双壁钢围堰施工工艺工法后附图片Word格式.docx

1、调查水深、流速、流向、浪高、涨落潮、一般冲刷深度、局部冲刷深度、风向及风力大小、河床地质等情况作为钢围堰结构设计及锚锭系统设计的资料。2 双壁钢围堰壁板及加劲肋技术参数的选择双壁钢围堰壁板及加劲肋均按塑性结构计算选择，一般内、外壁板厚度56mm，竖向加劲肋为一般为角钢63636或75506。3 组拼作业平台、钻孔作业平台选择钻孔作业平台均直接放在钢围堰上口，根据钻机布置的需要，钻孔平台可为万能杆件拼装，也可用型钢组拼。4 锚锭系统的选择为保证钢围堰下沉时能准备达到设计位置，应设置锚锭系统。锚锭系统一般选择由定位船、导向船、锚缆设施组成。具体选择与施工区的流向、流速、河床表层土质有关。5 封底混

2、凝土选择封底混凝土主要承受钢围堰和封底混凝土浮力，以竖向荷载为主。以计算封底混凝土的拉应力和剪应力满足要求选择合适的厚度和混凝土强度。6 主要检算项目及方法双壁钢围堰的荷载取值：水平荷载：静水压力+流水压力+风力+其他。竖向荷载：结构静载+封底混凝土自重+浮力+其他。主要计算工况：围堰拼装起吊、围堰结构计算、封底混凝土施工阶段计算、抽水后围堰封底混凝土抗浮计算等。1）壁板计算壁板以承受水平荷载为主，其最不利受力工况为抽水阶段。壁板可看作是由加劲肋角钢支撑的多跨连续梁，其荷载为均布水压力q，取跨中及支点处的弯矩均为（为加劲肋间距）。水压力由静水压力和动水压力组成：静水压： （为围堰计算水压高度）

3、动水压： 式中 K钢围堰形状系数，圆形0.73；迎水面积；水的容重（kN/m）； 流速（m/s）；g 重力加速度（9.81m/ ）。 图2 加劲角钢与壁板组合2）竖向加劲肋计算。竖向加劲肋计算是以水平桁架为支撑的多跨连续梁,计算时可按三跨连续梁计算：，取0.1，取0.6，为作用在单根竖肋上的水压可按均布计算，为水平桁架层间间距）根据上述两公式计算竖肋的弯矩、剪力。竖向加劲肋计算截面按竖向加劲角钢与壁板组合计算，见图2。组合截面惯性矩： 竖肋截面面积；竖肋惯性矩；壁板截面面积；竖肋惯性矩。组合截面的抗弯模量：竖向加肋劲肋的弯曲应力计算：竖向加肋劲肋的剪应力3）水平桁架计算。水平圆形桁架由内、外侧

4、圆环钢板和斜杆组成，内、外圆环钢板相当于水平桁架的上、下弦杆。水平桁架结构示意图见图3。图3 水平桁架结构图（1）水平桁架斜杆计算。斜杆轴力S： 式中 为水平桁架层间距。斜杆的强度： 式中 S 斜杆轴力，斜杆截面面积， 压杆稳定系数。（2）水平桁架平环板计算。水平环板轴力N：弦杆强度式中 N 环板轴力，环板截面面积，压杆稳定系数。4）双壁钢围堰接高、下沉、着床验算围堰下沉阶段主要与静载有关，以竖向荷载为主。钢围堰在接高下沉、着床过程中应按各工况先行计算，按下述步骤和方法进行：（1）钢围堰接高计算压重时应考虑壁板对接时内、外侧方便施焊，入水下沉围堰的顶面距工作平台距离合适，即有合适的干舷高度。（

5、2）为保持每次接头在设计位置，通过计算入水钢围堰自重加上待接钢围堰重，算出分仓灌注混凝土量或灌水量，压重下沉。但应遵循在着床前必须将刃脚灌满混凝土。其余壁仓内灌注砼或灌水量依据浮力和围堰着床处覆盖层厚度确定。5）双壁钢围堰高度确定钢围堰高度H：H=施工水位-承台底标高+封底砼厚度+0.50.7m6）局部冲刷验算一般围堰着床后，根据设计图纸确定围堰着床刃脚范围是否在局部冲刷线内，若冲刷较为严重（局部冲刷深度较刃脚着床后位置还要低），均采用抛沙或抛投块石防护。未进行局部冲刷验算。7）封底混凝土验算封底混凝土与钢围堰相连,宜按周边简支圆板承受均匀荷载,计算板的中心弯矩Mmax，求出封底砼的厚度h。封

