金门大桥施工组织设计概述.doc

金门大桥施工组织设计概述 作者 日期 第一部分 施工组织总体布置第一部分 施工组织总体布置 第一章 编制依据及规范 一 编制依据 1 金门大桥建设设计书 特定条款及补充说明等 2 工程所处地域的气象 水文 地质等自然环境特点及海上安全作业条 件 3 本工程数量大小及结构特点 4 我单位拟投入的人力 设备等资源情况及管理水平 二 施工技术标准和规范 1 水 混凝土 面品管手册 2 安全卫生工作守则手册 3 施工标准规范 一般规范 4 施工标准规范 技术规范 5 高速公 植物种植施工规范 6 台湾区国道施工安全设施须知 7 建筑施工技术规范 8 加劲土壤结构暂 技术手册 9 高速公 施工环境管 与监测技术准则 上 下 10 大地工程调查作业准则 11 高速公 航空及地面测 作业准则 12 国道公 照明设计准则 13 大地工程调查作业准则 二版 第二章 工程概况 一 工程名称一 工程名称 门大桥建设计划 第CJ02标 门大桥工程 二 工程范围二 工程范围 本标工程范围STA 0K 000 5K 414 761 全长约5 42公 三 工程地点三 工程地点 本工程地点 接 屿乡 小 门 与大 门 起点于 屿乡 小 门 后头地 区与湖埔 平面相交 跨越 屿乡滨海大道后 东 经 门屿南侧礁石区后 跨越 门港道 进入大 端湖下南方 与慈湖 平面相交止 四 工程内容四 工程内容 本工程主要内容包括 主桥段1050m 两端边桥段合计720m 两端引桥段合 计3000m 金门大桥分为1 16单元 主桥为第10单元跨越深槽区 桥长1050m 边桥为第9及第11单元位于深槽区及礁石区 桥长各360m 引桥段为第1 8 12 16单元位于礁石区及浅滩区 其中1 8单元引桥长1925m 12 16单元引桥长1075 m 采用预应力混凝土箱形梁设计 连接边桥及衔接烈屿乡 小金门 与大金门 引道段 桥梁施工分别采用支撑先进工法及场铸逐跨工法和场铸悬臂工法 金门大桥的主桥 是五塔连续的脊背桥 五座桥塔共悬吊六跨 其中四跨 跨径长度各200米 两跨边跨各125米 主桥桥塔高度78 5米 桩基最长为59米 桩径为1 5米 2 0米和2 5米 墩柱最高为35 15米 桥梁混凝土总量约19 2万m 钢筋总量2 60万吨 基础灌注桩总数524根 总长度20457米 五 工程特点五 工程特点 1 金门大桥最大跨径200m 是目前全世界少有的大跨径的脊背桥 桥塔高78 5 m 0 块梁高7m 锚碇钢箱单块重达18t 安装难度高 主桥整体施工难度大 2 桥梁基础采用全套管钢筋砼浇注桩 最长桩为59m 目前 国内所使用的全 套管大直径钻机数量少 使用 维修成本高 施工工艺相对较复杂 外护筒设 计需要回收 需采取有效措施 保证待砼浇筑完成后 外护筒的顺利拔出 3 除桥梁主体外 还包括景观 照明 交控系统等附属设施 施工项目繁多 涉及多专业施工 4 该项目地处台湾海峡 在有效施工期间内受潮汐 台风 大雾 降雨 通航等因素影响较多 组织施工需要统筹安排 减少不可预见因素及不可抗力 给施工带来的不利影响 5 该工程跨海长度较大 接海水深度较深 伴随着海水潮汐 钢管定位施 工 临时栈桥 深海区域钢围堰施工较大 且由于主跨位置深海范围内 0 块 及主塔施工难度巨大 第三章 环境及地质水文概况 大 小金门岛 位于台湾岛西南方 东距基隆198海里 东南距潮湖82海里 距高雄160海里 西距厦门约18海里 与大陆最近处为自马山至角屿 仅2310 米 大 小金门岛四面环海 环岛多港湾口岸 可停泊船艇着共计30余处 潮 高水深 金门与厦门 同安遥遥相对 纬度相同 均属亚热带海洋性气候 年平均 降水量900mm 多集中于四至八月 台风多生于七 八月 年均温度约21 极 端最高温度38 极端最低温度2 全年有雾20余天 多集中在三至五月份 潮汐为半日潮 涨潮流向西北 落潮流向东南 于低潮和高潮后约半个小时转 流 金门大桥沿线 海水深度最深为20m 最高潮位高度为3 16m 大潮平均高 潮位 2 24m 平均低潮位为 1 76m 大潮平均低潮位 2 25m 最低低潮位 3 14m 地表线以下依次为 冲积层 Qa1 冲积层 Qa2 花岗岩 花岗片 麻岩 Gn 冲积层主要以砂 砂质粉土 粉土质砂 砂质粘土 粘土质砂等 组成 冲积层 Qa1 厚度平均约为40米 工程地质情况如图1 1 1 2所示 图1 1 西侧引桥地质纵断面图 图1 2 东侧引桥地质纵断面图 第四章 总体施工进度计划 1 施工准备 驻地建设计划90天完成 施工便道 栈桥计划630天完成 2 主桥段钻孔平台搭设 钢护筒插打计划120天完成 钻孔桩施工拟采用5台钻 机共5个循环 30天 根 计划150天完成 桥面下墩柱施工 采用3套定型钢模 板 18天 1节段 5个主墩间倒用一次 计划90天完成 挂篮节段施工 桥面以 上桥墩施工 挂索施工 计划252天完成 采用5套挂篮模板 3 边桥段钻孔平台搭设 钢护筒插打计划120天完成 钻孔桩施工拟采用4台钻 机共5个循环 30天 根 计划150天完成 墩身施工 25m分3节施工 15天 节 2套模板倒用一次 计划工期30天 挂篮节段施工 12天 节 计划192天完成 4 引桥A1钻孔桩承台墩身施工 部分采用筑岛围堰施工 采用5套钻孔平台 墩身采用定型钢模板 计划900天完成 