1.設計概述和技術特點
1.1的設計概述
番禺大橋是連接廣州和番禺的特大橋，橫跨主幹道珠江，位於洛溪大橋下遊3.9km處。由於番禺、順德、中山、江門、珠海之間的交通日益增加，番禺大橋的建成將有效緩解洛溪大橋的交通壓力。
該橋全長3467米，主橋為雙塔密索浮動體系斜拉橋，為全預應力混凝土結構。主跨380m，橋跨組合為70+91+380+91+70m，主梁為邊梁DP段，寬37.7m，橋面設置8車道和人行道。通航凈高34m，主塔呈倒Y形，塔高140.3m；自撐桌。斜拉索為平行鋼絲束，采用HDPE熱擠壓護套保護，據報道為***244。塔上標準電纜間距為1.3m，梁上標準電纜間距為6m。輔助墩的雙面墩為空心薄壁柔性墩，既作為拉力墩，又作為抗縱向水平推力墩。采用主塔基礎。3.om直徑鉆孔灌註樁和大體積實體承臺，每個塔柱9根樁，1根塔***18樁，樁間嵌有弱風化泥巖。梵高側82#主墩位於水中，承臺尺寸為54x23.5x6m；廣州壹側的83號主墩位於岸邊，承臺尺寸為48xl7x6m。
1.2的技術特征
在斜拉橋的結構設計中，塔、梁、索的變化和組合很多。基於通航、美學和地域符號的考慮，周帆大橋采用斜拉橋方案，設計包括構件尺寸、形式選擇和組合的特點:
(1)采用th3.om大直徑鉆孔灌註樁和大體積承臺；
(2)全預應力混凝土結構；
(3)寬37.7m的DP截面梁，與37.7/380的定跨比壹樣大(接近1/10)，相應增大了主塔梁跨度和承臺橫向尺寸；
(4)采用倒Y型塔林，由於寬跨比，塔柱側向傾斜度達到3:l。
上述設計特點對施工提出了更高的要求。與國內建造的斜拉橋相比，混凝土主梁的寬度和橋塔的傾斜度是最大的。除了合理應用高性能混凝土和預應力施工技術外，還開發了爬模、斜拉掛籃懸澆等施工技術。由於基礎采用的鉆孔樁直徑和承臺尺寸也居全國斜拉橋之首，要求合理組織大規模基礎施工。我們充分結合橋址的地質和水文條件，在基礎施工中采用了獨特的低成本、高速度的施工方案。
2.施工現場和主要生產設施布置
橋梁為南北走向，橋梁兩側施工場地布置在橋梁東側，分為生活區和生產區兩個功能區。考慮到常年風向，生活區布置在生產區的東側，使生產區靠近場地西側的橋址，縮短了場地內的運輸距離。生產區內由東向西依次布置零星材料和工具倉庫、交通碼頭、吊裝運輸碼頭、鋼結構加工車間、砂石堆場、水泥倉庫、混凝土攪拌站，在番禺岸橋東側還設置壹座水上施工棧橋。建築用砂、碎石、水泥均由水路運至現場，由皮帶機運上岸；起重碼頭未配備固定起重設備，起重工作直接由汽車吊或水上浮吊完成；成品電纜場位於大型駁船和輔助碼頭的鋼平臺上，可存放48根電纜。
除50m'/h自動攪拌站外，南岸和北岸攪拌站還配備壹臺4合0.4m小型攪拌機。大體積構件施工過程中，除現場攪拌站供應材料外，還依靠商品混凝土供應，其運輸距離約為15kM。現場混凝土運輸由攪拌車、自卸汽車、混凝土泵車或牽引系統完成。
3.施工技術措施
3.1基礎工程
