年的50%左右。

根据工程区域附近自动气象站与平潭气象站同期观测的对比结果,对平潭不同重现期10min平均最大风速进行修正,得出桥址工程区域年平均风速6.9m/s,百年重现期10min平均最大风速44.8m/s,参考数据如表1所示。

表1 气象部门桥址处风力统计资料项目气象参数<6级大风天数51~64≥6级大风天数301~314≥7级大风天数193~238≥8级大风天数117~125≥9级大风天数27~35≥10级大风天数7~8全年6级以上大风及天数达到310天左右,7级以上大风及天数200天左右,施工过程中的抗风问题突出。

提高施工效率和降低安全风险难度大。

2.2 水文条件恶劣经计算分析,桥址区平均海平面为+0.25m,长屿岛以北海域100年一遇H1%波高为9.69m,周期10.8s,浪向为E和ENE向;10年一遇H5%波高为6.35m。

长屿岛以南海域100年一遇H1%波高为3.09m,周期10.8s,浪向为E和ENE 向;10年一遇H5%波高为2.38m。

人屿岛至长屿岛间海域100年一遇设计流速为2.66m/s,20年一遇流速2.52m/s,流向为42°和222°。

长屿岛至小练岛间海域100年一遇设计流速为3.09m/s,20年一遇流速2.95m/s,流向为51°和231°。

小练岛至大练岛间海域100年一遇设计流速为2.23m/s,20年一遇流速2.09m/s,流向为70°和250°。

全桥长11149.7m,97%处于海域中海况环境恶劣、风暴潮,及经常出现的潮流强度大、波浪力大,海上施工结构及设施、定位系统的设计与施工难度大。

2.3 地质情况复杂(1)海床面多为倾斜光板岩或浅薄覆盖层,钻孔桩钢护筒插打困难,易造成护筒底口卷边、凹陷,回转钻机开孔困难,桥址区内的基岩以花岗岩、流纹岩和火山角砾岩为主,岩石强度高达213MPa。

(2)桥位孤石密布,直径从2m到10多米不等,埋置深度从海床表面到海床以下20m左右,从而为埋设大直径钢护筒带来困难。

(3)海床岩面倾斜大,强度高,大直径钻孔桩同一孔位范围岩面高差可达3m~4m,岩层横断面软硬不均,造成钻孔时偏钻斜孔。

(4)全风化岩或砂砾状强风化岩遇水后快速失去强度,地层不稳定,易造成塌孔、漏浆等,引发护筒掉落倾斜,处理困难,钻孔工效低[1]。

2.4 总工程量大、有效作业时间短、施工工效低根据现场实际情况统计,2014年~2016年5月共计29个月(882天)中,7级及以上大风天数占87%,8级及以上大风天数占67%,涌浪2.5m以上天数49%,实际施工天数282d,仅占总天数32%,表2为设计气象资料与实际资料对比数据。

表2 设计调查气象资料与现场实际统计对照项目现场实际统计比例设计调查气象资料所占比例7级及以上大风天数87%65%8级及以上大风天数67%34%涌浪2.5m以上天数49%施工天数32%50%(报批施组)总工期66个月。

FPZQ-3标计划开工日期2013年11月1日,计划竣工日期2019年4月30日。

其中,平潭海峡公铁两用大桥总工期54个月,2018年4月30日完成,2018年5月1日进入铺轨、四电工程施工、联调联试等后续工作,工程总数量大,工程数量如表3所示[1]。

2.5 桥址附近施工用地资源匮乏由于福建沿海地区山多地狭,平原土地资源匮乏,导致桥位处码头和周边场地严重限制,施工材料运输储存、施工场地布置困难,致使施工场地布置分散零碎,不利于集中生产管理,钢结构加工场地布置如表4所示。