6、底混凝土厚度（mm）； K安全系数，按抗拉强度计算的受压、受弯构件取K=2.65；Mmax板的最大弯矩（kN.m）；B板的单位宽度，一般取1000mm；静水压力形成的荷载；混凝土抗拉强度设计值（ 钢围堰内圆半径（m）； D水下混凝土可能与井底泥土掺混的增加厚度 D=0.30.5m。封底混凝土厚度计算确定后，还应与抗浮计算后需要的最小封底混凝土厚度进行比较，取其大者。8）双壁钢围堰抗浮计算双壁钢围堰的抗浮计算为钢围堰静载G（含钢围堰自重、封底混凝土重、壁仓内混凝土重、壁仓灌水重、桩基重或钢护筒与封底混凝土握裹力）应大于钢围堰所产生的浮力F。即双壁钢围堰在抗浮计算时注意以下两点：（1）桩基与岩层的

7、摩阻力应不计算，作为安全诸备。（2）桩基重与钢护筒与封底混凝土握裹力应进行比较，取两者中小值。9）锚碇系统验算锚碇系统是钢围堰在水中悬浮状况时固定其位置的重要设施，对围堰施工的成败起着关键作用。随着钢围堰的下沉，水流涡漩对钢围堰的推力越来越大，为了克服水流阻力和风阻力，使钢围堰准确定位和顺利下沉，应配置合理、经济的锚碇系统。（1）锚碇的主要组成及作用。双壁钢围堰锚碇系统一般由导向船及拉缆，前后定位船及其主锚、尾锚、边锚和下兜缆组成。定位船。为钢围堰定位用，一端直接和锚索相连接固定船位，另一端用缆索和导向船、围堰相连。船上设置滑车组应用于收、放缆索调整围堰位置，定位船应在上、下游设置。导向船。导

8、向船体系既作为调整、确定钢围堰位置的约束体系，也作为基础施工的辅助工作平台。一般配置在钢围堰两侧，两艘导向船用万能杆件或型钢支架联结梁连成整体.主锚。主锚承受钢围堰锚碇系统顺水流方向的水流阻力和风阻力，是保证钢围堰安全稳定的主要结构物。边锚。边锚布置于定位船和导向船两侧，主要作用是调节和控制定位船、导向船在垂直水流方向的位置，承受侧向水流阻力和风力。尾锚。尾锚顺水流方向分别布置在导向船和后定位船尾部，主要作用是抵御潮水影响，保证钢围堰锚碇系统在水流方向上的稳定。拉缆。前后定位船与导向船之间均设有拉缆，其作用是将钢围堰和导向船体系所受外力传给主锚和尾锚，起到固定钢围堰位置的作用。（2）锚碇系统计

9、算。船只水流作用力。船只水流作用力 V水流速度（）摩擦系数，铁驳 S浸水面积 为船长，为吃水深度，B为船宽）阻力系数，方头取船只入水部分垂直水流的投影面积船只数量钢围堰流水阻力 K水流阻力系数，取k=0.75；水的容重V水流速度（m/s）；A围堰入水部分在垂直于水流方向的投影面积（）；重力加速度 钢围堰风阻力为设计风速频率换算系数=1.0；为风载体型系数=0.8；为风压高度变化系数为地形、地埋条件系数0为基本风压值0=500Pa；F为挡风面积（m2）。定位船风阻力取0.8，n为定位船数量，其余系数同上式。导向船风阻力系数同定位船风阻力。总阻力锚重计算。锚的选择应综合考虑抛锚区内水深、河床覆盖层

10、土质类别等情况，并先预估抛锚区范围，然后在抛锚区内进行调查，看有无影响抛锚的异物或其它设施。锚重G覆盖层为砂土时：铁锚：G=/5；钢筋混凝土锚：G=1.5每个主锚受力：（P为锚数）主锚链计算。 采用普通有横档锚链，链条直径： k安全系数K=4；P拉力（kN）。 锚链长度，h为锚索马口与锚位处河床标高差（m）。锚索计算。钢丝绳容许拉力计算：为钢丝绳破断拉力换算系数，对637钢丝绳取0.82；Fg钢丝破断拉力总和，k为安全系数，k=36；P钢丝绳实际拉力。锚索长度计算长锚索：锚索长度（m）； H锚索马口与锚位处河床标高差（m）； R总阻力；q钢丝绳或锚链在水中的重力kN/m，按在空气中的重量的0.