主橋跨越珠江水系瀝青窖水道，為潮汐河流，平均最高水位2.406m，多年平均潮差2.906 m。設計平均流速0.97米/秒，82墩水深約10米。橋址基巖為泥質砂巖，強度離散性較大，為2.3MPa-23MPa，泥巖具有遇水軟化的特性；覆蓋層與番禺大部分地區相似，粉土夾細砂和中粗砂，厚度為10-20m。
斜拉橋邊墩和輔助墩的l.sin鉆孔灌註樁和承臺施工較為常規，采用非循環旋挖鉆機和吊箱圍堰施工。主墩3.om樁和大體積承臺施工結合常規設備和經驗，采取了低成本、高速度的措施:
(l)護筒方面，采用預制鋼筋混凝土護筒，內徑3.3m，壁厚10cm。護筒下沈采用30t振動錘和自制泥漿捕捉器兩種措施。對於覆蓋層為粉砂和細砂的地質條件，襯墊可能下沈到強風化巖石表面。
(2)綜合運用正循環、反循環、二次成孔等工藝進行成孔；井眼清洗不僅采用並聯泥漿泵正循環方式，還采用氣舉反循環方式。施工中的主要技術措施是圍繞提高鉆井速度和防止套管底部穿孔靈活組織的。比如鉆孔時，采用正循環鉆進，當巖石達到壹定深度時，采用反循環鉆進；第壹孔層用1.8m鉆機鉆進後，再次抓振動和壓力保護，第二孔層用3.0m鉆機鉆進。
(3)樁身水下混凝土澆築，采用單根30Cm導管將坍落度為16-20cm的卵石混凝土逐桶泵入漏鬥進行澆築，使混凝土在保證澆築時間的情況下受到沖擊振動，更容易流過凈距僅為4cm的鋼筋籠。
(4)82號墩承臺采用鋼板圍堰施工，圍堰內支撐由鉆孔樁施工平臺直接轉化，可雙向受力。在堰外拋沙袋，用沙石粉填滿堰，然後直接排水，澆築墊層混凝土。對於水深約10m的高樁大承臺施工，該方法縮短了鉆孔樁施工準備時間，避開了最困難的水下混凝土封底工作，充分結合了現場水文地質條件。
(5)83 #墩承臺基坑開挖維護結構采用振動沈入預制混凝土套管的方法，套管直徑l.6m，壁厚5cm，用30t振動錘打入地下6m，套管頂部用貝雷梁支撐，可作為挖掘機走道使用。開挖采用分步開挖的方法，從兩側向橋中線逐段推進，共分6m段。開挖時，用3m樁和型鋼支撐護筒底部，達到設計標高後立即填築砂墊層和混凝土墊層，然後向前開挖下壹段。在飽和粉土和細砂的地質條件下，該方法的開挖深度為6m，而套管的維護結構僅消耗260m '的20#混凝土，相當經濟。
3.2主塔和主梁施工
3.2.1施工方法
主塔和主梁采用現澆節段法施工。上塔除梁澆築外分為兩段，塔身分為4.5m段。施工縫是水平的。雖然水平施工縫的使用增加了模板加工的難度，但是對於高角度的塔，還是需要使用泵送混凝土。除0#、L #塊和上梁端段在支架上澆築外，其余各段均采用平衡懸臂法懸於掛籃上，每段長6m，混凝土量約為1.5m '。對於主梁的施工，比較了邊跨在支架上提前澆築和中跨單懸臂現澆施工的方法。這種方法被拒絕有三個原因:
(1)支架成本高於吊籃；
(2)控制主梁工期的永遠是跨中；
(3)主梁線型需要提前確定，不能像在掛籃中那樣分段調整。
3.2.2施工工藝設備
主塔施工采用施工塔吊、施工電梯和混凝土泵三種垂直運輸設備。塔式起重機的最大起重能力為160KN。在寬橋主塔雙主梁施工中，為保證塔吊的吊裝半徑和附著安全，塔吊布置在橋中線。同時，為了充分利用現有設備，電梯和混凝土泵均采用兩級接力輸送方式，特別是電梯采用兩臺直爬式電梯代替斜爬式電梯，節省了設備投資成本。
