某高速公路项目钢围堰专项工程施工组织设计.docx
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某高速公路项目钢围堰专项工程施工组织设计
某高速公路项目钢围堰专项工程
施工组织设计
一、编制依据
1、某高速公路项目钢围堰专项工程招标文件
2、某高速公路项目钢围堰专项工程施工图设计
3、国家和交通部现行有关标准、规范、导则、规程、办法等，主要有：
1）《公某涵施工技术规范》（JTJ041-2000）
2）《公路工程质量检验评定标准》（JTJF80/1-2004）
3）《市政桥梁工程施工及验收规范》（DBJ08－225－97）
4）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ076-95）
5）《钢结构设计规范》（GB50017—2003）
6）《港口工程荷载规范》（JTJ254－98）
7）《水利水电工程钢闸门设计规范》（DL/T5039-95）
8）《混凝土结构设计规范》（50010-2002）
9）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）
10）《混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2000）
11）《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）
12）《工程测量规范》（GB50026—93）
13）《建筑结构静力计算手册》
14）《建筑施工计算手册》（第二版）
4、项目相关部门批准的相关文件。
二、钢围堰专项施工方案
1、概述
1.1、工程概述
本合同段工程为某高速公路项目钢围堰专项工程，工程东起于某市某县某乡洪家洲西侧某江河漫滩，主桥横跨某江主航道，引桥跨某江西岸大堤，西止于某乡某湖，距离某县城约8km。
主桥P58主墩处河床面标高为14.72m,P59主墩处河床面标高为15.89m，P57、P60和P61墩处河床标高分别为22.39m、21.62m和26.63m，西岸堤顶标高为35.957m。
工程起止桩号为K112+183.1~K113+458.1，其中江上段长约505m，陆上段长770m，桥跨组合为（115+195+115）m+（45+70+45）m+2×（4×30）m＋3×（5×30）m，全长共1275m。
主桥结构：
左右幅分离，上部结构为预应力混凝土连续刚构，采用挂篮悬臂逐块段施工，下部结构主墩采用矩形双薄壁墩身，基础采用直径2.5m钻孔摩擦桩，矩形下卧式承台，边墩墩身采用矩形单薄壁墩，基础采用直径1.8m的钻孔摩擦桩，矩形下卧式承台。
边墩处各设置一道D320型伸缩缝。
主桥各墩P58、P59承台均为矩形截面，其中P58顶标高+13.0m，底标高+8.5m，承台厚4.5m。
两墩均为水上承台，采用钢围堰施工。
钢围堰是承台干施工的临时挡水结构以及承台混凝土浇注时的侧模，水中基础全部施工完成后拆除钢围堰。
主桥钢围堰采用无底、双壁结构，厚度1.5m。
主墩钢围堰双壁高度+27.0m，实际上双壁高度是21m，韧脚1.5m，挡浪板高度1.5m，设计顶标高+28.5m，底标高+4.5m，重量为761t。
主墩围堰封底砼厚度为3.70m，混凝土方量为2217m3。
主墩钢围堰承台平面布置图如图1.1-1，主墩钢围堰施工承台平面结构形式如图1.1-2所示。
根据承台封底计算，主墩封底混凝土采用分离式矩形截面，不能满足封底混凝土抗弯强度及握裹力要求，将封底混凝土分离式改为整体式进行施工。
在承台施工中另行加入模板进行左、右幅隔离，施工承台。
图1.1-1钢套箱立面布置图
图1.1-2钢套箱平面布置图
1.2、气象水文条件
1.2.1、气象条件
本项目所在地气候处在中亚热带向北亚热带的过渡地带，温暖湿润，也是北方冷空气频繁入境的“风口”所在，因此冬季冷空气长驱直入，春夏冷暖气流交替频繁，夏秋晴热少雨，秋寒偏寒。
