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文档简介

1、1湄洲湾港口铁路支线罗屿特大桥钢栈桥、桩基平台、钢护筒、钢板桩、钢套箱、钢吊箱施工专项方案编制:审核:批准:中铁十九局集团有限公司湄洲湾港口铁路支线项目部第34页共332012年05月09日目录一、自然特性与工程概况二、钢栈桥施工方案1、设计标准及参考资料2、钢栈桥结构特点3、钢栈桥施工文字说明4、钢栈桥受力计算书5、钢栈桥施工工艺流程及主要方法三、桩基施工平台施工文字说明和计算书四、钢护筒制安方案五、钢板桩围堰施工文字说明六、钢吊箱围堰施工文字说明七、钢套箱围堰施工文字说明八、施工质量保证措施九、施工安全保证措施十、水上施工应急预案十一、附件:各施工方案图纸一、自然特性与工程概况1、自然特性

2、1)地质:桥址位于罗屿海峡,水深 520ml桥位处从河床往下 分别为:流塑淤泥平均厚度在3mfc右、淤泥质土、粉质粘土、全风化 混合岩、强风化混合岩、弱风化混合岩。2)水文:属规则半日潮类型,两次高潮的高度基本一致,但低 潮位有日不等现象,两次低潮的高度略有差异。潮汐周期约为 12小 时25分,涨潮时间相对较短,落潮时间相对较长,两者相差1小时10分钟左右。3)水文地质:对钢结构具中等腐蚀性。4)气象:工程区域一年四季均有灾害性天气发生,主要灾害性 天气有台风、浓雾和高温、暴雨等。对大桥施工影响的主要是台风和 大雾。2、工程概况湄洲湾港口铁路支线罗屿特大桥桥址位于罗屿海峡,水深520m,线位横

3、跨桥位处海面宽约 740m。罗屿特大桥大桥上部结构 为预应力硅梁、下部结构为钻孔灌注桩基础。桩基及下部构造施工受 海水影响:海水实测常水位+ 2.86m、最高潮水水位+3.92m、浪高0.6m, 大桥施工受海水影响地段(dk3+449dk4+179)全长约740m。为保证罗屿特大桥纵向道路通行和水中桩基施工需要、考虑在海中架设一座经济实用又安全的钢栈桥和多座桩基施工平台。根据现场勘查并结合荷载使用要求,拟架设的钢栈桥规模为:钢栈桥桥长约740m (在桥梁中部每隔250米设置一道伸缩断缝、宽度为 5cm)、桥 宽6.0m、桥面高程拟定为+6.6m;桥位布置形式为:钢栈桥布置在新建 桥梁上游。钻孔

4、平台及墩身操作平台沿栈桥的右侧修筑: 钻孔平台长 12.0m、宽12.0m;支栈桥操作平台长12m、宽6m。根据下部结构承 台施工需要1#7#t拟采用钢板桩或者钢套箱围堰施工(钢板桩围堰 平面尺寸为8.0x8.0xl5m钢套箱围堰尺寸为 8.0mx 8.0mx 9n);8#22#拟采用钢吊箱围土e施工、尺寸为 10.0mx 10.0mx 12nl二、钢栈桥施工方案1、主要设计标准、参考资料和验收标准11、主要设计标准、计算行车速度:5km/h、设计荷载:单跨载重500kn车(备注:桥梁施工过程最重车辆为10m3硅罐车、其自重和硅重为350kn经过施工控制相邻跨单跨12米最多通行一部罐车)、桥跨

5、布置:n12m连续贝雷梁桥、桥面布置:净宽6.0m、桥面高程:+6.6m、500kn技术指标:前轴压力100kn后轴压力2x 200kn 轴距4+1.4m、排距2.3m、后轮着地宽度0.6m12、主要参考资料、交通部公路桥涵施工技术规范 jtj0412000、人民交通出版社路桥施工计算手册、交通部交通战备办公室装配式公路钢桥使用手册、公路施工手册、公路桥涵钢结构木结构设计规范、罗屿特大桥设计说明、总体平面布置图13、主要验收标准钢栈桥和钢平台架设完毕后以施工过程实际经受的最大荷载来进行通行验收,即以一辆 10m3容积的硅罐车(总重量约 350kn来 回通行来检验栈桥和平台的稳定性和安全性,同时

