混凝土厚度调整PPT课件

.,嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥V标北副航道桥B51#墩右幅围堰封底混凝土厚度调整方案中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部二一年六月,.,一.下放情况说明,二.封底混凝土厚度调整方案,三.按工序受力区间分析,四.施工注意事项及安全措施,目录,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,.,1.下放情况说明,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,1.1下放情况根据既定的施工方案，北副航道桥B51#墩右侧围堰于5月6日上午8点开始正式下放，至10日17:50，下放至标高-2.5m，下放量11.0m，每次暂停时均将围堰两层导向用楔块抄死，并拧紧底板撑杆螺丝，防止围堰在涌潮作用下晃动。晚上留人值班，确保涨落潮期间围堰隔舱内、外水头按既定的工艺控制。当日高平潮测得河床面标高见下表。,目前B51#墩右幅围堰已搁浅，经过长时间的大潮冲刷、吸泥、射水等方法处理，效果不明显，河床仍不能达到预设的标高，现将下放经过说明如下：,.,1.下放情况说明,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,11日继续下放至标高-6.5m，按施工工艺，此时完成第二步下放，将围堰横向锁定，接长精轧螺纹，等待河床面的冲刷。当日高平潮测得河床面标高见下表。,12日开始采用吸泥、射水等多项措施，河床面均未发生实质性变化，13日将围堰继续下放，至标高-7.5m。当日低平潮测得河床面高程见下表。,14日将围堰提升1m，底板标高-6.5m，使围堰和河床保持一定空间，以增大河床面和围堰底的过水面积，希望能够冲刷。当日低平潮测得河床面标高见下表。,.,1.下放情况说明,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,15日再次将围堰下放至河床，下放高度2m，围堰底标高-8.5m，比设计底标高高70cm。16日至18日继续采用吸泥等措施清理河床，但总因局部搁浅，只能单点下放1020cm，对围堰整体却没有实质性影响，下放工作暂时停滞。,1.2目前状况,目前围堰底标高-8.50m，比上报施工工艺高70cm。平面位置偏西20mm、偏北30mm，竖直度无偏差，除高程不满足上报的施工工艺外，其余各项指标均符合设计及专用规范要求。,.,2.封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,围堰下放历时近20天，过程中虽然采取了很多措施，但终不能使围堰顺利下放既定的高程，项目部对设计阶段和实施阶段的水文环境进行了仔细的分析和研究，并就在目前情况下，直接进行封底，重新进行了计算，能够满足施工要求，具体情况如下。,2.1与设计阶段的水文差异,设计阶段围堰按最不利水文工况进行计算，即最高潮位+6.0m、最低潮位-2.50m，而目前在农历大潮期间最高潮位+4.30m、最低潮位-1.40m。潮位的差异，对围堰的浮力影响非常大，也必然影响对封底混凝土和护筒之间粘结力的要求，目前高潮位降低、低潮位提高，则需要的用于抵抗上浮和下沉的粘结力也相应减小。,.,2.封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,2.2目前情况下的工况计算,2.2.1基本参数,围堰内径13.70m、围堰外径16.10m、壁厚1.20m，围堰自重G围=248t；承台底高程-7.0m、围堰底高程-8.50m，则封底混凝土厚度1.50m；目前农历大潮期间最高潮位+4.30m、低水位-1.40m；封底混凝土采用水下C30混凝土，取封底混凝土与护筒间粘结力12t/；则几个基本参数的计算如下：围堰内净底面积:A内净=3.14(13.7/2)27(2.332/2)2=117.5；围堰净底面积:A净=3.14(16.1/2)27(2.332/2)2=173.6；围堰双壁部分底面积:A双=A净-A内净=56.1；每米高度隔舱内灌水重量:G=A双1=56.1t；封底混凝土自重:G封=2.31.5A内净=405.4t；承台自重:G承=42.53.14(13.6/2)2=1451.9t；封底混凝土与护筒之间粘结力:F粘=73.142.3321.512=922.6t；高潮位下围堰承受的浮力:F高浮=173.6(4.38.5)1=2222.1t；低潮位下围堰承受的浮力:F低浮=173.6(8.51.4)1=1232.6t；,.,2.封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,2.2.2各受力工况计算,1)围堰上浮工况此最不利工况出现在最高潮位时封底完成混凝土凝固，围堰内抽水准备开始承台施工。