鋼吊箱圍堰施工方案圖文豐富

PAGE37杭州灣跨海大橋IX－B合同段鋼吊箱圍堰施工方案一、編制依據(jù)1．1《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ024－851．2《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTJ041－20001．3《公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ025－861．4《公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程》JTJ076－951．5《杭州灣跨海大橋設(shè)計(jì)施工圖》1．6《杭州灣跨海大橋施工技術(shù)規(guī)范》二、工程概述杭州灣跨海大橋IX－B合同段工程由中鐵十九局承建，主橋全長6.25km，244個(gè)墩身，244個(gè)承臺。承臺截面形式為圓形，直徑有φ8.5m、φ9.8m兩種，厚度為2.5m。其承臺設(shè)計(jì)見下表。墩號承臺直徑承臺厚度頂面標(biāo)高F69～F12009.8m2.5m+2.0F121～F16688.5m2.5m+2.0F169～F1889、1948.5m2.5m+1.5本合同段灘涂區(qū)灘面設(shè)計(jì)高程為+1.7～－2.44m，根據(jù)承臺的結(jié)構(gòu)特征、灘涂面高程、潮水位變化情況，采用鋼板樁圍堰施工。根據(jù)提供的地質(zhì)水文資料，在開始施工時(shí)，采用鋼板樁圍堰，目前已成功進(jìn)行了F167~F189、194墩的圍堰施工，但隨著施工的向前推進(jìn)，海床面高程變化很大，目前實(shí)際沖刷后海床面標(biāo)高在-6.0m-12.0m左右，繼續(xù)采用鋼板樁圍堰施工難度較大，根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，決定在部分墩位采用鋼吊箱圍堰進(jìn)行施工。三．吊箱參數(shù)確定鋼吊箱尺寸確定：高度確定：(1)頂面高程確定：十年一遇潮水位：+4.92m；浪高：0.6m;露出水面：0.5m頂標(biāo)高＝4.92+0.6+0.5=6.02m但根據(jù)已施工的近二十個(gè)墩位的鋼板樁圍堰的經(jīng)驗(yàn)，除每年陰歷八月份天文大潮期外，頂標(biāo)高采用5.1米是可行的。頂面標(biāo)高確定為+5.0m(2)底標(biāo)高確定：F69～F120承臺底標(biāo)高：－0.5m；封底厚度：0.6m；直徑：9.8m。F121～F167承臺底標(biāo)高：－0.5m；封底厚度：0.5m；直徑：8.5m。鋼吊箱落在封底砼頂面上，鋼吊箱底面標(biāo)高與承臺底標(biāo)高一致，F(xiàn)69～F120底標(biāo)高＝－1.1m，封底厚度0.6m。F121～F167底標(biāo)高＝－1.0m，封底厚度0.5m。因此，F(xiàn)69～F120鋼吊箱高度擬確定為6.2m。為方便加工，F(xiàn)121～F167鋼吊箱高度也擬定為6.2m。直徑確定：因不另設(shè)承臺模板，即以圍護(hù)結(jié)構(gòu)作為承臺模板，所以，F(xiàn)69～120吊箱內(nèi)徑φ＝9.8m，F(xiàn)121～F167吊箱內(nèi)徑φ＝8.5m四、主要施工方案1、鋼吊箱設(shè)計(jì)鋼吊箱平面設(shè)計(jì)采用圓形，內(nèi)部直徑9.8m，高6.2m，分別兩節(jié)加工，底節(jié)節(jié)高3.0m，頂節(jié)節(jié)高為3.2m，每節(jié)側(cè)模按照圓周等分為四塊。