11、7计。短锚索：锚船马口至锚位的水平距离（m）；、符合意义同长锚索公式。边锚计算。导向船组边锚、定位船边锚分别按导向船组和定位船顺水流向受力的50%计算，其计算方法同主锚。钢围堰下兜缆计算。当钢围堰下沉时，为抵御水流阻力，保持钢围堰的竖直，应设下兜缆见图4。图4 钢围堰下兜缆示意图下兜缆阻力T： 为钢围堰入水部分的水流力。a、b分别为 的作用力点与下兜缆作用力点至钢围堰导向船组下游联结梁支点的距离。10）组拼作业平台、钻孔作业平台验算水上作业平台是为深水桩基施工服务，设计时需考虑河床地貌、地层、汛情、涨落潮、航道等情况。（1）作业平台分类。双壁钢围堰钻孔灌注桩基础的施工为先下钢围堰后成桩的施工方

12、案。作业平台分为浮动施工平台和固定施工平台两种。（2）钻孔作业平台在功能上应满足的要求。满足钻机成孔工艺与设备布置的要求。必须保证清孔、水下混凝土灌注等成桩工艺与设备布置的要求。保证围堰、承台顺利施工。保证作业人员良好的工作环境。平台不受一般汛情和小涨落潮的影响，以确保安全施工，不影响施工进度。平台为临时结构，应便于安装、拆卸与迁移，可重复利用。6.2.2 双壁钢围堰的加工制作及检查验收1 双壁钢围堰的加工制作材料进场材料检查验收编制加工工艺指导书加工工艺交底下料水平桁架加工1/8单块骨架加工底节整节钢围堰拼装焊缝水密检查整节质量验收合格吊装下放入水第二节整节加工完成第二节质量验收合格吊装至现

13、场第二节与底节现场对接对接焊缝水密检查第三至最后节对接完成。1）单根（块）构件的下料双壁钢围堰单个构件包括水平桁架内、外环板、水平桁架斜杆、刃脚内、外侧壁板、刃脚扇形板、隔仓板、隔仓板加肋、吊耳构件。板件均采用半自动氧、乙炔火焰切割机下料，杆件采用冲床和手工乙炔火焰切割下料。2）单元结构的加工单元构件加工应根据设计图纸结合起吊能力分块加工。加工应遵循先加工刃脚构件后加工其它普通段。（1）单块水平桁架加工。水平桁架是用钢板作胎模组焊，胎模上应设压板，控制水平桁架与水平斜杆焊接时板面波浪变形。（2）整节分块构件加工。将焊接好的单块水平桁架按设计图纸规定的层间间距在钢靠模上布置好，与竖肋焊接，组焊为

14、整节分块。组焊分块构件时应严格控制层间距离，防止围堰整拼装时接头错位。（3）刃脚加工。刃脚内、外侧厚板应用卷板机分块压制成形。（4）整节拼装。整节拼装应在混凝土样台上进行，样台基础要牢固，在内、外壁板范围内应预埋钢板，样台表面应平整，并分点对样台抄平。组拼应注意内、外防水壁板、水平环板、水平斜撑分块断面应错缝。2 检查验收标准1）焊缝质量的检查验收标准（1）水平环板和刃脚处的内、外侧板组焊焊缝质量应达到国标二级焊缝，其余焊缝均应达到国标三级焊缝及以上标准。（2）所有内、外壁板焊缝，隔仓板焊缝均应按图纸施焊，并要求水密。必须通过煤油渗透试验并符合要求。2）结构尺寸的检查验收标准（1）双壁钢围堰轴

15、中心线偏差不得大于1/500，每节直径误差：顶面不超过20mm，底面不超过：-20mm。（2）环形板焊接后翘曲变形不得超过5mm。（3）每节的倾斜度不大于2。（4）拼装要求。上、下隔仓板对齐，各相邻水平环形板对齐，上、下层竖向加劲肋角钢必须和水平对接环板焊牢。3）水密性能的检查验收标准钢围堰的水密性能检查用煤油渗透试验，即在壁板焊缝外侧刷石灰，壁仓内焊缝刷煤油进行检查，不允许有渗油痕迹，渗漏处必须重焊。6.2.3双壁钢围堰的测量放线双壁钢围堰拼装时以平台中心为基准。底节钢围堰拼装时通过下口中心与刃脚平面的垂线作中心线，控制钢围堰上口半径，以后各节接高皆以此中心线进行放样和校核。双壁钢围堰底节吊