6、布置观测点观测钢栈桥和桩基平台沉降和位移变形。2、钢栈桥结构形式如下、基础结构为:钢管桩基础、下部结构为:工字钢横梁、上部结构为:贝雷片纵梁、桥面结构为:装配式公路钢桥专用桥面板、防护结构为:钢管护栏3、钢栈桥施工设计文字说明31、基础及下部结构设计钢栈桥钢管桩基础布置形式:根据罗屿大桥桥位所处实际地质和水深情况,钢栈桥桥墩基础采用两种形式布置:、水深在570m以内的栈桥桥墩采用 虫426mm壁厚7 mm的 钢管桩基础(横向布置3根、间距为3米、横向联接件采用10梢钢)、 桩顶布置两根32cm工字钢横梁;每隔3孔设置一排制动墩、采用双排6根钢管桩、排距为3米;(原则上设置在钢平台范围内)、水深

7、在1020m范围的栈桥桥墩采用 虫800mm壁厚8mm勺 钢管桩基础(横向布置2根、间距为5.5米、横向联接件采用14梢 钢)、桩顶布置两根45cm的工字钢横梁;每隔3孔设置一排制动墩、 采用双排4根4)600mm勺钢管、排距为3米;、基础覆盖层遇到飘石层或基础极难施工打入的(入土深度小于6倍桩径的)采用4)426mm壁厚7 mm勺钢管、双墩布置4根管桩 排架基础。管桩与管桩之间用14cm梢钢水平向和剪刀方向牢固焊接。32、上部结构设计桥梁纵梁各跨品径均设计为12m实际施工过程因为地质或施工条件限制跨径会有所不同但均不应超过12m根据行车荷载及桥面宽度要求,12米跨纵梁布置单层三排6片贝雷片(

8、规格为150cmx 300cmj)、横向横向布置形式为:90cm+120cm+90cm+120cm+90cm ;90 贝雷片纵向间用贝雷销联结,横向用90型定型支撑片联结以保证其 整体稳定性,贝雷片与工字钢横梁间用u型铁件联结以防滑动。33、桥面结构设计桥面采用交通部交通战备公路用装配式钢桥定型桥面板(设计规定最大荷载为挂车一80级),单块规格为6.0mx 1.26m,桥面板结 构组成为:5.5mm厚印花钢板、12.6cm工字钢底横肋(间距30cm)、 12cm梢钢底竖肋(间距65cm)。制作好的桥面板安放在贝雷片纵梁上 并用螺栓联结。34、防护结构设计桥面采用钢管(直径3.0cm)做成的栏杆

9、进行防护,栏杆高度1.2米,栏杆纵向5.0米1根立柱、高度方向设置两道横杆,安装完成后 涂上红白油漆。4、钢栈桥各部位受力验算根据路桥施工计算手册表 8-9规定:在计算临时结构时,钢材容许应力可取1.30的增大系数。41、贝雷片纵梁验算(按12米跨6片贝雷片验算)、荷载计算钢桥承受荷载为500knst车(后轴压力2x200kn轴距4+1.4)由于车速控制在 5km以内、故考虑安全和冲击系数为15%p=575kn单跨12米贝雷片纵梁自重为:4 x6x2.75=66kn单跨12米桥面板自重为:1.11 x 12x6.0=80kn(每平方约111kg)、受力模式分析单品选12m按两等跨连续梁计算内力

10、和变形纵梁受力由两部分叠加:一部分为壹辆500kn重车双排后轮位于跨中时的集中力计算(此时双排后轮按单排集中力 p最大取值575kn行不利验算)另一部分为单跨栈桥自重产生的均布荷载(按长度方向)q= 146/12 = 12.2kn/m、纵梁内力及变形计算弯矩验算:(查路桥施工手册静力计算公式 p763页):mimax0.203 x pl= 0.203 x 575x 12= 1400kn.mm2max0.096ql 2= 0.096 x 12.2 xi22= 169kn.mq1max= (0.594+0.094)p = 0.688 x 575= 395knq2max= (0.563+0.063

11、) ql =0.626 x 12.2 x 12= 91knmmax=1400+169=1569kn.mqmax=395+91=486kn允许弯矩mo= 6片x 0.85(不均衡系数)x788.2kn.m= 4019kn.m 允许剪力n= 6片x 0.85 (不均衡系数)x 245kn= 1249kn(贝雷片单片允许弯矩及剪力见公路施工手册之桥涵下册p1088)强度验算:贝雷片截面模量 wo= 3910x 6片=23460cm3(t = mmax/wo ( 1569x 106) /(23460 x 103)= 67mpa t= 15.0mm)承受弯矩和剪力计算:(公式见路桥施工计算手册p762页

