鋼吊箱圍堰施工方案（共31頁圖文豐富）（word版）

1、杭州灣跨海大橋IXB合同段鋼吊箱圍堰施工方案一、編制依據11公路橋涵地基與基礎設計規(guī)范JTJ0248512公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041200013公路橋涵鋼結構及木結構設計規(guī)范JTJ0258614公路工程施工安全技術規(guī)程JTJ0769515杭州灣跨海大橋設計施工圖16杭州灣跨海大橋施工技術規(guī)范二、工程概述杭州灣跨海大橋IXB合同段工程由中鐵十九局承建,主橋全長6.25km,244個墩身,244個承臺。承臺截面形式為圓形,直徑有8.5m、9.8m兩種,厚度為2.5m。其承臺設計見下表。墩號承臺直徑承臺厚度頂面標高F69F1209.8m2.5m+2.0F121F1688.5m2.5m+2.0F

2、169F189、1948.5m2.5m+1.5本合同段灘涂區(qū)灘面設計高程為+1.72.44m,根據承臺的結構特征、灘涂面高程、潮水位變化情況,采用鋼板樁圍堰施工。根據提供的地質水文資料,在開始施工時,采用鋼板樁圍堰,目前已成功進行了F167F189、194墩的圍堰施工,但隨著施工的向前推進,海床面高程變化很大,目前實際沖刷后海床面標高在-6.0m-12.0m左右,繼續(xù)采用鋼板樁圍堰施工難度較大,根據經濟技術比較,決定在部分墩位采用鋼吊箱圍堰進行施工。三吊箱參數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頂標高4.92+0.

3、6+0.5=6.02m但根據已施工的近二十個墩位的鋼板樁圍堰的經驗,除每年陰歷八月份天文大潮期外,頂標高采用5.1米是可行的。頂面標高確定為+5.0m(2) 底標高確定:F69F120承臺底標高:0.5m；封底厚度:0.6m；直徑:9.8m。F121F167 承臺底標高:0.5m；封底厚度:0.5m；直徑:8.5m。鋼吊箱落在封底砼頂面上,鋼吊箱底面標高與承臺底標高一致,F69F120底標高1.1m,封底厚度0.6m。F121F167底標高1.0m,封底厚度0.5m。因此,F69F120 鋼吊箱高度擬確定為6.2m。為方便加工,F121F167 鋼吊箱高度也擬定為6.2m。直徑確定:因不另設承

4、臺模板,即以圍護結構作為承臺模板,所以,F69120吊箱內徑9.8m,F121F167吊箱內徑8.5m四、主要施工方案1、鋼吊箱設計鋼吊箱平面設計采用圓形,內部直徑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)側模按照圓周等分為四塊。吊箱節(jié)塊間設有法蘭盤,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8mm,頂節(jié)面板采用5mm,由8mm、5mm鋼板焊接加工而成；側模水平肋為圓形,采用10mm鋼板制作,寬度20cm,每43cm一道,豎肋采用10mm鋼板加工,寬度20cm,間距40cm。承臺砼施工時為了與外界隔熱,將承臺吊箱底口外測向上2.95

5、m用6mm鋼板密封,里面用泡沫板填充。5根樁承臺吊箱數量序號名稱單位數量總重備注一吊箱模板28.0t18mm鋼板平方92.45.8t25mm鋼板平方190.87.5t310mm鋼板平方188.314.7t4M14螺栓套296詳見鋼吊箱結構設計圖:2、牛腿的設計牛腿采用10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,牛腿設有內徑為1.8m,寬度0.5m,8mm鋼板作為砼底模護筒處濕接縫模板。3、砼底模設計F69F120承臺鋼吊箱底模采用混凝土結構,砼標號為C30,厚度為25cm,直徑為10.2m(承臺直徑為9.8m,每邊預留0.2m寬度