采用1套移动模架现浇箱梁施工 25天 孔 计划780天完成 5 引桥A2钻孔桩承台墩身施工 部分采用筑岛围堰施工 采用3套钻孔平台 墩身采用定型钢模板 计划750天完成 采用1套移动模架现浇箱梁施工 25天 孔 计划640天完成 6 桥面及附属结构施工 计划270天完成 7 本工程自开工之日起 施工总工期为1280天 本工程施工进度图如图1 3所示 序 号 一 1 2 二 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 三 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 四 1 2 3 五 1 2 3 六 七 工程项目 施工准备 施工准备 驻地建设 便道 栈桥施工 第十单元 125 4x200 125m主桥施工 1个承台 钻孔平台搭设 钢护筒插打 钻孔桩施工 钻孔平台拆除 围堰拼装 下沉 围堰封底 清基 承台施工 承台施工 墩身施工 0号块施工 挂蓝拼装 验收 挂蓝节段施工 挂蓝主跨合龙段施工 边跨直线段施工 挂蓝边跨合龙段施工 桥台A1侧引桥施工 桥台A2侧引桥施工 钻孔桩 承台 墩身施工 移动模架拼装 验收 移动模架现浇箱梁 桥面及附属结构施工 竣工验收 钻孔桩 承台 墩身施工 移动模架拼装 验收 移动模架现浇箱梁 钻孔平台搭设 钢护筒插打 钻孔桩施工 钻孔平台拆除 围堰拼装 下沉 围堰封底 清基 塔吊施工 桥面以下桥墩施工 0号块施工 挂蓝拼装 验收 挂蓝节段施工 桥面以上桥墩施工 挂索 挂蓝主跨合龙段施工 边跨直线段施工 挂蓝边跨合龙段施工 第九 十一单元 100 150 110m边桥施工 单位 处 座 数量工期 天 座 根 套 座 座 座 台 节段 节段 套 座 根 套 座 座 座 座 座 套 节段 台 跨 m m 节段 节段 节段 节段 节段 节段 节段 台 跨 第1年 1 2 1 25 1 1 1 1 1 5 1 1 21 4 2 1 1 17 1 1 1 1 1 1 1 16 1 2 2 1 40 1 23 123456789101112123456789101112123456789101112123456 第2年第3年第4年 备 注 5台钻机共5个循环 30天 根 3套单壁围堰 5个主墩间侧板倒用1次 1台塔吊 墩 共5台 3套模板 18天 1节段 5个主墩间倒用1次 3套支架及模板 5个主墩间倒用1次 5套挂蓝 12天 节段 15天 合龙口 10天 合龙口 4台钻机5个循环 30天 1根 2套单壁围堰 侧板倒用1次 25m分3节施工 15天 节 2套模板倒用1次 2套支架及模板 倒用1次 4套挂蓝 12天 节段 部分采用筑岛施工 采用5套钻孔平台 墩身模板 18天 孔 部分采用筑岛施工 采用3套钻孔平台 墩身模板 18天 孔 90 120 150 30 60 30 60 30 30 60 30 252 75 90 30 120 150 30 60 30 60 30 60 30 192 30 90 30 630 60 900根 780 60 640 根750 270 30 图1 3 施工进度计划横道图 第五章 施工组织管理 本工程设立一个项目总部及三个项目分部 总部设置项目经理一名 副经 理3名 项目总工1名 下设8个职能部门 1个测量队及一个实验室 项目一分 部负责裂屿侧工程施工 二分部负责海中工程施工 下设7个作业队 分管11个 海中墩位 项目三分部负责大金侧工程施工 本工程项目组织机构如图1 4所示 实验室 测量队 2 号 混 凝 土 工 厂 栈 桥 施 工 队 桩 基 施 工 队 引 桥 施 工 队 引 路 施 工 队 2 号 码 头 4 号 混 凝 土 工 厂 3 号 混 凝 土 工 厂 1 号 码 头 P47 主 墩 施 工 队 P49 至 P51 边 桥 施 工 队 P48 主 墩 施 工 队 P46 主 墩 施 工 队 P45 主 墩 施 工 队 协调副经理生产副经理 质 量 管 理 部 物 资 管 理 部 项目三分部 1 号 混 凝 土 工 厂 栈 桥 施 工 队 项目一分部 桩 基 施 工 队 引 桥 施 工 队 引 路 施 工 队 P44 主 墩 施 工 队 P41 至 P43 边 桥 施 工 队 项目二分部 综 合 办 公 室 安 全 管 理 部 经 营 核 算 部 设 备 管 理 部 工 程 管 理 部 技 术 管 理 部 项目总工安全副经理财务副经理 项目经理 图1 4 施工组织管理机构图 第六章 施工现场平面布置 本工程项目总部设立在大金岛一侧 计划利用55亩进行项目部及现场材料 区 加工区 设备存放区建设 整体施工沿线共设置三个项目分部 项目一分 部设立在裂屿一侧 计划占地55亩 负责A1 P1 P4墩位桥梁施工 1 混凝土工厂生产及裂屿段引路施工 项目二分部在海中设 立船舶指挥中心 靠近2 码头 其下设置7个施工队 分别负责海中11个墩位 2个临时码头施工及3 4 混凝土工厂生产 项目三分部设立在大金一侧紧邻项 目总部 负责P52 P71墩位桥梁 大金端引路施工及2 混凝土工厂生产 为了满足施工现场需要在沿线共设立四个混凝土生产工厂 1 混凝土工厂 负责裂屿一侧陆地混凝土生产 2 混凝土工厂负责大金一侧陆地混凝土生产 3 4 混凝土工厂位于海上 负责海上混凝土生产 金门大桥A1 