公路沉箱施工方案设计.doc

1 公路沉箱施工方案设计公路沉箱施工方案设计 2 第一章第一章 工程概况工程概况 1 1 工程简介 工程简介 A15 公路 1 标段五工区施工范围为 k3 060 017 k3 627 086 桥面纵坡 纵坡 0 48 桥面横坡 2 0 本工程水里承台共 4 个 承台底面高程 1 5m 顶标高 3 5m 混凝土标号 C30 混凝土 封底混凝土底面高程 0 5m 厚度 1 0m 混凝土标号 C20 水下 承台分两种形式 Fa1 型承台 8 4 4 4 2 0m Ba1 型承台 13 722 3 0 2 0 m 本工程墩柱共 8 根 混凝土标号 C40 混凝土 墩柱全部为直线段尺寸 1 4 1 4 m 墩柱统计一览表墩柱统计一览表 墩号 墩顶标高 m 墩柱高度 m 混凝土方量 m3 墩柱类型 PML43 低 7 5684 0687 973 PML43 高 7 6444 1448 122 PML44 低 7 7174 2178 265 PML44 高 7 7934 2938 414 PMR43 高 7 6444 1448 122 PMR43 低 7 4843 9847 808 PMR44 高 7 7934 2938 414 PMR44 低 7 6374 1378 109 2 2 施工条 施工条件件 2 12 1 地形 地貌地形 地貌 拟建桥址场区地貌类型陆域和近岸处为河口 砂嘴 砂岛和沙滩地貌 水 域为河床 江心暗砂地貌 崇明岛陆域区地势平坦 分布有较多的明浜和鱼墉 崇明岛地面标高约 3 3 3 4m 大堤高程约 5 9m 北港水域江底呈现南北两个水道 南水道宽约 3 4 2 公里 呈宽状 U 字形 水深 16 18m 江底略有起伏 幅度约 3 4m 北水道宽约 800m 最大水深约 16m 江堤外普遍分布有潮滩 水下砂体较多 在近崇明岛北港北侧分布有一宽约 2 7 公里的暗砂 堡镇沙 砂体呈现 NW SE 走向 与长江迳流方向基本一致 砂体表面较平 最浅处深仅几米 落潮时 已露出水面 2 22 2 水文条件水文条件 2 2 12 2 1 潮汐潮汐 潮位特征值汇总表潮位特征值汇总表 项目堡镇 实测最高潮位5 67m 81 9 1 实测最低潮位 0 19m 69 4 5 平均高潮位3 33m 平均低潮位0 86m 平均涨潮历时4h48min 平均落潮历时7h38min 高潮累计频率 1010 潮位4 10m 低潮累计频率 1010 潮位0 52m 2020 年一遇高潮位 2 2 22 2 2 潮流潮流 桥区涨潮平均流向稳定在 294 234 之间 流速在 0 30 0 88m s 之间 涨 急流向基本稳定在 297 324 之间 流速在 0 54 1 86m s 之间 落潮平均流向 基本稳定在 137 144 之间 流速在 0 42 1 14m s 之间 落急流向基本稳定在 140 144 之间 流速在 0 93 1 64m s 之间 2 2 32 2 3 径量和潮量径量和潮量 长江径流量丰沛 大通站 距河口 640km 多年平均径流量为 29500m3 s 多年平均洪峰流量为 56200m3 s 最大洪峰流量为 92600m3 s 1954 年 最小枯水流量为 4620m3 s 1979 年 每年 5 10 月 为洪季 11 月 次年 4 月为枯季 洪水下泄水量占全年的 71 7 4 2 2 42 2 4 波浪波浪 外高桥实测最大波高 3 2m 方向为 NNW 相应周期为 4 8s 风速为 25m s 北港设计波要素 北港设计波要素 5050 年一遇 年一遇 设计波高 m m 波向 1 1 4 4 13 平均周期 s s NW NNW 3 072 602 125 17 NNE NNE 2 161 821 474 28 ESE E 3 402 892 345 44 2 32 3 气象气象 桥区属亚热带海洋性季风气候 冬冷厦热 四季分明 春季多雾 夏季常 受台风影响 冬季偶尔降雪 气候温和 雨量充沛 长江口地区为属东亚季风区 以偏北区风和东南偏南风为多 西南偏西风 出现最少 风向随季节而变化 4 8 月盛行南向风 其中 7 月以南向偏东风为 多 11 月 翌年 2 月盛行偏北风 实测十分钟平均最大风速均为 25 0m s 2 42 4 地质条件地质条件 场区全新统土层厚度较大 且在横向和纵向相变相大 按其岩性 地质时 代 成因类型及物理力学性质指标上的差异 可分为 17 个工程地质 亚 层 全新统土层 层底标高大约 45m 左右起伏变化 近长兴岛约为 41 7 40 9m 水域约为 50 6 40 5m 近崇明岛约为 41 5m 3 3 本工程主要特点 重点 技术难点和主要对策 本工程主要特点 重点 技术难点和主要对策 3 13 1 主要特点 重点主要特点 重点 1 本工程线路长 且全部在水上作业 施工段起迄里程为 K17 318 K19 238 总长度为 1920m 最远处施工点到生活区与堆料场地约 3000m 施工便道从堆料场地到大堤 大堤到施工点全部有业主提供的钢栈桥 由于本标段与其他施工单位穿插施工 在施工期间应注意与其他施工单位做好 5 协调工作 保证钢栈桥的畅通 确保施工不受影响 2 工作内容单一 流水作业容易安排 本公司主要施工内容为承台 墩 柱 每一施工单元均由这两个分部工程组成 