6、)；鋼護筒間設有寬0.3m,厚18cm的加強肋,加強肋通過鋼筋與底模連接成一個整體；每個鋼護筒設有30cm寬,18cm厚的圓形加強肋；砼保護層厚度為2.5cm。砼配筋采用20螺紋鋼筋,兩層網片,鋼筋間距成2020cm正方形結構,沿護筒周圍30cm寬范圍內鋼筋為圓形結構,采用16螺紋鋼筋。鋼吊箱底模砼設有2個200mm的降低水浮力的預留孔,以便在漲退潮時減小砼底模所受的水的浮力作用,同時,根據每個承臺上樁的平面布置圖,在鋼吊箱底模砼上設置安裝預留孔,對5根樁設有5個2.2m的預留孔,對4根樁設有4個2.8m的預留孔,其中心位置與樁中心一致。(見下圖)鋼筋網片布置圖4、預埋件設計在底模砼頂面沿10

7、.15m圓周上預埋25螺紋鋼筋,間距為0.4m,預埋鋼筋與砼底模鋼筋焊接成一個整體,安裝時必須保證鋼筋位置的準確性,預埋鋼筋的圓心與砼底模圓心必須一致。在鋼吊箱安裝時,將預埋25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、封底砼設計F69F120封底砼砼標號為C30 ,厚度為60cm,直徑為9.8m(與承臺直徑一致),砼頂面標高0.5m(與承臺底標高一致),底面標高1.2m。F121F167封底砼砼標號為C30 ,厚度為50cm,直徑為8.5m(與承臺直徑一致),砼頂面標高0.5m(與承臺底標高一致),底面標高1.0m。砼配筋采用20螺紋鋼筋,頂層網片,鋼筋間距呈2

8、020cm正方型結構,設有架立筋,在砼底模加勁肋處設有彎起鋼筋,與砼底模鋼筋大樣基本相同；鋼筋凈保護層2.5cm；在鋼護筒處封底砼鋼筋斷開；利用退潮時間進行現場綁扎,根據砼底模減壓孔的位置安裝預埋減壓孔。(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,頂面標高1.1m,安裝時必須保證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、砼底模預制(1)、砼底模預制在后方進行整體預制,預制時將整個砼底模對稱分成兩塊,塊與塊之間設15cm濕接縫,根據設計尺寸先安裝砼底模鋼筋,設置200mm減壓孔,22

9、00mm預留孔,以及進行預埋件安裝,檢查合格后灌注砼。砼灌注時,采用22t吊車配合灰斗進行,罐車運輸,在灌注過程中一定要檢查和控制各預留孔的位置；嚴格控制砼的厚度,以及預埋件處砼頂面標高,確保整個預埋件處砼頂面水平；并將底模砼表面作拉毛處理。(2)、砼底模的運輸砼底模預制完畢到設計強度90時,分二塊用大板車分別運至現場,考慮每塊砼最大寬度為5.2m,每塊砼底模運輸過程中將其立起,用鋼絲繩從兩側將其固定在大板車上。(3)、砼底模安裝由于砼底模標高0.95m,必須利用退潮期間進行,每塊砼底模自重15.43t,4根樁承臺每塊26.4t,運至現場后,利用80t履帶吊起吊、安裝,回轉半徑8.7m,安裝時

10、利用鋼護筒作為導向系統(tǒng),并根據樁中心位置調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,當兩塊斗安裝完畢后,根據承臺中心位置精確調整砼底模的中心位置,確保砼底模預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,護筒周圍接縫鋼筋按照設計進行安裝、連接；檢查后灌注濕接縫砼,罐車將砼運至現場,利用25t吊車配合灰斗進行現場灌注。(5)、吊箱底節(jié)安裝待砼底模接縫砼達到設計強度90時,利用退潮期間安裝吊箱底節(jié),安裝時將吊箱底節(jié)4塊分快運至現場,拼裝成整體吊裝,吊箱底自重18t,回轉