12、)跨内最大弯矩:mmax0.125ql 2=0.125 x 129x9= 145kn.m跨内最大剪力:q=(0.625+0.625)q1=468kn横梁强度验算:(r=mmax/wo 145x 106/ (692.5 x 2x 103)= 105mpa2/ (11080)2x10000x15.0 2)= 56mpa1.3 r =10mpa挠度验算f=0.521ql 4/(100ei)=2.2mmf3000/400=7.5mm经荷载受力验算:。、qq、fmaxf,故桩顶横梁采用双拼32cm工字钢满足使用要求(此时基础采用3根4)426mm钢管桩)。422、横梁计算(双拼45cm工字钢横梁)、荷载

13、计算当载重500kn重车后轮位于墩位时横梁承受最大应力,应力由重车本身和桥面自重叠加:p=575+146=721kn、受力模式分析:钢管桩立柱单排两根横向间距为 5.5米,故横梁按简支梁验算 内力和变形、计算跨径l=5.5米,横梁按均匀的承担6片贝雷片 传递来的荷载。集中力受力计算简化为具有相同支座荷载的均布 荷载计算。q=721/5.5=131kn/m、横梁内力及变形验算:横梁采用双拼45工字钢其力学特性如下:(ix=33759cm4、wx=1500.4cm3、sx=887.1cm3、t= 18.0mm)承受弯矩和剪力计算:(公式见路桥施工计算手册 p741页)跨内最大弯矩:mmax0.12

14、5ql 2=0.125 x 131 x30.25 =496kn.m跨内最大剪力:q=0.5q1=361kn横梁强度验算:(r=mmax/wo496x 106/ (1500.4 x2x 103)= 165mpa887.1 1000 2/ (33759 )2x10000x8.0 2)= 52mpa1.3 r =10mpa挠度验算f=5ql 4/(384ei)=11mmf5500/400=13.7mm经荷载受力验算:。、qq、fmaxf,故桩顶横梁采用双拼45cm工字钢满足使用要求(此时基础采用两根 4)600mm钢管桩)431、钢管立柱受力验算(水深510米以内虫426mm壁厚7 mm的钢管桩基础

15、)、荷载计算及受力模式分析:载重500kn的车辆位于墩位处时钢管承担最大作用力、作用力由工字钢横梁传递而来的最大剪力。因此单根钢管最大受力:p=q=468kn、4)426mm壁厚7mmi冈管受力验算(最大水深10米、入土 8米)钢管桩承载力计算(钢管桩设置桩尖为闭口桩按摩擦力和基底承载力叠加验算)钢管穿过打入粉质粘土取约6米、全风化层约2米计算,根据地质钻孔资料粉质粘土层极限摩阻力50kpa、全风化层极限摩阻力80kpa基底承载力300 kpa根据钢管桩设计和施工手册:钢管直径小于800mm可按闭口桩同时考虑计算基底承载力临时结构单根钢管桩承载力计算为n=ue aili _ i+a=0.426

16、 x 3.14 x 50x 6+0.426 乂 3.14 乂 80x 2+0.21 x0.21 x3.14 x300=656kn钢管桩稳定性b cr计算钢管桩杆件按两端绞结受力模式验算钢管桩截面惯性半径i = ( v d2+d2 )/4=(,42.6 2+41.22 )/4 = 14.8cm截面面积:a=0.785(42.6 x 42.6-41.2 x 41.2)=92.1cm2柔度入=l/i =10x 102/14.8 =67查表知纵向弯曲系数/1=0.720应力 n= 468kn/92.1cm2= 50mpa0.720 a= 100mpa经过验算:在水深510m入土 8米采用单排3根巾42

17、6mm壁厚7mmi冈管满足使用要求。432、钢管立柱受力验算水深1020米范围巾600mm壁厚8 mm的钢管桩基础、荷载计算及受力模式分析:载重500kn的车辆位于墩位处时钢管承担最大作用力、作用力由 工字钢横梁传递而来的最大剪力。因此单根钢管最大受力:p=q=362kn、钢管受力验算(最大水深 20米、入土 8米)钢管桩承载力计算钢管穿过打入粉质粘土取约6米、全风化层约2米计算,根据地质钻孔资料粉质粘土层极限摩阻力50kpa、全风化层极限摩阻力80kpa基底承载力300 kpa根据钢管桩设计和施工手册:钢管直径小于800mm可按闭口桩同时考虑计算基底承载力临时结构单根钢管桩承载力计算为n=u

18、e aili _ t+a o=0.6 x 3.14 x 6x 50+0.6 x 3.14 x 2x 80+0.3 乂 0.3 乂 3.14 乂 300=950kn钢管桩稳定性。cr计算钢管桩杆件按两端绞结受力模式验算钢管桩截面惯性半径i = ( d2+d2 )/4=(v602+58.42 )/4 = 20.93cm截面面积:a=0.785(60 x 60-58.4 x 58.4)=148.7cm2柔度入=l/i =20x 102/20.93 =95查表知纵向弯曲系数/1=0.550应力 n= 361kn/148.7cm2= 25mpa0.550 a= 77mpa经过验算:在水深1020nf围、

