泉州湾跨海大桥A3承台安全专项施工方案 精品.docx

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承台施工安全专项方案

一、工程概况

1.1、项目简介

泉州湾跨海大桥工程起于晋江南塘，与泉州市环城高速公路晋江至石狮段相接，在石狮蚶江跨越泉州湾，经惠安秀涂、张坂，终于塔埔，与泉州市环城高速公路南惠支线相接。

路线全长26675.871m。

其中泉州湾跨海大桥桥长12454.894m，分南岸陆地区引桥、南岸浅水区引桥（六车道）、蚶江互通主线桥、南岸浅水区引桥（八车道）、南岸深水区引桥（八车道）、主桥、北岸深水区引桥（八车道）、北岸浅水区引桥（八车道）、秀涂互通主线桥九个区段。

1.2、自然环境

（1）气象

本项目所属区域是典型的季风区，冬季盛行偏北风、夏季盛行偏南风，热带气旋（台风）是影响大桥的主要灾害性天气。

影响本区时间为早自4月，迟至11月，影响期达8个月。

据统计，对本区有影响的台风平均每年3.2次，7～9月为台风盛期，占全年台风影响总数的79%，尤以8月份最盛。

台风在本区登陆时，常伴有大雨或暴雨，瞬时风速可达40m/s。

根据惠安崇武气象站和晋江气象站1989～2008年的观测资料统计，崇武站全年≥8级风的日数平均为47.7天，最多达84天；晋江站全年≥8级风的日数平均为7.4天，最多达29天。

多年平均雾日15.9～29.4天，最多年雾日数为27～46天，以3～5月为雾季，4月份雾日最多，达8.3～9天，9～11月的雾日最少，平均仅有0.1～0.3天。

（2）水文

桥位部分位于雪上沟河道，雪上沟河道与大海相连，海平面平均潮位下普遍水深1.4～5.7m。

根据桥址区的石湖临时潮位站与崇武水文站观测资料分析，桥址区各重现期的高、低潮位见表1.2所列。

工程海区的潮流性质为正规半日潮流，呈往复流特征。

涨、落潮最大流速的规律为大潮流速＞中潮流速＞小潮流速，表层大于底层，涨、落潮最大流速均在半潮面附近时段出现，涨憩、落憩时段出现在高、低平潮附近，也是转流时段。

潮波为驻波运动形式。

根据《泉州湾跨海大桥桥梁基础冲刷模型试验研究报告》结果，100年一遇潮型时，南岸浅水区引桥（N005#～N044#）桥墩处的最大总冲刷深度为3.11m。

表1.2桥址区设计潮位计算成果表

潮位

出现频率

重现期（年）

崇武站

桥址区

重现期高水位（m）

0.33%

300

4.62

4.79

1%

100

4.40

4.57

5%

20

4.24

4.41

10%

10

3.98

4.15

重现期低水位（m）

0.33%

300

-3.82

-3.57

1%

100

-3.71

-3.47

5%

20

-3.59

-3.35

10%

10

-3.52

-3.29

基面

1985国家高程基准

1.3、施工内容

本标段承台施工内容为：

南岸深水区引桥N89#~N123#墩位以及N122#和N123#墩位防撞墩的承台施工。

具体工程数量表见表1.3所列，承台为钢筋混凝土结构，混凝土采用C35海工耐久混凝土，钢筋采用HRB335级钢筋，承台侧面和底面使用耐腐蚀的双相不锈钢钢筋网片，承台底设置80cm厚的C20水下混凝土封底，单个承台材料数量表见表1.4所列，70个承台施工所需总材料数量见表1.5所列。