11、半徑8.7m,采用80t履帶吊吊裝；必須調整吊箱底節(jié)圓心的位置,使其與承臺圓心一致；調整完畢,將砼底模預埋25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利用鋼吊箱作模板,在退潮期間進行,砼數量27.4m3,罐車將砼運至現場,采用溜槽直接進行封底砼灌注,漲潮之前砼必須灌注完畢,通過減壓孔使鋼吊箱內外水頭差始終一致。六鋼吊箱施工工藝流程,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、運輸砼底模預制

12、、運輸鋼吊箱加工、運輸、拼裝七、安全質量技術要求1、吊箱作業(yè)應指派專人統(tǒng)一指揮,參加吊裝的起重機工要掌握作業(yè)的安全要求,其他人員要明確分工；2、吊裝作業(yè)前必須嚴格檢查起重設備各部件及鋼絲繩的可靠性和安全性,并進行試吊；各種起重機具不得超負荷使用；3、作業(yè)中遇有停電或其他特殊情況,應將重物落至底面,不得懸在空中。4、作業(yè)地面應堅實平整,支腳必須支墊牢靠,回轉半徑內不得有障礙物,不得站人,兩臺或多臺起重機吊運同一重物時鋼絲繩應保持垂直,各臺起重機升降應同步,各臺起重機不得超過各自的額定起重能力。5、吊起重物時,應先將重物吊離底面10cm左右,停機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

13、情況正常后,方可繼續(xù)工作。作業(yè)中不得懸吊重物行走,吊裝的物體下嚴禁站人。在鋼管樁振動下壓過程中,施工人員嚴禁站在振動錘下,以防止重物落下砸傷人員。6、起升或降下重物時,速度要均勻、平穩(wěn),保持機身的穩(wěn)定,防止重心傾斜。嚴禁起吊的重物自由下落。7、配備必要的滅火器,駕駛室內不得存放易燃品。雨天作業(yè),制動帶淋雨打滑時,應停止工作。8、履帶吊在施工過程中,嚴禁超負荷使用,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,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1.5135k

14、V360kV0.01(V-50)+310、使用手拉葫蘆時,懸掛支撐點必須牢固,嚴禁斜拉重物。11、凡在墜落高度基準面2m以上(含2m)有可能墜落的場所處進行作業(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)。嚴禁酒后作業(yè)。高處作業(yè)時必須穿防滑鞋,系安全繩。13、施工作業(yè)人員應從人行爬梯上下作業(yè)平臺,不得沿貝雷梁。鋼管進行攀登,也不得利用吊車或打樁用錘頭進出打樁架及其他作業(yè)面。14、高處作業(yè)與地面的聯絡。指揮,應有統(tǒng)一規(guī)定的信號、哨音,最好采用無線通

15、信對講機,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、六級以上大風時,應停止露天高處作業(yè)。16、暴雨大風過后,應檢查施工腳手架和臨時設施的安全狀況,發(fā)現傾斜、變形、下沉、漏意等應即時修復。17、水上施工的安全管理工作應負荷現行內河交通安全管理條例的規(guī)定,開工前應報告當地港航監(jiān)督部門。18、水上作業(yè)時(包括漲潮和落潮期間)不論是否屬于高空作業(yè)均應穿救生衣,佩戴安全繩,并將其系在牢固的地方。19、在施工作業(yè)地點附近放置一定數量的救生圈,并配備兩艘救生艇,安排操作熟練的專職水手、駕駛員24小時值班。若遇見落水等危險情況,應立即同志經理部并出動救生艇等實施救援。20、鉆孔平

16、臺施工中應嚴格按照設計圖紙、施工規(guī)范和有關技術操作規(guī)程進行。21、鋼吊箱各構件在安裝過程中焊接、拼裝、涂裝等工序的施工質量要求應負荷橋涵施工規(guī)范的有關規(guī)定。22、鋼吊箱各構件在運輸,存放和安裝過程中損壞部位,應按照橋涵施工中的有關規(guī)定進行修補。23、凡是鋼吊箱施工的工程材料,在使用前均需進行檢查,嚴禁不合格材料進入施工場地,發(fā)現不合格要求者,堅決不予使用。24、施工過程中,做好工藝技術參數和指標的嚴格監(jiān)測和控制,確定每一個部位,每道工序達到優(yōu)良。八、鋼吊箱圍堰受力檢算1、 荷載確定由設計資料知,基本情況如下:施工時最高水位高程:4.92m。水流速度:漲潮時最大速度為2.54m/s。浪高:0.6

