南京长江第三大桥工程建设技术总结 上PDF电子书下载

第一篇 大桥工程建设与总体设计 3

第1章 工程概况 3

1.1 概述 3

1.1.1 工程建设情况 3

1.1.2 工程建设管理 6

1.2 建设南京长江第三大桥工程的必要性 7

1.2.1 完善国道主干线路网，构筑区域大交通格局的需要 7

1.2.2 国家经济发展战略的需要 8

1.2.3 适应日益增长的过江交通量，缓解过江压力的需要 9

1.2.4 构筑南京都市圈交通骨架的需要 10

1.3 沿线自然地理条件 11

1.3.1 跨江大桥桥位区自然地理条件 11

1.3.2 两岸接线工程自然地理条件 20

第2章 桥位选择 23

2.1 桥位选择的基本原则 23

2.2 桥位方案 24

2.2.1 大胜关桥位 24

2.2.2 梅子洲桥位 26

2.3 桥位方案比选 26

2.4 进行的工程研究 27

第3章 大桥方案设计 29

3.1 桥型方案设计原则 29

3.2 工可阶段的桥型方案 30

3.2.1 主桥布孔考虑的因素 30

3.2.2 大胜关桥位桥型方案 31

3.2.3 梅子洲桥位桥型方案 34

3.2.4 桥型方案评述及比较 36

3.3 初步设计阶段的桥型方案设计 38

3.3.1 跨江大桥勘测及专题研究结论 39

3.3.2 独塔双柱钢箱梁斜拉桥方案 44

3.3.3 双塔双柱钢箱梁斜拉桥方案 49

3.3.4 双塔独柱钢箱梁斜拉桥方案 54

3.3.5 双塔双柱钢桁梁斜拉桥方案 56

3.3.6 跨江大桥引桥桥型 58

3.3.7 跨江大桥主桥施工方案 60

3.3.8 引桥施工方案 63

3.4 方案比较及推荐方案 64

3.4.1 主桥设计方案比较 64

3.4.2 引桥设计方案比较 65

第4章 工程建设规模 66

4.1 跨江大桥 66

4.1.1 技术标准 66

4.1.2 主桥 67

4.1.3 引桥 72

4.2 互通式立体交叉 73

4.2.1 刘村互通式立体交叉 73

4.2.2 高旺互通式立体交叉 74

4.2.3 张店互通式立体交叉 78

4.3 两岸连接线 78

4.3.1 桥梁、涵洞与通道 78

4.3.2 路基、路面及排水 79

4.3.3 软土路基处理 81

第5章 工程测量控制网 82

5.1 概述 82

5.1.1 测区概况 82

5.1.2 测量作业依据 83

5.1.3 测量坐标系统的选取 84

5.1.4 已有资料 84

5.1.5 仪器检验 87

5.2 平面控制测量 88

5.2.1 平面控制测量概述 88

5.2.2 平面控制网的布设 88

5.2.3 平面控制测量 92

5.2.4 平面控制网平差 95

5.2.5 平面控制网平差精度统计 96

5.3 高程控制测量 98

5.3.1 高程控制测量概述 98

5.3.2 高程控制网的布设 98

5.3.3 高程控制测量 99

5.3.4 高程控制网平差 103

5.3.5 高程控制网平差精度统计 103

5.4 工程测量技术总结 104

5.4.1 GPS技术在控制测量中的应用 104

5.4.2 特大型桥梁首级控制网GPS与常规观测数据的联合处理 106

5.4.3 南京长江三桥工程测量小结 108

5.5 控制测量成果表 109

第6章 交通工程设施建设 114

6.1 沿线设施 116

6.2 安全设施 117

6.3 监控系统 118

6.3.1 监控策略 119

6.3.2 监控系统管理机构设置 119

6.3.3 监控系统的构成 119

6.3.4 监控外场设备布设方案 120

6.4 收费系统 124

6.4.1 联网收费方案 124

6.4.2 收费制式 124

6.4.3 站点布设 124

6.4.4 收费方式 124

6.4.5 车辆分型 124

6.4.6 收费系统管理体制 125

6.4.7 收费车道设备及工作流程 126

6.4.8 收费计算机系统 127

6.4.9 收费闭路电视监视系统 128

6.4.10 内部对讲和安全报警系统 128

6.4.11 金柜系统 128

6.5 通信系统 129

6.5.1 系统结构 129

6.5.2 光纤数字传输系统 129

6.5.3 数字程控交换系统 130

6.5.4 紧急电话系统 131

6.5.5 有线广播系统 131

6.5.6 通信电源 132

6.5.7 通信管道 132

6.6 供电与照明系统 132

