钢套箱设计与施工方案

青岛海湾大桥第十合同段青岛海湾大桥第十合同段页脚页脚内容 PAGE11一、工程概况工程简介7100005000013900033200013900050000-0.5-0.5ф2500mmф2500mm-17～-39ф2500mmф2500mm-100.078910117100005000013900033200013900050000-0.5-0.5ф2500mmф2500mm-17～-39ф2500mmф2500mm-100.0789101112桥桥型布置示意图主墩基础结构简介东海大桥VII标西侧主墩桩基有24根，桩径为φ2500mm。西主墩承台砼方量约 4760m3。一座主墩承台分左右幅、横系梁三部分浇注。方案比选

西主墩立面示意图西主墩平面示意图方方案 方案一 方案 二比较项目结构形式 无底 双壁钢套箱 有底 双壁钢套箱 材料用 量285×2＝570t297.5×2＝595t⑴需采用 抛石进行基底 处理。封底 砼方 量较小， 仅为封底施工 ⑵封底 砼方 量为 1649.5m3。659.8m3。 左右幅分 开施工， 择根据本工程施工特点、自然条件以及工期要求，主墩承台施工必须设置套箱以形成干施工环境，为此，我部对主墩承台施工方案组织了多次讨论，并初步形成了两种方案的总体思路，两种方案叙述如下。方案一：无底钢套箱方案 无底钢套箱由侧板和内支撑组成。钢套箱侧板在加工厂分块加工，然后由平板车通过栈桥运输 至现场，采用履带式吊机或浮吊在钢护筒上设置的临时平台上组拼，然后由悬吊下沉系统下放钢 套箱。钢套箱下放到位后，与护筒 固定， 抛片石、 碎石等进行基底 处理， 待基底 稳定后 浇注封底砼， 最后 进行左右幅承台施工。 方案 二： 有底钢套箱方案 有底钢套箱由侧板、底板和内支撑组成。钢套箱侧板在加工厂分块加工，然后由平板车通过栈桥运输至现场，采用履带式吊机或浮吊在钢护筒上设置的临时平台上组拼底板和侧板，然后由悬吊下沉系统下放钢套箱至倒挂牛腿上固定。浇注封底砼，最后分两次施工承台。无底钢套箱和有底钢套箱方案综合比较见下表。施工方案 综合 比较时一次干浇。拼装悬吊系统

设临时悬吊系统下放拼装成型的套箱，套箱自重由浮力和悬吊系统承担。

设临时悬吊系统下放拼装成型的套箱，套箱自重和封底砼重量由倒挂牛腿承担。工期 84天 88天钢套箱不承受波浪浮托 力作用，整体抗波流能力强。

钢套箱分块加工、分块组拼下沉，材料投入较少，不需大型设备的投入。钢套箱分块加工、分块 优 组拼下沉，材料投入较少，不 优 点 需大型设备的投入。缺 3.承台砼可一次浇注完毕。点 4.双壁钢套箱内与外界隔 比 离，对控制承台砼内外温差有 较 利。

承台分次浇注方量较小；双壁钢套箱内与外界隔离，对控制承台砼内外温差有利。钢 套 箱 拆 除 需 进 行 水 下 切割。缺基底表层为淤泥，须作抛填 点处理，且易产生沉降。

