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1、Page 1 全預制裝配式橋梁施工技術全預制裝配式橋梁施工技術 文萊淡布隆高架橋文萊淡布隆高架橋CC4CC4項目部項目部 二零一九年十二月二零一九年十二月 Page 2 目目 錄錄 結語 5 5 施工重點 3 3 工程特點 2 2 工程概況 1 1 施工關鍵技術 4 4 Page 3 一：一：工程概況工程概況 Page 4 文萊淡布隆大橋CC4標段工程是文萊迄今為止最大、最重要的基礎設施項目，全部采用歐洲標準設計。CC4標段為淡布隆沼澤地高架橋，該橋全程穿越國家保護沼澤地區域，環保要求極高，全長約11.8km，每跨12m，10跨為一聯，近2000跨全預制橋梁整體不允許機械設備落地施工。一：一：2、工程概況工程概況 Page 5 采用分離式雙幅分離式雙幅橋面，單幅橋面寬度11.08m 一：一：工程概況工程概況 橋面 主梁 樁帽 管樁 預制預制混凝土雙T梁 現場預制預制混凝土樁帽 共計7520根預制預制混凝土管樁 Page 6 一：一：工程概況工程概況 主梁 每跨五片預制混凝土雙T梁，伸縮縫處梁長度為10.7m，其余梁長度為10.8m Page 7 一：一：工程概況工程概況 樁帽 4根預制管樁頂面設置一個預制混凝土樁帽，樁帽預留填芯混凝土圓孔 Page 8 一：一：工程概況工程概況 管樁 共計7520根預制混凝土管樁，管樁外徑90cm，內徑62cm，平均長度約72m，最長90m。Page 3、9 二：二：工程特點工程特點 Page 10 1 1、進場難度大、進場難度大 工程長，且穿越原始森林，沒有水電及通訊信號，地面為腐殖物堆積層。起點處海上清淤工程量約40萬m，沿線沼澤地需搭設大量的鋼棧橋、船塢、鋼平臺等臨時設施。二：二：工程特點工程特點 P269工區清淤 P269工區船塢、鋼平臺 打樁移動鋼平臺（四處）P739工區船塢 P739鋼棧橋 LABU工區鋼棧橋 P1209工區鋼平臺 LABU船塢 Page 11 2 2、零著陸施工、零著陸施工 （1）全線位于淡布隆國家森林公園，原則上不允許機械設備下地施工。（2）可修筑鋼棧橋等臨時設施，限制修筑施工便道，必須采用高強度土工布鋪底、填筑4、大粒徑碎石，部分區域鋪設木材加強承載力。3 3、環保要求高、環保要求高 （1）施工過程中，垃圾外運，廢水處理后才能排放。（2）施工完后拆除所有臨時設施，恢復森林原狀。二：二：工程特點工程特點 Page 12 三：三：施工重點施工重點 Page 13 三：三：施工重點施工重點 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 橋梁構件標準化預制橋梁構件標準化預制 大直徑預應力管樁預制大直徑預應力管樁預制 在國內管樁廠分段預制管樁在國內管樁廠分段預制管樁 Page 14 三：三：施工重點施工重點 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 橋梁構件標準化預制橋梁構件標準化預制 樁帽預制樁帽預制 5、在現場預制廠預制混凝土樁帽在現場預制廠預制混凝土樁帽 Page 15 三：三：施工重點施工重點 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 橋梁構件標準化預制橋梁構件標準化預制 雙雙T T梁預制梁預制 在國內梁廠預制雙在國內梁廠預制雙T T梁梁 Page 16 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 全預制橋梁構件拼裝全預制橋梁構件拼裝 超長大直徑預應力管樁釣魚法打樁超長大直徑預應力管樁釣魚法打樁 三：三：施工重點施工重點 以預制管樁為基礎，以預制管樁為基礎，搭設移動式鋼平臺，搭設移動式鋼平臺，管樁運至鋼平臺上，管樁運至鋼平臺上，采用履帶吊打樁，采用履帶吊打樁，隨打樁隨移動鋼平隨打6、樁隨移動鋼平臺。臺。