P40采用栈桥及墩位平台进行施工 在P40墩位设置临时码头用于材料 机械运 输 P40 P51采用海上船舶进行施工 P52 P52与A1 P40墩位施工方式相同 临时码头设置在P52墩位 在裂屿 大金陆地一侧各设置两台400KW变压器 施工用电采用电缆悬挂在 栈桥梁系上 提供动力 在海中每个墩位设置一台600KW柴油发电机进行供电 共计11台 整个施工沿线共布置变压器4台 柴油发电机11台 施工现场具体布 置形式如图1 5所示 图1 5 施工现场平面布置图 第二部分 主要结构部位施工工艺第二部分 主要结构部位施工工艺 第一章 临时结构施工 一 栈桥施工栈桥施工 一 栈桥布置形式 金门大桥A1 P40 P52 P73为移动模架施工 在桥梁翼板投影线外设置施 工便桥用于材料运输及混凝土浇筑 施工临时栈桥宽度为10m 考虑错车及泵车 混凝土浇筑 栈桥基础采用D609 壁厚12mm螺纹钢管 钢管桩底部嵌入至花岗岩 层 基本入土长度为20m左右 栈桥每跨长度为11m 56b工字钢长度为12m 考 虑1m搓口搭接 在每跨部位布置双排D609钢管 钢管布置间距为2 5m 2 5m的 单元 根据地质报告情况 钢管有效入土深度为20m 或嵌入至岩层无法继续灌 入 施工便桥横梁采用双拼40b工字钢形式 纵梁采用56b工字钢形势 纵梁之 上设置双拼20a槽钢 作为面板以下的横向分配梁 横向分配梁之上采用Q235B8 mm厚钢板作为栈桥的桥面板 桥面板与分配梁之间采用螺栓连接 北侧栈桥整体宽度为10m 考虑车辆双向通行 及泵车混凝土浇筑施工 在 桥面板两侧顺桥向焊接20a槽钢作为护栏 槽钢高度为2m 顺桥向布置间距为4m 便桥布置形式如图所示 每个墩位的四根钢管桩之间采用20a槽钢焊接成为剪 刀撑 增加钢管平台的施工刚度及整体抗冲击能力 具体形式布置图如图2 1 2 2 2 3所示 11001100 250850250850250 图 2 1栈桥单跨基础布置平面图 双拼20a槽钢 250250250250 1000 海平面 海底线 护栏 10mm桥面板 56b工字钢 45cm 双拼40b工字钢 D609螺纹钢管 花岗岩线 图2 2 施工便桥布置断面图 250250850 1100 250850 1100 海平面 海底线 1100 花岗岩线 图2 3 施工栈桥立面图 以两跨栈桥为例 二 栈桥搭设方式 1 钢管打入形式 钢管桩沉放前根据桩位图计算每一根桩中心平面坐标 直桩直接确定其桩 中心坐标 斜桩通过确定一个断面标高后 再计算该标高处钢管桩的中心坐标 同时确定好沉桩顺序 防止先施打的桩妨碍后续的桩施工 海力801多功能打桩船按照确定的打桩顺序进行抛锚定位 抛锚的过程中应 注意使锚缆在打桩及移船的过程中不能碰到已经沉放完毕的钢管桩 运桩船在 海力801抛锚定位完成后再抛锚定位 定位过程中应保证打桩船能够移位到运桩 船处吊桩 钢管桩在运至现场之前要求在桩身上标明刻度 最小刻度为10cm 以方便沉桩过程中一些技术数据的采集 海力801多功能打桩船具体形式如图 2 4所示 当打桩船将钢管桩竖起后 利用GPS定位系统调整船位 使钢管桩的平面位 置到达设计桩位处 满足设计要求后下桩 稳桩 压锤 调整船位 满足设计 及规范要求后 开始沉桩 在沉桩过程中要进行测量监控 并做好沉桩记录 钢管桩沉放以标高控制为主 贯入度控制为辅 虽然通过验算单桩稳定可以满足规范要求 但是为了减小钢管桩 特别是 第一 第二根桩 之间平联的焊接难度 钢管桩沉放应选择天气较好 风浪 流速均较小的时段进行 钢管桩沉放见图 所示 图2 4 海力801多功能打桩船 2 横连及联系梁施工 1 平联施工 钢管桩施打就位后 2根以后 开始平联的连接 平联采用20a槽钢焊接 成剪刀撑形式 单桩沉放结束后 立即将其与已沉放完毕的钢管桩连成整体 防止单桩在潮流作用发生偏位 连接方式按设计要求进行 具体施工方法如下 所有钢管之间的平联均要求在后场下料 现场安装 两端均加工倾斜断面 平联的吊装具体施工方法如下 使用多功能作业驳上的起重设备吊装 用两 个2吨的手拉葫芦调挂在平联的两端以便调整平联的位置 平联之间的横向焊缝 及纵向焊缝均要求满焊 严格控制焊缝质量 2 梁系施工 主梁及纵梁采用浮吊进行吊装 钢管桩之上设置法兰板 纵梁与横梁 横 梁与钢管之间采用拐子筋进行连接 具体焊接方式如图2 5所示 搭接焊0 1米 0 1 0 1 0 45 图2 5 梁系连接形势图 三 便桥稳定性计算 1 荷载组合 栈桥自重 栈桥自重包括10mm钢板 20a槽钢横向分配梁 56b工字钢纵梁 40a工字钢横 梁 具体荷载如下1 2 11 10 0 01 7 85 0 019 84 12 0 1 27 12 0 07 12 12 83 32t 833 2KN 2 动荷载情况 动荷载为车辆行驶荷载 最不利位置为浇筑混凝土过程中 三辆混凝土运 送车错车 其中两辆满载等候 另一辆空车错车 考虑混凝土运行车混凝土方 量为10m3 车重30t 动荷载为1 5 2 5 10 30 2 5 10 30 30 210t 2100KN 3 稳定性计算 栈桥每跨长度为11m 不考虑桥面板及横向分配梁承担荷载 荷载由56b工 字钢纵梁承担 每个断面布置此种工字钢27根 每根工字钢承担的均布荷载q 8 33 2 27 11 2 8KN m 承担的集中荷载为2100 27 77KN