钢套箱承受波浪浮托力作 用，整体抗波流能力较差。钢套箱底 板拆除比较 困难，需 进行水下作业。承台砼一次浇注方量较大。 3.承台砼须分 2次浇注。经上述工期、成本、优缺点及套箱构造等方面比选较，西主墩承台拟采用无底双壁钢套箱进行设计与施工。二、 钢套箱设计 设计条件 地质条件 根据颗珠山大桥补充地质详勘报告，河床表层为淤泥。 水文条件 ⑴设计高水位： 2.15m⑵流速： V=1.2m/s⑶波浪 二十年一遇波浪要素表 位置 波向 水位 H5%TT（平均） L颗珠山 NE2.152.37.46.449.1设计参数 ⑴海床面标高：左幅最低海床标高约 -3.5，右幅平均海床标高约 -4.5。⑵冲刷深度：根据地质水文资料，参考东海大桥 IV标的施工经验，本桥位局部冲刷按 1m虑。 ⑶钢套箱参数 序号 项目 钢套箱设计参数 标高（ ）1钢套箱顶标高 +5.5m2钢套箱底标高 -4.5m(-5.5m)3内支撑标高+5.3m4承台顶标高+4.5m5承台底标高-0.5m6封底砼底标高-3.0m72.2结构计算设计抽水位+2.15m详见附件——计算书。钢套箱结构简介双壁钢套箱平面矩形，圆形倒角，内壁平面尺寸为 17.4m，外平面尺寸为 套箱左幅高 11m，右幅高 10m。壁厚 1.0m，刃脚高为 0.8m。钢套箱竖向分 2节，顶节高度为 5m，底节高度为 5m或 6m；平面每节划分为 10块，块间设有钢箱或竖向加劲桁片。套箱结构组成钢套箱由壁板、竖向背肋、水平环向桁架、钢箱以及内支撑组成。套箱侧板钢套箱壁板：经计算拟定面板采用 6mm钢板。面板加劲肋：拟采用角钢∠75×75×6，竖向布置间距为 20cm~30cm不等。水平环向桁片水平环向桁片是钢套箱主要承重部位，主要承受壁板传递的荷载，通过内支撑传递给钢套箱达到受力平衡，水平桁片沿竖向布置间距为 1m。水平桁片由弦杆和斜杆组成，弦杆为10×钢板，斜杆为290566。钢箱内支撑处均设有钢箱，共有 12个。钢箱断面尺寸为 1.0m×1.0m，高度方向每 50cm设置一道“回形板，箱内采用钢板加劲。内支撑设置一道内支撑，内支撑采用2[40a，在钢套箱顶部对应于钢箱设置。三、钢套箱施工 概述⑴钢套箱由钢板和型钢焊接而成，套箱壁、分隔舱和钢箱均为水密结构。双壁钢套箱的主要作用和用途是为承台施工创造一个良好的干施工作业环境，因此，双壁钢套箱施工是主墩基础施工的关键工序之一。⑵钢套箱施工采用现场分片制作，试拼合格后通过栈桥运输至墩位现场，用墩位处的50t履带吊或浮吊进行吊装组拼，采用钢护筒上的吊装系统下沉钢套箱，水下刚性导管法进行封底砼灌注。施工工艺流程施工技术要点钢套箱制作、试拼装 ⑴钢套箱在施工现场分片制作，单片重量一 般控制在 15t以内， 根据钢套箱结构 设计， 每节套箱 按照10片进行 加工。 ⑵钢套箱分片制作采用流水作业组 织生产， 每片钢套箱均在 特制的 平台和 模具上组装焊接成 型。 ⑶每节钢套箱 加工 完成后，均进行 该节钢套箱 整体试拼工作， 以检验钢套箱 加工 误差和 加工 质量。 钢套箱拼装 ⑴底 节钢套箱分片拼装在墩位现场的拼装 平台上进行。拼装 平台 利用主护筒和钢管 桩搭设成。钢套箱拼装 利用墩位处的 50t履带吊或浮吊 实施。 ⑵ 以底 节钢套箱作为拼装 平台拼装 顶节钢套箱。 ⑶顶节钢套箱拼装焊接完成，焊接横桥向三道内支撑，内支撑随钢套箱一起下沉。其余内支撑 待封底抽水后焊接。 ⑷接缝焊接应严格把关，设专职人员现场蹲点，接缝焊接完毕进行渗透检验，以确保焊缝质 量。 钢套箱下沉 ⑴钢套箱采用在钢护筒上设置吊装下沉系统，以 5t卷扬机为动力进行下沉。 ⑵下沉系统设置 ①钢套箱总重量达 285，采取在钢套箱内壁设置 10个下 沉吊点，每个吊点按照 30t的荷载进行 控制设计。各个吊点上均安装 1台 5t卷扬机配 6轮滑车。 ②采用在主护筒上焊接立柱和斜拉杆形成吊装支架。 ⑶ 导向架设置 ①为 了保 证钢套箱下沉 过程中和下沉 到位后，其 平面位置和 倾斜 度满足要求，采取在护筒上设 置 刚性导向，一个钢套箱 共设 置 12个 导向 。② 导向架 由导向 型钢和支 腿组成，支 腿均 由型钢和钢 板焊接 而成。 ③导向架顶 标高为 +9.0，底 标高为 0.0，总 长为 9.0m， 共设置 4个支 腿。④导向架 导轨顶 至钢套箱内 侧的 间隙为 3cm。