大口徑(DN3100mm)鋼制管橋施工方案

1、Word 版本下載可任意編輯】大口徑 (DN3100mm) 鋼制管橋施工方案為了確保管橋工程的質(zhì)量與安全，分析論證了貝雷桁架 懸臂頂推法、搭設(shè)滿堂紅支架法、大型吊車抬吊法、金屬桅 桿吊裝法等管橋施工方案。通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較得出，金屬桅 桿吊裝法與大型吊車抬吊法結(jié)合起來施工是最正確方案。這 一經(jīng)驗(yàn)對(duì)大口徑鋼制管橋施工具有很高的參考價(jià)值。一、DN3100mm 管橋工程概述大壩河管橋工程是 市東部供水工程大壩河交叉建筑物工程的一部分，在1# 鎮(zhèn)墩、1#樁柱、 2#樁柱、3# 樁柱、4# 樁柱、5#樁柱、6# 樁柱、 2# 鎮(zhèn)墩上吊裝兩排并行的 DN3100MM 鋼管管道，單管總 長(zhǎng)約 160 多米，設(shè)

2、計(jì)樁號(hào) K23741.2 至樁號(hào) K23917.5. 其中 1#2# 、2#3# 、3#4# 、 4#5# 樁樁的跨度均為 30 米， 5#6# 樁的跨度為 22 米。長(zhǎng)度 30 米管道單重為 75 噸，長(zhǎng) 度 22 米管道單重為 55 噸。地面至管道頂最高點(diǎn)為 19.8 米， 施工地面是大壩河河道?？缭酱髩魏雍拥赖墓軜?，體積大：管徑達(dá) 3.1 米，重量 大：每米重量達(dá) 2.5 噸，跨距大：每跨達(dá) 30 米，高度大： 最高達(dá) 19.8 米，難度大：地質(zhì)(有溶洞、土洞、斷層等) 、 施工條件差?？梢?，管橋施工是整個(gè)工程的難點(diǎn)和重點(diǎn)。為 此，我們?cè)O(shè)計(jì)編制了貝雷桁架懸臂頂推法、搭設(shè)滿堂紅支架 法、大

3、型吊車抬吊法、金屬桅桿吊裝法等待選。二、管橋施工方案介紹 2.1 、貝雷桁架懸臂頂推法懸臂 頂推法施工管橋，顧名思義就是樁柱中間不設(shè)任何承力點(diǎn)， 使管橋處于懸臂狀態(tài)對(duì)其開展頂進(jìn)，直至到達(dá)下一個(gè)承力點(diǎn)所開展的架設(shè)工作。2.1.1 、頂推準(zhǔn)備在 1#樁以北與原地面相接處及 2#樁南 側(cè) 4 米范圍內(nèi)，沿管橋縱向設(shè) 51 米長(zhǎng)的空中工作平臺(tái)及頂 推作業(yè)面。 2# 樁南側(cè) 4 米處設(shè)置混凝土頂推后備；在 1# 、 2#樁之間及 2# 樁附近用萬能桿件或門式支架搭設(shè)支墩、萬 能墩，其地基應(yīng)經(jīng)過處理，滿足承載力要求；在支墩上架設(shè) 兩片貝雷梁，中心間距 4.6 米。橫向用槽鋼及相應(yīng)連接件將 兩片桁梁連在工字

4、鋼上，縱向鋪設(shè)兩條輕型鋼軌滑道及木板 作為工作平臺(tái)。在頂推過程中，為保證管道中線的準(zhǔn)確，防 止管道左右橫向偏移， 擬在頂推平臺(tái) 51 米的范圍內(nèi)滑道上， 設(shè)置管道臨時(shí)橫向固定裝置，使管道只能沿縱向移動(dòng)。2.1.2 、管橋頂推管橋頂推施工前預(yù)先安裝各墩帽上的設(shè) 計(jì)支撐環(huán)， 并使頂推管橋底高于設(shè)計(jì)的支撐環(huán)底部約 30cm. 在搭設(shè)的平臺(tái)上，將 3.6 米鋼管對(duì)位焊接，然后開展鋼管頂 推作業(yè)，使其向南側(cè)的 3#樁推進(jìn)。 每推進(jìn) 3.6 米長(zhǎng)后， 結(jié)束 頂推作業(yè)，開展鋼管對(duì)位焊接，同時(shí)架設(shè)經(jīng)緯儀開展平面位 置開展校正。如此交遞推進(jìn)，頂推管橋通過3# 樁、4# 樁、5#樁最后到達(dá)終點(diǎn) 6# 樁位，頂進(jìn)總