主塔柱施工模板采用翻模，每次施工後由四節鋼模板組成，高度為1.5m，壹節翻至下面3節，頂部1節留作接口接觸。壹套模板可用於塔柱的下部、毛圈和上部。為方便模板安裝、鋼筋綁紮等基礎作業，根據下、中、上塔柱的高度和施工特點，設置塔柱施工腳手架平臺:
(1)下塔柱平臺直接依托土墩帽，用鋼竹木材料搭設；
(2)中塔柱采用自行設計的整體輕型爬架，利用自身的橫向橋梁尺寸和支點增強架體的抗傾覆穩定性，其架體由環繞塔柱的上下水平網架和連接兩層桁架的格構柱組成。框架四周設置交叉承重支架，支撐在已澆築的塔柱預埋件上，框架自重、模板自重及其他施工荷載的合力在支點範圍內。在架體上按要求設置了四級水平腳手架平臺，自重均為22t，可承受25t的施工荷載，滿足大型斜塔施工的特殊需要。爬升架可以隨樓層壹起爬升，也可以在提升模板前獨立爬升。
(3)上塔柱是整個塔的唯壹豎向截面。考慮到今後電纜敷設和減震器安裝的需要，采用簡易腳手架平臺。方法是將工字鋼嵌入已完成的塔縣，然後在橫梁上設置踏板。
主塔橫梁施工采用重型支撐，支撐形式為梁柱式。支架基礎力士塔帽；承重梁采用貝雷梁；柱子由55cm高強度預應力混凝土管牽引，每6根柱子通過柱箍和連接村莊形成格構柱。選擇這種柱形式，避免了鋼柱溫升與混凝土塔柱溫升之差帶來的問題，從而避免了支點的強制位移，這對保證梁混凝土不早期開裂至關重要。
主梁0#塊和1#塊及邊跨尾段施工也采用梁柱式重型支架，支架材料與主塔梁相同。
主梁104長6米標準段懸臂現澆采用斜拉掛籃，確保主梁施工內力和標高得到有效控制。該掛籃吸收和發展了我國現有的斜拉掛籃技術，取得了以下技術成果:
(l)研究和設計鋼錨箱。錨箱功能全面，壹方面作為主梁上纜索的錨槽；壹方面作為斜拉索與掛籃之間的臨時連接結構，實現空間斜拉索；同時也作為斜拉索套管在梁上的定位基礎和掛籃沿橋向的水平約束，既方便了套管在梁上的定位，又將掛籃上斜拉索的水平分力傳遞到已完成的主梁上。
(2)掛籃本身可提升0.3m，橋面頂模和主梁內模也可提升2.2m，橫梁可與邊梁和橋面整體澆築，既滿足限制橋面受力又不妨礙掛籃前移的設計要求。
(3)掛籃寬度超過40m，寬度為37.7M的部分包括梁全截面壹次性澆築。
邊跨合攏段施工時，邊跨掛籃後撤4.0M，利用尾段現澆支架縱向延伸，然後用吊索將支架懸臂端與主梁懸臂端連接，形成半掛支架，合攏段在半掛支架上澆築。
跨中合攏段施工采用跨中掛籃完成。首先拆除壹個倒置的吊籃，然後將另壹個吊籃向前移動。用吊索吊起掛籃懸臂端後，拆除掛籃後段。掛籃成為簡支平臺，通過自身的C形結構和吊索支撐在合攏段兩側，跨中合攏段可在掛籃上澆築。
3.2.3施工中的穩定性、內力和變形控制措施。
對於現澆節段法施工的橋梁，結構體系經過多次轉換後形成最終結構。施工過程中，需要控制橋梁結構在各種狀態、各種荷載工況下的穩定性、內力和變形；而且滿足橋梁結構在恒載下的最終幾何尺寸和內力狀態的設計要求；同時要註意建築結構本身的穩定性、內力和變形。這三者往往是相互聯系，相互保證的。
