高寒地区桥梁深水基础冬季施工技术

桥梁施工新技术现场经验交流会高寒地区桥梁深水基础冬季施工技术桥梁施工新技术现场经验交流会高寒地区桥梁深水基础冬季施工技术高寒地区桥梁深水基础冬季施工技术中铁十三局集团第四工程有限公司唐小军冉东李新伟内容提要：本文对哈尔滨绕城公路东北段（秦家至东风）松花江大桥钻孔桩冬季施工技术，异形双壁钢围堰加工、拼装、下沉、纠偏施工技术，主桥的承台、墩身冬季施工过程和冬季井点降水、模板安装、钢筋焊接，混凝土拌合、运输、浇注、养护、降温、测温的施工技术及相关的施工过程中应注意的问题进行了阐述，旨在对同类工程的施工提供一点参考。关键词：钻孔桩冬季施工异形双壁钢围堰大体积混凝土井点降水1.工程概况1.1工程简介松花江大桥工程项目为哈尔滨绕城公路东北段（秦家至东风)的主要控制工程，本合同段起点里程桩号为K77+704.72～K80+029.64，全长2324.92m，桥跨布置为2×40m+3×40m+4×50m[南引桥]+90.5m+3×138m+90.5m[主桥]+4×40m+10×(30×40m)[北引桥]。主桥上部结构为大跨度预应力混凝土连续梁结构，引桥采用40m预应力混凝土简支T梁结构，桥面连续。下部结构主桥均采用上、下行分离式钢筋混凝土实体墩，引桥为双柱式墩身。主桥构造见图1。图1松花江大桥主桥构造图松花江大桥主桥主墩承台为整体式，平面形状为六边形，长为29.5m，宽为12.6m。水中主墩承台设计的厚度为4m，以施工平台顶面为标高基准点，主墩承台顶面标高为-14.0m，底面标高为-18.0m。设计封底混凝土底面标高为-22.0m。松花江大桥承台下设16根直径为2m的钻孔灌注桩，桩长为77m（水中主墩）。钻孔桩呈梅花状布置。桩顶标高为-17.85m，设计桩底标高为-95.0m。1.2气象情况路线所经地区属于大陆季风性气候，为北寒带气候条件，冬季漫长达5个月之久，春秋季节较短，年平均气温3.6～3.8℃，最高气温35.9～36.4℃，年温差超过70℃。年平均降雨量445.0～523.3mm，雨季集中在6～8月份。最大冻结深度1.78～2.05m，地面稳定冻结期11月24日，地面稳定解冻期4月13日。1.3地形地貌、地质水文松花江大桥位于松嫩中断(坳)陷带中的东南隆起区Ⅲ级改造单元内，地势较平多水，主桥跨越松花江主河道，引桥跨越松花江河漫滩，松花江常水位111.5m，最高通航水位118.76m，设计水位120.33m。现场钻探地质资料显示，地质构造为细砂、中砂、粗砂、砾石、亚粘土及粘土分层堆积层，桥梁基础均穿越上述各堆积层后，桩底座落于全风化或微风化砂岩或泥岩。2.钻孔桩冬季施工技术2.1基础结构主桥墩基础为群桩，每墩有16根Ф2.0m的钻孔桩，梅花分布，间距5.2m，水中墩桩长77m，陆地主桥桩长70m，以整体式承台连接。主桥过渡墩的基础为钻孔桩，桩径为Ф2.0m，桩长53m，左、右幅各4根，成方形布置，桩顶以分离式承台联接，承台的平面尺寸9.0m×8.4m和9.55m×8.4m，厚度3m。桥墩柱形墩，左、右幅分离，每幅独柱。引桥钻孔灌注桩基础，桥台钻孔桩为Ф1.2m，左、右幅分离，每幅6根，桩顶以承台联接。桥墩在墩高小于11m时采用Ф1.8m钻孔桩为基础；在墩高大于11m时采用Ф2.0m钻孔桩为基础，左、右幅分离，每幅2根，桩顶以系梁联接。2.2钻孔桩施工计划安排总体进度计划安排主桥水中墩钻孔桩于2006年9月底完成。北引桥于2006年11月底完成钻孔桩，南引桥在2007年5月底完成钻孔桩。详细钻孔桩施工计划如下：34#、35#、38#主墩钻孔桩于2005年6月至2005年12月完成。36#、37#主桥水中墩钻孔桩于2005年10月至2006年9月完成。0#～33#北引桥钻孔桩于2006年3月至2006年11月底完成。39#～48#南引桥钻孔桩于2007年3月至2007年5月底完成。根据钻孔桩施工进度安排，34#、35#、36#、38#主墩钻孔桩部分桩将在主桥钻孔桩要在11月～12月之间施工，而在12月份本地区最低温度在-20℃～-30℃之间，规范要求在室外日平均气温连续5天稳定低于5℃时须进行冬季施工。2.3施工工艺和设备的选择2.3.1施工工艺的选择根据地质资料和设计桩长等因素，主桥钻孔灌注桩施工采用反循环钻机成孔，2座搅拌站拌和混凝土，混凝土罐车运输混凝土，进行水下混凝土灌注。冬期施工时，当混凝土拌和物搅拌合成后不能满足所需要的温度时，考虑对拌和用水加热，如仍不能满足需要时，则对骨料进行加热处理，出拌和站温度应达到10～20℃，运输罐车棉毡围护覆盖以减少与环境的热交换，到达现场后对混凝土进行温度抽检，入模温度不得小于5℃。在气温0℃及以下时，待灌注的孔口搭设移动式防风大棚并视混凝土温度情况考虑炉火加温。2.3.2成孔设备和灌注设备的选择成孔设备和灌注设备详见表1。