3 对策与措施3.1 针对施工环境恶劣的对策(1)增加施工机械,租借当地的海上作业船只,表5为租借各打桩船参数。

表3 主体工程及大临工程工程数量表分项数量小计钢结构主体结构工程量通航孔桥钢梁9.28万t简支钢桁梁4.61万t普通钢筋15.43万t预应力钢材1.02万t 斜拉索5065t钢桁梁附属1.3万t劲性骨架0.33万t32.48万t钢护筒10.2万t10.2万t主要大临工程量栈桥5.2万t钻孔平台19.1万t海上生活平台0.3万t 钢围堰10.3万t墩旁托架2.2万t模板1.5万t其他钢结构1.8万t40.4万t83.08万t混凝土主体结构工程量132.93万m3临时结构工程量26万m3158.93万m3表4 平潭桥钢结构加工场地布置表序号加工场地地理位置至桥位距离主要用途1山前村钢结构厂长乐山前村4km栈桥、平台钢结构加工2长屿岛钢结构厂长屿岛桥址区内小型钢结构加工3榕发化钢结构厂福清市10km围堰、栈桥、平台钢结构加工4小练岛钢结构厂小练岛桥址区栈桥、平台钢结构和模板加工5小练岛钢结构厂小练岛桥址区平台钢结构加工6大练岛钢结构厂大练岛桥址区平台钢结构加工7冠海船厂连江县70km围堰、钢筋笼、预制板生产8雄鹰船厂平潭试验区7km围堰、平台钢结构加工9看澳船厂平潭综合实验区7km围堰钢结构加工10恒生船厂宁德市160km围堰钢结构加工11东壁岛码头福清市15km围堰钢结构加工12鑫海码头长乐市2km围堰、导管架、钢筋笼加工表5 各打桩船参数表船名船型/m吃水/m桩架高度/m锚锭系统所配锤型可打桩长度/m海力80180×30×62.886+18旋转式7×10t锚4根定位桩S280液压锤80+水深勇丰桩二55×25×42.480海军锚D138柴油锤70+水深海威95174×27×5.2395海军锚+自救锚D125柴油锤84+水深桩18号72×28×5.22.693.5海军锚+自救锚D160筒式柴油锤82+水深雄程1号78×36×6.24128霍尔锚D260柴油锤100+水深(2)双线施工平潭海峡公铁两用大桥起于长乐市松下镇,从松下港规划的山前作业区与牛头湾作业区之间入海,经人屿岛,跨越松下港区进港航道(即元洪航道)和鼓屿门水道,再依次通过长屿岛和小练岛、跨越大小练岛水道抵达大练岛,再跨越北东口水道上平潭岛,大桥全长约16.338km。

而施工作业时间短,为了工程高效有序的进行故而在每两岛之间采用双线施工技术以确保工程按时完成。

对于双线施工,以西礁(小练岛西侧,福州方向)-大练岛桥段为例,施工以东礁(小练岛东侧,平潭方向)为中间点,向西礁与大练岛方向施工,同时西礁与大练岛向东礁方向施工,大大缩短工期。

(3)提高海上施工最大风力限制根据《建设工程施工现场安全防护、场容卫生及消防保卫标准》(DB11/945-2012)规定,陆地施工条件为风力小于六级方能进行施工作业[2],对于海上施工,考虑到海洋这一特殊的施工环境,为了确保海面施工作业的进行,将施工风力条件限制提升到八级,为此加强起重等设备的强度,完善安全措施和管理制度,同时编制防台应急预案,并按规定演练。

对于移动模架现浇施工,遇8级以上风力时,停止混凝土浇筑。

3.2 针对桥址附近施工用地资源匮乏的对策3.2.1 加设海上生产生活区(1)生活区布置根据项目沿线地形地貌概况,在桥梁起点位置附近(松下镇下水洋)设项目经理部主办公生活区。

由于起点位置地形起伏较大,部分场地需进行大量的挖、填方及场地整平工作。

长屿岛、小练岛设分办公生活区。

(2)生产区布置根据桥梁主体结构形式和施工方法,分别在松下镇下水洋、长屿岛、小练岛上设置混凝土搅拌站、钢结构、钢筋加工车间,公路混凝土桥面板及铁路道砟槽板预制场设置在长屿岛、小练岛上。

主航道桥斜拉桥钢桁梁和80m、88m钢桁结合梁在制造厂采用节段或整孔制造,海运至架设位置。

(3)施工船舶避风锚地施工水域由于强风和热带气旋影响较为频繁,生产调度室安排专人定时收听气象台气象预报,根据气象台提供的预报风力、船舶抗风等级、风期长短等信息,在附近水域面选择合适的避风锚地避风。

a)完善生活区、生产区各排水系统,保持各排水系统通畅。

b)各种施工船舶应根据气象台的预报风力、风期长短以及本船舶的抗风能力加固锚缆,绑扎易动构件,检查船上救生设备,选派专业人员昼夜值班。

c)架梁吊机移至索塔处或就地锚固;d)利用减振动绳,控制斜拉索振动;(4)混凝土搅拌站配置项目部分别在长乐岸、人屿岛、海中平台、长屿岛、小练岛和大练岛上布置6座混凝土工厂,同时配置2艘海上混凝土工作船,进行混凝土施工供应。

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