某 钢桁架拱桥下部结构施工方案方法Word文件下载.docx
《某 钢桁架拱桥下部结构施工方案方法Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《某 钢桁架拱桥下部结构施工方案方法Word文件下载.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
钢护筒按两节制造，第一节40m，第二节13m，先插打16根定位钢护筒，16根定位钢护筒前期作为围堰平台支撑，只插打第一节，在16根定位钢护筒上安装吊挂系统，围堰挂桩完成第一次平台体系转换，围堰及内支撑桁架成为固定式钻孔平台。
围堰平台建立后，按要求插打8根渡洪钢护筒，进行渡洪桩施工。
在洪水到来前，将围堰平台支撑体系转化到8根渡洪成桩上，实现平台体系第二次转换。
16根定位钢护筒可依此解除吊挂系统，接高钢护筒后跟进到位。
其余钢护筒均按接力方法一次插打到设计高程，完成全部钻孔桩施工后，利用水上浮吊，分块接高围堰，解除挂桩，在可控状态下围堰下沉着床，通过吸泥、射水、压重等措施下沉围堰至设计高程。
封底，围堰内抽水，在无水状态下进行承台和墩身施工。
2）施工流程
①围堰制造下水
底节钢围堰工厂分块制造→船厂江滩地基硬化处理、浮箱就位→底节钢围堰拼装→地牛及牵引辅助设施安装→清理场地、安装气囊并充气→启动牵引装置、重力作用下随气囊向前滚动→底节钢围堰整体滑移入水→浮箱灌水下沉、围堰自浮。
②锚碇系统布置
围堰浮运前，预先进行锚碇系统布置→抛设主锚、前定位船边锚,前定位船就位→抛设钢围堰北侧边锚和尾锚，锚绳暂固定于临时铁驳上→抛设钢围堰南侧边锚和尾锚，锚绳暂固定于临时铁驳上→临时铁驳初定位在墩位两侧。
③围堰浮运定位
底节钢围堰在拖轮拖带下,靠邦于上游80m临时趸船→拖轮队列调整→在四条拖轮拖带下，围堰开始浮运→围堰浮运到墩位→通过抛锚船，过主拉缆至钢套箱上→过钢围堰边锚、尾锚至钢套箱上→临时铁驳退出→调整各锚绳及拉缆，钢套箱初定位→继续收紧锚绳及拉缆，钢套箱精定位。
④钻孔桩、承台、墩身施工
插打16根定位钢护筒→钢护筒与平台桁架固结，完成第一次平台体系转换→插打其余钢护筒→安放钻机，进行8根渡洪桩施工（洪水前至少完成8根成桩）→钢围堰平台与8根成桩固结，完成第二次平台体系转换→继续进行其余钻孔桩施工→钢围堰分块拼装接高→钢围堰下沉至设计高程→清基→水下混凝土封底→抽水→承台钢筋绑扎→承台混凝土灌注→墩身施工。
附图019：
6#墩基础施工步骤图。
3）定位系统设计
桥址处水流呈单向流态，定位系统按锚碇+前定位船方案设计。
定位船为1艘400t铁驳，主要用于调整和确定钢套箱围堰的位置，调节尾锚、主锚受力，并对钢套箱围堰进行安全防护。
定位船上布置有马口、将军柱、绞关、固定座、卷扬机等设备。
锚具分别采用12t、8t、7t、3t霍尔式铁锚。
锚碇系统布置：
主锚为6个12t霍尔式铁锚，锚链直径Φ57mm、锚绳Φ47.5mm。
定位船两侧边锚各2个3t霍尔式铁锚,锚链直径Φ42mm，锚绳Φ36.5mm。
定位船与钢围堰用4Φ47.5mm钢丝绳相连。
钢围堰两侧边锚各4个8t霍尔式铁锚，尾锚为4个7t霍尔式铁锚，锚链直径Φ57mm，锚绳Φ47.5mm。
附图020：
6#墩锚碇系统总体布置图；
附图021：
6#墩定位船绞锚系统平面布置图；