而整个工程基本上由 62 个单元组 成 重复施工这 62 个单元 也就完成了整个下部结构 故工程内容较为单一 分部之间的工程必须先后施工 墩柱必须在相应承台施工完成后进行 承台必 须在相应桩基施工完成后进行等 故施工流水作业也就一目了然 安排较为容 易 3 承台全部采用钢套箱围堰法施工 承台钢套箱的制作与下沉封底是本 工程的重点之一 4 本工程墩柱较高 且全部在水中 控制好墩柱的垂直度是本工程的重 点之一 5 本工程所有外露混凝土为清水混凝土 对混凝土的外观要求高 特别 是对混凝土的接缝 平整度 光洁度及颜色的要求 如何确保本工程清水混凝 土的外观质量是本工程的重点 3 23 2 针对性措施针对性措施 本标段承台工作量相对较大 尤其钢套箱承台的主要分部工程项目 其工 期的控制是本工程的总工期关键 在施工安排上应给予优先考虑 加大投入 确保工期 针对本工程的特点 拟采用以下技术措施 1 承台采用钢套箱施工 根据水位与承台位置河床泥面高差 将钢套箱 分为有底和无底两种形式 钢套箱利用已施工完的钻孔桩为依托 安装钢套箱 下沉 封底 浇筑承台混凝土 2 承台混凝土为大体积混凝土 施工时必须采取措施 防止混凝土出现 温度裂缝 具体措施有 混凝土采用全断面分层连续一次浇筑 冬季施工承台内布置冷却循环水系统 控制混凝土内部温度 加强混凝土养护 保证混凝土表面湿润 3 混凝土外观质量要求较高 如何确保结构混凝土外观质量达到要求 6 是本工程的一个难点 主要控制点在混凝土的蜂窝麻面 接缝 平整度 光洁 度及颜色等 混凝土施工除按照常规施工外 还采取以下技术措施 采用全新的钢模板 模板严格按设计要求制作 由有相应资质的制作厂 家加工 模板面板厚度不小于 5mm 且必须有足够的强度和刚度 保证混凝土 不变形 浇筑混凝土前 模板涂膜剂采用优质涂膜剂 以增加模板的光洁度和 减少接缝 严格控制混凝土的坍落度 坍落度控制在 12 14cm 坍落度过大混凝土 表面易产生气泡 影响外表质量 在混凝土浇筑过程中派专人测量坍落度 并 做好记录 加强混凝土的振捣与养护 混凝土应分层浇筑 分层振捣 每层厚度 20 30mm 在振捣上一层时应插入下一层不小于 50mm 以消除两层间的接缝 振捣要到位 但不能过振和漏振 本工程的混凝土养护采用外包塑料薄膜养护 确保养护质量 7 第二章第二章 测量控制测量控制 1 1 钢套箱施工测量 钢套箱施工测量 1 11 1 钢护筒中心坐标 倾斜度及倾斜方向测定钢护筒中心坐标 倾斜度及倾斜方向测定 钢护筒解除约束之后 进行钢护筒中心坐标 倾斜度及倾斜方向精确测量 钢护筒倾斜度及倾斜方向测定采用重锤球法 并用经纬仪竖丝法校核 推算钢吊 箱设计底高程处钢护筒中心坐标 根据测量精度 确定钢吊箱底板预留孔中心坐标及预留孔尺寸 1 21 2 钢吊箱 钢套箱 底板预留孔开孔放样钢吊箱 钢套箱 底板预留孔开孔放样 首先在钢吊箱底板上建立平面相对坐标系 然后建立几条平行于桥轴线的 副轴线和几条平行于墩轴线的副轴线 副轴线交点就是各钢护筒设计中心 采用经纬仪定线结合钢尺量距 在钢吊箱底板上放样各钢护筒中心 根据 钢护筒外半径划线开孔 考虑扩孔半径 1 31 3 钢吊箱 钢套箱 安装定位控制测量钢吊箱 钢套箱 安装定位控制测量 以钢吊箱 钢套箱 纵横轴线为基准 设置对称测点 对称中心法算出钢 吊箱中心坐标 及时掌握钢吊箱偏位情况 并按差异沉降法推算钢吊箱倾斜度 以锤球法校核 2 2 承台施工测量 承台施工测量 2 12 1 封底混凝土浇筑施工测量封底混凝土浇筑施工测量 承台封底混凝土浇筑施工测量用测深锤进行 其关键是控制封底混凝土顶 面高程 力求封底混凝土顶面平整 2 22 2 钢吊箱上新增二级加密控制点及桩位偏差测定钢吊箱上新增二级加密控制点及桩位偏差测定 为保证承台施工的精度和结构尺寸 方便承台施工测量 在钢吊箱上新增 二级加密控制点 经常校核二级加密控制点 桩位偏差测定完毕编制竣工资料 8 2 32 3 承台细部结构放样承台细部结构放样 在钢吊箱上标示承台轴线 并将轴线标示于钢吊箱内壁 采用 NA2 精密水 准仪将高程基准自钢吊箱顶面引测至内壁不同标高处 在承台上预埋沉降 位移观测标志 要求观测标志按永久性观测点设置 3 3 墩柱放样测量 墩柱放样测量 为保证墩柱施工的精度和结构尺寸 方便墩柱施工测量控制 在承台台上 新增二级加密控制点 经常校核二级加密控制点 墩柱平面控制测量采用全站仪极坐标测量方法 利用平面加密控制点测设 墩柱控制点位 高程采用高程传替法 模板安装完成后 对模板平面位置及顺 横桥轴线进行检查与调整纠偏 4 4 沉降观测 沉降观测 根据设计要求 在每个承台上设置沉降观测点 测量标记必须准确 可靠 检测从桩基施工完毕后开始 每个施工步骤施工后都应测量 由基准点量测出 各测点的变化情况 并做好记录 之后定期测量 并形成完整的沉降曲线及沉 降表 沉降观测精度要求 0 1mm 5 5 测量资料的保证 测量资料的保证 1 施测前应用同精度作业方法复核业主提供的控制点交桩坐标 确认后根 据这些测量资料布设加密控制网 加密点应布设在已经施工好的承台或承台钢 护筒顶部 并加以保护 2 由业主或设计院提供的图纸 应先对图纸中所提供的点坐标及各轴线间 的几何尺寸进行核算 确认无误后 方可用于现场施工测量放样 3 实行二级以上的施工测量复核制度 