东江特大桥主墩承台套箱施工方案.doc

东江特大桥主墩承台套箱施工 【摘要】：本文主要介绍了博深高速公路第一合同段主墩承台水下套箱施工方案。 【关键词】：东江特大桥；主墩承台；施工；方案 f235.3 a 一、工程简介 东江特大桥是博深高速公路第一合同段内的一座特大型桥梁，其主桥桥型为95+170+95m连续刚构，主桥两个承台均位于江中，属于水上大体积混凝土施工。 承台高450cm，顶面标高+2.6m，底面标高-1.9m。承台平面形状为圆端矩形，横向长41.02m，纵向长14m。一个承台的混凝土方量2583m3，钢筋206.9t，采用c30混凝土。 承台采用有底套箱施工。套箱由立柱、承重梁、分布梁、吊杆、底梁、底板、侧模及内撑构成。 套箱采用螺旋千斤顶下放、水下混凝土封底。 承台实体分两层施工，第一层高2.5m，第二层高2m。第一节墩身（1.5m）与第二层承台同时施工，并在该层承台混凝土浇筑12小时后，浇筑墩身混凝土。 二、准备工作 1、套箱混凝土构件加工 套箱混凝土构件包括底梁和底板，均在北岸套箱加工场地内预制。加工时在加工台座上铺设油毛毡作为底模。底梁侧模采用组合钢模，加劲梁采用483mm焊管，12钢筋对拉固定。底梁端头模和底板侧模采用6mm钢板制作，用20钢筋撑在加工台座上固定。 2、套箱钢构件加工 套箱钢构件包括立柱、承重梁、分布梁、吊杆、侧模及内撑。 侧模由专业厂家加工，安装前在套箱加工场地内预拼、编号和加装连通管。 承重梁为标准贝雷梁，安装前在便桥加宽段内拼装成型。 其余钢构件均在套箱加工场地内加工成吊运件，再用平板车运到平台。 3、套箱安装平台布置 套箱安装平台由主梁、跳板和上下通道组成，安装平台布置前，先将桩护筒抄平到1.94m标高。主梁就直接放置在桩护筒顶面，只需相邻工字钢点焊固定，保持直立即可。 三、套箱构件安装 1、立柱安装 为了加快安装进度，立柱与桩基施工同步进行。具体步骤如下： 在桩基础混凝土灌注完毕后，进行桩顶浮浆清理作业（拨桩头）时，在桩顶中心挖出一个直径7580cm，深3540cm的预留槽，并在预留槽周围插埋若干短槽钢，以备立柱固定使用。 在测桩合格后，在预留槽底安装柱底环板，需保证环板顶面水平，且顶面标高为2.15m（必要时在环板下垫钢板或型钢），并用型钢将环板与预埋短槽钢连接固定。 将加工好的立柱吊入预留槽内，放到环板上，再用垂球检查，调节其垂直度，各向倾斜度小于1后，用槽钢作连杆焊接固定在桩护筒上(连杆位置见套箱安装平台布置图)。然后将立柱与底环板满焊连接。 在预留槽内浇筑c30标号混凝土，并振捣密实。 2、底梁和底板安装 底梁和底板的安装步骤如下： 将底梁运出平台，焊接10钢筋限位，将吊杆下螺母固定在梁底预埋孔板上。 在安装平台主梁上放出底梁纵梁远离轴线侧轮廓线，并在线上焊接16限位钢筋。然后测出限位钢筋的里程，并将钢筋与相邻吊杆的里程差写在安装平台主梁上。 按“先中间后两侧”的顺序将底梁纵梁吊到安装平台主梁上。安装时将底梁靠到限位钢筋上，并使吊杆预埋管中心与限位钢筋的顺桥向间距与其里程差相同。 在所有纵梁吊上安装平台后，整体调整纵梁，使其上吊杆预埋管大致成一直线，且顶面标高大致在一平面内。 