附图022：
6#墩围堰绞锚平台布置图；
附图023：
6#墩锚碇系统锚绳连接示意图。
4）围堰设计
6#主墩围堰底节、中节均为双壁钢套箱结构，顶节为单壁结构，围堰结构参数如下：
长度：
80.2m；
宽度：
38.2m；
高度：
27m（其中底节高14.5m；
中节高9.3m；
顶节高3.2m）；
壁厚：
2.0m；
围堰底节浮运时吃水深度：
6.0m；
围堰精定位时底节双壁侧板顶面高程：
+9.0m；
作为钻孔平台时围堰双壁侧板顶面高程：
钻孔桩施工时最高施工水位：
+8.71m；
承台施工时设计最高水位（取11～4月频率为10%的日平均最高水位）：
+7.0m；
承台施工时侧板顶面高程（围堰接高后）：
+9.0m。
附图024：
6#墩围堰总体布置图。
5）钢围堰制作、下水
①围堰制作
钢围堰底节、中节和顶节依据工期要求分阶段进行加工，底节围堰在浦口大桥船厂分单元加工,整体组拼，中节和顶节在项目部钢结构车间分单元加工,分块接拼。
钢围堰中节高度9.3m，采取分块制造，高度方向不设拼缝，周长方向分直线段和曲线段。
每侧直线段分4×
4.5m+2×
3.0m+4×
4.5m共10块，其中最大单元件重量约16.9t。
每个曲线段分为8块，每块7.5m×
9.3m，重量约19.7t。
钢围堰顶节高度3.2m，视施工水位情况作接拼方案调整。
钢套箱单元件在胎架上组拼及施焊，设置胎架的场地条件及胎架结构的刚度等应满足制作精度要求。
钢套箱单元件出厂前严格保证套箱各部位焊缝的焊接质量，对关键受力焊缝应做探伤检验，对于有水密要求的焊缝须进行煤油渗透性试验。
a.焊接平台铺设
围堰侧壁多为大直线段，为保证在拼装时的尺寸误差控制在标准范围之内，需铺设焊接平台。
在平台上焊接侧板，能够保证焊接时的变形和平整度。
围堰端头部分为圆弧形，制造时利用底节围堰的圆弧胎型改造后制造中节围堰圆弧段，以保证尺寸精度。
焊接时平面必须是一个刚性的固定结构，减少尺寸误差。
b.横向支架制造
横向筋板为两块钢板焊接而成的“Γ”型结构，制造时应将加工好的“Γ”型结构用角钢连接成整体后检查结构尺寸，调整变形后，放在平整的地方。
横向支架结构如下图：
c、单元件组拼
单元件按以下施工流程拼装：
胎架平台制作→套箱底部刃脚段拼装→底隔舱安装→侧板拼装→内支撑桁架安装→导环安装→辅助结构安装。
d、质量验收
钢套箱拼装焊缝质量应进行严格检查验收，对内外壁板、隔仓板每一道焊接进行认真检查，观察是否致密，对关键受力焊缝应做探伤检验，钢吊箱外壳焊缝作煤油渗透性试验。
②围堰下水
a底节围堰下水
浦口大桥船厂位于南京长江大桥上游1.5km处,围堰拼装场地势较平缓，近水面处淤泥沉积，尚不能满足围堰拼装、气囊辅助滑移入水条件，需对地基进行硬化和坡度调整，以达到横向100m范围内坡度1：
28的要求。
围堰下河基础调整坡面见下图：
围堰底部为刃脚结构，利用气囊辅助滑移下水时，必须设置缓冲垫层，通过自制U形浮箱，可以解决这一问题，同时U形浮箱还能增加围堰下水浮力，使围堰下水更安全平稳。
围堰经检验合格后，清理现场，安装气囊并逐步向充气，气囊充气直径1.5m，长度15m，间距3m，最大承载压力2.0MPa。
当气囊高度达到0.8m左右时顶起围堰并抽去支撑钢凳，放松地牛滑车组，钢围堰借自重开始缓慢滑移。