两级测量组单独完成全部的测量数 据的野外数据的采集和内业计算工作 施工放样工作由施工队测量组完成并填 写资料 由项目部测量组进行计算复核和现场复测 按时将测量资料上报监理 工程师 9 4 桥墩中心放样顺桥向 横桥向测量精度为 10mm 以内 相邻桥墩中心 测量精度为 10mm 桥墩放样后 有条件的地方 应测设施工控制桩 在施工 过程中经常检查其中心点坐标或角点坐标 垂直度及标高 以确保桥墩施工的 准确性 5 所有仪器 仪表均应在规定期限内送到指定的检测单位进行检测 6 日常测量工作中 控制点 加密点在使用前应先经过检查 确认无误后 方可使用 平面控制测量尽量使用全站仪进行测量 减少操作误差 6 6 测量资料的管理 测量资料的管理 1 日常施工中要注意收集测量数据 并注意保存好观测手簿 最后按要求 编入竣工资料 2 原始记录资料必须现场填写记录 数据应工整 完整 清晰 不得连环 更改 涂改 转抄 所有记录必须有观测者 记录者 复核者和各相应工作人 员自己的签名 以及测量日期和测量时间 3 填报有关的测量成果资料 测量人员应与资料员配合 按规定填写资料 表格各项内容 对工程所用的测量资料加以分类存档 并按本公司相应程序进 行管理 10 第三章第三章 施工工艺流程施工工艺流程 无底套箱 有底套箱 无底套箱 钢套箱施工工艺流程图钢套箱施工工艺流程图 钻孔桩施工完成 搭设钢套箱拼装平台 钢套底板拼装 完成钻孔平台拆除 钢套箱壁体拼装 安装焊接定位导向装置 钢套箱下放到位 安装拉压杆 完成水下封底混凝土浇筑 安装封底混凝土浇筑平台 安放导管 安装封堵板 钢套箱下放 吸泥下沉至标高 安装封底混凝土浇筑平台 安放导管 完成水下封底混凝土浇筑 封堵连通管 封底混凝土达到设计强度 钢护筒周边焊接抗剪型钢 钢吊箱内抽水 完成清理 干施工完成剩余封底混凝土浇注 封堵连通管 钢吊箱内抽水 完成清理 钢护筒周边焊接抗剪型钢 干施工完成剩余封底混凝土浇注 11 承台施工工艺流程图承台施工工艺流程图 封堵连通器 钢套箱内抽水 割除多余钢护筒 凿桩头 封底混凝土面找平 安装承台钢筋 预埋墩柱预埋筋 完成承台混凝土浇筑 钢套箱拆除 承台系梁底模安装 混凝土养护 安装系梁钢筋 安装系梁侧模 完成系梁混凝土浇筑 系梁混凝土养护 系梁模板拆除 PM110 PM111 墩 结束 冷却水管安装 结束 12 墩柱施工工艺流程图墩柱施工工艺流程图 准备工作 第一节段混凝土浇注 第一节段墩柱外模板安装 拆除模板并翻升至墩柱下一节段 混凝土养护及水平施工缝处理 完成下一节段墩柱混凝土浇注 第一节段墩柱钢筋安装 第一节段墩柱内模板安装 循环施工完成直线段墩柱施工 安装曲线段墩柱内外模板 曲线段墩柱钢筋安装及绑扎 承台顶面墩身位置凿毛 清理 承台顶面施工脚手架搭设 钢筋加工 运输 模板加工 运输 安装下一节段墩柱钢筋 曲线段墩柱混凝土浇注 混凝土养护及水平施工缝处理 支座垫石施工 按相同方法进行下一个墩柱施工 混凝土养护 13 第四章第四章 承台施工方法承台施工方法 1 1 钢套箱施工 钢套箱施工 1 11 1 钢套箱设计总体思路钢套箱设计总体思路 根据施工墩位处施工条件 以及施工区域的水文条件 并结合以往施工单 壁钢套箱经验 进行上海长江大桥 B6 标钢套箱设计 设计主要考虑以下几点 根据项目部现有材料设计钢套箱 本工程钢套箱共有两种形式 第一类钢套箱底板龙骨设在面板以下 主要由龙骨自身强度和刚度抵抗封 底混凝土及承台重量 主要为 I 型 II 型 III 型钢套箱 第二类钢套箱底板龙骨设在面板上面 由龙骨和封底混凝土共同形成的强 度和刚度抵抗承台重量 主要为 IV 型 V 型钢套箱 为确保钢套箱封底混凝土 浇筑质量 拟在钢套箱拼装完成后干浇一层混凝土 将龙骨顶面浇平 下沉定 位后再浇筑其余封底混凝土 上下层封底混凝土间采用事先在底板上焊接接缝 钢筋保证其粘接效果 河床泥面标高在 0 4m 以上的采用无底钢套箱 河床泥面标高在 0 4m 以 下的采用有底钢套箱 钢套箱采用单壁结构形式 考虑到钢套箱壁体周转使用 壁体从封底混 凝土顶面位置分成二部分 上部考虑周转 下部不考虑周转使用 钢套箱壁体 之间以及每层钢套箱壁体之间采用螺栓连接 钢套箱内口尺寸与承台平面尺寸相同 加工时按照正公差进行控制 钢 套箱壁体直接作为承台模板进行施工 承台不再另设模板 钢套箱分块在专业钢结构加工厂加工 通过船运运至使共现场处 钢套 箱拼装采取搭设钢套箱拼装平台 在墩位处拼装 焊接成整体结构形式 使用 螺旋千斤顶配合精轧螺纹钢实施下放 在钢护筒周边焊设定位导向进行定位 有底钢套箱在下放到位后采用拉压杆与钢护筒焊接固定 无底钢套箱直接下放 至泥面 通过吸泥下沉到位 钢套箱根据施工水位情况设计防浪溅措施 主要通过在侧壁顶端接高侧 壁面板来实现 按设计图纸及招标文件要求 对钢套箱底板和其它不可拆除部分的钢结 14 构进行防腐处理 防腐措施采用表面除锈后再一底二涂 表面除锈 采用去除 钢结构表面的锈垢 底涂刷一层防锈漆 外表再刷一度油漆 本方案主要介绍第一类钢套箱设计 施工方法 第二类钢套箱的设计 施 工工艺有不同之处 则在本章 1 2 2 钢套箱结构形式钢套箱结构形式 中描述 1 21 2 钢套箱设计钢套箱设计 1 2 11 2 1 钢套箱设计原则及分类钢套箱设计原则及分类 以泥面高程 0 4m 为界分二种工艺进行施工 