m 模型为11m一跨简支 梁承担集中荷载 具体模型如图2 6所示 12 1 y x 12 1 384 30 512 40 384 30 y x 12 1 132 30 123 90 46 90 38 50 38 50 46 90 123 90 132 30 图2 6 弯矩 剪力图 经过稳定性计算 整体稳定性满足要求 经过上部计算反力值为123 3KN 计算模型为跨度2 5m简支梁承担均布荷载 具体计算模型如图2 7所示 12 1 y x 12 1 154 13 179 81 154 13 y x 12 1 184 95184 95 61 6561 65 61 65 61 65 184 95 184 95 图2 7 弯矩 剪力图 经过稳定性计算 整体稳定性满足要求 由上部计算得出支座反力最大值 为184 95KN 则单桩承载力容许值为184 95KN 本工程钢管桩有效入土深度为2 0m左右 根据地勘报告 基本进入粉砂层 详细底层报告如图2 8所示 图2 8 地质报告详图 单桩承载力验算 其中钢管桩承担的反力最大为184 95KN 钢管桩有效入 土深度为20m 粉砂层摩阻为u 25 考虑桩头2m不承担摩阻力 单桩承载力Qu为5 50 7KN 考虑2倍安全系数 550 7 2 275 3KN 156 2KN 满足要求 二 临时码头施工 一 临时码头布置形式 引桥P40 P52墩位需设置临时码头 临时施工码头采用钢管工字钢形式 面积共4000m2 布置形式为40m 100m 临时码头桥面标高取50年一遇水位 临时码头基础为直径609mm 壁厚12mm的螺纹钢管钢管桩 纵向间距6 m 横向间距4m 有效桩长根据海床 地质情况 基本在20 m左右 钢管桩顶部的垫梁为双拼36b工字钢 上部结构由56b工字钢组成间距1m 56b工字钢上铺设横向间距45cm20a槽钢 桥面板为厚度Q235B8mm厚钢板 在 面板上安装护栏 警示灯等面系结构 在两侧插打靠泊桩 临时码头布置形式 如图2 9所示 527 49610 05 900900900 9600 600600600600600600600600600600600600600600600600 图2 9 临时码头钢管桩布置形式图 钢管的有效入土深度一般在20m左右 桩底嵌入岩层 考虑海水的冲刷 及 钢管的整体抗剪 其中4 5排钢管采用斜管打入 打入方向与水流方向相反 临时码头结构立面图如图2 10所示 100 靠泊桩 190900900900 停靠方向 610 花岗岩线 海底线 海平面 525 图2 10 临时码头布置立面图 临时码头横向采用20a槽钢进行连接 槽钢采用剪刀形式 具体布置形式与 栈桥布置形式相同 各个梁系之间采用拐子筋进行连接 具体连接方式与栈桥 形式相同 在次不在赘述 在临时码头迎船侧打入两排靠泊桩 靠泊桩采用钢管规格与其它位置相同 迎船面第一排钢管桩采用斜桩形式 第二排钢管桩采用直桩形式 外侧斜桩 与船只停靠部位设置大型橡胶轮胎 缓冲冲击力 两排钢管横 纵向均采用20a 槽钢进行连接增加整体刚度及抗冲击 抗冲刷能力 靠泊桩具体布置形式如图2 11所示 525 海平面 海底线 花岗岩线 610 停靠方向 900190 靠泊桩 100 图2 11 靠泊桩布置立面图 二 临时码头施工方式 1 钢管桩打入施工 打桩采用一台65t履带吊进行 吊车挂震动锤将钢管桩震动下沉到设计标高 采用90t震动锤将钢管桩夹住 在测量给出的桩位处将钢管桩震动下沉至设计 标高 根据设计标高与水面标高的关系 计算钢管桩外露水面的长度 在钢管 桩上用红油漆画出红线 并注意每天对水位进行测量 钢管桩的桩位用全站仪进行定位 吊车将钢管桩吊至桩位 进行下沉 在 震动下沉工程中始终保持钢管桩的垂直度 当发现倾斜时 立即进行微调 直 至矫正后继续震动下沉 当钢管桩下沉至所画的红油漆附近时 适当减慢震动 下沉量 由测量人员对桩顶标高进行复合 当桩顶标高达到设计标高时 震动 锤与钢管桩之间脱开 如实际标高于设计标高时 震动锤向下做少许震动 直 至达到设计标高 2 剪刀撑 梁系连接施工 钢管桩施打就位后 2根以后 开始平联的连接 平联的设置 钢管桩之 间处设置两层水平联系 均采用20a槽钢 单桩沉放结束后 立即将其与已沉放 完毕的钢管桩连成整体 先施工下层平联 防止单桩在潮流作用发生偏位 连 接方式按设计要求进行 具体施工方法如下 由于钢管桩在沉放过程中与设计施工图存在偏差 加之平台的斜桩较多 平联与钢管桩之间的下料弧度不太容易控制 所以采用斜接头 钢管桩之间的 连接分为斜桩与斜桩 斜桩与直桩 直桩与直桩三种方式 斜桩与斜桩之间的 连接 两端均采用斜接头 斜桩与直桩之间的连接 在斜桩端采用斜接头 直 桩与直桩之间的连接 不设置斜接头 所有钢管之间的横向连接均要求在后场下料 现场安装 斜桩与斜桩之间 的平联按照比安装标高处两钢管之间的净距还要短30cm的尺寸下料 两端均加 工成垂直断面 斜桩与直桩之间 直桩与直桩之间的平联 将直桩一端按照平 联与钢管桩的斜度要求下好料 另一端加工成垂直断面 斜接头均按照平联与 钢管桩之间的相贯线放好大样后加工 横向连接的具体连接方式与栈桥横向连 接方式相同 工字钢每段横纵梁长12m 每段梁采用焊接连接 采用揣手接头处理方式 工字钢采用间断焊 焊口长度为10cm 40cm 具体焊接要求如下 