5、長(zhǎng)為 161 米。頂進(jìn)過程 可以采用卷揚(yáng)機(jī)等牽引措施。2.1.3 、管橋架設(shè)管橋頂推到位后， 在各個(gè)墩位上用千斤 頂對(duì)管橋開展起頂，拆掉所有的滑軌、支架和支墩，將管橋 落管于支撐環(huán)上完成管橋的架設(shè)。在管底管橋起頂位置應(yīng)用 鋼板焊接板和環(huán)管下半部的支撐肋板，增加管橋起頂處受力 面積以防止其局部變形。管橋在 1#樁以北及 5# 樁以南部分 在伸縮節(jié)安裝好后，用吊車起吊開展對(duì)位焊接，從而完成全段管橋的施工。2.2 、搭設(shè)滿堂紅支架法該法的關(guān)鍵是搭設(shè)滿堂紅支架， 支架搭設(shè)好后管橋施工變得簡(jiǎn)單容易， 30 米長(zhǎng)的橋跨就成 2.6 米長(zhǎng)的管段在支架頂?shù)膶?duì)位焊接。2.2.1 、支架設(shè)計(jì)測(cè)量放線，并開展平整場(chǎng)

6、地，然后在搭 設(shè)膺架的范圍內(nèi)開展碾壓密實(shí)，處理地基，鋪設(shè) 15cm 厚約 4% 的水泥穩(wěn)定層 1600 米，并及時(shí)開展養(yǎng)護(hù)。 穩(wěn)定層強(qiáng)度到 達(dá)后，在其上搭設(shè)支架。根據(jù)不同的孔距而順線路方向搭設(shè)門形支架排數(shù)，最寬 跨為 33 排，間距為 90cm ，橫線路方向搭設(shè) 6 排，間距為 60cm ，總寬度為 10.32 米，由不同的孔內(nèi)高度決定搭設(shè)排 數(shù)，最高孔搭設(shè) 9 層，每次搭設(shè) 2 孔，門形支架采用 1.7 米 高，$48的鋼管開展橫桿和剪刀撐的連接，搭設(shè)按水平地面 起一層一層由下而上搭設(shè)，邊搭邊加固。2.2.2 、設(shè)計(jì)驗(yàn)算 1 )、主要數(shù)據(jù)：?jiǎn)胃摴?C1=2.316t/m，方木 G2=0.4

7、t/m2 ，單排門形支架重 G3=0.24t/ 排(含加固 鋼管重)，操作人員及施工荷載 G4=0.4t/m22 )、最下排的 支架計(jì)算：P=2.316 X0.9=0.4 X1.82 X0.9-0.24 X1.82 X0.90.4 X1.80 X0.9=3.81(t )P/2=1.9 (t) , K=p/ ( P/2 ) =4/1.9=2.1安全地基承載力 A =3.8/ (1.82 X0.9 )=0.0232Mpa 安全 2.3、 大型吊車抬吊法對(duì)大壩河河岸場(chǎng)地開展平整，作為管橋的加 工場(chǎng)地和吊裝作業(yè)場(chǎng)地。同時(shí)修筑一條通往河岸工作的臨時(shí)便道， 作為材料進(jìn)場(chǎng)和吊裝設(shè)備的進(jìn)出通道。 3# 、 4

8、#樁跨越 大壩河主河道，中間的臨時(shí)支墩根底采用圍堰筑島，搭設(shè)與3#、4# 樁圍堰筑島部分相連的棧橋， 以便施工人員進(jìn)出及作 業(yè)，其施工作業(yè)應(yīng)抓緊在枯水季度開展。以 50T 吊車為例說明管橋吊裝施工 （如有 100T 以上的 吊車，可直接起吊 30 米整跨管段，施工更為簡(jiǎn)單） 。在 1#5# 樁中每跨的跨中用萬能桿件或門支架搭設(shè)一個(gè)臨時(shí)支墩，使 每個(gè)跨度由 30 米縮短為 15 米。將管道在地面按 15 米對(duì)位 焊好后， 用兩臺(tái) 50T 吊車將其分段吊裝至設(shè)計(jì)橋墩和臨時(shí)搭 建的支墩上，開展對(duì)位焊接。每跨管橋?qū)ξ缓附油瓿珊?，?掉臨時(shí)支墩再移至下一跨。照此方法開展管橋施工，直至完 成全段管橋的施工