A 河床面高于 等于 0 4m 的承台采用无底钢套箱施工 B 河床面低于 0 4m 的承台采用有底钢套箱施工 结合钢套箱设计原则 及钢套箱材料的选用 将钢套箱设计成以下 7 种类 型 墩台号见下表 I 1 型 无底钢套箱 对应泥面标高不低于 0 4m 的 A 型承台 I 2 型 有底钢套箱 对应泥面标高低于 0 4m 的 A 型承台 II 型 有底钢套箱 对应泥面标高低于 0 4m 的 B 型承台 III 型 有底钢套箱 对应泥面标高低于 0 4m 的 C 型承台 IV 1 型 无底钢套箱 对应泥面标高不低于 0 4m 的 A 型承台 IV 2 型 有底钢套箱 对应泥面标高低于 0 4m 的 A 型承台 V 型 有底钢套箱 对应泥面标高低于 0 4m 的 B 型承台 B6B6 标钢套箱设计一览表标钢套箱设计一览表 墩号泥面标高 m 承台类型 钢套箱类 型 钢套箱内部尺寸 m PM81 4 9BV 15 2 7 65 有底 PM82 3 3BV 15 2 7 65 有底 PM83 4 9AIV 2 13 70 6 75 有底 PM84 2 5AI 2 13 70 6 75 有底 PM85 2 5AI 2 13 70 6 75 有底 PM860 3AI 1 13 70 6 75 无底 PM870 6AIV 1 13 70 6 75 无底 PM881 4AIV 1 13 70 6 75 无底 PM891 4AIV 1 13 70 6 75 无底 PM90 0 9AI 2 13 70 6 75 有底 15 PM91 0 93AI 2 13 70 6 75 有底 PM92 1 93AI 2 13 70 6 75 有底 PM93 1 3AIV 2 13 70 6 75 有底 PM94 1 2AIV 2 13 70 6 75 有底 PM95 1 4AIV 2 13 70 6 75 有底 PM96 0 63AI 1 13 70 6 75 无底 PM970 4AI 1 13 70 6 75 无底 PM980 4AI 1 13 70 6 75 无底 PM99 0 7AIV 2 13 70 6 75 有底 PM100 0 7AIV 2 13 70 6 75 有底 PM1010 5AIV 1 13 70 6 75 无底 PM1020 5AIV 1 13 70 6 75 无底 PM103 4 3AI 2 13 70 6 75 有底 PM104 4 01AI 2 13 70 6 75 有底 PM105 3 83AI 2 13 70 6 75 有底 PM106 0 7BV 15 2 7 65 有底 PM107 2 3BV 15 2 7 65 有底 PM108 3 5BV 15 2 7 65 有底 PM109 2 20BII 15 2 7 65 有底 PM110 2 7CIII 15 8 8 25 有底 PM111 5 2CIII 15 8 8 25 有底 以上仅为参考 实际分类情况等钻孔桩施工完成后 再次进行泥面标高 的检测确定最后采取有底或无底结构形式 1 2 21 2 2 钢套箱结构形式钢套箱结构形式 1 I 型 II 型 III 型钢套箱 无底钢套箱结构形式 钢套箱顶标高 5 4m 钢套箱内部平面尺寸与承台结构尺寸相同 钢套箱壁体环向主梁采用 HM300 200 型钢 竖向次梁采用 25a 横向分 配梁梁采用 10 面板为 8mm 钢板 套箱侧壁顶标高 5 4m 刃脚入土 85cm 底标高 0 9m 为了保证无底钢套箱的刚度 在钢套箱上部设置纵横向支撑钢管 在封底 混凝土位置处设置纵横向桁架 钢套箱侧板考虑周转使用 故侧板分块时尽量将侧板单元设计成标准长度 16 以保证钢套箱内部尺寸 壁体沿高度方向分 2 节 上节 标高从 5 4m 1 5m 位于封底混凝土以上 考虑周转 下节 标高从 1 5m 至刃脚 位于封底混凝土范围 不考虑周转 上下节间采用 M22 8 8 级螺栓连接 C C 400 6mm 钢护筒 25a HM300 200 连通器 8 36773677 钢护筒 A A 2 B B 2 287716002877 2 18a 2 18a 40793074119920003952 18a 水下封底混凝土 承台混凝土 400 6mm HM300 200 10 28b 8001650 1 0m 5 4m 钢护筒 C C 8 B CC B 0 9m 0 05m 850 500 300 3000 2 18a 14304 3777307330733777302 100 302 100 100 13700 3000 1000850 干封底混凝土 650 1 5m 18a 无底钢套箱结构图无底钢套箱结构图 17 有底钢套箱结构形式 钢套箱顶标高 5 4m 钢套箱内部平面尺寸与承台结构尺寸相同 钢套箱壁体环向主梁采用 HM300 200 型钢 竖向次梁采用 25a 横向分 配梁梁采用 10 面板为 8mm 钢板 位于封底混凝土面以上侧壁考虑周转使用 位于封底混凝土面以下侧壁不考虑周转使用 钢套箱底板主梁采用 HN350 175 型钢 次梁采用 HN150 75 型钢 底板 面板采用 8mm 钢板 在底板各护筒处设置 4 根 JL785 32 精轧螺纹钢拉杆 在钢套箱壁体上设置支撑钢管 支撑钢管采用 400 6mm 钢管 AA 拉杆 400 