吊箱節(jié)塊間設(shè)有法蘭盤，采用螺栓連接，并夾入槽形橡膠條密封，以防滲水、漏水。吊箱底節(jié)面板采用δ＝8mm，頂節(jié)面板采用δ＝5mm，由δ＝8mm、δ＝5mm鋼板焊接加工而成；側(cè)模水平肋為圓形，采用δ＝10mm鋼板制作，寬度20cm，每43cm一道，豎肋采用δ＝10mm鋼板加工，寬度20cm，間距40cm。承臺砼施工時(shí)為了與外界隔熱，將承臺吊箱底口外測向上2.95m用δ＝6mm鋼板密封，里面用泡沫板填充。5根樁承臺吊箱數(shù)量序號名稱單位數(shù)量總重備注一吊箱模板28.0t1δ8mm鋼板平方92.45.8t2δ5mm鋼板平方190.87.5t3δ10mm鋼板平方188.314.7t4M14螺栓套296詳見鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖：2、牛腿的設(shè)計(jì)牛腿采用δ10鋼板加工成三角形，高度0.5m，水平寬度0.5m，沿圓周方向布置4組，每組由3塊鋼板組成；間距10cm，牛腿設(shè)有內(nèi)徑為1.8m，寬度0.5m，δ8mm鋼板作為砼底模護(hù)筒處濕接縫模板。3、砼底模設(shè)計(jì)F69～F120承臺鋼吊箱底模采用混凝土結(jié)構(gòu)，砼標(biāo)號為C30，厚度為25cm，直徑為10.2m（承臺直徑為9.8m，每邊預(yù)留0.2m寬度）；鋼護(hù)筒間設(shè)有寬0.3m，厚18cm的加強(qiáng)肋，加強(qiáng)肋通過鋼筋與底模連接成一個(gè)整體；每個(gè)鋼護(hù)筒設(shè)有30cm寬，18cm厚的圓形加強(qiáng)肋；砼保護(hù)層厚度為2.5cm。砼配筋采用φ20螺紋鋼筋，兩層網(wǎng)片，鋼筋間距成20×20cm正方形結(jié)構(gòu)，沿護(hù)筒周圍30cm寬范圍內(nèi)鋼筋為圓形結(jié)構(gòu)，采用φ16螺紋鋼筋。鋼吊箱底模砼設(shè)有2個(gè)φ200mm的降低水浮力的預(yù)留孔，以便在漲退潮時(shí)減小砼底模所受的水的浮力作用，同時(shí)，根據(jù)每個(gè)承臺上樁的平面布置圖，在鋼吊箱底模砼上設(shè)置安裝預(yù)留孔，對5根樁設(shè)有5個(gè)φ2.2m的預(yù)留孔，對4根樁設(shè)有4個(gè)φ2.8m的預(yù)留孔，其中心位置與樁中心一致。（見下圖）鋼筋網(wǎng)片布置圖4、預(yù)埋件設(shè)計(jì)在底模砼頂面沿φ10.15m圓周上預(yù)埋φ25螺紋鋼筋，間距為0.4m，預(yù)埋鋼筋與砼底模鋼筋焊接成一個(gè)整體，安裝時(shí)必須保證鋼筋位置的準(zhǔn)確性，預(yù)埋鋼筋的圓心與砼底模圓心必須一致。在鋼吊箱安裝時(shí)，將預(yù)埋φ25螺紋鋼全部彎曲壓住吊箱底口法蘭盤，使吊箱與砼底模連接牢固。（見下圖）5、封底砼設(shè)計(jì)F69～F120封底砼砼標(biāo)號為C30，厚度為60cm，直徑為9.8m（與承臺直徑一致），砼頂面標(biāo)高－0.5m（與承臺底標(biāo)高一致），底面標(biāo)高－1.2m。F121～F167封底砼砼標(biāo)號為C30，厚度為50cm，直徑為8.5m（與承臺直徑一致），砼頂面標(biāo)高－0.5m（與承臺底標(biāo)高一致），底面標(biāo)高－1.0m。