Page 17 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 全預制橋梁構件拼裝全預制橋梁構件拼裝 預制樁帽拼裝預制樁帽拼裝 預制樁帽與預制管樁的連接采用填芯鋼筋籠預制樁帽與預制管樁的連接采用填芯鋼筋籠+填芯混凝土填芯混凝土 制制作作填填芯芯鋼鋼筋筋籠籠 三：三：施工重點施工重點 安安裝裝填填芯芯鋼鋼筋筋籠籠 Page 18 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 全預制橋梁構件拼裝全預制橋梁構件拼裝 預制樁帽拼裝預制樁帽拼裝 預制樁帽與預制管樁的連接采用填芯鋼筋籠預制樁帽與預制管樁的連接采用填芯鋼筋籠+填芯混凝土填芯混凝土 安安裝裝預預制制樁樁帽帽 三：三：施工7、重點施工重點 澆澆筑筑填填芯芯混混凝凝土土 Page 19 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 全預制橋梁構件拼裝全預制橋梁構件拼裝 預制雙預制雙T T梁拼裝梁拼裝 安裝預制雙安裝預制雙T T梁梁 安裝梁間接縫鋼筋安裝梁間接縫鋼筋 三：三：施工重點施工重點 Page 20 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 全預制橋梁構件拼裝全預制橋梁構件拼裝 預制雙預制雙T T梁拼裝梁拼裝 澆筑梁間接縫混凝土澆筑梁間接縫混凝土 三：三：施工重點施工重點 Page 21 三：三：施工重點施工重點 駁船運輸管樁駁船運輸管樁 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 復雜水陸地形條件8、下橋梁構件運載復雜水陸地形條件下橋梁構件運載 預制橋梁構件海上運輸預制橋梁構件海上運輸 Page 22 三：三：施工重點施工重點 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 復雜水陸地形條件下橋梁構件運載復雜水陸地形條件下橋梁構件運載 預制橋梁構件水陸轉運預制橋梁構件水陸轉運 在水陸交界處搭設碼頭，并安裝龍門吊將預制構件從駁船上轉運到陸地上。在水陸交界處搭設碼頭，并安裝龍門吊將預制構件從駁船上轉運到陸地上。Page 23 三：三：施工重點施工重點 雙雙T T梁運輸梁運輸 管樁運輸管樁運輸 1 1、橋梁整體工業化建造、橋梁整體工業化建造 復雜水陸地形條件下橋梁構件運載復雜水陸地形條件下橋梁構9、件運載 預制橋梁構件沼澤森林環境運輸預制橋梁構件沼澤森林環境運輸 Page 24 研發大荷載反復作用下高懸臂樁防護技術研發大荷載反復作用下高懸臂樁防護技術 研發“樁柱一體橋梁結構施工的樁帽結構”，保護高懸臂樁避免樁頭受彎研發“樁柱一體橋梁結構施工的樁帽結構”，保護高懸臂樁避免樁頭受彎破壞，將一排破壞，將一排4 4根管樁的鋼樁帽連成一體，協同受力增加整體性。根管樁的鋼樁帽連成一體，協同受力增加整體性。樁帽結構設計樁帽結構設計 三：三：施工重點施工重點 樁頂聯結系樁頂聯結系 2 2、長線橋梁施工設備零觸地施工、長線橋梁施工設備零觸地施工 Page 25 研發“樁柱一體結構跨柱式不落地施工鋼平臺”系10、統研發“樁柱一體結構跨柱式不落地施工鋼平臺”系統 平臺結構設計平臺結構設計 結構檢算結構檢算 三：三：施工重點施工重點 2 2、長線橋梁施工設備零觸地施工、長線橋梁施工設備零觸地施工 Page 26 施工鋼平臺施工鋼平臺 三：三：施工重點施工重點 2 2、長線橋梁施工設備零觸地施工、長線橋梁施工設備零觸地施工 研發“樁柱一體結構跨柱式不落地施工鋼平臺”系統研發“樁柱一體結構跨柱式不落地施工鋼平臺”系統 Page 27 3 3、橋梁空中高位截樁、橋梁空中高位截樁 管樁插打管樁插打 打樁導向、接樁、截打樁導向、接樁、截樁一體化操作平臺樁一體化操作平臺 三：三：施工重點施工重點 研發“打樁導向、接樁11、截樁一體化操作平臺”研發“打樁導向、接樁、截樁一體化操作平臺”為提高管樁施工效率，保證打樁垂直度，研發打樁導向、接樁、截樁一為提高管樁施工效率，保證打樁垂直度，研發打樁導向、接樁、截樁一體化操作平臺。體化操作平臺。Page 28 研發高位截樁技術研發高位截樁技術 實際施工完成的預制管樁頂面標高高于設計標高，且高低不一，需要實際施工完成的預制管樁頂面標高高于設計標高，且高低不一，需要截樁至設計標高。研制專用截樁器截掉多余管樁，提高截樁效率，將截樁至設計標高。研制專用截樁器截掉多余管樁，提高截樁效率，將截樁時間由普通方式的截樁時間由普通方式的3030-4040分鐘一根縮短到分鐘一根縮短到303012、-4040分鐘截四根。