表1钻孔桩施工主要工程设备表序号设备名称型号数量用途1回转钻机2504台成孔3泥浆泵3PNL5台造浆和输送泥浆4装载机ZLM30E2台渣土清运5抽砂泵3PS5台回输泥浆6搅拌站非标402座生产混凝土7锅炉2T1座加热8锅炉1T1座加热2.4关键施工技术2.4.1操作系统的加热保温为了创造良好的冬期施工环境，保证机械的正常运行及钻孔成桩的质量，在施工现场设置移动式防风大棚；将钻孔的钻机等机械设备置于防风大棚之中；使棚内温度维持在0℃～-10℃之间，以便于生产人员的操作和机械的正常运转，也便于保证灌注混凝土的入孔温度不低于5℃。在钻孔桩处用型钢与钻机支架结合，搭设支架，用棉毡围裹。在36#、37#水中墩施工平台也需用棉毡封闭。内设煤炉或碳火盆。保证棚内温度不低于-10℃。2.4.2护筒埋设36#、37#墩钻孔桩护筒在冬期施工之前全部埋设完毕。每个水中桩均设有钢护筒，钢护筒用厚16mm和10mm的钢板卷成，内径较桩径大20cm。护筒焊接成整体，护筒顶端留有高0.4m，宽0.2m的出浆口，底节护筒下端设刃脚。底部穿过砂层深度不小于3.5m。用25t汽车吊上施工平台作业，吊车吊起1600kN振拔桩锤，用桩锤夹具夹住护筒口，在导向架内对中准确后开动桩锤把护筒打入河床。陆地桩护筒埋设为2～4m，受冬季影响不大。2.4.3泥浆处理由于平台距河岸距离较远，水中钻孔桩的泥浆池的位置设在施工平台上，可以采用施钻周围的护筒作为泥浆池，用钢板制作成矩形槽，矩形槽两端的开口与护筒的开口相联接，多余泥浆及沉渣采用泥浆泵抽至砼罐车运至指定弃土场堆放。在冬期施工，对泥浆在低温下容易析水问题应予以重视。经试验发现膨胀土泥浆受冻后容易析水，使用粘土也应掺加CMC(羚基纤维素)和纯碱（Na2CO3）,务必使泥浆在冬期的各项指标能满足规范要求。在冬期施工，为了保证泥浆的拌制、储存、输送、浮渣、循环的正常进行，采取如下的加热保温措施：⑴拌制泥浆用的粘土均使用暖土，在进入冰冻前即将粘土运输到现场，集大堆存放，并用棉帐篷覆盖，以防止冻结，如发生粘土冻结，则需打成碎块。⑵浆拌制池、贮浆池、沉淀池均罩以暖棚，陆地桩池四周外层用装满河砂的草袋围挡，内层填珍珠岩、炉渣或暖土保温。在池与池之间设火炉加温。⑶泥浆循环管路均用防寒毡裹。每台钻机另设一套备用管路，一旦受冻可及时将备用的管路换上。对于钻孔大棚到泥浆溜槽也设置暖棚，防止受冻后更大地影响泥浆的各项技术指标。泥浆配比及性能指标：泥浆配比：膨润土：水：纯碱=200kg：1000kg：4kg。根据现场施工要求适当对比例参数进行调整，必要时，适当加入一定量的纤维素来改善泥浆性能。性能指标：根据地层条件本次试桩泥浆主要控制指标包括以下三项：比重、粘度、砂率。制备泥浆性能指标：比重控制在1.06～1.10之间，粘度17～20S，砂率小于4%。2.4.4钻孔水中墩钻机设立在施工平台上，钻机采用反循环旋转钻机进行钻孔。在严寒的冬季钻孔，首先应考虑钻机的防寒问题，选择电力为动力源。在孔位和钻机周围搭设暖棚，保证孔位处温度符和要求。2.4.5清孔终孔检查后，应迅速清孔，不得停歇过久使泥浆、钻渣沉淀增多，造成清孔工作困难，清孔完毕后在最短时间内灌注混凝土。使用反循环回转钻机钻孔时，可在终孔后停止进尺，利用钻机的反循环系统的泥石泵持续吸渣5min～15min左右，使孔底钻渣清除干净。孔底沉淀土厚度不大于设计规定的量值时，即可终止清孔。在灌注混凝土之前要进行二次孔深检测，如果沉淀层超过设计允许范围30cm，应进行二次清孔。2.4.6钢筋骨架加工制作冬期钻孔桩施工的钢筋骨架加工制作与常温施工大体相同，但应注意：焊接钢筋全部在现场搭建的暖棚内进行，当必须在室外进行时，最低温度不宜低于－20℃，并采取防雪挡风措施，减少焊件温度差，焊接后的接头严禁立刻接触冰雪。2.4.7水下混凝土的施工水下混凝土的冬期施工采取以下措施：根据钻孔桩施工配合比经热工计算(公式1)若骨料不加热，水加热至50℃时，骨料按照0℃计算，搅拌后温度可以达到11.64℃；当骨料温度为0℃时，水加热至70℃时,混凝土搅拌后温度可以达到16.18℃。当砂加热到20℃，水加热至70℃时，混凝土搅拌后温度可以达到22.45℃。见表2。再根据(公式2)验证此三种拌和方式是否可行。见表3因此，在气温0℃以上水可加热到70℃；气温在0℃以下时，则对骨料进行加热。拌和站采用型钢架设支架，用棉制盖布将拌和站围裹起来，必要时内设火炉，使混凝土的拌和始终在不低于10℃的条件下进行。运输罐车棉毡围护覆盖以减少与环境的热交换，到达现场后对混凝土进行温度抽检，入模温度不得小于5℃。在气温0℃及以下时，待灌注的孔口搭设移动式防风大棚并视混凝土温度情况考虑炉火加温。