此时导致围堰上浮的力为高潮位情况下围堰承受的浮力F高浮，抵抗围堰上浮的力为围堰自重G围、封底混凝土自重G封和封底混凝土和护筒之间的粘结力F粘，则有F高浮=2222.1t；G围+G封+F粘=248+405.4+922.6=1576.0t；F高浮-(G围+G封+F粘)=646.1t，围堰会上浮，按原施工工艺，必须通过隔舱内压水以平衡上浮力，取压水高度H，则H=F高浮-(G围+G封+F粘)/G=646.1/56.1=11.5m，取安全高度0.5m；即在高潮位情况下围堰内抽水，可通过隔舱内压水12.0m，标高至+3.50m，可保证围堰不上浮，满足施工要求。,.,2.封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,2)围堰下沉工况此最不利工况出现在最低潮位时承台混凝土浇筑完成而未凝固。此时导致围堰下沉的力为围堰自重G围、封底混凝土自重G封和承台自重G承，抵抗承台下沉的力为低潮位的围堰浮力F低浮和封底混凝土和护筒之间的粘结力F粘，则有G围+G封+G承=248+405.4+1451.9=2105.3t；F低浮+F粘=1232.6+922.6=2155.2t；G围+G封+G承=2105.3tF低浮+F粘=2155.2t，此最不利工况下围堰不会下沉，满足施工要求。,3)封底混凝土强度检算封底混凝土级别采用水下C30取弯曲容许拉应力为0.67MPa；最不利工况一：最高潮位时封底完成混凝土凝固，围堰内抽水准备开始承台施工封底混凝土承受的均布荷载q=(8.5+4.3)12.31.5=9.35t/m2，建立计算模型，则,.,2.封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,计算模型,应力图,经计算知：封底混凝土最大应力为：0.18MPa0.67MPa，满足要求。,.,2.封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,最不利工况二:最低潮位时承台混凝土浇筑完成而未凝固封底混凝土承受的均布荷载q=2.54.0+2.31.5(8.51.4)1=6.35t/m2，建立计算模型，则,应力图,计算模型,经计算知：封底混凝土最大应力为：0.32MPa0.67MPa，满足要求。,.,2.封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,2.2.3结论,对封底及承台施工过程中高潮位、低潮位间，围堰各最不利工况及该工况下封底混凝土结构安全性检算，均满足施工的要求，结构安全。,.,3.按工序受力区间分析,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,围堰封底完成后将经历封底混凝土养护、围堰抽水、清理、钢护筒割除、桩头破除以及承台施工等工序，为直观反映整个过程各工序围堰受力情况，现用区间图予以描述。取围堰承受向下的荷载为正值，向上的荷载为负值，2.2.1的基本参数可重新描述如下：围堰自重G围=+248t(向下的自重)；封底混凝土自重:G封=+405.4t(向下的自重)；承台自重:G承=0+1451.9t(从钢筋绑扎到混凝土浇筑，为荷载逐渐增加的过程，最大值为承台自重)；隔舱内压水重量:G水=0+852.7t(压水自重，方向向下，随压水高度增加，逐渐增大，最大值为15.2m隔舱内全部压满水)封底混凝土与护筒之间粘结力:F粘=922.6t(作为抵抗上浮抗力时受力方向向下，作为抵抗下沉的抗力时受力方向向上)；围堰承受的浮力:F浮=-1232.6-2222.1t(受力向上，随着潮水的涨落不断变化，但始终在最高潮位和最低潮位区间)；,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,3.按工序受力区间分析,3.1封底过程及封底混凝土养护期间,该过程通过围堰侧板上设置的连通管，保持内外水位平衡，封底混凝土自身不承受额外荷载，结构安全，不作分析。,3.2围堰内清理,该过程为封底混凝土达到设计强度，封堵侧板连通管，对围堰内抽水，然后清理封底混凝土顶面、拆除吊挂系统、割除钢护筒、凿除桩头等，承台施工未开始，将经历多次涨落潮。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,3.按工序受力区间分析,3.2.1下沉计算,不利工况，在最低潮位情况下围堰隔舱内灌满水，则围堰受力见图。,以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为G围+G封+G水+F浮=248+405.4+852.7-1232.6=+273.5t；作为抗力的F粘=922.6t273.5t，围堰不会下沉。,3.2.2上浮计算,不利工况，在最高潮位情况下，隔舱内灌满水，则围堰受力见图。,以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为G围+G封+G水+F浮=248+405.4+852.7-2222.1=-716t；作为抗力的F粘=922.6t716t，围堰不会上浮。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,3.