6.6.1 供电系统 132

6.6.2 照明系统 133

6.7 综合监控系统 133

6.7.1 系统的构成 133

6.7.2 数据的传输 134

6.7.3 图像的传输 134

6.8 智能保安系统 134

第二篇 主桥设计 139

第1章 概述 139

1.1 设计工作概况 139

1.2 技术设计概况 139

1.2.1 总体布置 139

1.2.2 结构设计要点 140

1.3 主要设计规范与技术标准 141

1.3.1 设计采用的规范及标准 141

1.3.2 设计参照的规范及标准 141

1.3.3 主要技术标准 141

第2章 主桥上部结构设计 143

2.1 结构体系 143

2.1.1 支承体系的设置 143

2.1.2 伸缩缝设置 145

2.2 钢箱梁的构造 145

2.2.1 钢箱梁梁段划分 145

2.2.2 钢箱梁的构造 145

2.3 斜拉索的构造 150

2.3.1 斜拉索的质量要求 150

2.3.2 斜拉索减振措施 150

2.4 结构总体静力计算分析 151

2.4.1 钢箱梁的施工阶段 151

2.4.2 模型简介 154

2.4.3 施工阶段静力计算分析 154

2.4.4 运营阶段分析 156

2.5 钢箱梁局部分析 159

2.5.1 计算模型 159

2.5.2 荷载 160

2.5.3 标准段计算结果 160

2.5.4 辅助墩顶段计算结果 161

2.5.5 压重段计算结果 161

2.5.6 体系组合验算 161

2.6 结构动力特性分析 162

2.6.1 动力计算工况 162

2.6.2 计算工况边界条件、钢箱梁截面性质和材料特性 162

2.6.3 成桥状态计算结果 165

2.6.4 最长单悬臂状态计算结果 166

2.6.5 最长双悬臂状态B计算结果 167

2.6.6 最长双悬臂状态A计算结果 168

2.6.7 结论 169

2.7 钢箱梁的防腐涂装设计要求 169

第3章 主桥索塔设计 171

3.1 索塔结构设计 171

3.1.1 索塔（钢结构部分） 171

3.1.2 索塔钢—混凝土结合段设计 179

3.1.3 索塔下塔柱及下横梁 186

3.2 设计技术要求 188

3.3 钢塔施工过程受力分析 190

3.3.1 分析模型 190

3.3.2 钢塔施工过程计算工况及荷载 192

3.3.3 钢塔施工过程分析结果 193

3.4 钢塔成桥状态分析 195

3.4.1 成桥状态钢塔计算工况 195

3.4.2 成桥状态钢塔计算结果 196

3.5 钢塔局部稳定计算（按英国桥规BS5400） 197

3.5.1 屈曲系数 198

3.5.2 钢塔板块的局部稳定验算 198

3.6 钢塔斜拉索锚箱受力分析 202

3.6.1 锚箱计算模型 202

3.6.2 计算结果 203

3.7 钢—混凝土结合段计算分析 204

3.7.1 钢—混凝土结合段计算模型 204

3.7.2 计算结果 207

3.8 主塔施工阶段制振装置计算 210

3.8.1 计算原理 210

3.8.2 计算结果 213

第4章 主桥基础设计 220

4.1 主桥基础选型 220

4.1.1 主桥桥位的地质、水文 220

4.1.2 基础方案设计 221

4.1.3 基础设计方案比较 222

4.2 基础设计 222

4.2.1 基础和承台设计 222

4.2.2 主塔墩基础复核计算 228

4.2.3 过渡墩和辅助墩基础复核计算 236

4.2.4 基础设计变更 240

4.3 船舶力荷载与防撞方案 241

4.3.1 船舶力荷载 241

4.3.2 防撞方案 242

第5章 结构设计的工程研究 244

5.1 结构抗震性能分析与研究 244

5.1.1 抗震设防标准 245

5.1.2 主桥动力特性 247

5.1.3 设计地震动参数 248

5.1.4 地震反应 253

5.2 结构抗风性能试验与分析 262

5.2.1 全桥体系的风洞试验 262

5.2.2 颤振分析 271

5.2.3 阵风响应分析 273

5.3 裸塔抗风性能试验与分析研究 280

5.3.1 气动选型与风致振动试验研究 280

5.3.2 裸塔的抗风稳定性研究 287

5.4 钢索塔轴向力传递机理与模型试验研究 290

5.4.1 剪力连接器的研究现状 290

5.4.2 模型试验方法 291