2.4.7.1混凝土热工计算a混凝土拌和物的拌和后温度可按下式（公式1）进行计算式中：—混凝土合成后的温度，℃；、、—水泥、砂、石的干燥质量，kg；—拌和加水的质量（不包括骨料的含水）；、、、—水泥、砂、石、水装入搅拌机时的温度，℃；、—砂石的含水率；—水泥及骨料的比热，kJ/kg·K，可采用0.92、—水泥的比热及溶解热，℃，当骨料温度＞0℃时，=4.19、=0；当骨料温度≤0℃时，=2.09、=335；代入三组试验数据：表2砼搅拌后温度对比表0℃0℃0℃50℃11．64℃0℃0℃0℃70℃16．18℃0℃20℃0℃70℃22.4℃b.混凝土拌和物的出机温度Tb需满足下式要求(公式2)式中：—混凝土拌和物在搅拌过程中的热量损失，由下式求得：—混凝土运输至成型的温度损失℃；—混凝土开始养护时所需温度，此处取10℃；—搅拌棚内温度，℃；—混凝土运输至成型的时间，h；—混凝土倒运次数；—混凝土自搅拌机中倾出时的温度，℃；—室外气温，℃；—每小时温度损失系数，此处取=0.10。Tm+Ts+Tcc11.64℃0.26℃2.7℃10℃12.96℃不满足16．18℃0．99℃3．75℃10℃14．74℃满足22．4℃1.98℃4.35℃10℃16.33满足验证表2所列混凝土拌和后温度是否可行见表3。表3砼搅拌后温度对比表—搅拌棚内温度，取10℃；—混凝土运输至成型的时间，h取2小时；—混凝土倒运次数，n取1次；—室外气温，℃；根据拌和当日温度取值。也可按表4计算。表4混凝土搅拌运转及浇筑时的热量损失搅拌温度与环境温温度差（℃）搅拌时的热损失（℃）一次运转的热损失失（℃）浇筑时的热损失（℃）153.00.552.0203.50.652.5254.00.753.0304.50.903.5355.01.004.0406.01.254.5457.01.505.0508.01.755.5559.02.006.06010.52.256.565--2.507.070--2.757.575--3.008.0注：1、温度差不等于表表列数值时，可可用插入法求求得相应的热热损失温度。2、运转一次系指混混凝土由搅拌拌机倒入汽车车，或由汽车车倒入溜槽，或或由溜槽倒入入小车。2.4.7.2拌和用水加热在南北两岸搅拌站处分别设2t燃油锅炉各两个，8t储水池各一个，对水进行加热。燃油锅炉由燃油机和锅炉内水仓组成，燃油机对水仓内水进行加热，水仓与水池内水在水泵的作用下进行循环，从而对水池内蓄水进行加热。2t燃油锅炉可在3h内迅速将8t水加热到70℃。燃油锅炉与循环系统安排专人管理，负责日常的检测、维修。开盘前4h将燃油由油库运输至锅炉旁，并由专业人员进行预加热，调试完毕后即进行水加热。采用保温盖布将蓄水池覆盖，以减少水加热过程中热量散失。2.4.7.3骨料的保温加热当室外温度高于0℃时，骨料只需要覆盖保温，采用大块棉制盖布将骨料全面覆盖，以防止骨料温度散失。料场的覆盖物可根据当日粗细骨料的用量进行后移，对于局部结块的砂子应进行破碎。当室外温度低于0℃时，则需对细骨料进行加热，粗骨料继续采用覆盖保温。在细骨料堆放场地旁边硬化一块6m×10m的场地，并用砖砌一座3.5m高的简易砖房，用于对细骨料进行加热。加热方式采用蒸汽法。在硬化地面采用一寸半钢管布设蒸汽管道，管道上每间距10cm打2个孔，以便向外排放蒸汽。另外在墙壁上也同样布设管道并打孔。并使加热房内管道与2t锅炉形成循环。管道布置如图2：图2加热房内蒸汽管道布置图细骨料的进出加热房均采用传送带运输。并安排专人管理，确保两传送带的正常工作。开盘前先由试验人员测试碎石、砂子、水的温度以及砂子的含水率，并出具施工配合比。2.4.7.4改变混凝土的拌制方式当拌和水和砂的混合物的温度太高时，与水泥直接接触会产生假凝现象，为防止此现象的发生，施工中在拌制混凝土时采用二次搅拌，即先将加热的拌和水、砂和石料投入搅拌机内进行混合搅拌以提高砂石温度并降低水温，然后再投人水泥进行搅拌。另外，在拌制混凝土过程中考虑热平衡过程，适当地将拌制时间延长为常温拌制时间的1.5倍，从而确保混凝土的出机温度。然而，根据现场施工情况，混凝土的出机温度也不宜太高(20℃左右为宜)，因温度愈高、温差愈大、湿度愈小，混凝土的坍落度损失愈大，混凝土运输至前方作业区后不易倒出，给前方混凝土的灌注施工带来困难。2.4.8操作系统的加热计算为了创造良好的冬期施工环境，保证机械的正常运行及钻孔成桩的质量，须在施工现场设置一些保温棚；将机械设备置于保温棚之中；使棚内温度维持在0℃～-10℃之间，以便于生产人员的操作和机械的正常运转，也便于保证灌注混凝土的入孔温度不低于5℃。2.4.8.1保温棚的结构保温大棚可通过工字钢或其它型钢联结成框架结构作为骨架，骨架外面用棉帐蓬围裹而成。2.4.8.2棚内温度的要求与计算根据钻机的油压操作系统，在气温低于-10℃以下时，机械化油路系统灵敏度相应减弱，机械不能正常运行这一主要问题，以及操作人员和其它设备要求温度不可过低情况，设计棚内温度要求在-10℃以上，据此应采用以下的升温措施。保温棚散热量按下式近似计算：式中：—保温大棚散热量，；—保温棚表面积，；—风影响系数；—热阻系数，；—保温棚厚度，；—导温系数，；—保温棚内最低设计温度，℃；—室外最低温度，℃。