多年平均气温16.5~17℃，一月平均气温3.8~4.7℃，七月平均气温29℃左右。
年平均降水量1200~1302毫米。
无霜期258~275天。
雨多集中于3~8月，约占全年降雨量的69%，年均蒸发量1238.1mm，年平均气温17.9℃，极端最高气温41.0℃，极端最低气温-11.8℃，年平均风速1.9m/s，最大风速25m/s。
1.2.2、水文条件
桥位区所处某江主航道水位及流量随季节变化较大，受雨水控制明显，每年3~9月为雨季，水量较丰，水位较高，并夹带大量泥砂，10月~次年2月为枯水季节水量一般较小。
据调查，6~7月份水位最高，个别年份持续到8月份，其中1998年6月27日达最高为35.42m（国家85高程，以下标高均采用此系统），9月份以后水位逐渐回落，直至11~12月份水位最低，2003年11月1日水位最低为21.29m（根据1992年~2006年上游30km某水文站统计数字，枯水期坡比万分之0.57）。
设计施工水位29.48m，2000年~2008年平均最高水位32.44m，2000年~2006年平均水位27.42，平均最低水位24.02m；2007年全年水位均没有超过28.14m，2008年全年水位超过28.14m仅7天，最高水位31.09m，目前水位约27.5m。
本区根据洪水流量、水位、过水面积推算水流流速约1.60m/s。
1.2.3、地震基本烈度
地震烈度：
本桥所处地区地震动峰值加速度为0.05g，抗震设防烈度为VI度。
1.2.4、通航等级
本桥航道等级：
内河II（3）级。
1.3、地质条件
1.3.1、场地工程地质条件
某江特大桥某江主桥跨越某江河床，水面宽约600m。
根据钻探揭露及工程地质调绘，桥址区土层包括第四系全新统冲积（Q4al）粉砂、粉质黎土、园砾、细沙、更新统冲积（Qpal）含砂粉质黎土、园砾、砾砂、卵石和早第三系（E）砾岩等。
根据工程地址调绘及区域地址资料，桥址区无活动结构，场地稳定性较好。
表1.1-1工程地质层组特征及承载力参数表
工程地质单元体
磨阻力标准值qik（KPa）
承载力基本容许值fao（KPa）
Q4al
粉砂
30
80
粉质黏土
30
80
圆砾
120
350
中砂
60
250
Qpal
含砂粉质黏土
80
300
圆砾
80
300
砾砂
120
350
卵石
160
500
E
砾岩
160
600
1.3.2、地基土条件分析及评论
桥址区上部为稍密、局部为中密状的粉砂、粉质黏土、中砂等，中部为含砂粉质黏土、圆砾等，其下为卵石，下部为砾岩。
2、施工工艺
钢围堰施工工艺见图2-1。
图2-1钢围堰施工工艺图
3、钢围堰施工概述
3.1、施工准备
承台周边钻孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台，在护筒上焊接钢围堰拼装平台以及导向装置，拼装平台顶标高+25m；导向装置采用上、下双层导向，上导向设置在钢护筒上，主要控制围堰上口平面位置；下导向固定围堰壁上，跟随围堰的一起下沉，主要控制围堰下口平面位置。
3.2、钢围堰施工过程
钢围堰均在后场分块制作，经检验、试拼合格后汽车运输至60#墩临时码头，通过运输船运至施工墩位处。
主桥钢围堰通过80t浮吊对称拼装焊接。
焊接完成后，钢围堰用6台200T连续提升千斤顶分节下放入水，浇注夹壁混凝土，注水吸泥下沉至设计标高。
根据入泥后具体情况进行围堰内部及外围基底抛填或清理施工，一次性浇注水下封底混凝土。
封底砼达到强度后，抽干水进行承台的施工。
4、施工起重设备
4.1、加工起重设备
后场钢围堰加工起重设备采用一台3T、一台10T龙门吊和一台50T汽车吊。
4.2、施工起重设备
主墩钢围堰施工起重设备采用80t浮吊及50T履带吊施工。
5、主桥钢围堰施工
5.1、主桥钢围堰设计条件
工程钢围堰采用双壁无底围堰，施工水文条件按照二十年一遇考虑。
58#墩钢套箱设计基本参数
1、钢围堰顶标高+28.5m