5.4.3 试验模型的理论仿真分析 293

5.4.4 模型试验结果数据分析 294

5.4.5 模型试验结论 297

5.5 桥塔钢混结合段内力分布规律研究 298

5.5.1 试验概况 298

5.5.2 试验结果及其分析 300

5.5.3 结论 303

5.6 桥墩施工期局部冲刷模型试验研究 304

5.6.1 桥位河段情况 304

5.6.2 模型设计与试验条件 307

5.6.3 试验资料分析 310

5.6.4 模型试验结论 316

第三篇 主桥基础 319

第1章 主桥基础概述 319

1.1 桥位区自然条件 319

1.1.1 地貌 319

1.1.2 河床 319

1.1.3 冲刷 320

1.1.4 水文 320

1.1.5 气象 320

1.2 工程地质条件 320

1.2.1 地质构造 320

1.2.2 桥位区主要地层 320

1.2.3 主桥各墩位工程地质条件 321

1.2.4 工程地质条件评价 323

1.3 主桥基础设计 325

1.3.1 主桥基础选型 325

1.3.2 设计技术要求 325

1.3.3 主要材料 326

1.3.4 主桥基础形式和组成部分 327

1.4 主桥基础施工概况 329

1.4.1 主桥基础施工标段划分 329

1.4.2 基础施工技术要求 329

1.4.3 施工概况 333

第2章 主塔墩基础大型双壁钢套箱施工测量技术 335

2.1 引言 335

2.2 大型双壁钢套箱的初步定位及接高测量 336

2.2.1 钢套箱的初步定位测量 336

2.2.2 钢套箱接高测量 337

2.2.3 钢套箱上口轴线对称特征点的找寻方法 339

2.2.4 钢护筒下放和钢套箱精确就位的施工测控 340

2.2.5 结束语 340

第3章 主桥基础试桩 341

3.1 试桩目的 341

3.2 试桩设计 341

3.2.1 试桩桩位选择 341

3.2.2 试桩设计参数 342

3.3 试桩施工工艺试验 342

3.3.1 试桩概况 342

3.3.2 试桩施工 343

3.3.3 试桩施工工艺总结 345

3.4 大直径超长钻孔灌注桩承载力试验 346

3.4.1 单桩承载力测试方法简介 346

3.4.2 试桩测试 347

3.4.3 试桩测试成果 350

3.5 试桩总结 358

3.5.1 试桩情况分析 358

3.5.2 试桩成果总结 358

第4章 深水基础施工技术分析 360

4.1 深水基础在我国的发展概况 360

4.2 桥梁深水基础施工围堰结构形式概述 361

4.3 主桥基础施工围堰结构形式选择 362

4.4 主桥深水基础施工关键问题分析 363

4.4.1 基础施工方法分析 363

4.4.2 影响主桥基础施工难度的因素 363

4.4.3 南塔基础施工关键问题分析 363

4.5 南塔深水基础施工平台方案确定 364

4.5.1 施工平台概述 364

4.5.2 南塔基础施工平台的设置思路 364

4.5.3 南塔深水基础施工平台技术分析 365

4.5.4 浮式钢套箱方案 365

4.5.5 钢管桩平台方案 367

4.5.6 南塔基础两种施工平台方案比选 367

4.6 南塔基础施工关键技术研究的有关情况 368

4.6.1 关键技术的研究 368

4.6.2 深水基础施工措施 369

4.6.3 方案分析 370

4.6.4 结论 371

4.7 南塔基础钢套箱首节段下水方案分析 371

4.7.1 概述 371

4.7.2 下水条件 371

4.7.3 下水方案选择 372

4.7.4 方案确定 373

4.8 南塔基础钢套箱浮运方案分析 373

4.8.1 概述 373

4.8.2 拖轮配备 373

4.8.3 拖带形式 374

4.8.4 浮运航路的选择 376

4.8.5 浮运高度的比选 377

4.9 水上施工防撞体系和环境保护措施 378

4.9.1 水上施工防撞体系 378

4.9.2 环境保护措施 379

第5章 南塔深水基础施工 382

5.1 南塔基础概况 382

5.1.1 概述 382

5.1.2 施工技术攻关重点 384

5.2 南塔基础施工流程 385

5.2.1 南塔深水基础施工主要步骤 385

5.2.2 南塔深水基础施工主要流程图 385

5.3 钢套箱制作及浮运定位 389

5.3.1 设计规范与标准 389

5.3.2 主要材料和要求 389