如建一保温棚尺寸为10m长×10m长×6m高，保温棚的表面积为：=340m2；=3；[其中=0.1549kJ/(mh℃)，=0.016m]；=-30℃；=-10℃。则：=177391机械及人员进出棚的损失热量，按保温大棚散热量的20%计算：保温大棚热量总损失：如果总耗热量由蒸汽供给，则需蒸汽量为：式中：—蒸汽量，；—保温大棚总耗热量，=212869；—每蒸汽散热量，=2680。计算得：=79如果总耗汽量由燃煤炉供给，燃煤消耗按下式计算：式中：—燃煤消耗量，—需要热量；—燃料（煤）发热量，，此处取29308；—火炉效率，此处取0.5经计算得：2.4.9水下混凝土的养护冬期施工的关键是防止混凝土早期受冻，必须十分重视水下混凝土的养护。施工实践证明，水下混凝土一经入孔，即处在地温蓄热养护之中。但是在地层冰冻线以上部分的桩身混凝土，必须采取可靠的早期防冻措施。例如：供热、保温、在混凝土中配入外掺剂，以促进强度增长至不受冻害的限度。施工中经常采取的做法是：⑴混凝土灌注温度应控制在10℃～15℃，这样可以满足技术要求，并能合理地利用能源。⑵适当地延长混凝土的搅拌时间，并采用掺入温水的热拌工艺，提高其灌注时的温度与和易性。⑶混凝土拌和时首先加入水（已加热）、砂、碎石，待搅拌均匀后再加入水泥和外加剂。⑷提前检查水管的保温措施情况，及时进行保温，建好拌合站保温棚，包括加温锅炉的试运行，砂、石料加热平台的试运行（如需要）。在混凝土拌合机及构筑物处搭建保温棚，安装锅炉，保证混凝土搅拌、浇筑、养生时温度要求。⑸做好热工计算，材料加热首先考虑施工用水的加热，如需要可考虑加热砂、石，严禁加热水泥。施工时加强对混凝土施工各阶段的温度测量，掌握混凝土搅拌时的温度、入模温度及养护温度，使各阶段的温度均符合设计和规范要求。⑹严格控制混凝土的配合比和坍落度，搅拌时，投料先投人骨料和水，搅拌后再投人水泥搅拌，搅拌时间延长50%。2.5机具设备的冰上运输河面结冰后形成冰层，冰层漂浮在水面上成为具有弹性的承载结构，其上可以承受很大的荷载，有关冰上交通允许的荷重数据列举于表5。表5冰上交通的允许荷重表计算厚度（cm）允许荷重5单人通过10列队通过15马拉货车或人推轻轻便铁道的小小斗车通行2030kN卡车单独独通行25YT3式拖拉机一一台与另一台台间的间距不不小于20mm者可行，轻轻便铁道内燃燃机可通行。40250kN以下履履带载重拖拉拉机，一台与与另一台间间间距不小于440m者可通通行冰层厚度计算公式：H=[h1+0.5(h2+h3)]K1K2式中：H—冰层计算厚度，cm；h1—透明层厚度，cm；h2—浊层厚度，cm；h3—初冻层厚，cm；K1—结晶系数，贝壳状为1.0，针状为2/3；K2—温度系数，0℃以下为1.0，0℃以上为0.8。我国的北纬45°以北地区，严寒季节河面的最大冰冻厚度达成1.1m以上，其承载能力较大，冰层不用加固也可以在其上自由运输钻机、龙门吊架及其它设备。松花江大桥所处北纬45°38′17″～45°52′15″之间，是属北寒带气候条件，但本桥所跨哈尔滨松花江地段经常会出现清沟不冻河面或冻层很薄。在这时的冰面上作业，就要十分谨慎，采取一些必要的加固或扩大荷载面积的措施。主要加固措施是保证结冰厚度，增加冰层计算厚度H值。2.5.1在降雪之后立即清雪，使冰面覆盖冰层更厚一些。2.5.2在冰面上浇水增加结冰厚度。2.6桩的质量控制冬期钻孔成桩的质量控制，除了设置有效可靠的加热保温设备，严格实施管理外，还应特别注意下列事项：2.6.1监控泥浆温度除保证泥浆的各项技术指标(主要是相对密度、粘度、含砂率等)外，为了防止泥浆受冻，应每隔3～4h对粘土、搅拌池、沉淀池、泥浆槽、护筒内泥浆及作业棚、泥浆棚的温度测定一次，发现温度异常及时采取加热措施。2.6.2监控混凝土(包括原材料)温度、坍落度及桩身温度变化⑴拌和水、砂、石的加热温度，混凝土的出罐温度及灌注温度等，均要随时测定。⑵集料的含水量，要随时测定。⑶对混凝土坍落度要经常测定，有疑问时可随时测定。2.7冬期施工的安全措施⑴广泛进行冬期安全生产教育，增强全员冬期安全生产意识和自我防护意识，使每个职工都明确各自的安全责任，认真贯彻执行“安全生产、预防为主”的方针。⑵注意取暖设施的安全，对锅炉、煤炉、碳火盆等取暖设备要有专人负责操作，安装和使用要按相关规程操作。⑶煤碳等燃烧后废料统一处理，严防火灾等事故发生。⑷定期和不定期检查取暖器材的性能，并根据生产及进度需要，经常更换和补充所需器材，确保能正常使用。⑸在冰上作业前应测量冰层厚度，在允许荷载范围内才可以实施冰上作业。在结冰期和解冻期要有专人密切注意结冰情况，保证施工机械和人员的安全。⑹冬期江上风雪较大，起重操作严格按规程施工，当风力大于4级时，应停止吊车作业。⑺冬期施工冰雪较多，尽量避免高空作业。