砼配筋采用φ20螺紋鋼筋，頂層網(wǎng)片，鋼筋間距呈20×20cm正方型結(jié)構(gòu)，設(shè)有架立筋，在砼底模加勁肋處設(shè)有彎起鋼筋，與砼底模鋼筋大樣基本相同；鋼筋凈保護(hù)層2.5cm；在鋼護(hù)筒處封底砼鋼筋斷開；利用退潮時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場綁扎，根據(jù)砼底模減壓孔的位置安裝預(yù)埋減壓孔。（見下圖）五、主要施工工藝1、牛腿施工在鉆孔樁施工過程中，將牛腿鋼板分快與鋼護(hù)筒焊接，焊縫長度0.5m，采用雙面焊，焊縫高度不小于6mm，頂面標(biāo)高－1.1m，安裝時(shí)必須保證4組牛腿頂面在統(tǒng)一水平面上，在砼底模安裝之前將鋼板環(huán)就位。2、砼底模預(yù)制（1）、砼底模預(yù)制在后方進(jìn)行整體預(yù)制，預(yù)制時(shí)將整個(gè)砼底模對稱分成兩塊，塊與塊之間設(shè)15cm濕接縫，根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸先安裝砼底模鋼筋，設(shè)置φ200mm減壓孔，φ2200mm預(yù)留孔，以及進(jìn)行預(yù)埋件安裝，檢查合格后灌注砼。砼灌注時(shí)，采用22t吊車配合灰斗進(jìn)行，罐車運(yùn)輸，在灌注過程中一定要檢查和控制各預(yù)留孔的位置；嚴(yán)格控制砼的厚度，以及預(yù)埋件處砼頂面標(biāo)高，確保整個(gè)預(yù)埋件處砼頂面水平；并將底模砼表面作拉毛處理。（2）、砼底模的運(yùn)輸砼底模預(yù)制完畢到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90％時(shí)，分二塊用大板車分別運(yùn)至現(xiàn)場，考慮每塊砼最大寬度為5.2m，每塊砼底模運(yùn)輸過程中將其立起，用鋼絲繩從兩側(cè)將其固定在大板車上。（3）、砼底模安裝由于砼底模標(biāo)高－0.95m，必須利用退潮期間進(jìn)行，每塊砼底模自重15.43t，4根樁承臺每塊26.4t，運(yùn)至現(xiàn)場后，利用80t履帶吊起吊、安裝，回轉(zhuǎn)半徑8.7m，安裝時(shí)利用鋼護(hù)筒作為導(dǎo)向系統(tǒng)，并根據(jù)樁中心位置調(diào)整每塊砼底模的中心位置，利用同樣的工藝安裝另一塊砼底模，當(dāng)兩塊斗安裝完畢后，根據(jù)承臺中心位置精確調(diào)整砼底模的中心位置，確保砼底模預(yù)埋鋼帶的圓心與承臺中心一致。（4）、濕接縫砼灌注用鐵絲將膠合板吊起，緊貼砼底模底面固定，形成吊模，護(hù)筒周圍利用抱箍作為接縫砼模板；而后將濕接縫鋼筋采用搭接焊連接，護(hù)筒周圍接縫鋼筋按照設(shè)計(jì)進(jìn)行安裝、連接；檢查后灌注濕接縫砼，罐車將砼運(yùn)至現(xiàn)場，利用25t吊車配合灰斗進(jìn)行現(xiàn)場灌注。（5）、吊箱底節(jié)安裝待砼底模接縫砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度90％時(shí)，利用退潮期間安裝吊箱底節(jié)，安裝時(shí)將吊箱底節(jié)4塊分快運(yùn)至現(xiàn)場，拼裝成整體吊裝，吊箱底自重18t，回轉(zhuǎn)半徑8.7m，采用80t履帶吊吊裝；必須調(diào)整吊箱底節(jié)圓心的位置，使其與承臺圓心一致；調(diào)整完畢，將砼底模預(yù)埋φ25鋼筋彎曲，卡住吊箱底節(jié)口法蘭盤，使吊箱底節(jié)與砼底模連接牢固，由于封底砼利用鋼吊箱作施工模板，即其與承臺直徑相同，鋼吊箱與砼無需采取止水處理，利用封底砼直接止水。