番禺大橋大傾角塔柱施工。施工過程中采用剛性鋼骨架、臨時拉桿和臨時撐桿三種方法作為穩定性、內力和變形的控制措施:
(l)剛性鋼骨架設置在上、中、下塔柱中，主要用於抵抗當前澆築鋼筋、混凝土時產生的短暫傾覆力。由於中間塔柱傾斜，該傾覆力不足65，438+04，000 kN·m
(2)下塔設置臨時拉桿，* *設置三個通道。拉桿采用O32冷拉IV級鋼筋。主塔梁施工完成前，布塔柱作為懸臂梁受力，設置拉桿控制下塔柱混凝土應力和變形。梁施工完成後，梁與下塔拉形成門式剛架，此時拆除拉桿。
(3)支柱設置在中間塔柱，有7個通道* * *，支柱材料由貝雷梁和新橋組成。在中上塔交叉處施工完成前，中塔柱作為懸臂梁受力，撐桿壹方面用於控制中塔柱的混凝土受力和變形，另壹方面可作為塔吊和電梯的附著結構。中、上塔交叉處施工完成後，中塔柱形成三角形剛架，此時，撐桿僅作為塔吊和電梯使用。
當塔柱施工完成時，臨時拉桿和撐桿中的最終拉力或頂力應等於塔柱眼重的水平分量，以保證拆除拉桿和撐桿時塔柱的側向內力等於壹次落架的內力，安裝拉桿和撐桿時的拉力或頂力應由塔柱施工完成狀態用逆拆法計算。
主梁施工中，采用塔梁臨時固結措施，將梁的彎矩傳遞給主塔。對稱懸臂施工過程中的塔、梁、索整體視為外部超靜定結構，其傾覆穩定性完全由塔柱的強度來保證。因此，在此階段(邊跨合攏前)，嚴格控制不平衡施工荷載，以各種觀測措施(如承臺沈降、塔頂偏移等)為主要施工措施，並采用臨時抗風索保證抗風穩定性。
嚴格的施工控制保證了主梁施工中的內力和變形控制。對於每個懸澆梁段，施工控制小組在澆築前提供對應於具體混凝土澆築量的掛籃空籃模板標高和掛籃拉索張力。根據有限的C形鉤反作用力計算初始索力至最終索力。澆築時，掛籃前端標高上下變化，但終張拉後的掛籃標高與澆築前相同，即混凝土澆築過程。待澆築的節段達到規定強度並張拉完成主梁預應力後，掛籃下降，斜拉索轉換為直接錨固在混凝土主梁上的正式斜拉索。此時拉索最後壹次張拉，是參數修正後用正拆法計算的拉力。理論上，按照這個力拉緊拉索後，就不再需要調整拉索了。
3.2.4施工中的測量定位方法
施工測量定位主要制定了三項技術措施:壹是放樣空間造型主塔現澆段立模位置；二是主梁節段懸臂澆築施工時掛籃的空間定位；第三，主塔和主梁上空間斜拉索錨套的放樣定位措施。
(l)為保證主塔傾斜偏差不大於1/3000的設計要求，同時盡可能方便施工，經過精度分析，我們采用了極坐標直接放樣方案，通過建立高精度三角網，建立強制定心站，用高精度全站儀直接放樣，既滿足了設計要求，又避免了“大頂法”等其他方法的不便。
(2)套筒在塔架上的定位要求非常嚴格，必須在兩個方面加強。首先在主梁0#塊上建立比三角網精度更高的軸線控制網；其次，將套筒的定位分解成幾項。首先精確定位剛性骨架，然後精確計算骨架套筒定位底座上套筒的位置，用軸線網在骨架上標出點。同時，根據計算標記套筒的相應位置。最後，套筒的定位變成了使兩個標記重疊的簡單任務。
(3)主梁掛籃和梁上套筒施工時，全斷面測量放線和套筒定位工作相結合。首先將套筒、模板和掛籃固結，然後以橋面上的軸線網作為控制依據。通過前後推拉吊籃，左右擠壓物品，升降吊籃作為調節手段，實現吊籃的精確定位。同時完成模板和套筒在掛籃上的定位，減少工序，整體控制效果符合要求。
