钢吊箱围堰施工方案

1杭州湾跨海大桥 IXB 合同段钢吊箱围堰施工方案一、编制依据11公路桥涵地基与基础设计规范JTJ024 8512公路桥涵施工技术规范JTJ041 200013公路桥涵钢结构及木结构设计规范JTJ025 8614公路工程施工安全技术规程JTJ076 9515杭州湾跨海大桥设计施工图16杭州湾跨海大桥施工技术规范二、工程概述杭州湾跨海大桥 IXB 合同段工程由中铁十九局承建，主桥全长6.25km，244 个墩身，244 个承台。承台截面形式为圆形，直径有 8.5m、9.8m 两种，厚度为 2.5m。其承台设计见下表。墩号 承台直径 承台厚度 顶面标高F69F120 9.8m 2.5m +2.0F121F168 8.5m 2.5m +2.0F169F189、194 8.5m 2.5m +1.5本合同段滩涂区滩面设计高程为+1.72.44m，根据承台的结构特征、滩涂面高程、潮水位变化情况，采用钢板桩围堰施工。根据提供的地质水文资料，在开始施工时，采用 钢板桩围堰，目前已成功 进2行了 F167F189、194 墩的 围堰施工，但随着施工的向前推进，海床面高程变化很大，目前实际冲刷后海床面标高在-6.0m-12.0m 左右，继续采用钢板桩围堰施工难度较大，根据经济技术比较，决定在部分墩位采用钢吊箱围堰进行施工。三吊箱参数确定钢吊箱尺寸确定：高度确定：(1) 顶面高程确定：十年一遇潮水位：+4.92m ；浪高： 0.6m;露出水面：0.5m顶标高4.92+0.6+0.5=6.02m但根据已施工的近二十个墩位的钢板桩围堰的经验，除每年阴历八月份天文大潮期外，顶标高采用 5.1 米是可行的。顶面标高确定为+5.0m(2) 底标高确定：F69F120 承台底标高： 0.5m；封底厚度：0.6m；直径：9.8m 。F121F167 承台底标高： 0.5m；封底厚度：0.5m；直径：8.5m 。钢吊箱落在封底砼顶面上，钢吊箱底面标高与承台底标高一致，F69F120底标高1.1m，封底厚度 0.6m。F121F167 底标 高1.0m ，封底厚度0.5m。因此， F69F120 钢吊箱高度拟确定为 6.2m。为方便加工，F121F167 钢吊箱高度也拟定为 6.2m。直径确定：因不另设承台模板，即以围护结构作为承台模板，所以，F69120 吊箱内径 9.8m ，F121F167 吊箱内径 8.5m四、主要施工方案31、钢吊箱设计钢吊箱平面设计采用圆形，内部直径 9.8m，高 6.2m，分 别两节加工，底节节高 3.0m，顶节节高为 3.2m，每 节侧模按照圆周等分 为四块。吊箱 节块间设有法兰盘，采用螺栓连接，并夹入槽形橡胶条密封，以防渗水、漏水。吊箱底节面板采用 8mm ，顶节面板采用 5mm，由 8mm、 5mm钢板焊接加工而成；侧模水平肋为圆形，采用 10mm 钢板制作， 宽度 20cm，每 43cm 一道，竖肋采用 10mm 钢板加工， 宽度 20cm，间距 40cm。承台砼施工时为了与外界隔热，将承台吊箱底口外测向上 2.95m 用6mm 钢板密封，里面用泡沫板填充。5 根桩承台吊箱数量序号 名称 单位 数量 总重 备注一 吊箱模板 28.0t1 8mm 钢板 平方 92.4 5.8t2 5mm 钢板 平方 190.8 7.5t3 10mm 钢板 平方 188.3 14.7t4 M14 螺栓 套 296详见钢吊箱结构设计图：420 R49058R51083032030320154698759020X363206X45050 16法兰 法兰 法兰竖肋 横肋面板6306X430法兰 法兰 法兰竖肋 横肋面板420R51085103503490泡沬板位置72、牛腿的设计牛腿采用 10 钢板加工成三角形，高度 0.5m，水平宽度 0.5m，沿圆周方向布置 4 组，每组由 3 块钢板 组成；间距 10cm，牛腿 设 有内径为 1.8m，宽度0.5m，8mm 钢板作为砼底模护筒处湿接缝模板。 钢 护 筒 =10m等 边 钢 板牛 腿 平 面 图1804050 =10m等 边 钢 板-.