表1.3承台工程数量表

墩位号

截面形状

承台个数

备注

N089#~N113#

倒圆角矩形

50

8×9.1×3.5m

N114#~N123#

倒圆角矩形

20

9.8×10.1×4m

表1.4单个承台材料数量表

墩位号

钢筋（kg）

Φ8不锈钢钢筋网片（kg）

C35混凝土（m³）

C20水下混凝土（m³）

尼龙1010管（m）

Φ32

Φ28

Φ25

Φ20

Φ12

N089#~N104#

11805.2

8737.1

4554.2

3914.5

160.0

1397.2

242.8

56.2

142.8

N105#~N113#

14756.5

10921.4

4554.2

3914.9

160.0

1397.2

242.8

56.2

142.8

N114#~N123#

16189.5

12119.5

6474.5

5240.5

214.8

1895.5

376.0

77.1

191.8

表1.570个承台材料数量汇总表

钢筋（kg）

Φ8不锈钢钢筋网片（kg）

C35混凝土（m³）

C20水下混凝土（m³）

尼龙1010管（m）

Φ32

Φ28

Φ25

Φ20

Φ12

483586.7

359281.2

178600

150271.1

6148

53885

9830

2176

5488

南岸深水区引桥承台平面为倒圆角矩形截面，其中N89#~N114#墩位平面尺寸为9.1×8.0m，高3.5m；N114#～N123#墩位承台平面尺寸10.1×9.8m，高4m。

具体结构尺寸如图1-2和图1-3所示。

图1-28m×9.1m承台构造图（单位：

cm）

图1-39.8m×10.1m承台构造图（单位：

cm）

二、编制依据

（1）《公路工程施工安全技术规程》（JTJ76-95）

（2）《高速公路交通安全设施设计及施工技术规范》（JTJ74-94）

（3）《施工现场临时用电安全技术规范》（JGJ46-2005）

（4）《公路桥涵施工技术规范》（JTJ041-2000）

（5）泉州湾跨海大桥A3合同段招投标文件、合同文件

三、安全生产目标

1、杜绝重大人员伤亡事故；

2、杜绝多人重伤事故；

3、杜绝重大机械设备事故；

4、杜绝重大水灾、火灾事故；

5、杜绝易燃易爆物品爆炸事故；

6、消灭违章指挥，消灭违章作业，消灭惯性事故；

7、年重伤率控制在0.6‰以下，年轻伤率控制在1.2‰以下。

四、承台施工工艺

4.1承台模板底板设计

承台底板为钢筋混凝土预制板，每个承台底板分为四块预制板，预制板厚度为16cm，每块预制板设置两个预留孔，通过预留孔将预制板悬吊至钢护筒顶分配梁上，预制板结构详见《承台底板构造图》。

浇筑封底混凝土后，措施钢护筒割离，封底混凝土与钢护筒间的粘结力承受承台浇筑混凝土及模板自重荷载。

每块预制板设置上下两层钢筋网，钢筋直径12mm，层间距10cm，上层钢筋网钢筋间距20cm，下层钢筋网钢筋间距15cm，钢筋布置情况详见《承台底板钢筋布置图》。

4.2承台模板侧板设计

承台底标高为-1.4m，为了防止施工过程中海浪进入模板套箱影响施工，承台侧模板设计高度为7m，则承台模板顶标高为5.6m，高于最高水位（标高4.5m）1.1m。

承台侧模面板采用厚度为6mm的钢板，横肋采用[10#型钢，对拉竖肋采用][20a#型钢，最外层夹具为工20a#型钢进行加固。

横肋直接焊接在面板上，对拉竖肋与横肋在交叉点处焊接，夹具与竖肋以及横向夹具与纵向夹具之间使用高强螺栓进行连接。

4.3承台底模受力计算

在浇筑承台混凝土之前，底板依靠精轧螺纹钢悬吊至护筒顶分配梁上，每块底板由两根螺纹钢悬吊，承受荷载为封底混凝土和模板的自重荷载，能够保证模板的稳定性。

进行承台混凝土浇筑时，措施钢护筒割离，撤离精轧螺纹钢，封底混凝土与钢护筒间的粘结力承受承台浇筑混凝土、模板自重荷载以及水对承台浮力。

以尺寸为9.1m×8m×3.5m的承台进行验算，承台模板侧壁自重约70t，承台底板自重约为22.68t，封底混凝土自重为87.22t，封底混凝土与永久钢护筒之间的粘聚力按照k=200kPa计算，桩基直径D=2.3m，封底混凝土厚度h=0.8m，则能提供的粘聚力为：