围堰每滑移5～6m时，及时向围堰艉端补垫气囊并及时充气，艏端滑出气囊及时倒至艉端备用。
围堰艏端滑入水中后，无法再补垫气囊，随着围堰的继续前移，艏端气囊不断滑出，围堰成半悬臂状态，围堰底气囊数量逐步减少，单个气囊承载压力也逐步加大，此时应及时调整气囊压力保证各气囊承载力的均衡。
围堰艏端悬臂接近60m时，通过围堰艉端圆弧隔仓内注水的方法，调整围堰艏、艉重量差使围堰保持一定的角度并顺利滑移入水。
b中节、顶节下河：
中、顶节围堰在北岸生产区钢结构车间按单元件分块制造完成，经起重码头下河，利用400t平板铁驳，将2～3单元件拼焊成组合块件，再运送至6#墩旁，水上浮吊分块接拼。
附图025：
6#墩围堰下水施工步骤图。
6）底节钢围堰浮运、定位
浦口大桥船厂距离桥位20余公里，此域航道繁忙、部分航段水情复杂，途经长江三桥，围堰浮运具有一定难度，必须做好充分准备，制定稳妥浮运方案。
经过分析比较，选择操纵性能较先进的360°
全回转宁港拖3001为首吊拖，以稳定航向，控制淌航和前进的速度。
钢围堰后圆端两侧分别由宁港拖1003、宁港拖2004两艘大马力拖轮左右挟持，调整、稳定、控制船位。
为确保万无一失，布置与宁港3001同性能的拖2003吊绑于钢围堰尾部，顶推并稳定船位，兼作监护，以保证拖队在预定的航路中安全航行。
拖运过程中，宁港1008在拖队旁左、右游弋护航，以应急需。
浮运拖队布置如右上图：
底节钢围堰浮运到位后，将钢围堰插入两艘事先定位好的二艘400t临时定位船中，并使围堰锚缆由临时定位船过渡到底节钢围堰上，通过绞锚系统调整钢围堰进行初、精定位。
附图026：
6#墩围堰定位施工步骤图。
7）钢护筒施工
①钢护筒制造
钢护筒作为永久结构的一部分，与桩基础一起共同受力。
单根钢护筒总长度53m，重量112t，材质Q345b。
护筒在工厂按2节制作，底节长度40m,顶节长度13m。
钢护筒制造前期委外加工生产，后期在北岸钢结构加工厂制造，钢护筒材料、规格、制造工艺必须符合设计和规范要求，材料需具有出厂合格证和检验报告。
钢护筒底节和顶节由短节拼焊而成，各短节钢护筒的纵向焊缝错开布设，间距不小于300mm，并不小于1/8周长。
钢护筒接口均采用V型坡口，如右图（单位：
mm）。
钢护筒现场设置1个接头，接头处顶节护筒外侧壁板在工厂开好坡口，便于现场焊接。
护筒底节口设计了加劲环以增加护筒底口的刚度。
钢护筒的焊接均采用自动埋弧焊接，钢护筒加工完成后，应进行焊缝超声波探伤检查、圆整度检查、轴心垂直度检查、直径检查、长度检查，检验标准按下表执行，符合验收标准后出厂。
表4.1 钢护筒加工质量标准
对接管相邻管径偏差
直径差≤3mm，周长差≤9.5mm
相邻管节对口板边高差偏差
<
2mm
管桩成品外形尺寸
桩长偏差
+300mm，0mm
纵轴线弯曲矢高
不大于桩长的0.1%，并不得大于30mm
焊缝
外观
咬边允许偏差
深度不超过0.5mm，累计总长度
不超过焊缝长度的10%
超高允许偏差
3mm
表面裂缝、未熔合、未焊透
不允许
弧坑、表面气孔、夹渣
管节外
形尺寸
外周长
±
0.5%周长，且不大于10mm
管端椭圆度
0.5%d，且不大于5mm（d为管径）
管端平整度
管端平面倾斜
0.5%d，且不大于4mm
②钢护筒的运输