6mm钢管 HN350 175 25a HM300 200 HN150 75 连通器 28b 100 302 6750 302 100 13700302 100100 302 钢护筒钢护筒 水下封底混凝土 承台混凝土 400 6mm钢管 HM300 200 10 HN350 175 8003000500 358 5 4m 钢护筒 A A 8 10 14304 HN350 175 25a B CC B 加强劲板 28b 1 5m 0 358m 干封底混凝土 1000 3777307330733777302302 100 100 连通器 100 18 I 2 型有底钢套箱结构图型有底钢套箱结构图 钢吊箱下沉时平面图钢吊箱抽水时平面图 A 25a HM300 200 HN150 75 拉压杆 8 100302 4680295029504680 302100 100 302 3825 100 302 3825 A 400 6mm钢管 HN350 175 连通器 钢护筒 7650 HW300 200 10 28b A A 80015001500 HM350 175 400 6mm钢管 钢护筒 8 8 2950295046503024650302 28b 100100 水下封底混凝土 干封底混凝土 5001000358 承台混凝土 5 4m 1 5m 0 358m 5658 15200302100302100 II 型有底钢套箱结构图型有底钢套箱结构图 19 钢吊箱下沉时平面图钢吊箱抽水时平面图 HM300 200 HN150 75 25a A A 8 HM350 175 400 6mm钢管 连通器 钢护筒 100 30215800302100 130 302 8250 302 100 HM300 200 10 28b 5 4m 80015001500 158 HN350 175 400 6mm钢管 钢护筒 A A 302302 8 8 0 5m 4100380038304100 HN350 175 28b 100100 承台混凝土 水下封底混凝土 干封底混凝土 16360 5001000 III 型有底钢套箱结构图型有底钢套箱结构图 20 2 IV 型 V 型钢套箱 无底钢套箱结构形式及主要施工方法 钢套箱高度方向按刃脚与井壁分二节制作 上节高度 3 0m 标高从 5 0m 2 0m 下部高度 3 0m 标高从 2 0m 1 0m 总高度 6 0m 施工 时考虑周转使用 上下节间采用 M20 普通螺栓连接 侧板按承台外形每边放大 3cm 进行合理分快加工 拟分 20 块 尽量将侧板单元设计成标准长度 单元侧板横楞采用 L70 70 5 间距 300mm 竖楞采用 12a 间距 250mm 420mm 围檩采用 14a 间距 750mm 面板为 6mm 钢板 单元侧板四周采用 36a 作加强处理 侧板分块制作 制作前应先对肋骨进行调直处理 保证侧板直线度 便于 侧板间螺栓对接的可操作性 楞骨与面板间采用间断焊 焊接顺序从两边向中 部隔段进行 以减小焊接变形 侧板制作完成后进行试拼装 试拼后对所有板 块进行编号 并注明墩号 钢套箱下沉限位采用四根 25a 形成 井 字型 槽钢两端与侧板采用螺栓 连接 一边紧靠钢护筒 防止下沉时钢套箱产生偏差 封底混泥土 沉台混泥土 塑料套管 垫片 双头螺竿 劲板 螺栓 侧模板 IV 1 型无底钢套箱结构图型无底钢套箱结构图 侧板采用 50t 履带吊吊装 每块侧板整体连接之前均采用型钢与钢护筒连 接固定 防止在安装时发生倾覆 影响施工进度与质量 侧板与侧板之间采用 21 M20 螺栓连接 并设橡胶止水板 下节整体安装连接牢固且安装精度满足施工 要求后再吊装上节 上节吊装按照下节方法施工 下沉方法采用 YC60 千斤顶同步放松 32 精轧螺纹钢控制钢套箱平稳下放 见附图 a 在承台钻孔桩的四个角桩顶部设置 2 32 作下沉扁担 在下沉扁担上做 一个小型龙门架 千斤顶设在龙门架上方并固定 将 32 精轧螺纹钢穿过千斤 顶 下端与下沉吊点用锚板与螺帽固定 另一端用锚板与螺帽锚在千斤顶顶部 在千斤顶与下沉扁担之间上设置下沉力系转换装置 增加锚板与螺帽 精轧螺 纹钢必须确保垂直 利用精轧螺纹钢拉杆作吊杆 通过控制系统使精轧螺纹钢 受力均匀一致 同时同步顶升千斤顶 当钢套箱吊离拼装平台约 15cm 后停止 顶升 然后割除拼装平台和钢牛腿及其它有碍下沉的构件 b 反向操纵千斤顶 使钢套箱平稳下落 直至千斤顶行程走完 通过下沉 力系转换装置将吊杆受力系统传到下沉扁担上 再次顶升千斤顶 钢套箱不随 之上升 顶升到位后再次转换受力系统 将千斤顶顶部用锚板与螺帽锚牢再次 下放 下沉过程中 在钢套箱侧板上设置高差测量计并配备水准仪 观察下放 的同步性 重复上述操作 直至钢套箱沉到设计标高 c 钢套箱在下沉过程中必须加强观测 在钢套箱上设 4 个观测点 测量结 果是以 4 个点下沉量的平均值作为钢套箱每次的下沉量 以下沉量最大的一点 为基准与其他各点的下沉量相减作为各点的高差 来指导纠偏下沉施工 如遇 下沉受阻应停止下沉 派潜水员到水下探明情况 根据实际情况有针对性的选 用切实可行的解决措施 一般采取空气吸泥的施工方法 冲吸设备装置包括 进气管路 空气吸泥器 排泥管路 高压射水装置等 以及供水 供气 吸泥 起重等大量的配套设备 