当必须进行高空作业时，施工人员必须配戴安全带、防滑鞋等相关防护用品。⑻在松花江南北两岸架立并维护一切必要而合适的标志牌，以便为施工人员和公众提供安全和方便。标志牌包括警告与危险标志、安全与控制标志、指路标志。特别对江上所存风险要标识明确。⑼冬季气候干燥，在有风的季节里，施工现场悬挂防火旗，落实防火安全措施。⑽项目部定期和不定期召开冬期安全工作会，对安全生产趋势进行分析，并形成报告。3.异形双壁钢围堰施工技术3.1设计原则围堰的设计本着受受力条件好、稳稳定性强、方方便施工、节节约材料的原原则进行设计计。根据水中中主墩承台的的尺寸和形状状，经过多个个方案的比较较，最后设计计成内径166.8m、外外径19.22m的双圆形形结构。即充充分发挥了圆圆形结构受力力条件好的特特点，又最大大限度的节省省了材料。3.2结构形式双圆形双壁钢围堰堰结构设计如如图3、图4，共分为4个部分，即即刃脚段、双双壁加强段、单单壁段、内部部横向支撑梁梁。3.2.1细部部结构刃脚部分面板采用用8mm钢板，角角度为30度；双壁加加强段内外面面板及隔板均均采用5mmm钢板，内部部为空间桁架架结构，水平平主桁加强圈圈采用∠100×1100×100和∠75×755×8角钢，缀条条用∠63×633×5角钢，竖向向间距按不同同的高度荷载载计算求得；；竖向加劲肋肋采用∠50×500×5和∠63×633×5角钢，周向向间距按不同同的高度荷载载计算求得；；围堰中支撑撑桁架用∠100×1100×100和∠75×755×8角钢相扣成成方管，空间间用∠75×755×6做缀条组成成桁架，竖向向间距与加强强圈相同。3.2.2整体体结构总高21m，第11节刃脚2m高，第2节2.5m高，其其余每节1..5m高，共13节，双壁加加强段10mm，单壁段9mm。在双壁围围堰12m处设置置盖板，控制制围堰下沉及及上浮，盖板板由5mm钢板和和3mm钢板卷卷制抽水圆筒筒组成。图3异形双壁钢围堰平平面布置图图4异形钢围堰结构图图3.3双壁钢围围堰加工技术术围堰分块根据设计计图纸在工厂厂中加工，按按互换件和对对号入座的办办法制成块件件，经加工厂厂质检人员进进行检查合格格后，吊至运运输车，且对对其进行加固固处理，避免免在运输过程程中导致块节节变形；运至至工地后，经经施工现场质质量检查员进进行检查合格格后方才进行行卸车进行吊吊装拼装。具具体工艺流程程：材料选择、校正钢板坡口焊焊接焊缝渗油检检验型钢定型骨架焊接检检验半成品组装装焊接出厂检查3.3.1材料料选择钢板选用优质Q2235钢，角钢采采用A3钢。3.3.2焊缝缝要求壁板与加强圈之间间和壁板与加加固角钢之间间采用双面间间断焊，焊缝缝最大间隔60mm。外壁板焊焊缝总长不小小于缝隙总长长的三分之一一，内壁板焊焊缝总长不小小于缝隙总长长的二分之一一。加强圈和和支撑桁架的的主要受力杆杆件接长焊缝缝要对齐饱满满。缀板与主主桁架间采用用双面焊。所所有缀条两端端采用两侧角角焊缝，焊脚脚尺寸不得小小于焊件厚度度。壁板间采采用坡口焊接接方式，焊缝缝要进行渗油油检验，合格格后方可进行行半成品组装装。焊接杆件件均需进行结结构校正，圆圆形部位半径径须满足设计计要求、要圆圆顺。3.3.3施工工要求3.3.3.1施工精度钢围堰块段间施工工容许偏差为为-3mm～+1mm，面板板间错台不得得大于2mmm，整体结构构偏差为0mmm～+50mm。3.3.3.2加工要求焊接施工之前，要要对构件的施施焊部位进行行除锈、清除除油污。钢围堰块段在加工工、运输过程程中，采用加加固措施，防防止发生碰撞撞，引起构件件产生过大的的变形，影响响钢围堰的现现场拼接安装装。半成品出厂前同层层各块段进行行试拼接试验验，经质检人人员检查满足足施工要求后后方可允许出出厂。3.4.异形双壁壁钢围堰拼接接技术3.4.1钢围围堰现场定位位根据施工工期安排排，松花江大大桥钢围堰首首节施工时间间选在冬季，充充分利用了自自然环境。钢钢围堰定位是是采用全站仪仪在冰面上直直接定出双圆圆中心，再由由中心进行施施工放样。在在定位方面采采用导向桩具具体措施进行行保证，围堰堰上游侧设6根导向桩、下下游设2根导向桩，导导向桩均采用用全站仪直接接定位。具体体布置如图5所示。图5钢围堰隔仓及及导向桩布置置图3.4.2施工工顺序钢围堰拼接顺序是是自下而上、自自外而里的顺顺序，即是先先刃脚后依次次各分层钢围围堰，同层钢钢围堰是先围围堰壁对位、后后中间支撑梁梁施工。3.4.3现场场拼接钢围堰各组件经现现场质检员验验收合格后投投入拼接工序序，根据分块块段编号、分分块段长度将将具体位置放放样在钢围堰堰大样内，特特别是首次刃刃脚拼接。3.4.3.1刃脚拼接具体做法是：首先先在钢围堰大大样位置按一一定间距布设设枕木垫圈，在在垫圈上进行行钢围堰刃脚脚拼接；其次次是拼接完毕毕后进行焊缝缝外观、长度度、漏水检查查，保证每道道焊缝要饱满满、满足设计计要求，漏水水检查采用渗渗油检验方式式进行，确保保每道加工缝缝不漏水；再再次是在施工工平台上根据据分力均匀原原则将围堰刃刃脚部分整体体吊起，进行行下一道工序序施工。