16、放入水后，测量人员应根据线路的中心在钢围堰顶层环板上标注出中心十字线，并应将钢护筒定位架中心线测量引至顶面。分节加工成型的钢围堰应在内壁对称作四条高度标尺，以便于下沉时观测钢围堰入水深度和垂直度。6.2.4双壁钢围堰的运输1 大吨位缆索吊机整体吊运根据钢围堰分节最大吊重和水下切割拆除吊运至解体作业场的高度要求对缆索吊机进行设计、施工、检查、试吊后方可投入使用。缆索吊机设计时的缆索中心线应与线路中心线设计一致，钢围堰的拼装平台中心与缆索中心线一致，吊运时不准歪拉斜吊，不准在重物上、重物下站人。围堰吊离地面0.2m后停留10min，经检查无异常后进行起运。运至墩位停止摆动后徐徐下放，对位入水。吊运

17、第二节及以后各节段时，待上、下节拨正对齐，上节轻轻搁在下节钢围堰上，等上、下节联接牢固后才能摘走挂钩。2 岸滩处滑道入水方式的浮运在岸滩处将已加工好的双壁钢围堰利用滑道和慢速卷扬机牵引下水其施工步骤如下：首先制作滑道，滑道应伸入河床一定距离，设置约-0.5%的纵坡，以便围堰节段下滑。水上滑道可用圆木或型钢作架，排架上以2020cm的方木作横梁，横梁上铺设工字钢作纵梁，纵梁上再铺设横向枕木，纵向用钢轨作滑行轨道。用千斤顶顶升围堰，将滑道伸入其下，推入运输平车就位固定好，然后放松千斤顶，使围堰节段落在平台上，再解除平台制动，卷扬机牵引拖至滑道尽头，再用浮吊吊离滑道浮运就位。3 船坞入水方式的浮运在

18、船坞上拼装好钢围堰，船坞退出, 围堰自浮,然后浮运至墩位处。6.2.5双壁钢围堰的组拼1 缆索吊机辅助组拼若钢围堰在施工现场加工，可利用缆索吊机辅助组拼。一般是在索道下设拼装场地，吊车将拼装好的分块件吊至索道下方进行。但通常索道不能歪拉斜吊，索道的吊装范围较小，一般不常用。2 水上浮吊辅助组拼钢围堰采用在墩位现场原位制作时，由驳船将块件运至墩位的平台上拼装。钢围堰由水上浮吊吊装单块块件，在加工拼台上拼装为整节。3 墩位处龙门吊机辅助组拼在大型桥梁双壁钢围堰施工时，钢围堰的拼焊、下沉、定位，是一座由两艘大型铁驳用上、下游连接梁和仓面平面联接系组成的双体浮式平台。上设两台大型龙门吊机。工厂制造的钢

19、壳底层块件即在拼装船上拼焊成整体，再随同导向船浮运到墩位，钢壳底节上部节段由龙门吊吊装组拼。围堰用龙门吊起吊下沉，起吊前应调整各吊点的吊绳，使围堰顶面保持水平，再吊至定位框内匀速徐徐下放。6.2.6双壁钢围堰水上定位锚碇系统1 锚碇的主要组成双壁钢围堰锚碇系统由导向船及拉缆、边锚；前后定位船及其主锚、尾锚、边锚和下兜缆组成。2 锚碇系统计算按钢围堰下沉至即将着床状态（仍为悬浮体系）锚碇系统受力最大进行计算，边锚、尾锚按主锚受力的50%进行计算。3 锚碇系统施工1）前定位船抛锚定位。2）后定位船临时定位。用拖轮将后定位船顶推至前定位船尾部并与其临时系结，过拉缆到后定位船与临时滑车组系结，然后用拖

20、轮协助将后定位船溜放到墩位处，抛设边锚、尾锚。3）导向船组及围堰由江边起重码头浮运到墩位处，过缆、锚碇好导向船组，后定位船溜放到下游设计位置。4）抛设剩余锚，调整收紧各锚绳、拉缆，使锚碇系统处于稳定状态。6.2.7双壁钢围堰壁仓混凝土浇注1 壁仓混凝土浇筑高度确定壁仓混凝土浇筑高度由以下两方面确定：一是水平环板及内、外壁板强度需要，二是抗浮。2 壁仓混凝土浇筑壁仓混凝土浇筑分直接浇筑和水中浇筑两种形式。6.2.8双壁钢围堰加水、下沉、着床、清淤就位1 双壁钢围堰加水下沉在首节钢围堰锁定后，向其隔仓内灌注混凝土或加水等措施以压重下沉和调平围堰，并预留一定的干舷高度，使其处于待拼次节段围堰的状态。