⑤为 了避免导向支 腿处的护筒 产生局部变形，在护筒内设 型钢支撑，其 位置应 与导向架支 腿置 相对应。 ⑷采用在套箱壁内 加水，以 抵消部分浮力，以其 自重下沉 至设计 标高。⑸套箱 着床稳定后，立 即进行套箱内和套箱 外侧的 砂袋抛填。⑹钢套箱的 纠偏、调位主 要靠钢护筒和 导向进行。 钢套箱封底 ⑴锚筋设置：承台砼一次浇注完毕，方量大，为保证封底砼满足承载要求，在封底范围的护筒四周焊接锚固钢筋。⑵钢套箱封底在钢套箱下沉到位并进行基底处理后进行。采用刚性导管法灌注水下封底砼，封底净面积为316㎡和343.8㎡，共布设18根导管。⑶封底砼最大方量为 688m3左右，砼采用后场 150m3/h的搅拌站集中搅拌供料，配备 3辆搅拌运输车通过栈桥运料至现场，直接用输送泵泵送到料斗内进行封底砼灌注。⑷封底砼方量大，砼配合比拟采用掺加缓凝剂，砼初凝时间为 10小时左右，以保证所有封底砼在砼初凝前浇注完成。四、进度安排和主要机械设备配置 进度安排 ⑴施工周期分析如下： 1平台拆除、清理河床等准备工作 天数 61.2天数 72拼装平台搭设、下沉吊装系统安装、导向 141.217安装等 3第一节钢套箱组拼、焊接 51.57.54第二节钢套箱组拼、焊接 51.57.55钢套箱下沉定位 11.016钢套箱内外砂袋、片石抛填及基底处理 61.067封底砼浇筑 21.028等封底砼强度、破桩头 101.5159钢筋安装、承台砼施工 61.5910砼养生及钢套箱拆除 121.012合计 84有效 气候影 实际 序号 工序名有效 气候影 实际 序号 工序名称 作业 响系数 主要机械设备配置 根据年度施工计划进度和西主墩钢套箱施工计划进度安排，主要机械设备配置如下： 50t履 带吊 1台， 80t浮吊 1台， 拌和 站2座60m/、 90m/h各1座，砼 搅拌车3台，砼 输送泵 2台，潜水设备 2套。五、质量安全保证措施、环境保护和文明施工质量保证措施钢套箱施工是主墩承台施工的前提和保障，我部对钢套箱设计与施工方案进行了反复的讨论、论证，确保施工的可靠性。建立以项目经理为工程质量第一责任人的工程质量管理机构（见下图），和以项目总工程师负责的工程技术、质检、试验、测量四位一体的质量保证体系，严格施工过程中的质量控制。质量管理框图质量管理机构质量管理组织机构采用定期和不定期相结合的工作方式开展质量检查工作。项目部质量管理组织机构每旬组织一次质量检查和评比活动，每分项工程施工完毕召开一次质量分析会；作业班组实行上、下工序交接检查制度。质量保证体系⑴监控测量体系首先由测量组加密施工控制网，在监理工程师的协助下对控制网进行全面复测。现场操作人员熟悉钢套箱施工相关资料，采用一种方法放样，多种方法复核，确保测量结果满足设计要求。施工测量严格按照规范操作，定期检校仪器，保证仪器良好，作好施工观测记录，确保施工测量程序有效进行，保证工程质量。⑵质检体系施工过程中每完成一道工序，现场施工技术人员必须填写相关记录表格，尤其对钢套箱的结构尺寸、加工情况等等必须作好详细的记录，对于加工不符合设计要求的钢套箱一律不允许进场。作业班组实行上下工序交接检查制度，并对关键工序实行跟踪检查，做到预防为主。安全保证措施建立安全生产保证体系“安全生产”是一切施工的前提条件，因此，在整个施工过程中，我们必须始终贯彻落实“安全第一，预防为主”的方针，建立健全的安全生产保证体系。组织保证 制度保证安全委员会 定期检项目部安全领 经常性检项目部安全 重点工序

保证体系经济保证 思想保证安全经济责 安全教育培训 信设立安全奖 安全第一预防为奖罚分明 举办安全知识竞 息安全领导小

人身机械保

保

反施工安 馈成立以项目经理为第一责任人的安全生产保障体系，成立安全生产委员会，设置专门的安全管理部门，配备专门的安全管理人员，各作业队选配责任心强的人员任本作业队的兼职安全员，在经理部的领导下，随时随地在工地进行检查，充分发挥监督管理作用。施工安全措施⑴防风浪措施①与国家海洋局东海海区环境预报中心和上海市气象局取得密切联系，建立东海区海洋气候预报网络，及时预报，做到现场施工信息准确。②根据指挥部建议的避风港位置，及时与相关单位进行联系，并确定避风港位置。遇有恶劣天气，合理安排水上施工设备顺序进入避风港，人员撤离施工区域。③经理部安排人员 24小时轮流值