3.4.3.2各层钢围堰堰拼接在刃脚下沉完毕后后，采用链条条固定在施工工平台上，接接下来施工下下一层钢围堰堰，具体做法法是：首先围围堰顶面进行行下一层各块块段拼接放样样，采用吊车车从平台吊装装各块段钢围围堰壁，焊接接完后进行焊焊缝相应的检检查，合格后后进行下沉施施工。3.4.4施工工要求各节、块之间先利利用倒链或吊吊车将其吊装装到位，对其其进行点焊固固定，经现场场质量检查人人员检查合格格后，再进行行下一道焊接接工序。焊缝施工尽量避免免立焊或仰焊焊，冬季施工工时现场搭设设施工大棚，保保证焊接质量量。钢围堰壁在与下层层连接时，要要求上下壁面面错位在规定定要求2mmm以内，若不不满足要求的的，要求进行行纠正再进行行点焊，经现现场质量检查查人员检查合合格后，再进进行下一道焊焊接工序。焊接要求：围堰内内外壁进行满满缝施焊，确确保无焊伤、无无漏焊、无砂砂眼。钢板与与角钢水平杆杆的焊缝长度度，大于1000mm，间间距不大于880mm。角角钢骨架的焊焊接进行满焊焊，在骨架块块的外壁板上上，焊接吊环环，组装成型型后对围堰尺尺寸、高度、倾倾斜角以及焊焊接质量进行行检查验收，并并作漏水试验验确保不漏水水。3.5.双壁钢围围堰下沉3.5.1施工工过程3.5.1.1施工前期钢围堰在上层拼装装焊接完成后后，同时松开开下层固定链链条，其本身身可以自浮于于水面。3.5.1.2刃脚下沉刃脚作为钢围堰最最底层，下沉沉前对其进行行测量复核，确确保其轴线偏偏位及结构尺尺寸均满足施施工要求。在在合格后先将将刃脚整体吊吊起，抽出垫垫圈，采用人人工凿冰的方方式在围堰放放样位置进行行凿冰施工，清清除冰块后，同同时水平下放放刃脚直至靠靠自重浮出水水面，调平后后加链条进行行固定。接着着施工下一层层钢围堰。3.5.1.3注水下沉时对称往隔仓仓内注水，注注水顺序为先先中间隔仓后后两边隔仓，如图6所示。先往仓2、5内注水，采采用同样型号号潜水泵抽一一样时间，后后依次为仓1、4，仓3、6；每次往仓仓内注水量不不超过10mm3，即两台300m3/h的潜水泵同同时注水不得得超过5min。图6隔仓注水管图3.5.1.4下沉围堰检检查下沉过程中，同时时检查围堰内内外壁是否有有漏水现象，如如发现有漏水水点，立即停停止下沉，相相反从隔仓内内抽水，步骤骤与注水一样样，至漏水点点出水面后，进进行补焊合格格后重新下水水。3.5.1.5河床测量下沉前，测量河床床底标高，了了解钢围堰着着床情况，以以便采取相应应的调平措施施。3.5.1.6水平测量每层下沉到位后，统统一对围堰顶顶高度进行测测量，确保水水平倾斜度不不超过5度，在达到到要求后，安安装吊耳，将将围堰固定在在施工平台上上，从而进行行下一层的钢钢围堰的拼接接。3.5.1.7着床后施工工钢围堰着床后，对对称往隔仓内内注水可能会会引起围堰不不均匀下沉，需需采用清除围围堰内外侧河河底淤泥及砂砂石，进行均均匀平稳下沉沉，直至钢围围堰下沉到位位。清淤泥及及砂石采用砂砂石泵、自制制吸泥机、污污水泵等设备备配合作业。3.5.1.8下沉到位后后施工钢围堰下沉到位，在施工平台的军用梁上固定16个10t倒链，将钢围堰固定。同时采用重锤测量法对围堰内外侧河床底标高进行测量，绘制详细的河床底地形图，以利于围堰内封底的施工方案实施。3.5.2施工工要求在钢围堰下沉过程程中，要求钢钢围堰整体平平稳下沉，具具体要求有：：首先，需要对其顶顶面、顺横桥桥向的轴线及及垂直度进行行跟踪观测；；组织有关人人员要做好观观测记录。其次，要对河床底底标高进行详详细测量，时时刻了解钢围围堰着床情况况。再次，钢围堰在下下沉时，要求求对称下沉，钢钢围堰在制作作时将壁仓分分隔成6个空气仓，且且在仓顶板部部位设一个注注水口。在下下沉过程中，围围堰水平倾斜斜不得大于5度。围堰下沉到位后，检检查围堰刃脚脚部位是否存存在不着床及及着床深度不不够的情况，对对于不着床及及着床深度不不够的部位紧紧贴围堰外侧侧壁填成捆的的砂袋，以保保证刃脚达到到封底施工的的要求。3.6.异形双双壁钢围堰纠纠编3.6.1纠偏偏方法3.6.1.1隔仓注水纠纠偏围堰刃脚未着床前前，采用隔仓仓注水纠偏方方式。钢围堰堰分为6个隔仓，同同时对两个隔隔仓进行注水水。围堰下到到次层施工所所需高度时，进进行围堰微调调，改用单个个隔仓进行注注水，控制注注水时间，单单个隔仓不得得超过2min，直至围堰堰处于同一高高度，进行固固定。3.6.1.2吸泥纠偏围堰下沉着河床，暂暂不单一采用用注水法下沉沉钢围堰，详详细测量河床床底标高，先先采用隔仓注注水时间控制制方法在每个个隔仓注同样样重量的水；；在同步注水水后，着床点点不下沉时，采采用吸泥法下下沉。吸泥采采用空压机配配合吸泥机施施工，或采用用KQJ型潜水绞吸吸式挖泥机吸吸泥。