牛 腿 立 面 图 钢 护 筒3、砼底模设计F69F120 承台钢吊箱底模采用混凝土 结构，砼标 号为 C30，厚度为 25cm，直径为 10.2m（承台直径为 9.8m，每边预留 0.2m 宽 度）；钢护筒间设有宽 0.3m，8厚 18cm 的加强肋，加 强肋通过钢筋与底模连接成一个整体；每个钢护筒设有30cm 宽， 18cm 厚的圆形加强肋；砼保护层厚度为 2.5cm。砼配筋采用 20 螺纹钢筋，两层网片，钢筋间距成 2020cm 正方形结构，沿护筒周围 30cm 宽范围内钢筋为圆形结构，采用 16 螺纹钢筋。钢吊箱底模砼设有 2 个 200mm 的降低水浮力的预留孔，以便在涨退潮时减小砼底模所受的水的浮力作用，同时，根据每个承台上桩的平面布置图，在 钢吊箱底模砼上设置安装预留孔，对 5 根桩设有 5 个 2.2m 的预留孔，对 4 根桩设有 4 个 2.8m 的预留孔，其中心位置与桩中心一致。 （见下图）吊 箱 砼 底 模 平 面 图130cm宽 ， 12高 加 强 肋5 20m泄 水 孔432102910220单钢筋网片布置图立 面 图(2)、 有 加 劲 肋 处 钢 筋 网 片立 面 图(1)、 无 加 劲 肋 处 钢 筋 网 片 2010(3)、 钢 护 筒 处 30cm宽 钢 筋 网 片 180钢 护 筒截 面平 面大 样 图 （ 16） 1.9 2大 样 图 （ 16）大 样 图 （ 10）2.14m大 样 图 （ 10）大 样 图 （ 10）310.4m大 样 图 （ 10）310.411 180钢 护 筒截 面平 面4、预埋件设计在底模砼顶面沿 10.15m 圆周上预埋 25 螺纹钢筋，间距为 0.4m，预埋钢筋与砼底模钢筋焊接成一个整体，安装时必须保证钢筋位置的准确性，预埋钢筋的圆心与砼底模圆心必须一致。在钢吊箱安装时，将预埋 25 螺纹钢全部弯曲压住吊箱底口法兰盘，使吊箱与 砼底模连接牢固。 （见下 图）12 105间 距 为 0.4米 的 25预 埋 钢 筋 102 30cm宽 ， 12高 加 强 肋3451吊 箱 砼 底 模 预 埋 钢 筋 平 面 图 20m减 压 孔 砼 底 模吊 箱 砼 底 模 预 埋 钢 筋 立 面 图25 25预 埋 钢 筋5、封底砼设计F69F120 封底砼砼标号 为 C30 ，厚度 为 60cm，直径为 9.8m（与承台直径一致），砼顶面标高0.5m （与承台底标高一致），底面标高1.2m 。F121F167 封底砼砼标号 为 C30 ，厚度 为 50cm，直径为 8.5m（与承台直径13一致），砼顶面标高0.5m （与承台底标高一致），底面标高1.0m 。砼配筋采用 20 螺纹钢筋，顶层网片，钢筋间距呈 2020cm 正方型结构，设有架立筋，在砼底模加劲肋 处设有弯起钢筋，与 砼底模 钢筋大样基本相同；钢筋净保护层 2.5cm；在钢护筒处封底砼钢筋断开；利用退潮时间进行现场绑扎，根据砼底模减压孔的位置安装预埋减压孔。 （见下图） 20m减 压 孔180钢 筋 网 片 平 面 图 98014单单单 单五、主要施工工艺1、牛腿施工在钻孔桩施工过程中，将牛腿钢板分快与钢护筒焊接，焊缝长度 0.5m，采用双面焊， 焊缝高度不小于 6mm，顶面标高1.1m，安装时必须保证 4 组牛腿顶面在统一水平面上，在砼底模安装之前将钢板环就位。2、砼底模预制（1）、砼底模预制在后方进行整体预制，预制时将整个砼底模对称分成两块，块与块之间设15cm 湿接缝 ，根据 设计尺寸先安装砼底模钢筋， 设 置 200mm 减压孔，2200mm 预留孔，以及进行预埋件安装， 检查合格后灌注 砼。砼灌注时，采用 22t 吊车配合灰斗 进行，罐 车运输，在灌注过程中一定要检查和控制各预留孔的位置；严格控制砼的厚度，以及预埋件处砼顶面标高，确保整个预埋件处砼顶面水平；并将底模砼表面作拉毛处理。15154329808015cm单（2）、砼底模的运输砼底模预制完毕到设计强度 90时，分二块用大板车分别运至现场，考虑每块砼最大宽度为 5.2m，每 块砼底模运输过程中将其立起，用钢丝绳从两侧将其固定在大板车上。