5.3.3 设计要点 389

5.3.4 钢套箱制作 393

5.3.5 钢套箱下水、浮运和就位 393

5.4 南塔深水基础施工平台建立 396

5.4.1 钢护筒 396

5.4.2 施工平台 397

5.4.3 锚碇系统布置 399

5.5 大直径深长钻孔灌注桩施工 399

5.5.1 成孔设备及方法选择 399

5.5.2 钻孔泥浆制备及泥浆循环 401

5.5.3 钻进成孔 401

5.5.4 钢筋笼制作与安放 402

5.5.5 基桩水下混凝土浇筑 403

5.5.6 施工质量保证措施 405

5.5.7 桩基施工设备 407

5.6 南塔钢套箱封底及箱壁混凝土浇筑 408

5.6.1 概况 408

5.6.2 前期准备工作 408

5.6.3 封底及箱壁混凝土浇筑 410

5.6.4 封底及箱壁混凝土浇筑控制要点 411

5.7 南塔承台大体积混凝土施工 411

5.7.1 施工准备工作 411

5.7.2 钢筋工程 412

5.7.3 模板工程 412

5.7.4 承台防雷接地主筋安装 412

5.7.5 预埋件安装 413

5.7.6 混凝土浇筑施工 413

5.7.7 承台大体积混凝土温度控制 416

5.7.8 主要施工机械设备 417

5.8 施工阶段基桩受力状态监测 417

5.8.1 概述 417

5.8.2 监测点选择及布设 418

5.8.3 监测结果分析 419

5.9 南塔钢套箱吊杆监测分析 419

5.9.1 概述 419

5.9.2 监测结果及分析 420

5.9.3 反馈分析及控制措施 421

5.9.4 结论及建议 422

第6章 北塔深水基础施工 423

6.1 北塔基础概况 423

6.2 北塔深水基础施工方案和主要施工流程 425

6.2.1 施工方案 425

6.2.2 主要施工流程 425

6.3 北塔深水基础施工平台建立 429

6.3.1 施工平台的结构形式 429

6.3.2 施工平台搭设 430

6.4 北塔大直径深长钻孔灌注桩施工 432

6.4.1 钻孔桩施工工艺流程 432

6.4.2 钢护筒的制作及沉放 433

6.4.3 钻进成孔 434

6.4.4 钢筋工程 436

6.4.5 水下混凝土浇筑 436

6.4.6 钻孔桩施工质量保证及预防措施 437

6.4.7 基桩检测结果 439

6.5 北塔钢套箱安装施工 439

6.5.1 北塔大型无底钢套箱概况 439

6.5.2 钻孔钢平台拆除与河床清理 439

6.5.3 钢套箱安装施工 439

6.5.4 钢套箱加工、运输、安装的质量保证措施 443

6.6 北塔钢套箱封底及箱壁混凝土浇筑 443

6.6.1 概况 443

6.6.2 封底混凝土施工 443

6.6.3 钢套箱箱壁混凝土施工 445

6.6.4 封底施工组织措施和质量保证措施 446

6.6.5 主要施工机械设备 446

6.7 北塔大体积混凝土承台施工 447

6.7.1 承台施工工艺流程 447

6.7.2 承台施工准备 447

6.7.3 承台施工 449

6.7.4 承台混凝土质量要求 451

6.7.5 大体积混凝土温度控制 452

第7章 辅助墩和过渡墩基础施工 454

7.1 南辅助墩基础施工 454

7.1.1 概述 454

7.1.2 基桩施工 455

7.1.3 承台施工 456

7.2 南过渡墩基础施工 458

7.2.1 概述 458

7.2.2 基桩施工 458

7.2.3 承台施工 458

7.3 北辅助墩基础施工 461

7.3.1 概述 461

7.3.2 施工平台搭设 461

7.3.3 钻孔灌注桩施工 461

7.3.4 承台施工 461

7.4 北过渡墩基础施工 462

第8章 大体积混凝土温控设计与监测 464

8.1 概述 464

8.2 南塔承台大体积混凝土温控设计与监测 464

8.2.1 概述 464

8.2.2 混凝土原材料、配合比及性能 465

8.2.3 传感器选择、布设与温度监测方法 466

8.2.4 大体积昆凝土温度应力计算方法 467

8.2.5 大体积混凝土温度监测及成果分析 468

8.2.6 南塔基础承台温度监测综合效果分析 470

8.3 北塔承台大体积混凝土温控设计与监测 471

8.3.1 概述 471

8.3.2 大体积混凝土施工期温度场与仿真应力场分析 471

8.3.3 温控标准和温控措施 476