按“从靠近便桥侧远离便桥侧”的顺序吊装底梁横梁。横梁吊装到位后，保持其顶面与纵梁顶面持平（或略低），且两端钢筋与纵梁预埋筋大致对齐，然后将其焊接固定。 将横梁两端钢筋与纵梁预埋筋满焊连接。然后安装吊模，并浇筑湿接缝混凝土。吊模用2cm胶合板制作，上下承重杆、两侧加劲杆均采用20钢筋，吊带采用一对8号铁丝，侧向拉杆采用两对8号铁丝。 将底板运出平台，在底梁湿接缝混凝土强度达到10mpa（约24小时）后，将底板按底梁横梁安装顺序吊到底梁上。吊装前将底梁上的吊环割除，并将底板覆盖范围的杂物清理干净。 将相邻底板的钢筋绑扎固定，并安装侧模限位预埋钢板。 待所有底板吊装完毕，用侧模将底板湿接缝的开发端封住，并浇筑湿接缝混凝土。侧模形式与底梁湿接缝侧模相同。 3、内撑安装 内撑安装在底板面上进行，安装前先在底板上放出圈梁、纵杆、横杆的轴线交点，然后在交点附近放置枕木或型钢，并调整其顶面标高，使之与准备放在其上的构件底面高差匹配。 纵杆各节段间采用法兰连接，法兰螺丝用气动扳手打紧。其余构件间采用焊缝连接。焊接分两步进行，拼装时先工装焊，等全部构件拼装到位并检查无误后再满焊。 4、承重梁和分布梁安装 在安装内撑的同时，在便桥加宽段内组拼承重梁，同时在立柱顶和平台管桩联杆上焊接垫梁。然后依次吊装中、边承重梁，并用10号槽钢焊接倒u型卡固定在垫梁上。 在中承重梁安装完成后，将分布梁中段运出平台，按“先中间后两端”的顺序吊到承重梁上，并满焊连接成整根。然后调整承重梁使其对准下方底梁上的吊杆预埋管，再用骑马螺丝固定在承重梁上。 5、吊杆安装 吊杆分两段安装，下段长4.5m，上段长9m，两段之间用连接器连接。 安装时先将下段穿入底梁预埋孔，接触下端螺母后，在预埋管口上方13cm处划标志线，接着将吊杆旋入螺母中，直至标志线到达预埋管口为止。然后再套上3.5m长的保护套管（483mm焊管），并将保护套管与预埋管满焊连接。 上段与下放系统同时安装。安装时先在下段上端旋入连接器，然后将垫板放到分布梁正对吊杆的位置。同时将反力梁套入上段吊杆下端，并用上端螺母和中间螺母将吊杆固定在反力梁上。然后用吊机将上段吊杆吊起，下端穿过垫板与下段吊杆上端对中，接着旋转连接器，使其套入上段吊杆，直至连接器将上下段吊杆各套入一半为止。 6、侧模安装 侧模按一定次序安装，先安装j1模板，然后依次安装相邻的z类和y类模板，最后安装j2模板。 在j2模板吊装完成后，整体调整侧模，使模板内侧面平顺。然后将相邻模板的上横梁焊接成整体，并将侧模限位槽钢与预埋板满焊固定。 四、套箱下放 1、套箱下放系统布置 下放系统一般包括下放机构、导向机构、纠偏机构和监测机构四部分。 套箱下放机构包括千斤顶、反力梁、工具锚（吊杆上端螺母及其垫板）、作业平台和套箱承重机构。下放机构专用构件安装与侧模同时进行，其中反力梁和工具锚与吊杆上段拼成整体安装。 套箱下放导向机构直接利用桩护筒。下放前对护筒外围附着物进行查探（水下部分由潜水员进行查探），及时清除或调节底板预留孔遮挡装置（环形钢板、长沙袋等）进行避让。其中钻桩平台加固拉杆在套箱下放前割除。 由于桩护筒刚度较大，套箱基本不可能发生大于允许偏差的偏移，所以不设纠偏机构。 