吸泥时时控制吸泥头头下放深度，保保证围堰着床床点均匀缓慢慢下沉。反复复调整，直至至围堰下沉到到位。3.6.2施工工设备潜水绞吸式挖泥机机是由潜水动动力头与潜水水砂石泵组合合，利用回转转钻头的旋切切作用，将泥泥砂剥离，同同时由泵将其其排出而进行行挖掘的机械械。空压吸泥机是由空空压机、吸泥泥管及风包组组成，利用压压缩空气在风风包中形成的的负压，带动动河底泥砂从从吸泥管中流流出，从而达达到吸泥的效效果。4.大体积混凝土冬季季施工技术4.1大体积混凝凝土冬季施工工说明大体积混凝土是指指现场浇注的的最小边尺寸寸为1～3m且必须采取取措施以避免免水化热引起起的温差超过过25℃的混凝土。冬季施工是指根据据当地多年气气温资料，室室外日平均气气温连续5d稳定低于5℃时混凝土、钢钢筋混凝土、预预应力钢筋混混凝土及砌体体工程施工。从从常年的气温温状况确定本本地区从每年年11月至次年3月为冬季施施工期松花江大桥的承台台主要包括34#、35#、36#、37#、38#、39#承台，其中36#、37#为主桥水中中墩承台，34#、35#、38#、39#为主桥陆地地承台。34#～39#承台均为大大体积混凝土土施工，其结结构形式：35#～38#均为29500cm(长)×12600cm(宽)×400ccm(高)八边形承台台，34#为955cmm(长)×840ccm(宽)×300ccm(高)矩形承台，39#为900cmm(长)×840ccm(宽)×400ccm(高)矩形承台。冬季松花江冰层标标高为1111.3m，为全年最最低水位。根根据现有条件件，冬季施工工的承台确定定有38#、35#及34#承台，首先先进行38#承台工艺试试验施工，在在此基础后，再再进行35#、34#承台的相关关施工。4.2总体施工方方案由于施工现场、水水位等多种原原因影响，松松花江大桥主主桥中的38#墩承台的施施工过程直接接影响水中墩墩37#的下一步施施工过程，而而水中墩37#的各道工序序均是全桥施施工计划的关关键，控制着着全桥的总体体工期；相比比较而言，35#墩承台施工工与36#水中墩施工工的相互干扰扰要小一点。故故先进行38#墩的承台施施工，后进行行35#、34#的墩身施工工。同时，38#承台的基坑坑比35#、34#均要深，在在同样的施工工条件下，38#墩的承台施施工难度要大大，将38#墩承台施工工安排在水位位最低期间，可可以降低相对对应的施工难难度。经过多方论证，拟拟定主桥陆地地墩承台的冬冬季施工方案案。其最大优优点在于可以以为全桥总体体工期的实现现提供有力的的保证，其次次在施工期间间，松花江水水位变化很小小，可以减少少因水位变化化而付出的投投资，同时可可以利用冰层层，更方便施施工。其难点点之处有冬季季混凝土的施施工、混凝土土浇注后的养养护工作、钢钢筋的冬季施施工。相比较较而言，主桥桥陆地墩承台台采用冬季施施工是十分必必要的，是保保证全桥总体体工期和施工工质量的可靠靠途径。测量放样井点降水承台开挖破除桩头测量放样井点降水承台开挖破除桩头模板支立模板检查钢筋绑扎钢筋检查灌注砼降温处理、蒸汽养护拆模钢筋加工砼搅拌运输图7主桥陆地墩承台冬冬季施工工艺艺流程图4.3.关键施工工技术4.3.1冬季井井点降水桥墩承台井点降水水方案，根据据承台所处地地层的渗透系系数（细砂层层取K=5）、要求降降低水位的深深度（38#桥墩要求最最小降低水位位为3.988m）及本工工程要求施工工周期短的特特点，采用轻轻型环形井点点群降水方案案。降水井管管采用d=300mmm钢筋笼外外套钢丝网及及井底布，要要求降水后基基坑的安全深深度为1m。4.3.1.1方方案设计桥位的地面最高标标高为1166.6m，最最低基坑底标标高为1077.3m，基基坑平面尺寸寸为24.66m×41.5mm。细砂层的的渗透系数取取15m/d，a.确定井点管的埋设设深度Ha（见图8）图8轻型井点布置示意意图井点管的滤管在透透水层内，埋埋深Ha可按以下公公式计算：Ha=h1+h2+Δh+l+r/m可计算出Ha=99.7mb.基坑总涌水量Q基坑降水示意图如如图9所示。图9无压不完整井降水水图可知井管所处为无无压水层，基基坑总涌水量量Q可根据无压压非完全井群群计算公式进进行计算，公公式如下：Q=1.366K((2H0-S)S/(lgR0-lgr)可计算出Q=99928m3/dc.单根井点出水量qq由于地层为细砂层层，单根井点点出水量q可按50m3/h进行计算可计算单根井点出出水量q=1200mm3/d。d.确定井点管的数量量nn=1.1Q/qq可求得n数量为为10根，为了增增加施工安全全性，施工时时布置n=11根井孔，具具体平面布置置图如图10所示。图10井点降水管管平面布置图图此所设的井水管最最大的抽水能能力，Q0=11╳1200=132000m3/d安全系数，k=QQ0/Q=132000/99228=1..33，故可判定定方案可行。4.3.1.2井井点降水方案案的具体施工工井点设备主要包括括井点管和抽抽水设备。