3.3拉索的安裝
斜拉索的安裝與斜拉掛籃采用的施工方法相適應。斜拉索由絞車從橋底牽引至橋面，先將托盤放在橋面上，然後將斜拉索的錨端與放置在橋面上的斜拉鋼錨箱連接，再將斜拉鋼錨箱通過高強度螺栓與掛籃連接。最後，通過卷揚機的吊裝和千斤頂的牽引，將拉索的張拉端連接到主塔上。
本橋纜索安裝由塔吊、卷揚機、探桿、軟牽引設備和橋面吊機完成。與國內現有的平面索掛籃懸索方式相比，由於索與掛籃的臨時連接方式不同，索錨端與掛籃連接時，不需要使用千斤頂設備和接長螺桿，而是轉換成鋼錨箱，用高強度螺栓與掛籃連接。
早期用索作為掛籃拉索，可以直接將部分澆築的混凝土重量轉移到主塔上，減輕掛籃和已完成的索梁結構的負擔，施工時將主梁負彎矩控制在允許範圍內。連接錨箱和掛籃的螺栓拆除後，拉索轉換為梁與塔之間的正式斜拉索。
4.加快進度的施工組織措施
番禺大橋斜拉橋為現澆預應力混凝土結構，混凝土總量如下表所示:本橋設計為遠期規劃，但甲方要求的工期非常緊迫，因此施工方案和施工組織要考慮總體進度要求，爭取工期的途徑不僅僅是要求混凝土的早期強度；還要考慮增加工作面數量，盡量進行壹些可能的平行作業。由於本橋構件尺寸大、體積大，對混凝土早期強度的片面要求容易帶來水化熱的副作用，因此本橋在施工中更加註重平行作業組織，采取了以下措施:
水上主塔(1)基礎施工時，3.0m鉆孔樁施工與鋼板樁圍堰平行作業。將鉆孔樁平臺改造成圍堰內支撐的技術措施為這種平行作業提供了可能。在實際施工中，圍堰和鉆孔樁幾乎同時完成，贏得了大量的時間。
(2)岸邊主塔基坑圍護結構與3.0M鉆孔灌註樁平行施工。3.0m鉆孔樁完成後，即可進行基坑開挖。
(3.0m樁質量事故處理與承臺施工同步進行。在水上3.0m樁的加固措施得到充分論證和肯定的情況下，壹方面對3.0m樁進行抽芯並對缺陷部位進行壓制修補，另壹方面進行承臺澆築，並在缺陷承臺對應位置預留後澆部分。待補樁驗收合格後，將預留部分澆築在承臺上，使承臺施工不因樁身加固而延誤。
(4)下塔柱與主塔梁支架模板平行作業，只要註意下塔柱施工三角架和梁支架的整體布置即可實施。
(5)中塔柱施工與主梁0 #和L #支架現澆施工平行進行。
(6)安裝掛籃工程與拆除主梁0 #、L #支座和主塔橫梁管樁支座平行進行。這些管樁支撐防止吊籃在提升位置組裝。如果支架拆除後再組裝掛籃，工期將延遲15天。我們在不妨礙拆除管樁支架的位置設置貝雷梁支架，掛籃在貝雷梁支架上拼裝。管樁支架拆除完成後，我們將依靠貝雷梁支架上的軌道平車將掛籃順橋平移至垂直提升位置。
(7)塔冠施工與主梁懸臂澆築平行進行。
(8)利用主梁養護期，完成纜索鋪設及纜索與錨箱的連接。掛籃就位後，錨箱可與掛籃連接，節省了掛索時間。采取上述並聯作業措施時，必須做好充分準備，除技術措施外，還必須采取必要的安全管理措施。
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