3、封底砼灌注封底砼施工時(shí)利用鋼吊箱作模板，在退潮期間進(jìn)行，砼數(shù)量27.4m3，罐車將砼運(yùn)至現(xiàn)場，采用溜槽直接進(jìn)行封底砼灌注，漲潮之前砼必須灌注完畢，通過減壓孔使鋼吊箱內(nèi)外水頭差始終一致。六．鋼吊箱施工工藝流程，鉆孔平臺拆除鉆孔平臺拆除抱箍安裝砼底模安裝濕接縫施工鋼吊箱底節(jié)安裝封底砼施工鋼吊箱頂節(jié)安裝減壓孔封堵承臺施工抱箍加工、運(yùn)輸砼底模預(yù)制、運(yùn)輸鋼吊箱加工、運(yùn)輸、拼裝七、安全質(zhì)量技術(shù)要求1、吊箱作業(yè)應(yīng)指派專人統(tǒng)一指揮，參加吊裝的起重機(jī)工要掌握作業(yè)的安全要求，其他人員要明確分工；2、吊裝作業(yè)前必須嚴(yán)格檢查起重設(shè)備各部件及鋼絲繩的可靠性和安全性，并進(jìn)行試吊；各種起重機(jī)具不得超負(fù)荷使用；3、作業(yè)中遇有停電或其他特殊情況，應(yīng)將重物落至底面，不得懸在空中。4、作業(yè)地面應(yīng)堅(jiān)實(shí)平整，支腳必須支墊牢靠，回轉(zhuǎn)半徑內(nèi)不得有障礙物，不得站人，兩臺或多臺起重機(jī)吊運(yùn)同一重物時(shí)鋼絲繩應(yīng)保持垂直，各臺起重機(jī)升降應(yīng)同步，各臺起重機(jī)不得超過各自的額定起重能力。5、吊起重物時(shí)，應(yīng)先將重物吊離底面10cm左右，停機(jī)檢查制動器靈敏性和可靠性以及重物綁扎的牢固程度，確認(rèn)情況正常后，方可繼續(xù)工作。作業(yè)中不得懸吊重物行走，吊裝的物體下嚴(yán)禁站人。在鋼管樁振動下壓過程中，施工人員嚴(yán)禁站在振動錘下，以防止重物落下砸傷人員。6、起升或降下重物時(shí)，速度要均勻、平穩(wěn)，保持機(jī)身的穩(wěn)定，防止重心傾斜。嚴(yán)禁起吊的重物自由下落。7、配備必要的滅火器，駕駛室內(nèi)不得存放易燃品。雨天作業(yè)，制動帶淋雨打滑時(shí)，應(yīng)停止工作。8、履帶吊在施工過程中，嚴(yán)禁超負(fù)荷使用，且必須支撐牢固，不得懸空震打鋼管樁及其他作業(yè)。9、在輸電線路下作業(yè)時(shí)，起重臂、吊具、輔具、鋼絲繩等雨輸電線的距離不得小于下表的規(guī)定。輸電線路電壓最小距離（m）輸電線路電壓最小距離（m）輸電線路電壓最小距離（m）1kV以下1.51～35kV3≥60kV0.01×(V--50)+3310、使用手拉葫蘆時(shí)，懸掛支撐點(diǎn)必須牢固，嚴(yán)禁斜拉重物。11、凡在墜落高度基準(zhǔn)面2m以上（含2m）有可能墜落的場所處進(jìn)行作業(yè)，均稱為高出作業(yè)，在貝雷梁、定位架、鋼管樁、橋面上施工均屬于高空作業(yè)。12、從事高處作業(yè)的人員應(yīng)定期體檢。凡患有高血壓、低血壓、癲癇病、貧血、弱視以及其它不適合高處作業(yè)的疾病者，不得從事高處作業(yè)。嚴(yán)禁酒后作業(yè)。高處作業(yè)時(shí)必須穿防滑鞋，系安全繩。13、施工作業(yè)人員應(yīng)從人行爬梯上下作業(yè)平臺，不得沿貝雷梁。鋼管進(jìn)行攀登，也不得利用吊車或打樁用錘頭進(jìn)出打樁架及其他作業(yè)面。14、高處作業(yè)與地面的聯(lián)絡(luò)。指揮，應(yīng)有統(tǒng)一規(guī)定的信號、哨音，最好采用無線通信對講機(jī)，不得以喊話取代指揮。15、高處作業(yè)遇有不能施工的惡劣天氣，如大雨、大雪、六級以上大風(fēng)時(shí)，應(yīng)停止露天高處作業(yè)。