8.3.4 混凝土温控施工现场监测 477

8.3.5 混凝土内部温度监测结果及分析 481

第四篇 主桥塔柱 497

第1章 塔柱结构形式及技术要求 497

1.1 下塔柱结构 497

1.2 上塔柱结构 500

1.3 塔柱技术要求 506

1.3.1 下塔柱施工技术要求 506

1.3.2 上塔柱安装施工技术要求 507

第2章 塔柱施工组织设计 509

2.1 施工场地布置 509

2.2 施工总体进度 510

2.3 主要施工机具设备 513

2.4 施工组织机构 514

2.5 钢塔柱定位施工测量方法 515

2.6 质量安全保证体系 518

2.6.1 质量保证体系 519

2.6.2 质量检查保证措施 520

第3章 下塔柱施工 522

3.1 南塔下塔柱施工 522

3.1.1 塔座施工 522

3.1.2 塔座大体积混凝土施工阶段的温度监测及应力分析 524

3.1.3 混凝土下塔柱塔身施工 529

3.1.4 钢—混凝土结合段施工 533

3.1.5 下横梁施工 539

3.2 北塔下塔柱施工 543

3.2.1 塔座施工 543

3.2.2 塔座大体积混凝土施工阶段的温度监测及应力分析 549

3.2.3 混凝土下塔柱塔身施工 555

3.2.4 钢—混凝土结合段施工 564

3.2.5 下横梁施工 575

3.2.6 钢—混凝土结合段施工总结 581

3.2.7 北塔钢—混凝土结合段工艺模型施工 581

第4章 钢塔柱节段安装施工 589

4.1 钢塔柱安装方案 589

4.1.1 钢塔柱安装方案的制定 589

4.1.2 钢塔柱安装工程 590

4.2 节段运输与存放 594

4.3 钢塔柱节段安装施工方法 596

4.3.1 钢塔柱现场安装施工流程 596

4.3.2 施工塔吊 600

4.3.3 钢塔柱节段安装 606

4.3.4 T21节段施工 611

4.4 主动横撑安装及顶推 614

4.5 钢塔柱制振装置 615

4.5.1 制振装置技术要求 615

4.5.2 钢塔柱结构振动特性测试及制振器现场调试安装 616

4.6 钢横梁安装 618

4.7 钢塔柱安装施工测量 619

4.7.1 钢塔柱施工测量限差要求 619

4.7.2 南塔柱施工测量 620

4.7.3 北塔柱施工测量 627

4.8 安全保护措施 633

第5章 钢塔柱节段制造技术 636

5.1 钢塔柱制作技术要求及依据 636

5.2 钢塔柱制作总体方案 637

5.3 工艺试验 639

5.4 钢塔柱节段制造时的板单元及块体划分 641

5.5 板单元制作 643

5.5.1 横隔板及横肋板制作 643

5.5.2 板单元制作工艺流程 645

5.5.3 板单元曲线度控制 647

5.6 板块制作 647

5.6.1 板块制作工艺流程 647

5.6.2 板块制作工艺要点 647

5.7 钢—混凝土结合段制作 651

5.7.1 TO节段制作 651

5.7.2 底座及底座定位件制作 655

5.8 T1～T21节段块体制作及箱体制作 656

5.8.1 块体制作 657

5.8.2 箱体制作 657

5.8.3 带横梁接头节段控制要点 659

5.8.4 锚箱节段控制要点 660

5.8.5 T21节段控制要点 660

5.9 锚箱单元制作 662

5.9.1 锚箱结构特点 662

5.9.2 锚箱制作工艺 662

5.10 横梁制作 663

5.10.1 横梁结构特点 663

5.10.2 横梁制作工艺 663

5.10.3 横梁装饰段制作 665

5.11 机加工工艺 665

5.11.1 钢塔柱节段端面机加工技术难点 665

5.11.2 端面机加工工艺流程 667

5.11.3 端面机加工重点设备及检测仪器 667

5.11.4 端面机加工关键工艺措施 671

5.12 钢塔柱节段立式匹配工艺 677

5.13 钢塔柱节段预拼装 680

5.14 累计精度管理 682

5.14.1 累计精度管理的必要性和内容 682

5.14.2 节段轴线设定 682

5.14.3 钢塔柱误差累计精度管理 684

5.14.4 实际施工情况 692

5.15 涂装体系及涂装技术 693

5.15.1 涂装施工 694

5.15.2 涂装要求 694

5.16 质量控制 696

5.16.1 质量管理措施 696

5.16.2 施工过程中质量检查情况 699