（3）、砼底模安装由于砼底模标高0.95m，必须利用退潮期间进行，每块砼底模自重15.43t，4 根桩承台每块 26.4t，运至 现场后，利用 80t 履带吊起吊、安装，回转半径 8.7m，安装时利用钢护 筒作为导向系统，并根据桩中心位置调整每块砼底模的中心位置，利用同样的工艺 安装另一块砼底模，当两块斗安装完毕后，根据承台中心位置精确调整砼底模的中心位置，确保砼底模预埋钢带的圆心与承台中心16一致。（4）、湿接缝砼灌注用铁丝将胶合板吊起，紧贴砼底模底面固定，形成吊模， 护筒周围利用抱箍作为接缝砼模板；而后将湿接缝钢筋采用搭接焊连接，护筒周围接缝钢筋按照设计进行安装、连接；检查后灌注湿接缝砼，罐 车将砼 运至现场，利用 25t 吊车配合灰斗进行现场灌注。（5）、吊箱底节安装待砼底模接缝砼达到设计强度 90时，利用退潮期间安装吊箱底节，安装时将吊箱底节 4 块分快运至现场，拼装成整体吊装，吊箱底自重 18t，回转半径8.7m，采用 80t 履带吊吊装；必须调整吊箱底节圆心的位置，使其与承台圆心一致；调整完毕，将砼底模预 埋 25 钢筋弯曲，卡住吊箱底节口法兰盘，使吊箱底节与砼底模连接牢固，由于封底 砼利用钢吊箱作施工模板，即其与承台直径相同，钢吊箱与砼无需采取止水处理，利用封底砼直接止水。3、封底砼灌注封底砼施工时利用钢吊箱作模板，在退潮期间进行，砼数量 27.4m3，罐车将砼运至现场，采用溜槽直接 进行封底砼灌注， 涨潮之前 砼必须灌注完毕，通 过减压孔使钢吊箱内外水头差始终一致。六钢吊箱施工工艺流程 ，17钻孔平台拆除抱箍安装砼底模安装湿接缝施工钢吊箱底节安装封底砼施工钢吊箱顶节安装减压孔封堵承台施工抱箍加工、运输砼底模预制、运输钢吊箱加工、运输、拼装七、安全质量技术要求1、吊箱作业应指派专人统一指挥，参加吊装的起重机工要掌握作业的安全要求，其他人员要明确分工；2、吊装作业前必须严格检查起重设备各部件及钢丝绳的可靠性和安全性，并进行试吊；各种起重机具不得超负荷使用；3、作业中遇有停电或其他特殊情况，应将重物落至底面，不得悬在空中。184、作业地面应坚实平整，支脚必须支垫牢靠，回 转 半径内不得有障碍物，不得站人，两台或多台起重机吊运同一重物时钢丝绳应保持垂直，各台起重机升降应同步，各台起重机不得超 过各自的额定起重能力。5、吊起重物时，应先将重物吊离底面 10cm 左右，停机 检查制动器灵敏性和可靠性以及重物绑扎的牢固程度，确 认情况正常后，方可继续工作。作 业中不得悬吊重物行走，吊装的物体下严禁站人。在 钢管桩振 动下压过程中，施工人 员严禁站在振动锤下，以防止重物落下 砸伤人员。6、起升或降下重物时，速度要均匀、平 稳，保持机身的稳定，防止重心倾斜。严禁起吊的重物自由下落。7、配备必要的灭火器，驾驶室内不得存放易燃品。雨天作 业，制动带淋雨打滑时，应 停止工作。8、履带吊在施工过程中，严禁超负荷使用，且必 须 支撑牢固，不得悬空震打钢管桩及其他作业。9、在输电线路下作业时，起重臂、吊具、辅具、钢丝绳等雨输电线的距离不得小于下表的规定。输电线路电压最小距离（m）输电线路电压最小距离（m）输电线路电压最小距离（m ）1kV 以下 1.5 135kV 3 60kV 0.01(V-50)+310、使用手拉葫芦时，悬挂支撑点必须牢固，严禁斜拉重物。11、凡在坠落高度基准面 2m 以上（含 2m）有可能坠落的场所处进行作业，均称为高出作业，在贝雷梁、定位架、 钢管桩、 桥面上施工均属于高空作业。12、从事高处作业的人员应定期体检。凡患有高血 压、低血 压、癫痫病、贫血、弱视以及其它不适合高处作业的疾病者，不得从事高处作业。严禁酒后作业。高19处作业时必须穿防滑鞋，系安全绳。13、施工作业人员应从人行爬梯上下作业平台，不得沿贝雷梁。 钢管进行攀登，也不得利用吊车或打桩 用锤头进出打桩架及其他作业面。14、高处作业与地面的联络。指 挥，应有统一规定的信号、哨音，最好采用无线通信对讲机，不得以喊话 取代指挥。15、高处作业遇有不能施工的恶劣天气，如大雨、大雪、六级以上大风时，应停止露天高处作业。