钢护筒经起重码头下河，由水上船舶运到墩位附近，为防止钢护筒运输过程失圆变形，在钢护筒的上、下口及中间位置焊接十字支撑，增强钢护筒抗变形能力。
钢护筒运到工地后应进行验收检查，验收标
准上表。
③钢护筒的下沉
a、钢护筒导向
为确保钢护筒的下沉精度，钢围堰平台桁架顶面设计固定导向环，导向环内径3.3m，作为钢护筒下沉导向，见下图：
b、钢护筒起重设备
钢护筒下沉采用280t水上浮吊和165t水上吊船作为起重设备，c、钢护筒振动设备选用美国APE400B型液压振动锤,两台并联施振，单锤技术参数如下：
偏心力矩：
300kg·
m
最大激振力：
2×
320t
系统振幅：
30mm
尺寸（长×
宽×
高）=3050mm×
3000mm×
3700mm
悬挂重量：
47.2t
d、钢护筒插打
测量放线定好钢护筒中心线。
钢护筒吊装时，为保证钢护筒起吊时不变形，顶端采用四点吊装，底部采用一点吊装。
钢护筒就位，调整钢护筒导向，岸上设置两台经纬仪观测护筒两个方向的倾斜度，确保平面位置偏差＜50mm，倾斜度＜1/200。
8）钻孔桩施工
1钻孔桩设备配置
1艘280t水上浮吊、1艘165t水上浮吊、一艘80t浮吊和两台轮胎式吊机配合钻孔桩施工作业。
4台KPG3000型、2台RC300和2台KTY300型钻机。
8台40m3/min，1.2MPa的压风机。
8台ZX-500型泥浆分离器，每台泥浆净化能力500m3/h。
1台KE200超声波大孔径检测仪检测成孔质量、孔径、孔斜率。
2泥浆及循环系统
泥浆循环系统由ZX-500泥浆分离器、沉渣筒、串联钢护筒组成，同时围堰旁配备1艘泥浆船。
泥浆配置：
选用优质粘土或膨润土，经试验室配比试验确定合理配合比，用拌浆机拌制造浆。
泥浆指标达到如下标准：
比重：
1.05～1.15；
粘度：
16～22秒；
PH值：
大于6.5；
含砂率：
小于4%；
胶体率：
大于95%。
③钻进成孔
墩位处覆盖层较厚，钻进过程中应根据地质情况的变化及时调整钻速和钻压，防止塌孔或缩颈，保证钻孔桩质量和进度。
a、开钻至钻头出护筒底口前，以低档慢速正循环钻进。
钻孔过程中保持减压钻进，确保孔形和垂度。
b、相临两孔不能同时进行钻孔作业，一孔灌注混凝土完成24小时后其邻孔才能开始钻孔作业。
c、钻孔作业连续进行，经常检验泥浆指标，确保泥浆性能符合要求。
d、孔内水头始终要高出孔外水位1.5-2m，加强护壁，防止塌孔。
e、停钻时，钻头提离孔底2.0m左右，防止出碴口被堵塞。
接长钻杆时，接头一定要完好，防止漏气、漏水和掉钻头等事故的发生。
f、若遇到塌孔、偏孔、缩孔、扩孔、糊钻、埋钻、卡钻、掉钻等故障，要尽快查明原因，采取有效措施果断处理。
g、正常钻进时，及时捞取钻碴取样，判断土层，作好钻孔记录，对不同的土层及时调整钻机的转速、钻压和进尺。
地质情况明显不符，及时上报设计单位作相应处理。
h、钻渣及时运往指定地点，不得随意乱弃。
i、成孔至设计高程后，对孔深和孔底地层予以确认并用检孔器检测孔形、孔径和孔的垂直度。
表4.2 钻孔质量标准
序号
项目
允许偏差
1
孔径
不小于设计孔径
2
孔深
不小于设计孔深
3
孔位中心偏差
群桩不大于100mm
4
倾斜度
不大于1%
5
浇筑混凝土前孔底沉渣厚度
不大于100mm
④清孔
采用泵吸反循环法清孔，钻头提离孔底100～150mm，慢速空转，利用泥浆循环系统和泥浆分离器，持续吸碴换浆，直到换浆清孔泥浆指标符合设计（规范）要求，同时沉碴厚度达到验收标准。