2、钢围堰底标高+10.5m
3、承台底标高+13.5m
4、承台顶标高+18.0m
5、施工期高水位+28.0m
6、施工期低水位+22.5m
7、施工（抽水、浇注承台）水位+25.5m
8、套箱下沉时水位+22.5m
9、钢筋混凝土容重26kN/m3
10、混凝土的干容重24kN/m3
11、湿砂的容重17kN/m3
12、钢围堰内口尺寸16.6m×36.1m
13、钢围堰外沿尺寸19.6m×39.1m
14、钢围堰壁厚1.5m
15、河床标高+14.9m
16、钢护筒直径2.85m
17、最大水流流速1.6m/s
18、封底砼强度等级C25
19、护筒与封底砼间的粘结力f=135kN/m2
20、施工现场起吊能力15ton
21、夹壁砼顶标高+18.5m
（本方案以P58为例，P59按照此方案实施）
5.2、钢围堰结构
钢围堰由壁体、刃脚、内撑等三大部分组成。
壁体主要由隔舱板、箱梁、水平环板、横向联系撑及内外壁板构成。
刃脚高度1.5m，挡浪板高1.5m，其它壁体结构作成双壁式。
双层板架结构间距为1.0～1.2m，在双层板架之间设置竖向箱形梁、垂直舱壁板作为一级支撑结构，水平设置环形板作为二级支撑结构。
垂向设置次梁为三级支撑结构。
内外壁之间通过横向联系撑和舱壁板连接而形成整体。
内撑设置两层，主要有纵向和横向支撑，共同构成平面框架，与钢围堰壁板一起形成较为完整的稳定结构体系。
纵横向支撑采用Ø1000×10mm钢管。
主墩钢围堰重761t。
钢围堰尺寸及标高如下表5.2-1。
表5.2-1钢围堰尺寸及标高表
墩号
项目
单位
P58
围堰型式
无底双壁钢围堰
平面尺寸
m
39.1×19.6m
围堰高度
m
24m
围堰壁厚
m
1.5m
围堰底标高
m
+4.5m
封底砼厚度
m
3.7m
5.3、钢围堰加工
5.3.1、加工场地建设
钢围堰加工在钢结构加工场进行，加工场场地前期工作为钢护筒加工。
钢围堰加工前需对场地进行整理，用C20砼整平出一块加工区，加工区大小为40米×8米。
加工好的成品由汽车转运至堆场存放，用篷布遮盖。
5.3.2、加工工艺及流程
钢围堰制作总体工艺采取先进行散件下料加工，在场内按设计分块制作成块件，再将块件运抵施工现场进行组拼焊接。
钢围堰制作工艺流程见图5.3-2。
图5.3-2钢围堰分块制作工艺流程图
5.3.3、壁体分块
1）、分块原则
钢围堰壁板分块遵循以下原则：
①块件能满足现场起重设备起吊要求。
②制作场地及出运条件满足要求。
③汽车运输能具备每个块件运输要求。
④采用运输船能转运至施工现场。
⑤壁板分块尽量避开隔舱板，满足隔舱注水要求。
在满足以上要求的同时尽量减少分块数量，以减少现场块件拼装工程量，加快块件拼装进度。
2）、分块
主墩钢围堰高度24m，竖向分八节，水平方向分为10块,分块单元最重14.5t。
钢围堰分块见图5.3-3。
图5.3-3主墩钢围堰分块图
5.3.4、壁体制作
1）、放样及划线
放样是保证钢围堰质量、提高劳动效率、节约材料的重要工作之一。
放样在胎架上进行，其主要作用是确定各构件的实际形状尺寸及相互间的相关关系。
根据设计图放样绘制施工工艺图作为板材、型材下料的依据和制作胎架的样板。
2）、下料及预加工
a板材下料采用半自动切割机下料。
b无论采用何种形式下料，其边缘应平整光洁无氧化物、缺棱等现象。
c下料时需进行构件编号，并用记号笔书写清楚。
3）、壁板制作
壁体的内、外壁板由若干张钢板组成，需预先拼制。
拼板在平台上进行，先拼端接缝，后拼纵接缝，拼好后双面采用焊接。
焊缝质量须达到《钢结构工程施工及验收规范》中规定的二级焊缝标准。
4）、水平框架制作
水平框架：
包括水平环板、斜撑、连接板等构件组成。
拼装前在平台上按1:
1放出框架的地样，然后按地样进行组装、焊接。
5）、立体分段组装
壁板立体分段组装包括内、外壁板、竖向角钢、隔舱板、水平框
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