分鐘截四根。截樁器截樁器 三：三：施工重點施工重點 截樁完成截樁完成 3 3、橋梁空中高位截樁、橋梁空中高位截樁 Page 29 4 4、模塊化施工平臺快速施工、模塊化施工平臺快速施工 為實現鋼平臺快速移動，研發模塊化平臺為實現鋼平臺快速移動，研發模塊化平臺 鋼平臺被分成鋼平臺被分成4 4個模塊，共分為履帶吊作業區、管樁堆放區、運梁車行走個模塊，共分為履帶吊作業區、管樁堆放區、運梁車行走區區3 3個功能區。各模塊間相互斷開，有效地消除了施工機械之間的相互擾個功能區。各模塊間相互斷開，有效地消除了施工機械之間的相互擾動，一跨的鋼平臺只需動，一跨的鋼平臺只需4 4次吊裝即可完13、成快速安拆。次吊裝即可完成快速安拆。鋼平臺分區鋼平臺分區 三：三：施工重點施工重點 模塊化平臺實際應用模塊化平臺實際應用 Page 30 5 5、高環保要求沼澤森林地區綠色施工、高環保要求沼澤森林地區綠色施工 高可復原性臨時便道鋪設高可復原性臨時便道鋪設 對便道進行分析計算，使便道滿足承載力要求。先鋪設土工布，然后進對便道進行分析計算，使便道滿足承載力要求。先鋪設土工布，然后進行便道的逐層填筑。項目完工后挖除便道恢復原地面。行便道的逐層填筑。項目完工后挖除便道恢復原地面。鋪設土工布鋪設土工布 便道設計及檢算便道設計及檢算 三：三：施工重點施工重點 Page 31 便道施工完成便道施工完成 便道14、分層填筑便道分層填筑 三：三：施工重點施工重點 5 5、高環保要求沼澤森林地區綠色施工、高環保要求沼澤森林地區綠色施工 高可復原性臨時便道鋪設高可復原性臨時便道鋪設 Page 32 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 Page 33 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （1 1）機械設備）機械設備 根據樁基根據樁基設計設計承載力及工程全線地勘實際情況，綜合設備性能及實際施承載力及工程全線地勘實際情況，綜合設備性能及實際施工情況考慮采用工情況考慮采用180t180t履帶吊履帶吊+HHP20+HHP20液壓打樁錘進行預制管樁打入施工，液壓打樁錘進行預制管樁打入施工，并在“打樁導向、接樁、截樁15、一體化操作平臺”上進行。并在“打樁導向、接樁、截樁一體化操作平臺”上進行。四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 Page 34 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （2 2）試樁施工）試樁施工 為了驗證設計承載力和施工工藝的可靠性，需要在工作樁施工前進行試為了驗證設計承載力和施工工藝的可靠性，需要在工作樁施工前進行試驗樁施工，通過高應變（驗樁施工，通過高應變（PDAPDA）、低應變（）、低應變（PITPIT）和靜載試驗來檢驗樁基）和靜載試驗來檢驗樁基的可靠性。的可靠性。全線設置全線設置1414處試驗樁，每處為處試驗樁，每處為5 5根，布置形式如下：根，布置形式如下：四：四：施工關鍵技術施工16、關鍵技術 Page 35 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （3 3）試樁破壞情況及原因分析）試樁破壞情況及原因分析 經統計分析，共經統計分析，共4 4種試樁破壞類型：樁尖破壞、樁頭打裂、焊縫撕裂、樁種試樁破壞類型：樁尖破壞、樁頭打裂、焊縫撕裂、樁身損傷。身損傷。四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 樁樁 頭頭 打打 裂裂 焊縫撕裂焊縫撕裂 Page 36 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （3 3）試樁破壞情況及原因分析）試樁破壞情況及原因分析 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 試樁破壞影響因素表試樁破壞影響因素表 液壓油管（總重約液壓油管（總重約1200kg1200kg）垂17、于一側使錘體偏斜。）垂于一側使錘體偏斜。