4_1m超大直径钢护筒插打施工技术.docx

44桥梁建设2010 年增刊 1文章编号 :1003 - 4722 (2010) S1 - 0044 - 044 . 1 m 超大直径钢护筒插打施工技术蔡志坚1 ,吕为昱2 ,谢研1(1 . 中铁大桥局嘉绍跨江大桥项目经理部 ,浙江 海宁 314415 ;2 . 嘉绍跨江大桥工程建设指挥部 ,浙江 绍兴 312366)摘要 : 嘉绍跨江大桥北岸水中区引桥采用内径 4 . 1 m 的钢护筒作为钻孔灌注桩施工结构 ,单根护筒长 45 . 5 m 、重 134 . 11 t 。考虑起重设备性能和现场实际施工情况 ,钢护筒分底节 ( 14 . 0 m) 、中节 (14 . 5 m) 、顶节 ( 17 . 0 m) 3 节 , 现场逐节焊接成整体后分 2 次振动插打。目前 , 该工程4 . 1 m 钢护筒已全部插打到位 ,经检测 ,钢护筒垂直度最大为 2 . 5 ,平均倾斜度为 0 . 91 ,满足设计及规范要求 。关键词 : 连续刚构桥 ;钢护筒 ;插打 ;桥梁施工中图分类号 : U 443 . 131 ; U 445文献标志码 : AConstruction Techn iques f or Inserting and Driving4 . 1 m Very Large Dia meter Steel Ca singsCA I Zhi2j i a n1 , L U Wei2y u2 , X I E Ya n1(1 . Sectio n of J ia shao River2Cro ssing B ridge Co nst r uctio n Project , China Railway Majo r Bridge Engineering Gro up Co . , L t d. , Haining 314415 , China ; 2 . Co nst r uctio n Head2 qua rter s of J ia shao River2Cro ssing Bridge Project , Shao xing 312336 , Chi na)Abstract : The st eel ca si ng s , each wit h a 4 . 1 m i nne r dia met e r , a re u sed a s t he co n st r uctio nst r uct ure s fo r t he bo red pile s of t he app roach bri dge of t he J ia shao B ri dge o ver t he no r t h sho re wat e r a rea . The le ngt h of a si ngle st eel ca si ng i s 45 . 5 m a nd t he weight i s 134 . 11 t . In co n si de ra2 tio n of t he wo r ki ng p e rfo r ma nce of t he lif ti ng equip me nt a nd t he act ual co n st r uctio n co nditio n s att he bri dge sit e , t he st eel ca si ng i s divided i nto t hree sectio n s of t he bo t to m sectio n ( 14 . 0 m) , mi ddle sectio n (14 . 5 m) a nd top sectio n ( 17 . 0 m) , w hic h will be wel de d i nto a n i nt e gral ca si ng sectio n by sectio n i n fiel d , i n ser t ed i nto gro und a nd drive n by vi bratio n i n t wo ti me s. Cur re nt l y , all t he 4 . 