焊接前要清除钢板焊接部位表面上的锈斑油污 杂物等 焊缝宽度10cm 间距20cm 全部采用电弧焊 工字钢连接时中间要加设缀板 工字钢横梁与纵梁连接时要用拐子筋固定 工字钢纵向拼接时 之间蒙板进行连接 钢板尺寸为500mm 300mm 3 靠泊桩施工 靠泊桩的位置必须严格按照设计要求施工 既不能太远以妨碍施工船从码 头向下吊装材料 又不能太近以至于船在靠近靠泊桩时对码头间接撞击 致使 码头构件变形 三 临时码头稳定性计算 1 荷载组合 水流流速 2m s 风速 26 7m s 码头堆载 20KN m2 履带吊荷载按65t 考虑 65t履带吊定点进行吊装 最大起重力矩为600KNm 履带吊最大单位压力 为180KN m2 最大起重力矩为1600KNm 空载每条履带单位压力80KN m2 履带着地面积 812 5000mm 履带行走中心距2 85m 履带起重中心距3 8 5m 空载每条履带单位压力80KN m2 作业时履带最大接地比压0 18Mpa 2 结构形式 码头上部结构从上而下结构形式如下 面板Q235B8mm厚钢板 20a槽钢 56b工字钢 双拼40b工字钢 下部结构 D609钢管 壁厚12mm 共计102根 20a槽钢剪刀撑 3 荷载分析计算 系缆力计算 作用在船舶上的风荷载 按9级风速船舶系缆考虑V 22m s 0 1 28m 32yw 47m 78xw 621og 0107 0vwlog 742log 0036 0 xwlog xxw10 0 49xw xxw106 73xw 5 5 A A DWA DWA VAF VAF 当风速作用为横向时Fxw 28KN Fyw 0 当风速作用为纵向时Fxw 0 Fyw 7 6KN 水流力计算 采用水流与船舶纵轴线平行或流向角 165 水流对船舶作用产 生的船首横向分力和船尾横向分力 KNF VL R RC KNSVCF B DWB F KNBVCF 9 38yc 004 0b 1029 1 1052 1 494 v e be046 0 yc 9 38 2 ycyc 25m 119 621log 0484 0log 0 xmc 16 3825 1194 2 1 04 0 2 xscxsc 6 4 134 0 2 2 2 2 纵向分力按下式计算水流对船舶作用产生的 按运输船计算 系缆力计算 KNNKNFKNF KNNKNFKNF K FF K N 78 46 59 386 7y93 42x 106 9 38y16 6616 3828x 030 2 1 2n sincos y cossin x n 时当风速作用方向为纵向 时当风速作用方向为横向 作用方向 取两个系船柱实际受力 船舶挤靠力 KN FK F66 28 3 16 663 1 n xfj j 船舶冲击力 采用上海回力橡胶护舷H 300 沈阳普利司通DA 300H 有效冲击能量 05t 20 4 14 n2 2 计算其反力为KJ MV E 水流力 前排靠泊桩 mKNKN KNAVCF 30 5 m53 3q 2 540 168 302 2 1 21 1609 0 73 0 2 wxsc 22 设计值 按三角荷载计算标准值 后排装 Fw 0 82 54 2 44 4KN 按三角荷载计算标准值 q 3 53KN m 设计值5 30KN m 码头堆载 码头堆载去20KN m2 4 上部结构计算 面板内力计算 有效板宽计算 77 0 25 3 5 2 l 0 91 0 l k 0 0 B B 426m 001 0 2 0 21 08 0 28 0 77 0 hb x 0 1l8 0 kl b 1 0 0 c 工况一 堆载使用下计算荷载考虑 满足要求 吊荷载控制从上分析 面板受履带 虑与堆载同时作用施工及人群荷载 不考 堆载 自重均布荷载 算荷载考虑工况二 履带作用下计 虑与堆载同时作用施工及人群荷载 不考 堆载 自重均布荷载 MPafMPaWM KN KN KN KN KN 215170 m107 1W 1 212KNmMmax m35 107q m35 107426 0 1801 4q1 m4 0 5 7801 0 426 0 2 1q1 m 2 10426 0202 1q1 m4 0 5 7801 0 426 0 2 1q1 36 纵向分配梁内力 工况一 滤掉 65t 空载 计算荷载考虑 满足强度要求 工字钢选用 计算结果 履带吊轮压空载时 自重均布荷载 215MPa114MPa9 58 0 133M W 56b 9 85KNmMmax m05 34q m6 333 0801 4q265t m453 00 142 5 783 001 0 2 1q1 KN KN KN 215MPaf147MPa314 28 0 13M W 56b 14 28KNMMmax m 50 759q m 4 502 01804 1q265t m 359 0142 0 5 782 001 02 1q1 45cm56t 工字钢选用 计算结果为 履带吊轮压空载时 自重均布荷载 计算荷载为分配梁间距为 重载定点起吊 纵向工况二 履带 KN KN KN 双拼40b横梁稳定性计算 工况一 履带65t空载时 满足要求 经过计算 作用于跨中时考虑履带吊按履带 履带吊轮压 自重均布荷载 215MPaf186MPam 5 78max 164 15 180q2 812m 0 65 28 3 42 0 625 2 