⑤钢筋笼制造、运输与安装
钢筋笼在长线台座上分3节制造。
钢筋笼每隔2.5m设一道加劲环，以使钢筋笼在制造和起吊时有足够的刚度。
主筋采用镦粗直螺纹接头连接，连接位置按照规范要求错开布置。
钢筋笼制造符合规范要求。
钢筋从加工场到下河码头由平板挂车运输，钢筋笼下河后由船运送到墩位，墩旁吊机起重安装。
钢筋笼分3节吊装。
为方便安装，在每节钢筋笼的顶部均设置有一套钢筋笼固定悬挂系统。
钢筋笼上下节采用镦粗直螺纹接头连接。
表4.3 钢筋笼制造、安装质量标准
钢筋骨架顶端高程
20mm
骨架中心平面位置
钢筋骨架外径
10mm
主筋间距
主筋±
0.5d（d为钢筋直径）
骨架保护层厚度
6
箍筋间距或螺距
7
钢筋骨架垂直线
0.5%
⑥二次清孔
钢筋笼安装就位后，重新测量孔底沉渣厚度，不能满足规范和设计要求时，进行二次清孔。
二次清孔采用气举反循环法，利用灌注导管作为吸泥管。
⑦浇筑水下混凝土
浇筑水下混凝土填充设备：
一座150m3/h水上移动混凝土工厂；
130延米Φ320mm的快速卡口垂直导管；
一个4m高填充架；
一个16m3填充斗。
混凝土填充前，应做好充分准备，填充导管作密水试验，填充导管底口距孔底间距250～400mm，填充斗与导管设置隔水栓。
浇注混凝土时，混凝土由水上移动混凝土工厂生产并泵送到钻孔平台填充斗中储存，快速拔球，混凝土经垂直导管进入孔中。
浇筑过程中，混凝土必须具有良好的和易性和流动性，保持连续浇筑，坍落度控制在18～22cm范围，导管埋入混凝土深度控制在2m～6m。
9）围堰接高下沉
①围堰接高
中节围堰经钢结构工厂加工成单元件后，在起重码头组拼成60t左右大块件，船运到墩位，利用水上浮吊对称接拼，拼装顺序先内支撑后侧板，先直线段后曲线段，最后圆弧段合龙。
2围堰下沉
a、河床调整
经过汛期后，围堰河床上游冲刷严重，下游河床冲刷较小，先对围堰河床进行全面测定，根据河床等高线，对河床面进行调整，采取上游吹砂，下游吸泥方式，最终达到整体围堰河床面基本平整，高程接近围堰落床设计高程，尽量减少围堰下沉入土深度。
b、下沉控制
根据围堰下沉期水位预测，计算围堰过程中浮力变化，在围堰平面钢护筒上设置四个提升装置，下放过程中，建立提升力、浮力和重力平衡关系，通过提升装置有效控制围堰下放，同时在边桩上安装导向，控制和调整围堰平面位置。
c、下沉措施
围堰着床后，入土受阻时，一方面通过围堰内吸泥取土，特别是刃角四周。
在吸泥无效情况下，可采取反压措施，利用钻孔桩作锚桩，布置穿心千斤顶、钢绞线、OVM大吨位锚具。
10）围堰封底、抽水
围堰下沉到位后，在其顶面上布置水下封底混凝土施工平台，围堰封底混凝土厚4.5m，共计10596m3；
混凝土由2台150m3/h的水上混凝土工厂同时供应。
封底混凝土浇筑面积大，采取分仓浇筑方式，为确保浇筑混凝土质量，围堰顶部设混凝土总槽和储料斗，沿总槽设多方向的溜槽，多点均匀布设水下封底导管，各导管依此拔球进行连续、多点、快速浇筑水下混凝土。
通过掺加粉煤灰和高效缓凝剂，提高混凝土和易性、流动性，坍落度控制在18～20cm，混凝土必须具备足够初凝时间。
封底混凝土达到设计强度后，围堰内抽水，局部发生渗漏应及时封堵。
进行桩头凿除和封底混凝土表面清理,桩头预留设计嵌入长度。