9、作業(yè)。所有施工作業(yè)完成后，應(yīng)拆掉圍堰 筑島，使河道恢復(fù)暢通。2.4 、金屬桅桿吊裝法金屬桅桿吊裝法在工廠中經(jīng)常用來 吊裝重型設(shè)備，但在大口徑管橋施工中采用尚屬首次，而且 效果非常好。2.4.1 、吊裝計(jì)算以每次吊裝 30m 長(zhǎng)管道開展計(jì)算。吊物重量 Q=75t ， 吊具重量 q=2t ，動(dòng)載系數(shù) K1=1.1 ，超載系數(shù) K2=1.1.242、金屬桅桿吊裝設(shè)備選型每跨30米長(zhǎng)的3100 X30 鋼管重量為 75 噸，吊裝荷重為 93 噸，桅桿底部受力為 140 噸。主風(fēng)繩受力為 33.55 噸，由于施工現(xiàn)場(chǎng)地形復(fù)雜， 為防止單點(diǎn)受力過大的問題，采用三根主風(fēng)繩（ 1 主 2 付）， 三個(gè)錨點(diǎn)均按

10、 20 噸鋪設(shè)。采用兩臺(tái) 8 噸卷揚(yáng)機(jī)，兩個(gè)導(dǎo)向 滑車， 6X6、 50 噸滑輪組起吊，卷揚(yáng)機(jī)受力為 5.17 噸。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)具體情況， 1#-2# 樁、 2#-3# 樁、 4#-5# 樁的三段管道，采用斜立單根 200 噸金屬桅桿吊裝， 5#-6#樁柱、 1#鎮(zhèn)墩至 1#樁、6# 樁至 2#鎮(zhèn)墩的三段管道， 采用單 根為 140 噸金屬桅桿吊裝。 3#-4# 樁柱間為大壩河中心，水 流較急， 沒有位置豎立桅桿， 考慮采用一組 200 噸桅桿與一 組 140 噸金屬桅桿，兩組桅桿分別豎立在3# 、 4# 樁外側(cè)，采用斜立雙桅桿抬吊的方法開展管道的吊裝。單金屬桅桿為 200t X28m、140

11、t X28m各一套，桅桿底部采用鋼木構(gòu)造開 展定位和固定。2.4.3、吊裝工序選定吊裝位置-鋪設(shè)桅桿基座-組對(duì) 桅桿-桅桿吊裝-（兩組桅桿同步起吊試驗(yàn)）-捆綁管道 - -試吊 - -起吊至指定位置 - -找平找正 -管道對(duì)口、 焊接、 固定 - -摘鉤 - -桅桿位移至第二根吊裝位置。三、管橋施工方案比較為比較方便，將有關(guān)數(shù)據(jù)編制成 表格，見管橋施工方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較一覽表，從表中看出， 金屬桅桿吊裝法是這些方案中最優(yōu)的。管橋施工方案經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較一覽表 項(xiàng)目貝雷桁架懸臂頂推法滿堂紅支架法大型吊車抬吊法金屬桅桿吊裝法施工費(fèi)用約 300 萬元約 148 萬元約 130 萬元約 75 萬元計(jì)劃工期 1

12、20 天 75 天 60 天 90 天技術(shù)分析 在平臺(tái)上組對(duì)鋼管比地面上難度大。頂推過程中，隨著鋼管 懸臂長(zhǎng)度的增加，控制其準(zhǔn)確位置的難度增大。由于鋼管為 懸臂，支撐鋼管而架設(shè)的萬能桿件和貝雷鋼桁梁不能立即拆 掉，因此大大增加了施工費(fèi)用，僅搭設(shè)高位平臺(tái)及桁架的費(fèi) 用就約 180 萬元。存在以下問題，在暴雨洪水季節(jié)， 3#、 4# 樁孔之間無法搭設(shè)。 而且在正常情況下， 在河道中搭設(shè)鋼 管膺架，根底處理難度大，地基承載力難以保證，高空平臺(tái)組對(duì)非常困難。雖然施工簡(jiǎn)單工期短，但在3# 、4# 樁跨樁基發(fā)現(xiàn)溶洞、土洞、斷層等不利地質(zhì)條件，在3#、4# 樁之間加設(shè)一個(gè)臨時(shí)支墩成為不可能，如進(jìn)展不順利，臺(tái)班費(fèi)用 會(huì)大增。在工廠中經(jīng)常用來吊裝重型設(shè)備，但在大口徑管橋 施工中采用尚屬首次，有效解決了 3#4# 樁跨的施工難度， 雨季仍可施工，它工期適中，費(fèi)用最小只有約 75 萬元，是 最可行的方案?；驹u(píng)價(jià)可行基本可行部分不可行最可行四、結(jié)論管橋施工方案的選擇，必須考慮安全可靠、費(fèi) 用最小、技術(shù)可行、工期保障等綜合因素。經(jīng)過多次專題研 討會(huì)的分析論證， 通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較， 并根據(jù)氣候地質(zhì)條件， 我們用雙金屬桅桿吊裝法施工3#、4# 樁等難度大的樁跨，用單金屬桅桿（ 140T