空气吸泥器包括约 500mm 600mm 的圆柱状空气箱 200mm 吸泥管 50mm 进气管 并有二根 50mm 的高压射水管经过 在空气吸泥器上打设直 径为 5mm 小眼孔 其中孔眼总截面积为进气管截面积的 1 2 1 4 倍 当空气吸泥装置工作时 压缩空气沿气管进入空气箱以后 通过内管壁上 的一排排向上倾斜的小孔眼进入混合管 在混合管内与水和泥形成容重小于 1 的气水混合物 当送入的压缩空气足够充足 空气箱在水面以下又有相当的深 22 度时 混合管内的混合物在管外水气压力的作用下 使顺着排泥管上升而排出 井外 有底钢套箱结构形式及主要施工方法 钢套箱分底板与侧板两大块 底板分六块制作 侧板分二节制作 上节高 度 3 0m 标高从 5 0m 2 0m 下部高度 1 5m 标高从 2 0m 0 5m 总 高度 4 5m 下节位于封底混凝土范围内 不考虑回收 上节在位于封底混凝土 以上 施工时考虑周转使用 上下节间采用 M20 普通螺栓连接 侧板按承台外 形进行合理分快加工 拟分 20 块 尽量将侧板单元设计成标准长度 a 底板钢套箱底板主龙骨为纵横向 25a 次骨为 12a 面板为 6mm 钢 板 龙骨放在面板上方 底板分 6 块制作 在现场焊接组拼成整体 钢套箱底 板不考虑回收 底板制作时应严格确保对接龙骨在一直线上 由于底板的面板位于龙骨下 方 故先将面板铺设好 在面板上画出纵横龙骨和次骨的中线 根据中线位置 安装龙骨和次骨 并实施焊接 需现场对接的横向龙骨在施焊前必须确认安装 精度 底板制作前需对所有墩位的钢护筒平面偏位和垂直度情况进行测量统计 根据钢护筒偏位结构确定底板开孔位置 开孔位置要求 底板开孔尺寸大于钢 护筒直径 20cm 各边放 10cm 余量 b 单元侧板横楞采用 L70 70 5 间距 300mm 竖楞采用 12a 间距 250mm 420mm 围檩采用 14a 间距 750mm 面板为 6mm 钢板 单元侧板四周采用 32a 作加强处理 侧板制作与无底钢套箱侧板类似 底板和侧板制作完成后进行试拼装 试 拼后对所有板块进行编号 并注明墩号 试拼无误后根据实测钻孔桩的桩位偏 差进行放样 开孔 开孔大小和间距应严格保证精度 c 钢套箱顶部支撑采用 2 28a 用作支撑 下沉措施采用抱箍形式 设置 在承台四个角桩位置 在每个角桩的四个方向设置 50cm 长的圆弧板 板宽 15cm 将圆弧板靠在钢护筒上 圆弧板与底板主龙骨之间采用短 25a 连接 钢套箱在下沉时 圆弧板紧贴钢护筒 防止钢套箱偏位 23 28a2 28a 墩柱 28a 28a2 IV 2 型有底钢套箱支撑图型有底钢套箱支撑图 钢套箱下沉就位后 在钢护筒侧壁焊接悬吊牛腿 标高在承台以下 将底 板与悬吊牛腿间用 32 精轧螺纹钢连接 随后解除下沉吊点 完成钢套箱力系 转换 钢牛腿 32精扎 螺纹钢 a IV 2 型 型 V 型有底钢套箱吊点图型有底钢套箱吊点图 有底钢套箱封底混凝土厚度 1 0m 为保证封底混凝土与钢套箱底板之间的 24 粘结效果 在钢套箱拼装完成下沉前 预先浇筑一层 25cm 厚混凝土 将底板 间隔内填满 下沉到位后再采用水下浇筑其余高度混凝土 两层混凝土之间用 事先焊接在底板上的钢筋插筋加强 1 31 3 钢套箱加工计划钢套箱加工计划 1 3 11 3 1 钢套箱加工数量钢套箱加工数量 钢套箱加工数量表钢套箱加工数量表 加工数量 序号钢套箱型号钢套箱规格 m 单位 侧壁底板 1I 1 13 7 6 75 无底 套 2 2I 2 13 7 6 75 有底 套 416 3II 15 2 7 65 有底 套 12 4III 15 8 8 25 有底 套 14 5IV 1 13 7 6 75 无底 套 2 6IV 2 13 7 6 75 有底 套 412 7V 15 2 7 65 有底 套 210 钢套箱底板加工数量根据有底钢套箱设计数量进行配置 侧壁分块尽量设 计成标准节块 以便各种类型钢套箱之间通用 互换 以节约投入 1 3 21 3 2 钢套箱加工制作钢套箱加工制作 本方案以第一类钢套箱为例阐述钢套箱加工制作及安装方法 1 钢套箱加工方式选择 钢套箱底板及壁体均安排在芜湖专业钢结构加工厂进行加工 支撑桁架 拉 杆支座也在钢结构加工厂完成安装 支撑钢管在施工现场加工安装 2 钢套箱底板加工 有底钢套箱底板最大重量为 15 吨左右 由于平面尺寸较大 运输及现场起 吊存在一定困难 同时为保证钢套箱底板现场拼装方便 有底钢套箱底板采取 整块加工 加工完成后 再将其沿中轴线附近分割成 2 块运至施工现场进行拼 装 为了保证梁系安装后不与钢护筒发生干扰 在梁系安装之前 应根据事先 对每根钢护筒顶口以及 1 5m处平面位置测量结果 算出护筒顶平面在吊箱底板 25 位置处的投影面积和此处护筒面积的累积实际占用面积以及位置 放出开孔位 置 若梁系与钢护筒发生干扰 则适当调整主梁位置 主梁安装焊接完成之后 按照设计图纸位置安装焊接次梁 最后焊接安装面板 整个底板加工完成后实施开孔 开孔位置按比累积实际占用面积大15cm来 控制 人工使用割枪沿放样线实施切割 钢护筒开孔位置示意图见下图 钢吊箱底板开孔位置示意图钢吊箱底板开孔位置示意图 3 钢套箱壁体加工 钢吊箱壁体按照封底混凝土顶标高 1 5m分成上下二个部分 二个部分壁体 均有标准节段及加长调节段构成 