14 5 10 1427 855 101 0 2 1q1 KNM KN t mKN 工况二 履带 65t 定点起吊加密至750mm间距 计算宽度取0 75m 计算跨度2 625m 满足要求 经过计算 作用于跨中时考虑履带吊按履带 履带吊轮压 自重均布荷载 215MPaf197MPam76 86max 1894 175 0180q2 812m 0 65 89 1 42 0 625 2 14 75 0 0 1427 855 101 0 2 1q1 KNM KN t mKN 5 单桩承载力分析计算 桩基各工况下的计算系数如下表所示 工况一水流力1 5 系缆力1 4 自重1 2 无堆载 工况二水流力1 5 系缆力1 4 自重1 2 无堆载 履带吊 工况三 控制拉应力 水流力1 5 撞击力1 5 自重1 2 无堆载 工况四水流力1 5 系缆力1 5 自重1 2 堆载1 2 工况五 水流力1 5 系缆力1 5 自重1 2 堆载1 2 履带到 1 0 工况六 控制压应力 水流力 撞击力 自重 堆载 桩基承载力分析 桩基抗压力 抗压计算 桩 径 桩 长 Frc s pU2Rcr 抗压承载力 0 609 2 0 60000 0770 432 4 71 1 86160 68 桩基水平抗剪计算 水平力作用下计算嵌岩深度不小于1 5倍嵌岩桩径 VdMd 桩径 FrcHr 1590132011 260002 723 经过计算满足施工要求 四 质量保证措施 1 常规质量保证措施 定期进行质量教育 使全体员工从思想上树立 质量是企业生命 的观念 严格实行 质量一票否决权 制度 严格做好施工前的技术交底工作 要求每个施工人员都了解施工流程 施 工方法 加强施工过程控制 层层落实岗位责任制 把责任落实到人 坚持 三检 制度 不放过任何质量漏洞 2 钢管打入质量措施 平台打桩施工应选择在天气情况较好 风浪 流速均较小的时段进行 振动锤安装应有足够的精度 防止过大的偏心振动造成定位船偏位 影响 钢管桩的质量和施工安全 已沉放好的桩应按设计要求及时连接 尽量缩短单桩抗流时间 已沉放好的钢管桩应按设计要求与已沉钢管桩及时连接 严格按测量指令办事 控制钢管桩施沉质量要求 3 焊接措施 在平台开工前 进行焊接工艺试验 优化焊接工艺 保证焊接的可靠性 对持证上岗的焊工进行考试评定 不合格的坚决淘汰 并同时实行末位淘 汰制度 严格控制平联焊缝质量要求 对每道焊缝进行检查 不符合要求的坚决要 求返工 4 临时码头施工质量保证措施 临时码头应严格按设计要求组织施工 钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内 以保证结构受力可靠 以及避免与工程桩位 承台冲突 临时码头施工每跨 的各种构件安装可靠后 才能上重载 每排钢管桩施打完毕 立即进行桩间连接 钢联撑焊接质量可靠以保证桩 的稳定性 打桩船必须抛足够大 可靠的锚 缆固定桩船 以防涌潮来临时 走锚 缆断 大风来临时 船舶停止作业 六级以下大风可就地避潮 六级以上大风必 须远离作业区至安全水域避潮 三 水中墩船舶施工 本工程主要机械设备是打桩船 混凝土搅拌船 浮吊和运输驳船等 但最 关键的设备还是打桩船和混凝土搅拌船 一 打桩船 选用桩架高80m 单钩吊重80t的 天威 号旋转式多功能打桩船 该船使 用GPS 定位系统定位 靠锚锭停泊 自身具有一定的抗风浪能力 在一定的风浪范围 内可正常作业 桩架有一定的可倾度并能多方向转动 二 混凝土搅拌船 本标段混凝土作业 按每次混凝土连续作业要求选择额定生产能力为100 m3 h 的搅拌船可以满足需要 搅拌船拟定为自制 其主要性能如下 1 船体性能 长46 m 宽22 深4m 满载吃水3 1 m 2 混凝土搅拌性能 生产能力100m3 h 细骨料360 m3 粗骨料640 m3 水泥100 2t 3 混凝土输送方式 液压布料杆辅助混凝土输送泵运输 极限泵送高度45 m 水平最大距离35 m 三 其他主要船只 1 天威 号旋转式多功能打桩船 1 艘 施打80m 以下桩 2 打桩船 1 艘 临时工程 3 混凝土搅拌船3000t 2 艘 生产能力100m3 h 4 起重船 250t 5 艘 5 起重船 60t 3艘 6 运输驳船 2000t 2 艘 运桩专用 7 运输驳船 2000t 2 艘 材料运输专用 8 拖航 1964kw 2 艘 起重船 运输驳船拖航用 9 交通船 5艘 10 抛锚船 5艘 11 油料补给船 1000t 1艘 自航 油料补给用 12 淡水补给船 1000t 1艘 自航 淡水补给 13 生活补给船 1000t 1艘 自航 生活用品补给 14 履带起重机 50t 7台 在工作驳船上 15 汽车起重机 20t 3辆 陆地上卸料 装料 16 泥浆运输船 5艘 17 靠帮船 5艘 现场人员办公及其它船舶停靠 第二章 引桥施工 一 引桥桩基施工 一 施工平台搭设形式及基本结构 1 平台搭设基本形式 由于桥位处海域潮差大 可达5 6米 流速大 波浪高 每年又受台风 袭击 钻孔桩施工比较困难 所以要设计抗风能力 抗流力 抗波浪力强的大 直径 高桩施工钢平台 本工程设计的作为结构及防护用的钢护筒入土深度较 深 最高可达44m 可以利用大直径的钢管桩及钢护筒共同作为钻孔施工钢平 台的支撑 以满足在浪高 流急的条件下单桩以及整个平台的稳定 