19、入土 8米采用单排两根巾800mm双排4根钢管满足使用要求。(备注说明:在基础钢管桩实际施工过程由于各个地段地质情况复杂会有个别极难打入情况时,管桩终孔高程应以dz60振动锤持续激振2分钟激振两次以上进尺小于 20mm寸终孔;如果入土深度小于管桩6 倍直径时采用设置双排加强墩基础。)5、整体支架在水流压力作用下的侧向稳定性计算模式:取单跨12米长6米宽钢栈桥作为一段模块计算。结构模式:水深16米、两根800m喈冈管柱基础、双45工钢横梁施工验算:单跨模块在水流压力作用下侧向推力产生的倾覆力矩和单跨模块在自重作用下产生的抗倾覆力矩。钢栈桥桥面高程+6.6m(在最高水位之上),流速取1.5m/s,

20、验算取钢管桩和河床的接触点为研究对象。(见路桥施工计算手册175页)倾覆力矩:m1倾覆-水流作用在钢管桩上产生的抗倾覆力矩:m/-贝雷片、工字钢桥面系重量产生的m/-钢管桩重量产生的m/-钢管桩抗拔力即承载力产生的流水压力 p= 0.8arv 2/ (2g) (g= 9.81m/s2, r = 10kn/m)(见路桥施工计算手册p175)m=0.8x41x10x 1.52/( 2 x9.81) x8= 300kn.mm/= (24 片x 2.75+79) x3= 435kn.mm/ = 0.8 x3.14 x 16x 0.008x78.5 x3= 75kn.mm/ = 36lx3=1083kn

21、.mmb=300 kn.mm 抗= 435+1083+75- 1593kn.mm倾x1.3 (安全系数)=900 m抗,故钢栈桥整体在水流作用稳定、 满足使用要求。6、钢栈桥施工工艺流程及主要方法61钢栈桥施工工艺流程及技术要求:钢管桩加工制作一吊车就位一振动锤与钢管桩连接一测量定振动下沉钢管桩一钢管桩间联接系焊接一桩顶钢板及横梁安装一吊车纵向安装贝雷梁一装配式钢桥面板安装一栏杆安装打钢管桩技术要求:严格按设计书要求的位置和标高打桩。钢管桩中轴线斜率1%l,不大于20mm钢管桩入土深度必须大于8m,实际施工过程由于各个支墩地质 情况复杂,管桩终孔高程应以dz60桩锤?振2分钟进尺小于20mm

22、准。62主要施工方法、钢管桩施工:钢管有三种规格:一种是外径 426mm、壁厚7mm; 一种是外径600mm、壁厚8mm; 一种是外径800mm、壁厚8mm;均为q235材 质。钢管桩对接时加竖向拼接板,钢管桩焊接成型后外型尺寸(外周 长、椭圆度、纵轴线偏差应满足质量要求)钢管桩在起吊、运输和存放过程中,应尽量避免由于碰撞等原因 造成的管身变形和损伤。施工时用履带吊车吊dz60振动锤夹紧钢管桩进行施工,施工过 程应保证钢管垂直度,当钢管桩入土达到 2m左右时方可连续沉桩, 下沉过程中应及时检查钢管倾斜度,发现倾斜应及时采取措施调整。、桩间联接系及桩顶横梁安装桩间联接系的安装时为了增加横向钢管桩

23、之间的刚性,使之受力 均匀。每排钢管桩插打完成经检查合格后,应及时焊好桩间联接。桩顶联接与钢管桩之间用扩大钢板联接,然后在钢板焊接工字钢横 梁。、贝雷纵梁及桥面安装在桩顶横梁上测量出每组贝雷梁的准确位置后,用吊车安装贝雷梁就位,纵梁安装到位后横向、纵向均焊接定位挡块及压板,将其固定 在横梁上。纵梁安装完成后在上面安装整体装配式钢桥面板及栏杆。63主要施工设备及人员配置栈桥施工计划投入施工作业人员20人。拟投入以下施工设备:履带吊车1部、汽车吊车2部、装载机1部、dz60振动锤 1台、电焊及气割设备 8套。64钢栈桥的拆除待施工完罗屿大桥下部结构后, 因海事管理和材料回收要求, 钢栈桥所有材料必