各个部分之间采取螺栓连接 壁体分成二种 形状即 弧形和直线形 弧形段 直线段壁体加工均在专用台座上进行 钢套箱壁体的台座分成二种 即 直线段壁体台座 弧线段壁体台座 直 线段壁体的台座制作比较简单 直接使用 14型钢加工搭设而成 搭设时使用 水准仪超平 弧线段壁体台座是按照弧线段的半径使用钢板及型钢焊接成型的 台座 台座加工时应考虑到焊缝收缩给尺寸带来的误差 钢吊箱壁板采用 8mm钢板 由于壁板兼做承台内模 因此加工质量要求 较高 由于每一段壁板的尺寸较小 因此采取不开坡口双面焊接 加工成一个 整体 在进行壁板焊接时为了防止其发生变形 应采取设置刚度较大的型钢点 钢吊箱底板位置 钢护筒断面 1 5m A O2 A A A 单位 mm O1O2 1800 2000 2400 5 7m 钢护筒 O1 公切线 顶口钢护筒投影 26 焊壁板 壁板间焊缝分段焊接等必要的防变形措施 壁板焊接完成后 应对表 面焊缝进行打磨 使焊缝平整 壁体梁系加工分二种情况 一种是直接使用购入的成品下料成型 另一种 是弧线段梁无法直接加工 必须在后场进行再加工形成组合梁结构形式 弧线 型梁加工方法是 先根据壁体的圆弧半径在与其腹板等厚的钢板上放出腹板样 直线型环形主梁直接进行放样下料 使用割枪沿放样线切割钢板 然后在与 翼缘等厚钢板上放出翼缘板样 实施切割 然后将切割好的腹板与翼缘板进行 拼装焊接成一整体 在壁体梁系全部加工完成后 将事先加工好的壁板置于台 座上 先安装环向主梁 并将它与壁板焊接固定 然后安装纵向次梁 最后焊 接水平向分配梁 钢套箱支撑钢管采用 400 6mm 钢管 在后场加工而成型 现场进行安 装 支撑桁架体系分段在后场加工成型 现场安装焊接 1 41 4 钢套箱安装钢套箱安装 1 4 11 4 1 钻孔平台拆除 钢套箱拼装平台搭设及拆除钻孔平台拆除 钢套箱拼装平台搭设及拆除 1 钻孔平台拆除 钻孔桩施工结束后 对施工区域平台进行整理 拆除承台区域钻孔钢平台 保留吊车作业平台 在钢吊箱安装到位后 为了方便人员上下 在吊车作业平 台安装人员上下爬梯 拆除后钻孔平台布置图见下图 拆除后钻孔平台布置图拆除后钻孔平台布置图 2 钢套箱拼装平台搭设 钢套箱拼装平台顶标高 2 5m 拼装平台由 2 32a 型钢三角支撑梁及纵 横梁及面层钢板网构成 27 拼装平台在钻孔桩施工完成 承台区钻孔平台拆除完成后进行搭设 利用 低潮位时段完成三角支撑梁系安装焊接 纵横梁系及面层在后场加工成整体结 构 现场使用履带吊吊装就位 并与三角支撑梁焊接固定 拼装平台在钢套箱提升离开拼装平台 20cm 后 使用履带吊结合手拉葫芦 起吊吊移纵横梁系 低潮位时段割除三角支撑梁 1530 320 950 2 5m 2 32a 2 22a 2000 320 1083 2 5m 2 32a 2 22a 130 1070 130 200 4150 200 130 1070 130 2755437343732755 955900900937800900900837837900900800937900900955 850850 1530 2000 32a 22a 4透空钢板网 2 32a 钢护筒 8501075100010001075850 三角支撑结构图 钢套箱拼装平台平面图 单位 mm 拼装平台结构拼装平台结构 1 4 21 4 2 钢套箱运输及拼装钢套箱运输及拼装 1 钢套箱运输 钢套箱运输采用运输船舶进行运输 运输时将底板与壁体分开 并使用可 靠缆绳进行固定 以免在运输过程中船舶颠簸 造成钢套箱变形 28 2 钢护筒割除 由于承台中间位置处钢护筒与钢套箱支撑钢管位置发生冲突 在钻孔钢平 台拆除时应将中间位置钢护筒割除 割除标高按 4 5m 控制 3 有底钢套箱拼装 有底钢套箱总体上讲其拼装顺序是 先进行底板吊装及拼装焊接 再进行 下层壁体的分块拼装 然后进行上层壁体拼装 最后进行支撑钢管安装焊接 底板安装按照承台长边方向分成 2 块 拼装前先在拼装平台上放出钢套箱 底板的安装线 按照安装线 拼装并完成焊接 为了保证钢套箱底板梁系拼装 焊接方便 相邻二块底板之间连接界面左右 50cm 范围内先暂不焊接面板 再 完成梁系焊接连接之后再补充此处面板的焊接 为了保证底板梁系出现应力集 中 梁系连接断面错开设置 并使用连接板对腹板进行来连接加强 底板拼装完成后 测量在钢套箱底板上放出钢套箱壁体安装线 使用履带 吊逐块按照一个方向向另一个方向推进完成下层钢套箱壁体安装 并施拧螺栓 到位 上层壁体安装施工方法与下层壁体安装施工方法一样 为了保证钢套箱 封底后不出现漏水 在钢套箱壁体之间 以及下层壁体与底板环向钢板之间设 置 2cm 橡胶止水条 止水条安装在外侧连接螺栓外侧 钢套箱底板及壁体拼装完成后 按照设计位置安装焊接钢套箱支撑钢管 为了防止钢套箱壁体在拼装过程中发生偏斜倾覆 在钢套箱壁体与底板之间使 用型钢进行支撑 在整个钢套箱拼装完成后拆除 4 无底钢套箱拼装 无底钢套箱不存在底板 其壁体拼装施工方法与有底钢套箱拼装方法一样 在此就不再叙述了 在钢套箱壁体拼装过程中应使用型钢将钢套箱与钢护筒焊 接固定 确保壁体不发生倾覆 1 4 31 4 3 钢套箱下放及固定钢套箱下放及固定 1 钢套箱下放装置安装 钢套箱共设置 4 个下放装置 钢套箱下放装置由壁体处牛腿 32 精轧螺 