破壞形式破壞形式 影響因素影響因素 樁頭破裂樁頭破裂 焊縫撕裂焊縫撕裂 樁尖破碎樁尖破碎 錘偏錘偏 貫入度小貫入度小 樁墊樁墊 樁尖形式樁尖形式 1 1）錘偏）錘偏 錘帽內徑比管樁外徑大錘帽內徑比管樁外徑大3cm3cm，樁身晃動導致錘擊力傳遞不均勻。，樁身晃動導致錘擊力傳遞不均勻。Page 37 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （3 3）試樁破壞情況及原因分析）試樁破壞情況及原因分析 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 2 2）貫入度小）貫入度小 根據根據HileyHiley公式計算的貫入度太小，以計算貫入度控制收錘，公式計算的貫入度太小，以計18、算貫入度控制收錘，會導致錘擊過度，造成樁頭破壞和樁尖破壞。會導致錘擊過度，造成樁頭破壞和樁尖破壞。3 3）樁墊）樁墊 采用木樁墊，在多次錘擊作用下形成高溫環境，導致樁墊燒采用木樁墊，在多次錘擊作用下形成高溫環境，導致樁墊燒糊、厚度不均勻，錘擊力傳遞不均勻，增加了樁頭破壞幾率。糊、厚度不均勻，錘擊力傳遞不均勻，增加了樁頭破壞幾率。Page 38 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （3 3）試樁破壞情況及原因分析）試樁破壞情況及原因分析 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 4 4）樁尖形式）樁尖形式 地勘資料顯示，地勘資料顯示，PPT14PPT14處巖層埋深淺，閉口樁尖端板及米字板厚度較小19、且處巖層埋深淺，閉口樁尖端板及米字板厚度較小且米字板采用中尖形式，不適宜穿越較硬巖層。米字板采用中尖形式，不適宜穿越較硬巖層。閉閉口口樁樁尖尖結結構構 Page 39 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （4 4）優化與改進）優化與改進 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 1 1）吊起液壓油管）吊起液壓油管 履帶吊同時吊起樁錘和液壓油管，履帶吊同時吊起樁錘和液壓油管，可有效較少錘體偏斜，減小了錘可有效較少錘體偏斜，減小了錘擊力的不均勻分布，有效地保護擊力的不均勻分布，有效地保護樁頭和焊縫。樁頭和焊縫。Page 40 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （4 4）優化與改進）優化與20、改進 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 2 2）優化錘帽）優化錘帽 在錘帽內均勻加焊在錘帽內均勻加焊8 8條寬條寬90mm90mm，后后6mm6mm的鋼板，將單側間隙由的鋼板，將單側間隙由15mm15mm減少到減少到9mm9mm，有效地保證了，有效地保證了樁身和錘帽的同心度，同時大大樁身和錘帽的同心度，同時大大減小樁身晃動，保護了接頭焊縫。減小樁身晃動，保護了接頭焊縫。Page 41 1 1、預制管樁打入技術、預制管樁打入技術 （4 4）優化與改進）優化與改進 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 3 3）優化管樁結構）優化管樁結構 樁頂裂縫長度為樁頂裂縫長度為2m2m左右，因此在樁頂左右，因此在21、樁頂3m3m范圍內加密箍筋，間距有范圍內加密箍筋，間距有100mm100mm減減小到小到50mm50mm，錘擊端裙邊有原來的，錘擊端裙邊有原來的1.6mm1.6mm改為改為3mm3mm，以增加裙邊對混凝土的，以增加裙邊對混凝土的包裹作用。包裹作用。在在PPT14PPT14附近，工作樁樁尖形式改為開口樁尖。附近，工作樁樁尖形式改為開口樁尖。4 4）優化樁墊結構）優化樁墊結構 在常規的木在常規的木/紙樁墊結構上增加一層鋼板，樁墊不易燃燒。由于鋼板剛度紙樁墊結構上增加一層鋼板，樁墊不易燃燒。由于鋼板剛度大，變形小，能有效減小樁墊的不均勻變形，改善樁頂受力。大，變形小，能有效減小樁墊的不均勻變形，改善22、樁頂受力。