首先在钻孔平台下游侧搭设一个刚度较大的起始平台 利用起始平台及锚 固在平台上的移动悬臂式定位导向架导向沉放钢护筒 控制钢护筒下沉过程中 的垂直度及水平偏位 钢护筒自下游向上游逐排下沉到位后 逐排与起始平台 及周围的钢护筒连接成整体 逐步形成较大的平台 待所有钢护筒下沉到位后 沉放上游平台及剩余的钢管桩 最终形成一个刚度强大的施工平台 利用钢 护筒作为钻孔施工平台的主要承力构件 有助于减小平台在水平荷载作用下的 位移 提高 结构的整体稳定性 对于保证钻孔桩施工质量和安全是十分有利的 结构简图 如图2 12所示 图2 12 钻孔平台布置简图 2 平台搭设基本结构 本次钢平台计划分为四个部分 即下游起始平台 上游辅助平台 钢护筒 区平台以及两侧的辅助桩 而每个部分又可以分为下部结构 上部结构以及上 下层平联 1 起始平台 起始平台在整个施工钢平台中是非常重要的结构 是钢护筒沉放时最初的 支撑结构 所以应该具有足够的强度及刚度 下部结构采用14根 1500 16mm以及1根 2000 18mm钢管桩支撑 桩顶标高 7 0m 其中作为桅杆吊基础的3根桩 1根 2000 18mm 2根 1500 16mm 待 移动悬挑式导向架全部走出起始平台后 要求接高至 17 0m 1500 16mm钢 管桩的底标高为 50 0m 2000 18mm钢管桩的底标高为 50 0m 桩尖持力层为淤泥质亚粘土或亚粘土层 在钢管桩施打过程中可以根据 沉桩的实际情况进行适当调整 上 下层平联的中心标高分别为 5 0m和 1 0m 均采用 800 10mm钢管 在桩顶采用双肢HM588 300型钢通过牛腿与钢 管桩焊接连接 其中作为导向架支撑的三根双肢HM588 300型钢悬挑出钢管桩4 0m 然后在距离端部1 0m的位置用 426 8mm钢管作为斜撑 撑在钢管桩上 为了增加安装了斜撑的钢管桩的刚度 在斜撑点附近的钢管桩内浇注C20的混凝 土 上部结构待移动悬挑式导向架全部走出起始平台后再行安装 结构形式为 贝雷架 I25a工字钢和6mm厚的花纹钢板构成 起始平台的最终顶标高为 9 3 0m 其结构形式如图2 13 2 14所示 E 5 1 E D F F 图2 13 起始平台平面结构图 24 31m D D剖面图 50 0m 50 0m E E剖面图 50 0m F F剖面图 50 0m 图2 14 起始平台立面结构图 2 上游辅助平台 上游辅助平台的结构形式与下游起始平台的结构形式基本相同 3 钢护筒区平台 护筒区平台利用 3100 20mm永久钢护筒作为支撑结构 护筒顶标高 7 0m 单根钢护筒下沉到位后 标高 1 0m处的 800 10mm的下层平联钢管及顶标高 7 0m处的双肢HM588 300mm型钢 构成的上层平联与周围的钢护筒或钢管桩刚性连接起来 护筒区钢护筒全部下 沉到位后 即形成刚度强大的护筒区施工平台 4 两侧的辅助桩 两侧的辅助桩规格为 1500 16mm 共计18根 桩顶标高为 7 0m 桩尖标 高为 40 0m 每根桩通过上下层平联与周围的钢护筒或钢管桩刚性连接 为了防止施工船舶系靠对辅助桩以及整个钢平台造成的影响 采取如下措 施保证施工期间的安全 a 在辅助桩上挂设橡胶轮胎作为船舶挤靠时的消能装置 严禁施工船舶直接撞击平台 应先行抛锚 然后再向平台靠拢 施工船舶与平台之间应留有1 0m左右的距离 通过连接爬梯与平台相连 作为人员上下平台的施工通道 出现天气异常情况时 施工船舶停止作业 通过绞锚离开平台一定的安全 距离 施工船舶的抛锚定位方法 船舶进入平台附近的区域时 首先在水流方向的上游抛锚 然后用锚艇将水流方向上游的另外一只锚拖至预定位置抛入水中 调整锚缆 将船沿水流方向向下游溜放 同时用锚艇将下游方向的两只锚 分别按照预定位置抛入水中 调整四根锚缆 将船舶调整至平台附近 然后在平台上带两根摆渡缆 利用两根摆渡缆将船舶慢慢的向平台靠拢至二者之间的距离约1 0m左右的 距离 收紧所有的锚缆 搭设船舶到平台顶的临时爬梯 移船时先拆除临时爬梯 放松摆渡缆及靠近平台的锚缆 收紧外侧的锚缆 将船舶拉离平台 然后再解开摆渡缆 按照顺序起锚 二 钻孔桩平台搭设施工 1 钻孔钢平台施工工艺流程 钻孔钢平台施工工艺流程如图2 15所示 图2 15 钻孔施工钢平台施工工艺流程图 2 起始平台施工 起始平台位于钻孔平台下游侧 其主要作用是为沉放钢护筒 安装移动悬 臂式定位导向架 提供具有足够刚度的工作平台 起始平台作为钢护筒沉放工 作平台时的顶标高为 7 0m 以后再通过贝雷架 型钢接高至 9 3m 其中作为 桅杆吊基础的3根桩 1根 2000 18mm 2根 1500 16mm 要求接高至 17 0m 上 下层平联的中心标高分别为 5 0m和 1 0m 均采用 800 10mm钢管 在桩顶采用双肢HM588 300型钢通过牛腿与钢 管桩焊接连接 上部结构由贝雷架 I25a工字钢和6mm厚的花纹钢板构成 起始平台的钢管桩利用海力801多功能打桩船施打 受水深及水流条件 管 海力801打桩船抛锚定位 沉放起始平台钢管桩 运桩船就位 桩间连接形成起始平台 悬臂式定位导向架安装 定位 沉放第一排钢护筒及护筒间连接 起重船就位 钢护筒制作 运输 导向架前移及精确定位 沉放下一排钢护筒及护筒间连 接 搭设上游侧施工平台及两侧辅助桩 安装下游侧桅杆 吊 安装上游侧桅杆 吊 钻孔桩施工 