24、须拆除,拆除过程履带吊车逐跨后退拆除钢栈桥各个部位构件(钢管桩、横梁、纵梁和桥面系)。钢管桩的拆除采用振动锤先振松钢管桩后靠吊车提拔力一起拆除每根钢管桩。三、桩基施工平台施工文字说明和施工验算1、桩基平台结构文字说明罗屿特大桥下部结构为钻孔灌注桩基础、为满足桩基及后续承台、盖梁施工需要、钻孔平台长度为12.5m、宽度为12.5m,操作和行走平台长12m、宽6m。钻孔平台的结构形式均为:钢管桩基础、工字钢横梁、工字钢分布梁、梢钢面板。桩基施工平台采用(i)426的钢管(长度方向布置4根间距为4.0m跨、宽度方向布置4根间距为4.0m 跨)、工字 钢横梁为2i32型、工字钢分布梁为i22型(间距4

25、0cm)、面板梢钢。2、桩基平台施工验算:21、平台22工字钢分配梁验算其力学特性如下:(ix=3583cm4、wx=325.8cm3、sx=189.8cm3、t= 12.3mm)荷载计算:按一辆载重10m3的硅罐车重量为350kn (考虑安全和 冲击系数15%b重量彳正为402kn后轴位于工字钢分配梁跨中进行 最不利验算(此时重车后轮平行于工字钢长度方向),根据轮胎着地 宽度此时后轴重量至少由三根工字钢同时承担受力模式分析:后轴两排轮子重量估算为 201kn后轴前后两轮各承担100.5kn,按单跨跨径4.0米、承担两个集中力 n=100.5kn进行不利验算承受弯矩:mmax= 0.278pl

26、= 0.278 x 100.5 x4.0=112kn.m承受剪力:qmax= ( 1.167+0.167 ) p= 1.334 x 100.5 = 134kn横梁强度验算6 = mmax/wo 112x 106/ (325.8 x 3x 103) = 114mpaq sx/ (ixt)=134 m000 569.4 1000/ (10752x0000 36.9)= 20mpa r =10 mpa挠度验算 f=2.508pl 3/(100ei)=5mm f4000/400=10mm故桩基平台分配梁采用i22型钢间距为40cm满足使用要求。22、平台i32工字钢主梁施工验算荷载计算:按一辆载重 1

27、0m3(重量为350kn的硅罐车(考虑15%5全和冲击系数后重量修正为402kn后轴位于工字钢主梁跨中进行最不利验算,此时由两根主梁承担受力、承担受力为p=2x201kn受力模式分析:计算跨径 4.0m,此时按重车后轮垂直于工字钢 长度方向进行最不利验算。mmax= 0.278pl=0.278 x 201 x 4.0=223kn.mqmax= ( 1.167+0.167 ) p= 1.334 x 201 = 268kni32 力学特性:ix=16574cm4,wx=920.8cm3,sx=541.2cm3,t= 15.8mm主梁横梁强度验算o = mmax/wo 223x 106/ (920.

28、8 x2x 103) = 121mpa30)= 29mpa r=10 mpa挠度验算 f=2.508pl 3/(100ei)=5mm f4000/400=10mm故钢平台桩顶主梁横梁采用2根i32工字钢满足使用要求。四、钢护筒制安方案1、钢护筒制作根据施工需要,采用 mm厚钢板卷制护筒。护筒直径比设计孔桩直径大20cm,每节高1.8m,在护筒上口和下口分别加焊一层 8mm厚30cm宽钢板带予以加强,避免下沉过程遇到硬物而变形。护筒在加工厂卷制,分节焊接成型(一般单个长度不宜超过10米),然后运输到平台上。(水深1020m采用12mm勺钢板)2、钢护筒下沉钢护筒下沉前必须由技术人员在钢平台上精确

29、放样,然后利用平台管桩安装导向定位架,下沉过程中用吊车配合振动锤一气呵成, 不可 中途停顿或长时间的间歇,以免护筒内外周围的土恢复,造成继续下 沉困难,锤击直至护筒买入密实土层,避免施工过程护筒漏浆。护筒下沉后平面位置偏差不得大于 5cni护筒倾斜度偏差不大于1%五、钢板桩围堰施工文字说明1、工程概况罗屿特大桥1#7#t下部构造位于海水中受潮差影响,最高潮 水位3.92米、最低潮水位-1.5米,潮差约56米。水下地质层普 遍为淤泥、淤泥质粘土、粉质粘土。2、承台及基础1#7#墩基础采用4或5根150m钻孔灌注桩。承台尺寸为5.6 x5.6 x3.0m,均为低桩承台、均位于海水中。经过方案比选1