Fn=4πkDh=4×3.14×200×2.3×0.8=4622kN

工况一：

封底混凝土浇筑完成，还未进行承台混凝土浇筑，水位涨至最高水位。

根据设计潮位，取100年一遇高水位4.57m，模板底标高为-2.2m，则

H=4.57+2.2=6.77m

水对套箱浮力：

；

浇筑完成的封底混凝土及套箱自重：

G=mg=1799kN。

工况二：

承台完成第一次浇筑（浇筑高度1m），水位降至最低潮位。

承台钢筋网固定在桩顶自重不计入计算，新浇筑承台混凝土由于在桩顶形成一个锥形加固区，对底板产生的荷载小于自重，桩径为2.3m，考虑桩顶钢筋弯曲以及承台钢筋网影响，新浇筑混凝土质量为：

m=γhA=2400×1×54.51=130.824t

浇筑1m混凝土产生的总自重荷载为：

F=mg=（70+22.68+87.22+130.824）×10kN=3107.24kN

由以上计算可知，工况一安全系数为约1.3，工况二安全系数约为1.5，封底混凝土产生的粘聚力能够满足要求。

4.2承台侧模受力计算

承台模板主要进行强度和挠度两方面的验算，计算荷载采取最不利荷载进行计算。

根据本工程实际情况，产生最不利荷载有以下两个荷载工况：

工况一：

当水位降至承台底标高以下时（低水位时），承台模板受新浇筑混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的水平荷载，模板受力最不利。

工况二：

当水位为极端高水位时，承台模板立好但未开始浇筑混凝土，模板受水压力及波浪力，此时模板受力也为最不利情况。

因此，针对本工程承台模板受力验算，需进行高水位和低水位两种情况时最不利荷载作用下承台模板强度和挠度的验算。

具体计算过程见后附《承台模板计算》，计算结果如下：

4.2.1低水位时最不利荷载作用下计算结果

（1）计算结果应力分析

表4.1承台模板结算结果

杆件

材料型号

组合应力（MPa）

允许应力（MPa）

是否满足

面板

6mm厚钢板

29.4

188.5

是

纵肋

][20#型钢

68.1

188.5

是

横肋及法兰

[10#型钢、14mm厚扁钢

172.7

188.5

是

桁架

工20a型钢

60.8

188.5

是

由上表可以看出，结构受力均满足要求，并有一定的安全储备。

（2）计算结果位移分析

取面板及纵肋跨度L=4m，则允许挠度[w]=L/500=8mm；取横肋跨度L=6.6m，允许挠度[w]=L/500=13.2mm；取桁架跨度L=10.1m，允许挠度[w]=L/500=20.2mm。

根据数值模拟结果可知，整体结构最大位移为w=5.9mm，w<[w]，满足要求。

4.2.2高水位时最不利荷载作用下计算结果

（1）计算结果应力分析

表4.2承台模板结算结果

杆件

材料型号

组合应力（MPa）

允许应力（MPa）

是否满足

面板

6mm厚钢板

26.2

188.5

是

纵肋

][20#型钢

148.1

188.5

是

横肋及法兰

[10#型钢、14mm厚扁钢

167.5

188.5

是

桁架

工20a型钢

82.4

188.5

是

内支撑

工字钢

123

188.5

是

由上表可以看出，结构受力均满足要求，并有一定的安全储备。

（2）计算结果位移分析

取面板及纵肋跨度L=4m，则允许挠度[w]=L/500=8mm；取横肋跨度L=6.6m，允许挠度[w]=L/500=13.2mm；取桁架跨度L=10.1m，允许挠度[w]=L/500=20.2mm。

根据数值模拟结果可知，整体结构最大位移为w=7mm，w<[w]，满足要求。

由计算结果可知，承台模板能够满足施工要求。

4.3、低水位时承台模板受力计算

承台模板只受新浇筑混凝土侧压力和倾倒混凝土时产生的水平荷载时为最不利荷载，因此强度验算考虑以上两者荷载共同作用，挠度验算只考虑新浇筑混凝土侧压