2、套箱下放作业 套箱下放前后，底板面的标高从+3.25m下放到-2.9m，行程共6.15m。具体步骤如下： 同步顶起千斤顶，将套箱提升15cm。然后检查侧模底面平面位置，如偏差1.5cm，则将套箱放回安装平台，调节分布梁的位置，再将套箱提起。重复以上步骤，直至套箱姿态满足要求。与此同时，检查套箱支承结构的工作状况，发现问题及时补救。 用吊机将安装平台底梁逐对抽出，然后割除钻桩平台加固连杆。 反复顶升下放千斤顶，使套箱整体下放。每个行程（15cm）检查一次套箱底板水平度，每5个行程调节一次千斤顶压力，尽量使各个千斤顶受力均匀。在下放过程中，注意收紧侧模顶和内撑的对拉葫芦，保证侧模与内撑圈梁的空隙不大于5cm。 套箱下放15个行程后（此时底板面的标高约为+1m）暂停，调节内撑吊挂葫芦，使内撑圈梁顶面移到距侧模顶1.92m的位置，再将内撑与侧模焊接固定，并拆除模顶和内撑的对拉葫芦，和松驰内撑吊挂钢丝绳（不拆除）。同时在承重梁与钻桩平台贝雷梁之间设置拉杆，对钻桩平台重新加固。 继续下放套箱，直至到位为止。此过程注意保持内撑吊挂钢丝绳松弛。 精调底板标高，使其基本水平。同时安装分布梁端段，并补齐套箱两端吊杆。 拆除下放系统。 六、封底 封底高1m，为c30水下混凝土，混凝土方量约463m3。采用导管法灌注，混凝土扩散半径按4.5m计算，共布置23个灌注点，如下图所示（实点为主灌注点，空心点为补灌点）。 七、承台实体施工 承台属大体积混凝土，施工时采取选用低温配比、对原材料降温、选择在夜间施工、采用冷却水循环降温等措施，来避免承台因温度应力而开裂。 1、钢筋施工 钢筋在钢筋加工棚进行下料、调形和编号（用油漆在钢筋上写简化编号）。小于12m的主筋直接按设计长度下料；其余的分两段下料，其中一段长12m。分段加工的主筋一端制作成直螺纹，其中纵向主筋的制作成镦粗直螺纹。水平筋也按12m分段下料，但总长度须增加每个分段间的搭接长度。其余钢筋直接按图纸长度下料。 安装前，钢筋按安装次序，分批运到平台，并吊入套箱内。 钢筋安装顺序为：边架立筋第1到3层横、纵主筋中架立筋剪力筋下半部分（第一层混凝土范围）水平筋墩柱预埋筋【浇筑第一层混凝土】剩余水平筋第4、5层纵、横主筋防卡墙预埋筋。 2、冷却水循环系统施工 冷却水循环系统包括冷却水管、供水泵、分流器、输水管和储水池。 冷却水管采用532.5钢管，共5层，每层均设左右幅两根管。在浇筑第一次混凝土前安装3层，与中架立筋同时安装；浇筑后安装2层，在第4层主筋安装前安装完成。冷却管进水口统一设在靠近桥轴线位置，出水口在承台两端。 储水池用桩护筒加底板制作，高1.2m，放置在原钻桩平台靠近桥轴线位置，池内放置两台潜水泵作为供水泵，用输水管（1.5己诮汗埽敕至髌飨嗔。 分流器用8208mm焊管制作，长60cm，两端封2cm钢板，其中一端焊接1.5妓管做进水口，与供水泵相连；另一端焊接5根483mm钢管做出水口，用输水管与冷却水管进水口相连。每个出水口上均设置球阀，以便于通水控制。 冷却水管用输水管将循环水导回储水池。 3、混凝土浇筑 3.1 混凝土制作及运输 混凝土在岸上拌和楼拌制，用混凝土运输车（田螺车）运输到泵站，再泵送到套箱内或（或泵送到布料机，再由布料机输送到套箱内）。 