16、暴雨大風(fēng)過后，應(yīng)檢查施工腳手架和臨時(shí)設(shè)施的安全狀況，發(fā)現(xiàn)傾斜、變形、下沉、漏意等應(yīng)即時(shí)修復(fù)。17、水上施工的安全管理工作應(yīng)負(fù)荷現(xiàn)行《內(nèi)河交通安全管理?xiàng)l例》的規(guī)定，開工前應(yīng)報(bào)告當(dāng)?shù)馗酆奖O(jiān)督部門。18、水上作業(yè)時(shí)（包括漲潮和落潮期間）不論是否屬于高空作業(yè)均應(yīng)穿救生衣，佩戴安全繩，并將其系在牢固的地方。19、在施工作業(yè)地點(diǎn)附近放置一定數(shù)量的救生圈，并配備兩艘救生艇，安排操作熟練的專職水手、駕駛員24小時(shí)值班。若遇見落水等危險(xiǎn)情況，應(yīng)立即同志經(jīng)理部并出動救生艇等實(shí)施救援。20、鉆孔平臺施工中應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、施工規(guī)范和有關(guān)技術(shù)操作規(guī)程進(jìn)行。21、鋼吊箱各構(gòu)件在安裝過程中焊接、拼裝、涂裝等工序的施工質(zhì)量要求應(yīng)負(fù)荷橋涵施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。22、鋼吊箱各構(gòu)件在運(yùn)輸，存放和安裝過程中損壞部位，應(yīng)按照橋涵施工中的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)。23、凡是鋼吊箱施工的工程材料，在使用前均需進(jìn)行檢查，嚴(yán)禁不合格材料進(jìn)入施工場地，發(fā)現(xiàn)不合格要求者，堅(jiān)決不予使用。24、施工過程中，做好工藝技術(shù)參數(shù)和指標(biāo)的嚴(yán)格監(jiān)測和控制，確定每一個(gè)部位，每道工序達(dá)到優(yōu)良。八、鋼吊箱圍堰受力檢算荷載確定由設(shè)計(jì)資料知，基本情況如下：施工時(shí)最高水位高程：4.92m。水流速度：漲潮時(shí)最大速度為2.54m/s。浪高：0.6m，波：22.41m風(fēng)壓：30年一遇。鋼吊箱計(jì)算時(shí)主要有以下幾種荷載：①流水壓力作用于水中構(gòu)筑物的動水側(cè)壓力可按下式計(jì)算：式中：——系數(shù)，圓形取1.2；——海水取10.2kN/m3——阻水面積——水的流速2.54m/s即流水壓力的分布假定為倒三角形，其合力的著力點(diǎn)位于水位線以下水深處。作用在鋼吊箱上的單位寬度面積上的水壓力按下式計(jì)算：②靜水壓力最大施工水位差：施工水位高程-封底混凝土頂高程=4.92-（-0.5）=5.42m靜水壓力如下：——單位面積上的靜水壓力（kN/m2）；——水的容重（kN/m3）；——水深（m）抽水時(shí)的最大靜水壓力為：③波浪沖擊力根據(jù)杭州灣海域?qū)嶋H情況，計(jì)算時(shí)浪高H取0.6m，波長為L22.41m鋼板樁圍堰直徑D=9.8m，考慮到?jīng)_刷深度，水深d=5.42+3=8.42m。因?yàn)镈/L=0.44>0.2，所以采用大尺寸墩柱作用力的計(jì)算方法。單寬作用的波浪力為=22.60kN/m2合力作用點(diǎn)（距靜水面以下的距離）：④風(fēng)力風(fēng)荷載按下式計(jì)算：式中——基本風(fēng)壓值，根據(jù)資料取0.55kN/m2——系數(shù)，采用0.85；——風(fēng)載體型系數(shù)。