30、#7#1承台拟采用钢板桩围堰后进行承台施工, 考虑到后期承台钢筋、模板及内支撑的施工方便,并根据实际地质情 况单个板桩围堰大小比承台尺寸各宽 0.7米设计,即单个承台的钢板 桩围护范围为8.0mx 8.0m,钢板桩长度为15m3、总体施工流程施工准备测量定位一导向桩制作一施打钢板桩一钢板桩内支 撑1 -排水一堵漏一钢板桩内支撑 2-排水一堵漏一清淤一封底-垫 层一钢筋绑扎一模板安装-混凝土浇筑一钢板桩围堰拆除4、钢板桩围堰施工方案4.1 钢板桩的选用本工程选用小锁口且止水能力好的钢板桩进行施工, 单根钢板桩 b=575mm h=360mm t=10mm 每延米重量为 74.5kg,考虑到本工程

31、 地质情况的需要,拟采用桩长为15米的钢板桩。钢板桩进场前需要检查整理,发现缺陷随时调整,整理后在运输 和堆放时尽量不使其弯曲变形,避免碰撞,尤其不能将连锁口碰坏。桩打入前将桩尖处的凹梢底口封闭,避免泥土挤入,锁口宜涂以黄油或其它油脂,对锁口变形、锈蚀严重的钢板桩,整修矫正。转角 处采用90度的转角桩。4.2 施工放样与定位(1)将施工区域控制点标明并经过复核无误后加以有效保护。(2)在插打钢板桩前先施工导向定位桩,在钢管桩上焊接工字钢,用工字钢来保证打出的钢板桩在一条直线上。 在钢管桩露出水面 部分刷上警告标志,并焊上梢钢加固,在打桩时作为导向位置及高程 控制标志。4.3 钢板桩打入施工工艺

32、(1)吊车停在离打桩点就近的钢平台,侧向施工,便于测量人员观察。挂上振动锤,升高,理顺油管及电缆。(2)锤下降,开液压口,拉一根桩至打桩锤下,锁口抹上润滑油,起锤。(3)待钢板桩尖离开水面30cm时,停止上升。锤下降,使桩至 夹口中,开动液压机,夹紧桩。上开锤与桩,至打桩地点。(4)对准桩与定位桩的锁口,锤下降,靠锤与桩自重压桩至淤泥以下一定深度不能下降为止。(5)试开打桩锤30秒左右,停止振动,利用锤惯性打桩至坚实 土层,开动振动锤打桩下降,控制打桩锤下降的速度,尽可能的使桩 保持竖直,以便锁口能顺利咬合,提高止水能力。(6)板桩至设计高度前40cm时,停止振动,振动锤因惯性继续 转动一定时

33、间,打桩至设计高度。(7)松开液压夹口,锤上升,打第二根桩,以上类推至打完所 有桩。打桩前一般应在锁口内涂以黄油、 锯末等混合物,在打完钢板桩 后,开始进行钢板桩围堰内的止水处理。4.4 施工注意事项(1)导向桩打好之后,以梢钢焊接牢固,确保导向桩不晃动,以便打桩时提高精确度。(2)线桩插打,钢板桩起吊后人力将桩插入锁口,动作缓慢, 防止损坏锁口,插入后可稍松吊绳,使桩凭自重滑入。(3)钢板桩振动插打到小于设计标高 40cm时,小心施工,防止 超深发生。(4)封口时,精确计算异形钢板桩的尺寸,确保止水质量。5、围堰抽水与支撑钢板桩围堰封闭后进行抽水,抽水过程中应严格控制抽水速度和 抽水高度,并

34、在围堰顶端设置一道安全支撑。当抽水达到预定的深度后,应及时加支撑防护。钢板桩全部焊接 牢固到导向梢钢上。考虑到本工程施工场地很小,水下地质情况较差,为确保施工安全和方便后期承台钢筋模板施工,因此决定在围堰内部采用双拼45h型钢围囹和45h型钢斜撑骨架进行内支撑,内部支撑共分上下两层。6、防渗与堵漏钢板桩打入之前一般应在锁口内涂以黄油、锯末等混合物。当锁口不紧密漏水时,用棉絮等在内侧嵌塞,外侧包裹一层防水彩条布, 起到防水和减小水压力的双重效果,抽水时同时在外侧水中漏缝处撒 大量木屑或谷糠和炉渣的混合物,使其由水夹带至漏水处自行堵塞, 在桩脚漏水处,采用局部硅封底等措施。若漏水严重,堵漏困难时,