平台上设施设备安装调试整体钢平台的形成 导 向 架 制 作 海底抛填维护 桩设计长度 下沉定位方式等因素的制约 为提高作业效率和沉桩质量 52m长 的钢管桩整根沉放 而作为桅杆吊基础的 2000 18mm的钢管桩 则分成两节 后利用振动锤沉放 水上接高 1 起始平台施工工艺流程 图2 16 起始平台施工工艺流程图 2 钢管桩施工 钢管桩加工与运输 钢管桩采用Q235A钢板在专业钢结构加工厂制作 焊缝采用螺旋焊缝 要求 达到二级焊缝标准 根据本工程的要求 钢管桩整根沉放 所以在装船运输之前必须按照设计 施工准备 海力801打桩船就位 沉放起始平台钢管桩 运桩船就位 焊接上 下层平联 安装桅杆吊基础沉放导向架 第一节桅杆吊基础沉放 测量控制 第二节桅杆吊基础安装 第二节桅杆吊基础沉放 钢管桩内浇注混凝土 安装导向架支撑梁及斜撑 要求长度将钢管桩焊接成整根 然后再利用吊机按照沉放顺序装船运输至施工 现场 3 起重设备及施打设备 起始平台单根钢管桩长52 0m 重30 8吨 采用海力801多功能打桩船自带 的起重系统起吊入桩架并施打 海力801号多功能打桩船性能指标 船长80m 船宽30m 型深6m 吃水2 8m 配86m 18m高的桩架 打桩架可上下自由升降各1 8m 配置有四根1 5 1 5 30m的定位桩 船上配备GPS沉桩定位系统 并配置 有自动移动装置 在没有外部动力的情况下 可在一定范围内移动 配备先进 的双作用IHCS 280液压锤 荷兰 配备海上救生平台 4 钢管桩吊耳设置 钢管桩长度为52m 重量为31 2t 准备采用3点吊 吊点的布置及吊耳的结 构形式见图2 17 C CB B A A 25 116 116 1220012 R35 R100 R85 55353555 200 5010050 1212 117 100100 100 12 12 16 10 10 C C BB AA 吊耳布置图 47000 53000 吊耳1大样图 80001300026000 31000 图2 17 吊点布置及吊耳结构图 5 钢管桩沉放 钢管桩沉放施工工艺流程 图2 18 钢管桩沉放施工工艺流程图 6 钢管桩沉放 钢管桩沉入施工与栈桥及码头钢管桩施工方式相同 在此不再赘述 桅杆吊基础桩施工 桅杆吊基础桩共3根 其中4根 2600 16的钢管桩沉放方法与起始平台的 支撑桩相同 而对于其中的6根 2600 18的钢管桩 则采用振动下沉的方法施 工 通过该桩的下沉情况取得一些经验 以便对钢护筒的下沉施工起指导作用 7 起重设备的配置 2600 18的钢管桩长57 0m 重51 2吨 分两节沉放 水上接高 第一节 长度为37 0m 重量为33 4t 第二节长度为20 0m 重量为17 8t 采用起重能 力为1000kN的全旋转起重船 鲁日海起重03 性能指标见表5 1 在吊幅15 0m时 吊重77 0t 吊高38 2m 吊索长度按照3 5m计算 则高度 施工准备 海力801打桩船就位 吊装钢管桩进入龙口 测量 调整桩架倾斜度 平面扭角及桩位 沉放钢管桩 桩位及垂直度监测校核 运桩船抛锚定位 沉桩至设计标高 移走打桩船 移船至下一沉桩桩位就位施打 钢管桩之间上 下层平联连接 为3 5 sin60 3 0m 钢管桩垂直吊起时 底口有1 8m在水中 而高平潮时 水深约16 0 18 0m 所以仍可以将钢管桩从侧面吊入导向架 如图2 19所示 1600 3520180 3003700 钢管桩 图2 19 桅杆吊基础桩起吊示意图 8 振动锤的配置 根据 桥涵施工手册 上册 P324页中式 6 5 6 6 以及表6 34计算可知 摩阻力FR fi Li 式中 fi 土单位面积的动摩阻力 kN m2 按表6 34估算 对于粘性土标贯击数2 4时 f 15 kN m2 标贯击数4 8时 f 20 kN m2 钢管桩周边长度 U 6 28m Li 钢管桩在不同土层中的入土深度 见表2 10 FR 1 5 6 28 15 65 11 7 2 0 6 28 50 0 15 65 4687 kN 因此 采用两台ICEV360型液压振动锤并联使用 满足实际施工要求 鲁日海起重03 船性能表 单台ICEV360振动锤性能表 ICEV360振动锤基本参数 振动锤外形尺寸 mm 动力柜外形尺寸 mm 重量 kg 长宽高长宽高振动锤动力柜液压头 3607660251547242083244016363110001700 机械性能 偏心力矩最大激振力最大上拔力系统振幅功率 150kg m3600kN16363N2 1mm990HP 2100RPM 9 钢管桩的吊耳设置 桅杆吊基础的 2500 18钢管桩长57米 重51 2吨 根据1000KN浮吊的性 能 起吊采用三点吊 吊耳的设置 在钢管桩顶口对称地割2个吊装孔在作为吊耳 由于钢管桩壁 厚只有18mm 而每个吊点承重17 1t 所以需要在吊装孔处局部用20mm厚的钢板 加强 另外在钢管桩两端距离端部11 8m的位置再各设置一个吊耳 吊耳在桩身 上的具体布置及尺寸见图2 20所示 船体尺寸及机组性能 船体尺度 m 总长型宽型深 58 0018 03 5 起重性能 主钩 吊幅 m 3530211815 最大起重量 t 49 555 568 072 577 0 起升高度 钩头至水面 m 20 529 036 037 238 2 第二节 第一节 15000