21、以后每一节段船运到围堰旁，由浮吊起吊与前一节进行焊接，每接高一节即均匀下沉，并予留相应的干舷高度，以便接高下一节时施焊作业。1）抽水设备选择抽水设备根据施工工况配制。一般是依据快速着床是所需时间和所抽水的量确定。2）下沉速度控制围堰在加水下沉中，当刃脚距河床面0.5m左右时，停止灌水下沉进行纠偏。当位置正确，经一夜观测未发生变化，河床无大的改变时即迅速灌水下沉着床。2 双壁钢围堰纠偏钢围堰在下沉过程中由于受水流及风力等的影响，围堰要偏离设计位置，应对钢围堰进行纠偏。1）纠偏措施选择及实施双壁钢围堰常采用的纠偏方法如下：（1）在钢围堰刃脚上方水平桁架处设围堰纠偏缆，下方设纠偏锚上的转向滑车和定位

22、平台上的卷扬机联接。将两侧纠偏缆同时收紧、放松，或一侧松、一侧紧达到纠偏目的，如图5所示：图5 围堰纠偏示意图（2）调整隔仓水。用抽水机往钢围堰高的一侧隔仓内加水，把低的一侧隔仓内的水抽出，利用两侧重力不同，使钢围堰水平，此方法应保证隔仓与隔仓间、隔仓与隔仓外水头差在允许范围内。（3）用吸泥机在钢围堰的刃脚处不均匀吸泥，利用钢围堰高低两侧下沉量所受阻力不同，而使钢围堰纠正。（4）采用在8个隔仓中灌注隔仓混凝土进行调平。2）纠偏的标准公路桥涵规定,双壁钢围堰定位落底的最后容许偏差为：（1）倾斜度不得大于围堰高度的1/50。（2）中心位移不得大于高度的1/50+25cm。（3）平面扭角不得大于23

23、 围堰吸泥下沉1）吸泥下沉工艺和控制标准围堰着床后下沉初期，入土围堰嵌固较浅重心偏高，最易产生水平滑移和倾斜。围堰的倾斜如不及时调整就会偏位，随着入土加深调整更加困难，偏位更加严重，所以在下沉初期应以纠正围堰底口中心偏位为主，调整倾斜为辅。控制围堰底口中心偏位不大于20 cm；此时围堰的倾斜率可适当放宽，控制在2以内。在围堰下沉中期，刃尖入土深度较深时围堰嵌固深度逐渐增加趋于稳定。此期间调整围堰偏位比较困难，为保持偏位不再增加，应控制围堰倾斜为主控制围堰倾斜在1%以内，最大不超过1.5%。在围堰下沉后期，要采用均匀吸泥方法，严格控耐泥面高差不大于1m。控制围堰最大倾斜不大于1%，保证围堰均匀稳

24、定地下沉，当刃尖高程接近圆砾土顶面时，应以清基为主。在围堰顶面布置方格网，按方格网坐标点布置吸泥机逐点均匀吸泥、清基。围堰下沉过程中要随时测量记录围堰总高度、刃尖高程、中心偏位、顶面高差、围堰内外泥面、河床高程变化情况、围堰内外水头差等有关资料发现问题要及时分析总结，制定对策。钢围堰着床后，要继续灌水压重，使刃脚切入覆盖层中，稳定在河床上。2）钢围堰一点（多点）接触河床后的支垫钢围堰下沉一点触岩后,其余悬空部位用工字钢或者钢板焊成的楔形盒子支垫，用麻袋混凝土填塞围堰内刃脚，围堰外周围抛填片石钢筋笼护脚，保持钢围堰位正、平稳,并防止水流、泥沙进入围堰内。3）钢围堰快速着床的技术措施在刃脚距河床面0.5m时停止下沉,用全站仪观测围堰顶上顺桥向上两个点，调整围堰的倾斜和偏位。直到两点的实际坐标与设计计算坐标相符合为止实现围堰精确定位后，应同时起动抽水机加速对称在围堰内灌水，使围堰尽快落入河床。围堰入河床进入稳定深度后，解除下层拉缆。4 双壁钢围堰内清基围堰清基是为了水下封底混凝土与基岩面结合紧密，避免出现泥砂夹层，防止钻岩时产生漏沙现象。离围堰内壁较近的桩位是清基的重点范围，不可忽视。1）吸泥机清基围堰内清基一般采用2台250 mm 直管吸泥机吸出围堰内壁范围内的淤泥和泥沙。利用1台420 mm 吸泥机吸