取1.0；——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.0；——地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，取1.4；故⑤承臺砼灌注時(shí)側(cè)壓力h：承臺砼厚度2.5mγ：砼自重25kN/m3q：單位面積上的砼側(cè)壓力（kN/m2）q=γh=62.5kN/m2（6）荷載工況a.對吊箱圍堰計(jì)算時(shí)荷載組合時(shí)主要有以下兩種最不利工況：工況一：高潮位時(shí)，鋼吊箱抽水進(jìn)行承臺施工，此時(shí)主要荷載有流水壓力、靜水壓力、波浪力工況二：退潮后，灌注承臺砼時(shí)的側(cè)壓力b.對預(yù)制混凝土底板來說，主要受力為承受底節(jié)吊箱的重量和現(xiàn)澆封底混凝土板的重量。c.對封底混凝土（預(yù)制板和現(xiàn)澆板形成一個(gè)整體）來說有二種工況：其一為封底混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度并堵上減壓孔后，在漲潮時(shí)承后浮力的作用和承臺混凝土共同作用，計(jì)算時(shí)偏于安全，僅取浮力，不計(jì)承臺重量。其二為在退潮后承受現(xiàn)澆封底混凝土和吊箱圍堰的自重。d.對牛腿計(jì)算時(shí)也有二種工況：一是放上底節(jié)吊箱后，澆注封底混凝土但封底混凝土還沒達(dá)到強(qiáng)度，封底混凝土與鋼護(hù)筒之間的摩擦力不能考慮；二是考慮退潮后承受封底混凝土和吊箱圍堰的自重，但此時(shí)封底混凝土和鋼護(hù)筒之間的摩擦力可以考慮。55.2855.28kN/m2+5.0+4.92靜水壓力分布圖-0.5-0.5+4.9221.84kN/m2流水壓力布置圖-0.5-0.50.52m+4.9222.60kN/m2波浪力布置圖62.562.5kN/m22.5m砼側(cè)壓力分布圖2．鋼吊箱計(jì)算工況一、受靜水壓壓力、流水壓壓力和波浪力力的共同作用用。采用ANSYS進(jìn)行計(jì)計(jì)算，結(jié)果如如下：有限元模型圖有限元模型局部放放大圖全模型等效應(yīng)力圖圖僅外側(cè)板等效應(yīng)力力圖僅豎向加勁板等效效應(yīng)力圖僅環(huán)向加勁板等效效應(yīng)力圖由圖可以看出最大大應(yīng)力為：109MPPa，最大位移移為：0.69mmm。結(jié)構(gòu)安全全。工況二、僅受混凝凝土向外側(cè)的的側(cè)壓力作用用全模型等效應(yīng)力圖圖等效應(yīng)力圖局部放放大位移圖由圖中可以看出最最大等效應(yīng)力力為：85.9MMPa，最大位移移為0.75mmm。3.5根樁承臺鋼吊箱預(yù)預(yù)制混凝土板板主要荷載有：砼底底模自重，鋼鋼吊箱底節(jié)自自重，封底砼砼自重。利用用《MIDAAS》軟件計(jì)計(jì)算，建模如如下：有限元模型—底節(jié)節(jié)吊箱重量有限元模型—封底底混凝土壓力力等效應(yīng)力圖位移等值線圖由圖中可以看到最最大應(yīng)力為2.9MPPa，最大位移為0.5mm，且應(yīng)力較大大值集中在鋼鋼護(hù)筒周圍，通通過配筋，結(jié)結(jié)構(gòu)是安全的的。4．封底混凝土板計(jì)計(jì)算工況一、浮力作用用下板的應(yīng)力力計(jì)算有限元模型圖等效應(yīng)力圖變形圖工況二、承臺混凝凝土壓力和鋼鋼吊箱重力作作用下有限元模型等效應(yīng)力圖位移圖由圖中知最大應(yīng)力力為1.67MMPa，最大位移移為：0.1mm。結(jié)構(gòu)安全。5．牛腿計(jì)算：工況一計(jì)算：荷