摘要：本文全面介紹了南京長江二橋南汊主橋施工針對50m深水急流中大型鋼圍堰的穩(wěn)固、 3m大直徑超長基樁的成樁、5100m3大體積鋼筋混凝上承臺澆筑的溫控、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
南京長江二橋跨越流經(jīng)南京市區(qū)的長江，位于1968 年建成通車的著名的南京長江大橋下游llkm.南京長江二橋南汊主橋?yàn)橛蛇^渡墩十輔助墩十南塔十北塔十輔助墩十過渡墩支承的跨度組合為58.5m＋ 246.5m＋628m＋246.5m＋58.5m=1238m的南、北對稱的雙塔雙空間索面漂浮體系鋼箱梁斜拉橋。南京長江二橋斜拉橋以其628m主跨跨度而名列世界十大斜拉橋第三位，享有國內(nèi)第一大斜拉橋之譽(yù)，并是南京長江二橋最大特色和亮點(diǎn)所在。
南京長江二橋南汊主橋?yàn)橥ê街骱降罉颍涞乩砦恢迷陂L江下游。南京長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。南京長江二橋斜拉橋主跨跨度之大在國內(nèi)前所未有，其風(fēng)狀態(tài)下的大懸臂施工風(fēng)險性很大。南京長江二橋施工工期短，其精品工程的標(biāo)準(zhǔn)對施工的要求極高。深水基礎(chǔ)的萬無一失、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)，確保了南京長江二橋南汊橋順利建成并開創(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厚鋼筋混凝土承臺即雙壁銅圍堰、基樁、封底混凝土、鋼筋混凝土承臺組合而成的大型聯(lián)合基礎(chǔ)以承受每墩約50萬kN橋梁動靜荷載和約75000kN的船舶水平撞擊荷載。
南、北塔兩個大型水中基礎(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最大實(shí)測水流速度達(dá)到3.8m/s.
南、北塔兩個圓形雙壁銅圍堰外徑36m，內(nèi)徑33m，堰壁倉厚15m，圍堰最大高度為65.5m，是國內(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6200m3，也是國內(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）穿過覆蓋層著巖。
經(jīng)過計算及專家論證，在長江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，使鋼圍堰在長江洪峰到來之前完成封底和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日洪峰到來前成功完成了兩主墩各3～6根鉆孔灌注樁的施工。可見，對于國內(nèi)規(guī)模最大的長江上的鋼圍堰施工，南京長江二橋做了合理的工期安排和嚴(yán)格的工期控制。合理的工期安排對于確保鋼圍堰施工的成功和降低鋼圍堰施工的造價有著重要意義。
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不同受力狀態(tài)階段。這幾個階段鋼圍堰必須有一套絕對可靠的錨碇系統(tǒng)賴以依靠。在工期安排合理，三個階段均在非洪水時期的情況下，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、造價低、有安全儲備及應(yīng)急手段，完全可在水深流急的類似施工中應(yīng)用。
3.對河床變化的跟蹤觀測
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，其地形隨時發(fā)生變化。鋼圍堰從著床開始，在覆蓋土層中下沉直至著巖，甚至在渡洪樁完成前的整個過程，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。
南京長江
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