5 5）優化施工工藝）優化施工工藝 對對HileyHiley公式的參數進行調整，以獲得較為合理的貫入度。公式的參數進行調整，以獲得較為合理的貫入度。Page 42 2 2、流水施工平面布置、流水施工平面布置 本工程地處文萊森林保護區，沿線不允許機械設備落地，所有施工必須本工程地處文萊森林保護區，沿線不允許機械設備落地，所有施工必須在移動鋼平臺上進行。在移動鋼平臺上進行。若打樁、樁帽安裝、架梁若打樁、樁帽安裝、架梁3 3道工序采用逐步施工，打樁施工工期為道工序采用逐步施工，打樁施工工期為2d2d，安，安裝樁帽裝樁帽+安裝填芯鋼筋籠安裝填芯鋼筋籠+澆筑填芯混凝土工期為澆筑填芯混凝土工期為23、1d1d，填芯混凝土養護工，填芯混凝土養護工期為期為3d3d，T T梁架設梁架設+澆筑濕接縫混凝土工期為澆筑濕接縫混凝土工期為1.5d1.5d，T T梁濕接縫混凝土養護梁濕接縫混凝土養護工期為工期為5d5d，單跨施工工期共為，單跨施工工期共為12.5d12.5d，遠遠不能滿足工期要求。，遠遠不能滿足工期要求。因此從施工安排上，需要將三道工序的逐步施工改為同步流水施工。因此從施工安排上，需要將三道工序的逐步施工改為同步流水施工。四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 Page 43 2 2、流水施工平面布置、流水施工平面布置 通過優化濕接縫混凝土配合比，提高其早期強度，據此增加特定跨數的通過優化濕接縫24、混凝土配合比，提高其早期強度，據此增加特定跨數的鋼平臺，形成前后約鋼平臺，形成前后約200200的工作面，前面打樁，后面架梁和樁帽，將三道的工作面，前面打樁，后面架梁和樁帽，將三道工序從空間上均勻分布開來，使打樁、架設樁帽和架梁同步進行，各工工序從空間上均勻分布開來，使打樁、架設樁帽和架梁同步進行，各工序作業點之間的空間距離滿足濕接縫混凝土的養護時間要求。序作業點之間的空間距離滿足濕接縫混凝土的養護時間要求。四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 Page 44 2 2、流水施工平面布置、流水施工平面布置 第第1 1天，南北幅打樁機分別施工天，南北幅打樁機分別施工2 2根管樁，北幅施工雙根管樁，北幅25、施工雙T T梁濕接縫、樁帽填梁濕接縫、樁帽填芯鋼筋籠及混凝土，南幅安裝雙芯鋼筋籠及混凝土，南幅安裝雙T T梁、預制樁帽。梁、預制樁帽。四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 第第2 2天，南北幅打樁機分別施工另外天，南北幅打樁機分別施工另外2 2根管樁，北幅安裝雙根管樁，北幅安裝雙T T梁、預制樁帽，梁、預制樁帽，南幅施工雙南幅施工雙T T梁濕接縫、樁帽填芯鋼筋籠及混凝土。梁濕接縫、樁帽填芯鋼筋籠及混凝土。Page 45 2 2、流水施工平面布置、流水施工平面布置 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 第第2.52.5天，北幅將最后一跨移動鋼平臺倒運至最前方，南幅將最后一跨移天，北幅將最后一跨移動鋼平臺26、倒運至最前方，南幅將最后一跨移動鋼平臺倒運至最前方。動鋼平臺倒運至最前方。Page 46 2 2、流水施工平面布置、流水施工平面布置 四：四：施工關鍵技術施工關鍵技術 通過優化配合比設計，提高濕接縫混凝土的早期強度，據此合理增加鋼通過優化配合比設計，提高濕接縫混凝土的早期強度，據此合理增加鋼平臺跨數和機械投入，優化作業工序安排，將三道工序逐步施工改為同平臺跨數和機械投入，優化作業工序安排，將三道工序逐步施工改為同步施工，經現場實踐檢驗，完全可以滿足工期要求。步施工，經現場實踐檢驗，完全可以滿足工期要求。Page 47 五：五：總結總結 Page 48 五：五：總結總結 全預制裝配式鋼筋混凝土橋梁施工技術已成功應用于淡布隆大橋CC4標段施工，不僅滿足了工程高環保的施工要求，且提高了工效，加快了施工進度，保證了施工質量，創造了可觀的經濟效益。同時，全預制裝配式施工技術將會有效提升中建橋梁公司的技術競爭力，對我國高環保條件下橋梁工業化裝配建造技術產生積極地推動作用。預制防撞墻掛塊 預制樁帽 預制T梁 預制預應力管樁 Page 49 感謝各位專家、領導批評指正 謝 謝！