设两套泵站，一套采用汽车泵，布置在便桥加宽段内，混凝土由其自带布料系统送入靠便桥半幅套箱内；另一套采用车载泵，布置在临近平台上，混凝土通过泵管送到布料机内。 布料机安装位置与封底时相同，其负责将车载泵送过来的混凝土洒布到远离便桥的半幅套箱内。 3.2 混凝土浇筑 混凝土分两层浇筑，第一层2.5m，第二层2m。浇筑前在内撑上放置4m长木板作为浇筑平台，浇筑时严禁作业人员站在冷却水管上。 八、围堰拆除 围堰的拆除分两个阶段进行：第一个阶段是在浇筑完第一层混凝土时，此时拆除的主要是承重结构，包括吊杆、分布梁、承重梁、立柱和其上垫梁，另外还将内撑改装为平台加固拉杆；第二阶段在第一节墩身混凝土浇筑完成后，主要是侧模，以及内撑改装后的部分，此后平台用锚固在承台顶面预埋板上的槽钢方筒来加固。 九、质量保障措施 东江特大桥37#、38#主墩承台，其底面标高为-1.9m，顶标高+2.6m。承台施工时要求在无水状态下采用现浇法施工，对于水中主墩承台施工所需的有底套箱，结构要求在形状、空间上能满足承台施工需要，并能作为承台的底模和侧模，又能够承受承台砼浇筑时的重力和其它施工荷载；可在其内抽水形成一定深度的无水施工空间，且能承受由于抽水所造成的水头差的压力；另外，由于承台施工时间跨度为几个月，要求有底套箱在采取一定措施后还能经受较恶劣天气的影响；因此，主墩承台施工的难点，在于确保有底套箱施工的成功。因此，主墩承台大体积套箱施工须制订质量及安全保证措施。 1、套箱结构的制作安装 立柱安装时标高位置要准确，须用与桩基混凝土同标号的砼补桩头固定立柱； 底梁、底板湿接缝要保证接缝砼质量； 底板预制时须根据成桩后的实际位置预留桩孔； 侧模板安装时，接缝处须垫5mm的橡胶板条以防漏水。 2、钢套箱下放 套箱下放时要有专人统一指挥，利用50t 螺旋千斤顶下放； 在每根吊杆上每隔15cm的对应位置用油漆做好标记，尽量做到同时、同步下放，每根吊杆松紧程度一样； 操作下放千斤顶时，每3人为一组，两人操作一人观察协作； 套箱整体下放时，应掌握好潮位时间，以做到底板下放套入桩护筒前底板在水面以上，以方便定位。 3、套箱封底 封底砼的施工工作须在封底砼初凝前全部完成； 封底时，侧模应开有足够的连通孔，以保持套箱内外水头一致，防止形成水头差造成压力破坏未初凝的封底砼； 封底前应做好侧模与底板之间缝隙、底板与桩护筒之间缝隙的堵漏工作，并派潜水员下水检查； 在侧模底部水平设置钢筋隔水带，以使封底砼发生收缩后不会在侧模砼处产生缝隙，以防渗水； 浇筑封底砼时，应派潜水员现场值班，以便随时堵漏； 4、承台大体积砼水化热控制 砼配合比方面：在满足设计标号前提下尽量降低水泥用量，选用低热水泥，取较低水灰比，严格控制砂石骨料的含泥量，掺入少量的缓凝减水剂及膨胀剂，加入适量的粉煤灰； 分层浇筑承台砼，利用层面散热以降低混凝土温度，层间混凝土浇筑间隔时间不大于混凝土的初凝时间，浇筑上层砼前应对老砼表面进行清理并充分湿润； 在各分层砼内布设冷却水管，并通循环冷却水降低砼内部温度，通过控制流量流速控制水温，通过控制水温与混凝土内部温度的温差（一般小于25）控制温度裂纹的出现； 在每层混凝土浇筑完毕后，使用麻