35、 在钢板桩外侧补打木桩围堰,木桩围堰内侧铺设彩条布,在彩条布与 钢板桩围堰间填筑粘土进行封堵。7、清淤及回填海砂在抽水及进行内部支撑的过程中用泥浆泵配合高压射水将围堰 内的液化度高的淤泥清除,然后换填海砂。8、封底、硬化硅浇注海砂换填至承台底标高后,向外抽水,如果围堰内水能安全抽干, 即只要进行钢筋网硬化硅施工;如果围堰内水无法抽干就必须施工水 下硅封底,封底混凝土强度等级采用 c2q厚度约为50700cm封底 施工完成后即可以按照陆地干处进行承台施工。六、钢吊箱围堰施工文字说明1、工程概况罗屿大桥8#22姻施工需要拟采用钢围堰进行承台及下部结构的 施工、 承台基础采用5根巾150 cm钻孔灌

36、注桩,桩顶以上设整体式 高桩承台,承台尺寸为8.7(长)x 8.7m(宽)x3m (高),下设封底混凝 土设计厚1.5m。桥位位于海中、水深约776m最低水位在-1.5m、 最高潮水位在+3.92 m、浪高60cmi承台设计底高程为-5.4m 。根据 施工水位、工程特点及工期要求等综合考虑,决定采用有底钢吊箱围 堰施工。考虑到承台硅施工后需要进行防腐处理, 钢吊箱围堰尺寸为 10m低)x 10m僚)x 12m (高)。钢吊箱围堰在河岸加工场分杆件加工,在桩基钢护筒上搭设拼装 平台,通过水中栈桥通道运输,利用履带吊车拼装模板和各杆件, 并采用电动卷扬机的下沉方案,然后浇筑水下封底混凝土 ,进行承

37、台 施工。2整体式钢吊箱围堰设计2.1 钢围堰相关参数(见表1)吊箱围堰计算参数表1在舁 厅p参数参数值在舁 厅p参数参值1护筒外径d (mm1.79围堰外轮廓底间积a (m2)1002承台桩数n (根)510孔回积a (m)11.43设计最高水位4.611(去孔后)a= ao- a 1 (m2)88.64围堰顶局程(r)4.612围堰自重g (t)1005围堰底局程(m)-6.913封底自重g=2.4x a h1 (t)3206承台顶局程-2.414围堰承受最大浮力t10197潮位差h(m)6.115封底砂与钢护筒粘结力t7208封底厚度h1 (m)1. 5每平方米18吨2.2 工况分析钢吊

38、箱围堰作业时段,设计受力状态可按照以下工况条件进行分 析。工况一 :150 cm厚封底混凝土浇筑完成,按最低水位-1.5m考虑;吊挂及底承重系统承受吊箱围堰自重及封底硅重量(100+320=420屯)工况二:150 cm厚封底混凝土浇筑完成,抽干水阶段按最高水位+4.6rn 虑;吊箱围堰承受浮力1019吨;工况三:浇筑承台混凝土施工阶段,按在最低水位-1.5m考虑;吊挂系统承受围堰自重及封底硅自重承台硅重量及封底硅与钢护筒粘结力和浮力剩余部分重量(100+320+590-720-434=-144吨)。 故吊挂系统不受力无需验算。2.3 围堰结构组成(见图1、图2)及受力体系介绍模板:吊箱侧模、

39、底模模板采用 s =6mmffl板,/80x8mm组 合模板边框,内肋为8 cm梢钢,间距为30cm侧板:侧板采用模板组合而成,第一层采用双 16梢钢竖向布 置作为整体背肋(间距为1m)、第二层采用双32工钢横向布置作为 加强肋(间距为1.5mx 2道+2m 3道),立柱与加强肋采用拉杆螺栓 连接并焊接,加强肋与模板背肋采用焊接连接成整体。(备注:考虑到节省吊箱封底硅、吊箱大小重量及后续承台施工方便, 吊箱模板设置在内测外侧为背肋和加强肋结构,因此在封底完成抽干 水后吊箱整体结构各个部位焊点处于受拉状态, 故在吊箱整体焊接过 程一定要按规范要求做到模板和背肋、背肋和加强肋之间紧密焊接。)底模及

40、承重结构:底模采用6m冶冈板拼装,在护筒处预留孔洞。模板下铺设12工钢作为分配梁,间距为20cm,分配梁长度为12米; 分配梁下设4道双拼45cm工字钢作为主承重梁,每排桩基在护筒两 侧各设一道,每道长度均为12ml承吊系统:利用钢护筒作为承吊系统,由于封底混凝土浇筑后要割除钢护筒,为保证底模及侧板正常工作,在护筒内埋设0 500mm钢管,作为以后体系的转换。主承重上吊梁采用双贝雷梁(横向布置4组8片贝雷片),长度为12m,顺路线方向在护筒顶立柱横梁上安装, 通过50mn0钢与底承重梁连接,共设置横向4个、纵向8个共32个 吊点。内支撑及封底分仓:为防止侧板在水压下内倾及吊箱下沉定位,在钢护筒