1 m st eel ca si ng s of t he bri dge have bee n drive n i n p lace . The re sult s of i n sp ectio n oft he ca si ng s i ndicat e t hat t he ma xi mum p erp e ndicula rit y of t he ca si ng s i s 2 . 5 a nd t he a ve ra geslop e of t he ca si ng s i s 0 . 91 w hic h ca n all co mp l y wit h t he releva nt requi re me nt s i n t he de si gn a nd t ech nical sp ecificatio n .Key words : co nti n uo u s ri gi d2f ra me bri dge ;st r uctio nst eel ca si ng ; i n se rti ng a nd drivi ng ; bri dge co n21工程概述嘉兴至绍兴跨江公路大桥北岸水中区引桥和北 副航道桥全长 5 000 m , 起止里程为 K43 + 975 K48 + 975 ,其中北岸水中区引桥下部结构采用大直径单桩独柱结构形式 ,共有 3 . 8 m 钻孔灌注桩 130根 ,单桩长 105111 m 。采用内径 4 . 1 m 的钢护筒收稿日期 : 2010 - 11 - 18作者简介 : 蔡志坚( 1982 - ) ,男 ,2006 年毕业于湖南城市学院土木工程专业 ,工学学士( 77849314 qq. co m) 。 4 950 kN ,满足施工要求 。3 . 1 . 3其他辅助设备机具 考虑到钢护筒插打到一定深度后可能插打困难 ,施工中采取以振动插打为主 ,辅助以射水、吸泥 插打。故应根据需要准备射水及吸泥相关设备若干台 (套) ,以满足施工需求。3 . 2 导向架设计及制作为确保钢护筒的沉放精度 ,在钻孔平台上设置 钢护筒导向架。导向架采用双层导向 ,顶层导向架 设置在平台顶面 ,底节导向架直接焊接在平台支承桩上 ,层间距为 6 . 5 m 。导向架均采用螺旋式可调 节导向结构 ,骨架采用 900 焊接工字钢 。左、右幅导 向架间采用 45a 工字钢及螺栓连接 ,以增加导向架 刚度 ,并通过底架与平台承重梁固结。导向架结构 示意见图 1 。3 . 3 钢护筒插打施工3 . 3 . 1钢护筒插打施工流程 钢护筒插打施工流程见图 2 。3 . 3 . 2 钢护筒施工(1) 下放底节钢护筒。采用 80 t 平板汽车运送 长 14 . 0 m 的底节钢护筒到施工平台上 , 为减小潮汐对钢护筒插打对位的影响 ,在平潮位时 ,使用 160t 吊机钩住钢护筒顶口 、100 t 吊机钩住钢护筒底口 ,将钢护筒竖起。钢护筒竖起后 , 松开 100 t 履带吊2 钢护筒设计施工平台顶面标高为 + 10 . 0 m ,考虑到钢护筒 插打施工时振动打桩锤夹持器夹持钢护筒需要一定高度 ,故将护筒顶面标高定为 + 10 . 5 m 。钢护筒底面标高设计为 - 35 . 0 m ,护筒内径为 4 . 1 m ,单根总 长度 45 . 5 m 。钢护筒分为 3 节 : 底节 ( 14 . 0 m) 、中节 (14 . 5 m) 、顶节 (17 . 0 m) 。为了减小钢护筒沉放过程中的阻力及钢护筒变形 ,钢护筒底节底口外侧 加焊厚 20 mm 钢板作为刃脚 ,刃脚高 50 c m 。钢护 筒具体分节及各节参数见表 1 。表 1 钢护筒结构参数节段长度/ m板厚/ mm材质重量/ t底节中节 顶节14 . 014 . 517 . 032/ 27/ 202727/ 32Q345 C/ Q235 C/ Q235A Q235CQ235 C/ Q345C45 . 9840 . 0948 . 043钢护筒插打施工3 . 1施工设备3 . 1 . 1起重设备单根钢护筒总重 134 . 11 t 、长 45 . 5 m , 考虑起46桥梁建设2010 年增刊 1图 1 导向架结构示意Q235 C 采用 J 422 焊条 。焊接设备为 B X1250022 交 流电焊机 。焊接电流为 160 200 A 。点焊时电弧 不得擦伤焊缝以外的母材 ,且事先需用烘干机将焊 条烘干。第 1 层焊完后需将焊皮、焊渣清除干净并 检查焊缝外观 ,无气孔、夹渣后焊接第 2 层、第 3 层 , 直至焊接完成。