17、m,波:22.41m風壓:30年一遇。鋼吊箱計算時主要有以下幾種荷載:流水壓力作用于水中構筑物的動水側壓力可按下式計算: 式中:系數,圓形取1.2；海水取10.2 kN/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算: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)抽水時的最大靜水壓力為:波浪沖擊力根據杭州灣海域實際情況,計算時浪高H取0.6m,波長為L22.4

18、1m鋼板樁圍堰直徑D=9.8m,考慮到沖刷深度,水深d=5.42+3=8.42m。 因為D/L=0.440.2,所以采用大尺寸墩柱作用力的計算方法。 單寬作用的波浪力為=22.60 kN/m2合力作用點(距靜水面以下的距離):風力風荷載按下式計算:式中基本風壓值,根據資料取0.55 kN/m2系數,采用0.85；風載體型系數。取1.0；風壓高度變化系數,取1.0；地形、地理條件系數,取1.4；故承臺砼灌注時側壓力h:承臺砼厚度2.5m:砼自重25kN/m3q:單位面積上的砼側壓力(kN/m2)q=h=62.5 kN/m2(6)荷載工況a. 對吊箱圍堰計算時荷載組合時主要有以下兩種最不利工況:工

19、況一:高潮位時,鋼吊箱抽水進行承臺施工,此時主要荷載有流水壓力、靜水壓力、波浪力工況二:退潮后,灌注承臺砼時的側壓力b.對預制混凝土底板來說,主要受力為承受底節(jié)吊箱的重量和現澆封底混凝土板的重量。c. 對封底混凝土(預制板和現澆板形成一個整體)來說有二種工況:其一為封底混凝土達到設計強度并堵上減壓孔后,在漲潮時承后浮力的作用和承臺混凝土共同作用,計算時偏于安全,僅取浮力,不計承臺重量。其二為在退潮后承受現澆封底混凝土和吊箱圍堰的自重。d. 對牛腿計算時也有二種工況: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到強度,封底混凝土與鋼護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

20、吊箱圍堰的自重,但此時封底混凝土和鋼護筒之間的摩擦力可以考慮。55.28kN/m2+5.0+4.92 靜水壓力分布圖-0.5 +4.9221.84 kN/m2 流水壓力布置圖 -0.50.52m+4.9222.60kN/m2 波浪力布置圖62.5 kN/m22.5m 砼側壓力分布圖2鋼吊箱計算工況一、受靜水壓力、流水壓力和波浪力的共同作用。采用ANSYS進行計算,結果如下:有限元模型圖有限元模型局部放大圖全模型等效應力圖僅外側板等效應力圖僅豎向加勁板等效應力圖僅環(huán)向加勁板等效應力圖由圖可以看出最大應力為:109MPa,最大位移為:0.69mm。結構安全。工況二、僅受混凝土向外側的側壓力作用全模型等效應力圖等效應力圖局部放大位移圖由圖中可以看出最大等效應力為:85.9MPa,最大位移為0.75mm。3. 5根樁承臺鋼吊箱預制混凝土板主要荷載有:砼底模自重,鋼吊箱底節(jié)自重,封底砼自重。利用MIDAS軟件計算,建模如下:有限元模型底節(jié)吊箱重量有限元模型封底混凝土壓力等效應力圖位移等值線圖由圖中可以看到最大應力為2.9MPa,最大位移為0.5mm,且應力較大值集中在鋼護筒周圍,通過配筋,結構是安全的。4封底混凝土板計算工況一、浮力作用下板的應力計算有限元模型圖等效應力圖變形圖工況二、承臺混凝土壓力和鋼吊箱重