采用潜水泵作为抽抽水设备时，可可不考虑泵的的抽吸能力的的影响，直接接将水泵下至至滤水管中，集集水总管采用用内500mmm的胶管。4.3.1.3通通病及预防措措施⑴现象，抽出的地下下水始终不清清，水中含砂砂量较多，基基坑附近地表表沉降较大。⑵原因，井点滤网破破损，井点滤滤网孔径和砂砂滤料粒较大大。失去过滤滤作用。土层层中的大量泥泥砂随地下水水被抽出，滤滤层厚度不足足。⑶预防措施：下井点点管必须严格格检查滤网，发发现破损或包包扎不严密应应及时修补，井井点滤网和砂砂滤料应根据据土质条件选选用。当始终终抽出浑浊的的井点，必须须停止使用。4.3.1.4质质量要求⑴基坑周围井点应对对称、同时抽抽水，使水位位差控制在要要求限度内。⑵井管安放应力求垂垂直并位于井井孔中间，井井管顶部应比比自然地面高高O.5m。⑶井管与土壁之间填填充的滤料应应一次完成，从从井底填到井井口下1.Om左右，上部部采用不含砂砂石的粘土封封口。⑷每台水泵应配置一一个控制开关关，主电源线线路要沿深井井排水管路设设置。⑸井孔直径必须大于滤滤管外径300cm以上，确确保滤管外围围的过滤层厚厚度。⑹滤管在井孔中位置置偏移不得大大于滤管壁厚厚。4.3.2钢筋的的焊接、冷拉拉的技术要求求⑴焊接钢筋全部在暖暖棚中进行，当当必须在室外外进行时，采采取防雪挡风风措施，保证证温度不低于于－20℃，减少焊件件温度差，焊焊接后的接头头严禁立刻接接触冰雪。⑵当采取可靠的安全全措施时冷拉拉钢筋的温度度时可不低于于－20℃；冷拉控制制应力易较常常温时酌予提提高，提高值值应经试验确确定，但不得得超过30MP。⑶钢筋的冷拉设备以以及仪表工作作油液，应根根据实际使用用时的环境温温度使用，并并应在使用时时的环境温度度条件下进行行校验。4.3.3混凝土土冬季施工技技术承台混凝土采用分分层浇注、一一次浇注的方方式进行施工工。模板及钢筋施工完完毕后，在模模板上口搭设设浇注平台，主主要为人员操操作平台，在在平台上按照照最佳配合确确定浇注点，根根据平台总面面积为332m2，搅拌站的的搅拌能力为为60～80m3，为了保证证在1.5h的初凝时间间内完成一层层混凝土的任任务，确定分分层厚度为330cm，浇浇注点在顺桥桥向12.66m的方向上上布置6个固定点，在在横桥向299.5m的方方向上布置15个固定点，共共82个浇注点。浇浇注方向为每每次均为顺桥桥向浇注，沿沿横桥向推进进，呈之字形形推进。在混凝土运至现场场后，测量相相关试验数据据，特别是混混凝土的温度度数据，不符符合规范要求求的混凝土不不准入模。混凝土浇注输送采采用汽车泵进进行施工，其其调升空间范范围达30mm，根据承台台的结构尺寸寸，其能满足足在浇注过程程中不需重新新挪位，且能能进行快速定定位浇注。混凝土振捣，严格格按照操作规规范进行施工工，控制好振振捣时间，不不准漏振和过过振，以保证证浇注质量。4.3.3.1冬冬期混凝土施施工注意事项项⑴配制混凝土时，宜宜优先选用硅硅酸盐水泥、普普通硅酸盐水水泥，水泥的的强度等级不不宜低于42.5，水灰比不不宜大于0.5。⑵浇筑混凝土宜掺用用引气剂、引引气型减水剂剂等外加剂，以以提高混凝土土的抗冻性。⑶拌制混凝土的各项项材料的温度度，应满足混混凝土拌和物物搅拌合成后后所需要的温温度。当材料料原有温度不不能满足需要要时，再考虑虑对集料加热热。水泥只保保温，不得加加热。各项材材料需要加热热的温度应根根据《桥规》附附录J冬季施工热热工计算公式式计算确定，但但不得超过表表6中的规定。表6拌和水及骨料最高高温度（℃）项目目拌和水骨料强度等级小于522.5的普通硅酸酸盐水泥、矿矿渣硅酸盐水水泥8060强度等级等于及大大于52.5的普通硅酸酸盐水泥、矿矿渣硅酸盐水水泥6040注：当骨料不加热热时，水可加加热到100℃，但水泥不不应与80℃以上的水直直接接触。投投料顺序为先先投骨料和已已加热的水，然然后再投入水水泥。⑷搅拌混凝土时，骨骨料不得带有有冰雪和冻结结团块。严格格控制混凝土土的配合比和和坍落度；投投料前，应先先用热水或蒸蒸汽冲洗搅拌拌机，投料顺顺序为骨料、水水、搅拌，再再加水泥搅拌拌，时间应较较常温时延长长50%。混凝土拌拌和物的出机机温度不宜低低于10℃，入模温度度不得低于55℃。⑸混凝土的运输时间间应尽可能缩缩短，运输混混凝土的容器器应有保温措措施。⑹混凝土在浇筑前应应清除模板、钢钢筋上的冰雪雪和污垢，成成型开始养护护时的温度，蒸蒸汽法养护时时不得低于55℃。4.3.4混凝土土降温、测温温施工技术砼浇筑后产生的水水化热温度，最高峰值一一般出现在浇浇筑后的第三三天，对砼浇筑后后三天的内部部最高温度与与混凝土表面面温差控制在在25摄氏度以内，以免因温差差和砼收缩产产生裂缝。为为避免砼因温温差而产生的的质量问题，采采取在混凝土土内部布置降降温水管及在在混凝土表面面进行蒸汽大大棚养护措施施来保证混凝凝土内部与混混凝土表面的的温差不大于于25摄