需注意各焊工之间交叉部位的焊 缝 ,后 1 名焊工的焊缝应盖住前 1 名焊工焊缝 35 c m (长度方向) 。焊缝检测合格后 ,实施钢护筒插打 作业。利用吊机起吊并安放振动锤 、液压夹持器以 及油管 ,安放振动锤时要对中。液压夹持器和护筒 壁夹紧连接后 ,检查护筒平面位置和倾斜度 ,确保平 面位置 偏 差 不 超 过 50 mm , 倾 斜 度 偏 差 不 超 过1/ 300 ,然后开动打桩锤插打钢护筒 。护筒插打过程 中应随时观测导向架结构是否有变形 ,并根据测量值进行调位 ,保证护筒平面位置和倾斜度在允许范图 2 钢护筒插打施工流程机吊钩 ,利用 160 t 履带吊机将钢护筒吊装入孔、对位。使用全站仪沿相互垂直的 2 个方向进行定位 ,利用导向架上的螺旋顶微调 ,使钢护筒平面位置偏 差控制在 50 mm 之内 ,倾斜度偏差不超过 1/ 300 。(2) 中节 、底节钢护筒对接及插打。将长 14 . 5m 的中节钢护筒运送到施工平台上 , 使用 160 t 履 带吊机起吊 , 与底节钢护筒对接成长 28 . 5 m 的节 段。钢护筒上、下对接时 ,在底节护筒顶端焊接定位 挡块 ,然后起吊中节钢护筒 ,调整护筒倾斜度和接头 错缝 ,使中节与底节护筒对位。2 节钢护筒对接顺 直后 ,由 3 或 4 名焊工分段焊接 ,每名焊工负责 1 段 焊缝的施焊。现场焊接采用二氧化碳气体保护焊 。手工 电 弧 焊 焊 接 材 料 : Q345 C 采 用 J 506 焊 条 ,围内 ,严禁盲目插打。当护筒顶端距平台顶面约1 . 5m 时 ,停止插打 ,将打桩锤和液压夹持器吊离护筒。(3) 顶节 、中节钢护筒对接及插打 。将顶节长17 . 0 m 的钢护筒运送到施工平台上 ,采用上述同样 的施工方法对接顶节钢护筒 ,然后使用 A P E400 振动打桩锤振动插打钢护筒至设计标高。3 . 3 . 3施工时间 钢护筒施工时间见表 2 。3 . 3 . 4施工注意事项(1) 应选择有利的潮位进行钢护筒插打 ,且首 节钢护筒插打入土深度应能满足钢护筒自身稳定要求 ,避免护筒在水流力作用下对平台产生过大水平荷载 ,确保钻孔平台安全。4 . 1 m 超大直径钢护筒插打施工技术蔡志坚 ,吕为昱 ,谢研47表 2钢护筒施工时间施工安全 。(4) 当钢护筒遇到紧密坚硬地层不能插打 ,或 插打极慢 ,振幅增大 ,甚至跳动时 ,可根据现场实际 施工情况 ,在插打护筒的同时采用高压射水 ,破坏硬 土层土壤结构 ,降低桩周摩阻力 ,确保钢护筒正常插 打 ;当采取高压射水措施后仍然不能正常插打护筒 时 ,可采取吸泥措施以降低护筒内的土塞厚度 ( 淤 泥、饱和粘土等粘着力较大的土壤在护筒内与护筒 粘在一起 ,成为一个整体共同振动 ,大大减小振幅 , 使插打速度变慢) ; 若经过高压射水 、护筒内吸泥等 多种辅助措施仍然无法插打钢护筒时 ,应采取其他 办法 ,如钻孔护筒跟进等。工序内容配备机具所用时间导向架安装中节、底 节 钢 护 筒 对 接 ,振动插打顶节、中 节 钢 护 筒 对 接 ,振动插打50 t 履带吊160 t 履 带 吊、100 t 履 带 吊、4 台气体保护焊机160 t 履 带 吊、100 t 履 带 吊、4 台气体保护焊机1 d12 h10 h(2) 钢护筒插打施工过程中停顿时间应尽可能短 ,尤其应控制护筒焊接作业时间 ,以防止停顿时间 过长 ,桩周土壤恢复造成插打困难。另外 ,因桥位处存在硬土夹层 ,且分布极不均匀 ,一旦在此地层内停止插打 ,再次插打将极为困难 ,因此护筒插打施工必 须连续进行 ,除护筒对接焊接及其他机械原因 (如系 统油温过高报警 ,不得不停振) 外 ,任何情况下都不 得停顿。施振前必须做好各项准备工作 ,对相关机械设备进行检查 ( 确保其处于良好工作状态) ,同时 应配备好相关易损配件 ( 一旦机器出现故障后可及 时排除 ,确保施工正常进行) 。(3) 由于护筒对接作业时间长 ,因此必须考虑 阴雨及大风天气对施工的影响 ,护筒吊装及对接作业时应选择良好天气 ,同时采取有效预防措施 ,确保4 结 语截止到目前 ,嘉绍跨江大桥 标北岸水中区引 桥 130 根 4 . 1 m 钢护筒已全部插打到位 ,经检查 , 钢护筒垂直度最大为 2 . 5 ,平均倾斜度为 0 . 91 ,满足设计及规范要求 。实践证明 ,在海湾环境下 ,采 用该施工方法