16、暴雨大风过后，应检查施工脚手架和临时设施的安全状况，发现倾斜、变形、下沉、漏意等应即时修复。17、水上施工的安全管理工作应负荷现行内河交通安全管理条例的规定，开工前应报告当地港航监督部门。18、水上作业时（包括涨潮和落潮期间）不论是否属于高空作业均应穿救生衣，佩戴安全绳，并将其系在牢固的地方。19、在施工作业地点附近放置一定数量的救生圈，并配备两艘救生艇，安排操作熟练的专职水手、驾驶员 24 小时值班。若遇 见 落水等危险情况， 应立即同志经理部并出动救生艇等实施救援。20、钻孔平台施工中应严格按照设计图纸、施工 规范和有关技术操作规程进行。21、钢吊箱各构件在安装过程中焊接、拼装、涂装等工序的施工 质量要求应负荷桥涵施工规范的有关规定。22、钢吊箱各构件在运输，存放和安装过程中损坏部位，应按照桥涵施工中的有关规定进行修补。2023、凡是钢吊箱施工的工程材料，在使用前均需 进行检查， 严禁不合格材料进入施工场地，发现不合格要求者， 坚决不予使用。24、施工过程中，做好工艺技术参数和指标的严格监测和控制，确定每一个部位，每道工序达到优良。八、钢吊箱围堰受力检算1、 荷载确定由设计资料知，基本情况如下：施工时最高水位高程：4.92m。水流速度：涨潮时最大速度为 2.54m/s。浪高：0.6m，波：22.41m风压：30 年一遇。钢吊箱计算时主要有以下几种荷载：流水压力作用于水中构筑物的动水侧压力可按下式计算：式中： k系数，圆形取 1.2；海水取 10.2 kN/m3阻水面积 A216.09.5m水的流速 2.54m/sv即 kNp0.48.25.4.12流水压力的分布假定为倒三角形，其合力的着力点位于水位线 以下水31深处。作用在钢吊箱上的单位宽度面积上的水压力按下式计算：gvp221gvkAp2 mkN/84.218.925104.5静水压力最大施工水位差：施工水位高程-封底混凝土顶高程=4.92-（-0.5）=5.42m静水压力如下： hq单位面积上的静水压力（kN/m 2）；水的容重（kN/m 3） ；水深（m）h抽水时的最大静水压力为： 2/8.542.10mkNq波浪冲击力根据杭州湾海域实际情况，计算时浪高 H 取 0.6m，波长为 L22.41m 钢板桩围堰直径 D=9.8m，考虑到冲刷深度，水深 d=5.42+3=8.42m。因为 D/L=0.440.2，所以采用大尺寸墩柱作用力的 计算方法。kNLdfp 48.21.tanh41.260.1245.tanh22max A 单宽作用的波浪力为 =22.60 kN/m2p合力作用点（距静水面以下的距离）： mLdfdz 5.098.2414.82tanh风力22风荷载按下式计算： PaWK04321式中基本风压值 ，根据 资料取 0.55 kN/m20WPa系数，采用 0.85；1K风载体型系数。取 1.0；2风压高度变化系数，取 1.0；3地形、地理条件系数，取 1.4；4K故 2/65.0.410.85. mkNW承台砼灌注 时侧压力h：承台砼厚度 2.5m：砼 自重 25kN/m3q：单位面积上的砼侧压力（kN/m 2）q=h=62.5 kN/m2（6）荷载工况a. 对吊箱围堰 计算时荷载组 合时主要有以下两种最不利工况：工况一：高潮位时，钢吊箱抽水进行承台施工，此 时主要荷载有流水压力、静水压力、波浪力工况二：退潮后，灌注承台砼时的侧压力b.对预制混凝土底板来说，主要受力为承受底节吊箱的重量和现浇封底混凝土板的重量。c. 对封底混凝土（ 预制板和 现浇板形成一个整体）来说有二种工况：其一为封底混凝土达到设计强度并堵上减压孔后，在涨潮时承后浮力的作用和承台混凝土共同作用，计算时偏于安全， 仅取浮力，不计承台重量。其二为23在退潮后承受现浇封底混凝土和吊箱围堰的自重。d. 对牛腿计算时也有二种工况：一是放上底节吊箱后，浇注封底混凝土但封底混凝土还没达到强度，封底混凝土与钢护筒之间的摩擦力不能考虑；二是考虑退潮后承受封底混凝土和吊箱围堰的自重，但此时封底混凝土和钢护筒之间的摩擦力可以考虑。静水压力分布图流水