按工序受力区间分析,3.2.3区间包络,根据3.2.1、3.2.2计算，绘制直观的区间包络图如下。,3.3承台施工,该过程包括钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护，荷载逐渐递加，其中单个承台混凝土方量581m3，预计可在10小时内浇筑完成。,3.3.1下沉计算,不利工况，低潮位情况下，承台混凝土浇筑完成未凝固，围堰隔舱内水抽干，则围堰受力见图如下。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,3.按工序受力区间分析,以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为G围+G封+G承+F浮=248+405.4+1451.9-1232.6=872.7t；作为抗力的F粘=922.6t872.7t，围堰不会下沉。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,3.按工序受力区间分析,3.4隔舱内水位控制由3.2和3.3的计算可知，隔舱内压水对封底混凝土的结构安全起着非常重要的作用，同时还存在一个灌满水到抽空水的转换过程，故对隔舱内水位作如下控制。,3.3.2上浮计算,不利工况，在混凝土浇筑前，承台重量未加载，同3.2.2工况。,3.3.3区间包络,根据3.3.1、3.3.2计算，绘制直观的区间包络图如下。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,3.按工序受力区间分析,1)围堰内抽水至承台钢筋绑扎前，隔舱内始终保持灌满水的状态，不需要抽水或补水；2)承台钢筋绑扎过程中，随钢筋重量的增加，隔舱内水适当减小，增加和减小的数量相抵消；3)承台混凝土浇筑过程中，随着混凝土的浇筑，围堰内逐渐抽水，增加和减少的重量相当，直至隔舱内水全部抽空；4)承台混凝土浇筑选择退潮时开始，10小时内(再次达到高平潮前)完成，高平潮时部分先浇筑的混凝土已初凝，有利于结构安全。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,4.施工注意事项及安全措施,在目前状况下进行封底，理论计算是通过了，但水下作业存在很多不确定因素，现场必须加强细节管理，确保各项工序按工艺执行到位，保证封底一次性成功。,4.1加强技术管理和技术交底,1)加强潮位观测，本方案建立的前提条件是目前的潮位情况与原设计存在较大差异，一旦潮位发生变化，必须及时微调本方案中的有关细节，确保封底安全；2)根据去年的经验，本时间段不会出现超出计算水位的潮位，但必须建立潮位预警机制，将+4.20m和-1.30m设置为警戒水位，每天观测，并建立台帐，尤其关注农历大潮汛期间的潮位情况；3)封底前将组织所有参与人员进行详细的技术交底，详细讲解各不利工况和应对措施。对所有参与人员进行岗位编号，详细交代每个岗位的职责、注意事项和警号标志。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,4.施工注意事项及安全措施,4.2围堰内水下焊接锚固装置,底混凝土与护筒间的粘结力是围堰施工成败的关键，也是每个围堰施工控制的关键，鉴于目前B51#墩右围堰的现状，在护筒侧壁水下焊接锚固装置，以增强粘结力。锚固装置采用I18，侧面贴护筒外壁焊接，单块焊接长度0.2m，单面焊接3块，相互间距0.2m，底部距围堰底板25cm，顶部距离封底混凝土顶25cm，沿护筒周长方向焊接4组，单个护筒共焊接12块，具体结构形式见下图。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,4.施工注意事项及安全措施,4.3围堰外焊接锚固装置,为提高围堰抗上浮、下沉的能力，在围堰外壁分别与施工平台C、D区域的钢管桩上焊接锚固装置，锚固装置用I45a型钢，焊接成“Z”字形，形成类似于平台桩间连接系的装置。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,4.施工注意事项及安全措施,4.4底板清理,1)由于钱塘江江水中含砂率较高，若底板不能清理干净，将减小有效封底混凝土的厚度，对方案的实施造成很大影响，故将采取切实有效的措施清理底板。2)底板的清理由小型吸泥机配合潜水员完成。潜水员站在围堰底板上，手扶小型吸泥机，将吸泥口对准底板上砂较多的部位吸泥；3)为保证潜水员的安全，在潜水员配合作业的过程必须采用小气量进行，且必须保持上下信号畅通，否则立即停止吸泥，潜水员上浮；4)待大面积砂处理完毕后，封底前由潜水员带高压水枪，利用清水对底板再次进行冲洗，然后开启吸泥机，将底板沉积的砂彻底清理；5)清理完成后，现场质检人员必须对底板高程进行测量复核，确认底板清理干净。,.,中铁大桥局嘉绍大桥V标项目经理部,4.施工注意事项及安全措施,4.5钢护筒外侧壁清理,1)封底混凝土段护筒外壁清理的好坏，将直接影响封底混凝土与护筒之间的粘结力，也直接成为影响方案成功与否的关