纹钢筋吊杆及其配套连接件 护筒顶口支撑梁系 30t 螺旋千斤顶及反力梁构成 护筒顶口支撑梁系在钢套箱拼装完成后进行安装 壁体处牛腿在壁体拼装完成 后进行焊接固定 支撑梁系安装完成后进行 32 精轧螺纹钢筋吊杆 反力梁 29 30t 螺旋千斤顶安装 2 25a 6810 3347161284 6147601230 2 32a 2 32b 牛腿 支撑梁 2 25a 横梁 39423942 39423942 5 7m 1 5m 0 358m 2 7m 4 5m 7 92m 2 25b 2 32a 2 32b 牛腿 支撑梁 2 25b 32 精轧螺纹钢 30螺旋千斤顶 钢护筒 钢套箱壁体 钢套箱下放装置结构图钢套箱下放装置结构图 2 钢套箱定位导向装置安装 为了保证钢套箱在下放及下沉过程中准确定位 在钢套箱壁体与钢护筒之 间设置定位导向装置 定位导向装置共设置 6 个 其中上下游方向设置 4 个 南北方向设置 2 个 定位导向装置采用 2 25a 型钢及 10 钢板劲板加工而成 30 定位导向装置在后场加工成型 钢套箱整体拼装完成后 在现场使用履带吊吊 装 并与钢护筒焊接固定 定位导向装置 定位导向装置 定位导向装置平面布置图定位导向装置平面布置图 3 钢套箱提升及拼装平台拆除 钢套箱提升是通过螺旋千斤顶来完成 通过 4 个下放装置处螺旋千斤顶 同步顶升 使钢套箱稳步提升 当钢套箱提升离开三角支撑梁系 50cm 左右后 固定精轧螺纹钢吊杆 使用葫芦结合履带吊抽吊出钢套箱拼装平台 在拼装平 台梁系抽吊出来后 履带吊逐根吊住三角支撑梁 低潮位时段挂设挂蓝 人工 割除三角支撑体系 4 钢套箱下放及固定 钢套箱下放是通过下放装置来完成的 在每个下放装置处设置 2 台 30t 螺 旋千斤顶 通过千斤顶反向作业 使钢套箱整体下放 钢套箱吊下放程序 千斤顶顶升至最大行程位置 旋紧精轧螺纹钢与扁担梁之间的固定螺母 松掉下端固定螺母 同步反方向操作螺旋千斤顶使 4 个下放装置处千斤顶同 步下落 固定精轧螺纹吊杆下螺母 松掉上螺母 再次顶升螺旋千斤顶 置最大行程并固定精轧螺纹吊杆上螺母 松掉下螺母 同步反方向操作螺旋 千斤顶使 4 个下放装置处千斤顶同步下落 循环施工使有底钢套箱下放至 设计标高 无底钢套箱入泥 31 有底钢套箱下放至设计标高位置后 将 32 精轧螺纹拉杆与钢护筒上的支 撑横梁连接起来 1 5m 6 0m 3 5m 0 0m 150035820002500 4500 32精轧螺纹钢 2 32a 2 32a 劲板 12 钢护筒 下铰支座 HN350 175 钢套箱底板 封底混凝土 劲板 12 1800 2000 2400 500500 237 150 150 定位销 25 钢吊箱拉杆及支撑横梁连接侧面图钢吊箱拉杆及支撑横梁连接侧面图 无底钢套箱刃脚着床 85cm 顶标高 5 4m 为了保证无底钢套箱顺利下沉 下沉前需派潜水员对河床底进行探摸 将河床面影响下沉着床的障碍物清理干 净 测量对整个钢套箱施工区域的泥面标高进行一次全面的测量 若泥面标高 较高 可以先用水力吸泥机将泥面事先降至较低位置 承台底标高以下 150cm 左右 即 0 0m 在无底钢套箱着床后 拆除下放装 在四角钢护筒上各增加 2 个南北侧定位导向装置 桥梁墩位处河床为灰色及灰黄色砂质粉土层 无底钢套箱着床后可采用 1 2 台水力吸泥机进行堰内清淤 由于水深较浅 空气吸泥机工效低 吸泥 机配备必要的高压水泵 砂石泵等 若有必要可采用潜水员下水辅助作业 32 无底钢套箱吸泥下沉时应密切注意套箱内河床变化 对称吸泥 及时记录 钢套箱下沉数据 确保套箱内河床平稳下降 不出现翻砂 围堰倾斜现象 当 围堰刃脚距设计标高小于 0 5m 时应减小下沉速度 对堰内河床进行找平 使围 堰不出现过沉现象 若出现围堰下沉困难现象则可以采取局部或难点高压射水 或在壁体上压 重 辅助无底钢套箱下沉到位 1 4 41 4 4 钢套箱施工过程中注意事项钢套箱施工过程中注意事项 整个承台钻孔桩施工接近尾声或完成后 测量应及时对整个承台范围内 的泥面标高进行测量 确定钢套箱结构形式 钢套箱壁体及底板加工完成后 应在后场进行预拼装 确保钢套箱后续 现场拼装顺利进行 钢套箱壁体之间以及壁体与底板之间均设置橡胶止水条 止水条安装在 最内侧螺栓外 使用黏胶先粘住再进行拼装 并旋紧螺栓 止水条应通长设置 伸出壁体出使用小刀修平 有底钢套箱底板拼装处梁系接头错开设置 防止出现应力集中 钢套箱拼装过程中 应将钢套箱壁体与钢套箱底板或其周边钢护筒联系 起来防止钢套箱壁体出现倾覆 钢套箱下放时 应同步反方向操作千斤顶 使钢套箱稳步下落 为了防 止钢套箱在下落过程中出现千斤顶倾斜 将螺旋千斤顶的底座与支撑梁焊接起 来 有底钢套箱下放至设计标高位置附近时应放慢下放速度 拉压杆安装应 在较短时间内完成 减少使钢套箱处于悬挂状态时间 无底钢套箱下放前 根据泥面标高测量结果 使用吸泥机对承台范围内 泥面进行扫吸 使泥面标高至 0 0m 左右 并尽量保证泥面平整为无底钢套箱 顺利着床提供条件 钢套箱下沉到位后 应确保套箱内的泥面标高不得高于封 底混凝土底标高 钢套箱下放到位后 使用型钢将钢套箱与钢护筒焊接固定起来 1 51 5 封底混凝土施工封底混凝土施工 钢套箱封底采取集中大料都水下封底施工 混凝土生产采用陆上 2 个单台 33 每小时