41、与侧模之间设置两道竖向支撑, 在封底完成后在为保证 吊箱整体稳定性,在吊箱内横向设置三道内支撑(采用 200mnffi管) 间距为1m+4m+4m+1m;向设置两道:一道在承台顶标高上来50cm处, 另一道布置在离第一道顶标高四米处。3.吊挂系统检算3.1 悬吊用50mm圆钢按工况一检算,总荷载为420t,共设置32根吊杆,考虑吊杆间 受力不均匀系数1.2,吊杆承受的最大荷载为1.2*420/32=15t。单根圆 钢 25x25x3.14 x 140=27.4t ,满足要求。3.2、抗浮,按工况二检算。(详见表2)表2计算项目检算水位+4.6m浮力计算水头差h6.1m围堰总计算浮力5总=人为1

42、019t围堰封底碎重量g1320t围堰重量g2100t护筒外壁与封底混凝土粘结力 g3720t抗浮总稳定荷载三g11140t1钢护筒与封底混凝土抗浮稳定系数 k =三g1/f总满足4.侧板模板加强肋施工验算结构模式:内支撑三道横向间距为1m+4m+4m+im支撑直接对顶在模板外侧双拼i32工字钢的垂直面上。计算模式:按横向三根钢管(横向间距 4m)、管顶双拼i32工字钢, 按二等跨连续梁计算内力。受力分析:封底后抽干吊箱内水时最下层i32工字钢横梁承受最大水压力。(此时水头压力h=1蚌)n= r hs=10kn/m3 10x 8x0.26=208knq=208/8=26kn/mmmax= 0.

43、125ql2= 0.125 x26x 16=52kn.mqmax= (0.625+0.625 ) ql =1.35 x26x 4=140kni32 力学特性:ix=16574cm4,wx=920.8cm3,sx=541.2cm3,t= 15.8mm 主梁横梁强度验算(t = mmax/wo52x 106/ (920.8 x2x 103) =28mpa30)=16mpa r 中0 mpa故模板加强肋采用双拼i32工字钢满足使用要求。5 .侧板整体内支撑施工验算由加强肋计算知道,内支撑最大压力为140kn计算200mmi冈管应力。钢管桩杆件按两端固结受力模式验算钢管桩截面惯性半径i = (v d2

44、+d2 )/4=(m 202+19.882 )/4 = 7.4cm截面面积:a=0.785(20 x 20-19.88 x 19.88)=3.75cm2柔度入=0.65l/i =0.65 x 10x 102/7.4 =87查表知纵向弯曲系数/1=0.60应力 n= 140kn/3.75cm2= 37mpa0.60 a= 84mpa故横向布置三道采用200mms管内支撑满足使用要求。6 .钢吊箱围堰施工钢围堰施工前进行详细的技术交底工作,合理分工,配备足够的施工机械、机具,以保证围堰施工的顺利进行。6.1 钢吊箱围堰拼装下放钢吊箱围堰在加工场地加工制造完成后,运至墩位处拼装,拼装利用墩位钻孔平台

45、进行,在原墩位平台基础上加焊支撑型钢,构成拼装平台。围堰的组拼工作是将各块件点焊组拼成型,待其高度、倾斜 度及结构的对焊焊接情况等进行检查签证、验收合格后方可进行全面 焊接。围堰采用分段拼装、分段下沉的施工方法,先拼装底节钢围堰, 拼焊好后,进行全面质检,对内外壁板焊缝及隔舱板焊缝进行煤油渗透试验。对重要焊缝进行超声波探伤抽查,确保围堰水密性,结构安 全。6.2 钢围堰拼装顺序如下:首先在作业平台上放样划线;拼装从一个角向两边对称进 行,直至合拢;第一层围堰拼完后,利用顶、垫、拉和支撑等方法 对之进行校正;为加快拼装速度,可根据吊机的起重能力,在岸上 分段预拼装后吊上工作平台逐段接长直至合拢。6.3 钢围堰起吊:正式起吊前进行试吊,即把钢围堰吊起至离开作业平台面5 c m左右,停止起吊,对钢围堰进行一次全面检查,当确认其纵、横和水 平方向情况良好,无大的变形之后,再继续起吊至离开作业平台1m左右后停止,锁定各倒链滑车,然后拆除支撑平台。底节拼装完毕,安装围堰起吊设备(包括起吊梁、4门滑车组、卷扬机及钢丝绳等)。卷扬机布置在贝雷梁平台上,采取措施保证其 安全稳固。围堰起吊下放前严格检查起吊设备,消除安全隐患,确认 正常后起吊。滑车组通过下吊点将底节围堰提升,先提高1m以后割除拼装平台,清除有碍于围堰

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