附属结构设计说明

主墩钢围堰辅助结构设计说明1、设计概况XX长江公路大桥主桥采用78+228+638+228+78=1250m的PK箱组合梁斜拉桥，桥型布置见下图所示。主梁采用PK型分离双箱组合梁型式，组合梁全宽35.2m，不设风嘴，梁高3.5m；南岸索塔为钻石型结构，索塔高216m；索塔两侧各28对斜拉索，斜拉索在主梁上采用锚拉板构造锚固，在索塔上采用钢锚梁构造锚固；辅助墩及过渡墩墩身均采用空心柱式墩；索塔、辅助墩、过渡墩基础均采用钻孔灌注桩。南岸引桥跨径布置为(5×41)+(5×41)+(6×41)+4m，全长660m。图1-1XX长江公路大桥主桥桥型布置图XX长江公路大桥南岸索塔（45#墩）基础采用高桩承台结构形式，承台平面为47m×25m切除四角的矩形，高8m，顶标高+8.0m，承台采用C35混凝土，总方量8914m3。索塔基础采用32根直径3.0m的钻孔灌注桩，桩长26m，桩顶标高0.0m,桩底标高-26.0m。桩基呈梅花型布置，顺桥向桩距5.0m，横桥向桩距7.0m，按嵌岩桩设计，采用C30水下混凝土。图1-2索塔基础结构布置图2、施工环境2.1、地质情况45#墩位处河床为裸露中风化灰岩，单轴饱和抗压强度为56MPa。岩层表面基本无覆盖层，整体性较好，局部夹泥层，目前地质钻探未发现有溶洞。2.2、地形情况根据招标文件提供的地质勘探资料，索塔墩位处为裸露倾斜中风化岩。为了更好的详细了解河床岩面起伏情况，为高低异形刃脚围堰刃脚和支撑点提供准确的数据。我公司已委托专业测绘公司对主墩施工区域进行了河床扫描，河床实测数据情况如图2-1～图2-2所示。图2-1施工区河床面情况图图2-2河床表面起伏三维图图2-3索塔在河床的位置示意图2.3、水文条件根据安庆水位站1924～1937、1945～1999年水位资料统计分析，多年平均水位为8.28m，最高水位为16.80m，出现在1954年，最低水位为1.62m，出现在1929年。设计提供的20年一遇最高通航水位18.97m，最低通航水位为3.1m。根据现场实测水位数据：枯水期12月～2月水位4～8m，3～4月：6～10m；5～11月：8～16m。历年观测水位变化情况见图2.2-4。说明：1、本图表数据来源于安徽水文遥测系统，图中所示高程黄海高程2、数据来源于枞阳闸入水文观测站，距离桥位距离约100km，根据相应水面比降反算桥位水位，洪水比降为0.018‰，中水比降为0.013‰，枯水比降为0.011‰。图2-4桥位附近（枞阳闸下）历年水位变化情况曲线图根据水文局提供资料，桥位处流速情况为：洪水期最大流速2.1m/s，中水位最大流速1.7m/s，枯水期最大流速为1.2m/s。3、方案简述本主墩基础施工采取钢围堰卧式拼装、气囊下水、水中竖转方案，该方案施工主要分为六个阶段，分别概述如下：⑴、钢围堰加工拼装阶段钢围堰底口根据河床地形变化情况，设计成高低刃脚形式，竖向共分为2节，每节12块，在胎架上方分块加工后，在拼装场内卧式拼装成整体。⑵、钢围堰气囊下水阶段钢围堰拼装成型后，在其下方设置橡胶气囊进行支垫，然后沿船坞斜坡缓慢下放，通过地锚反拉及拖轮牵引，使堰体缓慢进入水中自浮。⑶、钢围堰浮运阶段钢围堰下水后，钢围堰通过两侧设置的1.5m高挡板在水中实现稳定自浮，然后采用2艘平板驳船侧面帮扶，2艘拖轮侧面绑拖的方式，浮运至桥位附近水域。⑷、钢围堰竖转阶段在桥位附近选择合适的水域，通过600t浮吊辅助，将钢围堰在水中进行90度竖转，然后通过隔舱注水将围堰调整至水平状态。⑸、钢围堰定位下沉阶段钢围堰竖转调平后，通过拖轮绑拖至安装位置，将围堰与锚泊系统连接，浇注刃脚压仓砼，然后通过锚泊系统精确调整其平面位置，注水下沉着床。⑹、锚桩施工、封底砼浇注阶段围堰就位着床后，插入钢管锚桩至预先施工的桩孔内，浇注砼进行围堰底脚锚固，然后安装钢护筒，分3层进行封底砼的浇注施工。图3-1先钢围堰、后钻孔施工示意图4、辅助结构设计概况考虑到钢围堰入水、浮运、竖转、定位等后续施工需要，需要在钢围堰上设置一些辅助构件（含围堰结构局部加强），施工辅助构件在和施工各工序不冲突的情况下在钢围堰加工及拼装阶段实施。各辅助构件可根据工序施工的先后顺序按就近原则共用，以减少钢围堰上辅助构件的数量。4.1、钢围堰入水辅助构件该阶段需要在钢围堰上设置后牵拉吊耳、前牵引吊耳、拖轮牵引吊耳、平面位置控制吊耳等，另外还需要设置入水过程的挡水板。