完成桩基质量检测。
11）承台施工
围堰侧板内壁作为承台浇筑模板，应进行必要清理和涂刷脱模剂。
承台钢筋检验合格后，在加工车间制作成型，并按型号、规格堆码整齐备用。
钢筋接头采用绑扎或电焊搭接，直径大于25mm的钢筋可采用冷挤压接头或镦粗直螺纹连接。
承台钢筋绑扎时，钢筋品种、规格、间距、形状、接头及焊接等均要符合设计图纸和施工规范的要求。
承台属大体积混凝土结构，按要求布置循环冷却水管，全部检验合格后办理签证手续。
根据围堰设计要求，承台混凝土分两层浇筑，每层厚度3m。
混凝土由2座150m3/h的水上混凝土工厂集中供应，泵送入模，混凝土的性能满足设计和施工规范要求。
混凝土浇筑过程中，按每层25～30cm厚度逐层浇筑，同时加强振捣，做到不欠振、过振、漏振。
随时开通循环水冷却系统，有效降低水化热。
混凝土浇筑完毕，顶面及时收浆，并加强表面养护。
混凝土达到一定强度，顶面基座范围表面及时凿毛处理。
表4.4 承台施工允许偏差
尺寸
顶面高程
轴线偏位
15mm
平面周边位置
50mm
承台大体积混凝土温控措施：
①合理选择原材料
a、选择425#优质硅酸盐水泥，要求氧化镁含量≯5%，二氧化硫含量≯3.5%，细度≯12.0%，初凝时间≮60min，终凝时间不大于12h，7天水化热为293kJ/kg。
控制水泥用量。
b、碎石采用0.5～4级配，含泥量≤1.5%；
砂细度模数2.3～3.0，含泥量≤2%。
用于工程的粗细集料均冲洗干净，其物理力学指标均符合规范要求。
c、选择性能稳定、符合标准的粉煤灰作为掺加料。
d、减水剂的选择通过现场试验进行确定。
e、采用经净化处理的水。
②、降温措施
a、降低水化热引起的温升
水泥水化热主要来自水泥矿物组合中C3S和C3A，要降低水化热，必须选择C3S和C3A含量较低的水泥，减少混凝土配合比中的水泥用量，采用“双掺”技术，即同时掺加粉煤灰和减水剂。
利用掺加粉煤灰的混凝土后期强度仍有增加性能，延长混凝土设计龄期，采用60d设计强度，相应降低28d强度等级。
b、加快混凝土热量散失
依据温控计算成果，合理布置循环冷却水管，通过冷却水循环有效散失热量，使混凝土内表温差控制在25℃以内。
c、降低水泥、骨料的入仓温度。
对拌和用水进行降温处理。
d、加强混凝土表面养护，气温较低时，在混凝土表面覆盖多层麻袋和塑料布进行保温、保湿养生。
气温较高时选择蓄水养生，蓄水深度不小于20cm。
⑵8#墩基础施工
8#墩基础施工采用锚碇+无导向船方案，设前后定位船。
钢吊箱作为基础施工的挡水围堰，兼作钻孔桩施工平台。
钢吊箱分节制造，底节14.0m、中节9.3m、顶节3.2m。
先在距桥址上游5km华江船厂完成14.0m底节钢围堰制造、拼装，利用气囊辅助整体滑移入水，拖轮浮拖至墩位，锚碇系统收锚，进行围堰初始、精确定位。
钢护筒参与结构受力，设计钢护筒底高程-52m，顶高程+10.0m，钢护筒总长62m，壁厚25mm，材质Q345b，工厂分两节制造，底节50m，顶节12m。
根据地质条件和APE400B双锤并联的击震能力，钢护筒一次击震到设计高程，先插打16根定位钢护筒，在16根定位钢护筒上安装吊挂系统，围堰挂桩完成第一次平台体系转换，围堰及内支撑桁架成为固定式钻孔平台。
围堰平台建立后，按要求插打8根渡洪钢护筒，进行渡洪
升级会员 