4.2、钢围堰浮运辅助构件该阶段需要在钢围堰上设置围堰顶底口挡水板、吊拖受力点（可考虑和拖轮牵引吊耳共用）、绑拖受力点（3个）、绑拖与钢围堰接触部位的板件等。4.3、钢围堰竖转辅助构件该阶段需要在钢围堰上设置浮吊主钩吊点（4个）、浮吊副钩吊点（2个）、竖转挡水板、竖转定位钢绳受力点等。4.4、钢围堰定位及后续施工辅助构件该阶段需要在钢围堰上设置前锚上拉缆锚栓（4个）、前锚下拉缆锚栓（2个）、岸锚及江心侧锚导缆器（各2个）、尾锚上拉缆锚栓（2个）、尾锚下拉缆锚栓（2个，可考虑和入水后牵拉卷扬机受力点共用）等，此外江心侧的系船桩（3个）因为和围堰入水工序冲突，需要在竖转完成之后实施。焊接说明5.1、主要引用标准及规范《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81——2002《钢结构设计规范》GB50017━2003《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》GB709-2006《工程机械焊接件通用技术条件》JB/T5943-1991《工程机械热处理件通用技术条件》JB/T5944-1991《工程机械机械加工件通用技术条件》JB/T5936-1991《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-20045.2、原材料的技术要求①、原材料必须符合设计图纸及技术文件所规定的材质和规格，主体结构用材均为Q235a。②、原材料必须具有原材料生产厂家的材质化验单和合格证；如不具备上述其中一个条件，则必须进行材质化验和力学性能试验，以确认材质和规格，否则不允许使用。③、原材料的代用必须由加工单位提出变更设计方案，经设计人员做变更设计、设计组负责人（或设计人）签字同意后方可实施。④、采用型钢应符合下列标准：GB9787、GB9788、GB707、GB706。⑤、采用焊条应符合下列标准：GB5117。⑥、材料在使用前必须对焊接部位除锈和清理，以保证焊接质量。5.3、焊缝质量等级类型钢围堰结构的加工焊缝分为两种类型：主要焊缝，质量要求为二级焊缝；次要焊缝，质量要求为三级焊缝。5.4、焊缝分类钢围堰结构加工焊缝分主要焊缝和次要焊缝。主要焊缝的部位包括：①、围堰面板与挡水板之间的焊缝。②、所有吊耳及与吊耳与围堰面板之间的焊缝。当加工单位对某处焊缝等级有疑问时，以设计组的最终要求为准。5.5、焊缝厚度要求5.5.1、焊缝厚度应不小于较小母材的厚度为总原则。5.5.2、焊缝具体要求：①、钢围堰面板与挡水板连接应采用双面满焊工艺，焊缝厚度不小于6mm。②、挡水板的竖肋（即槽钢）与挡水板面板连接采用间断焊工艺。焊缝长度为6cm，焊缝之间的间隔为10cm。③、钢围堰环板与挡水板竖肋、斜杆之间的连接使用三面围焊，焊缝厚度不应小于1cm，三面围焊总长度不应小于30cm。④、挡水面板与面板对接焊缝开半坡口满焊。⑤、所有不允许渗水的焊缝均需要满焊，且100%的焊缝须通过煤油渗透试验的验收。⑥、在施焊所有对接类焊缝前，应先将钢材对接部位打磨去锈。5.6、焊接加工总体技术要求①、钢围堰结构必须按照设计图纸及技术文件进行加工制造。②、主要零部件焊接坡口不允许用手工气割。③、焊缝与母材之间应平滑过渡，以减少应力集中，焊缝余高应小于3mm，焊后必须去除焊渣、飞瘤，围堰面板上的焊缝焊后应磨平。④、电焊工应持证上岗。5.7、焊缝检测5.7.1、船厂自检①、船厂自身须对三级焊缝做外观检测，检测比例为100%；②、船厂自身须对二级焊缝做外观检测，同时进行超声或磁粉探伤检测，检测比例为100%。③、船厂对焊缝的自检须满足《钢结构工程施工质量验收规范》和《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002中所要求的焊缝质量要求，若不能满足要求，须对不合格焊缝进行返修，返修焊缝须重新检测。④、船厂完成自检后，须出示自检报告，并有相关负责人签字盖章。5.7.2、甲方抽检①、甲方将委托有相关资质的第三方检测机构进行焊缝检测，并出示检测报告。②、抽检焊缝过程中,若存在较多不合格焊缝,甲方有权加大抽检比例,但对应增加的检测费用应由加工方承担。5.7.3、焊缝返修①、经探伤评定不合格需返修的焊缝，加工方工作人员应积极配合探伤人员准确标出焊缝缺陷位置并指明缺陷性质，通知焊接工艺员组织返修。②、焊缝返修部位的焊接工作，应由