表1:施工组织设计文字说明
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11主墩水中承台施工方案
一、工程概况
沙坡头黄河特大桥位于宁夏回族自治区中卫县常乐镇小湾村西侧,向西穿越腾格里沙漠东南流动沙丘与孟家湾段路线相接,系上海至武威公路中宁至孟家湾段跨越黄河的一座特大桥梁。桥址区属黄河上、中游,黄河自黑山峡进入该区域,向北急转东流,经下河沿进入冲积平原,属于V级航道。主河道宽250米,施工常水位H=1241.20m,实测水位H=1241.00m,水深6.0m~7.0m,水位涨落高度1.0m,水流平均速度3m/S。
沙坡头黄河特大桥中心里程K59+020,水中11#墩中黄河中间,墩身高度55.4m,墩身底单柱截面尺寸为8.0×2.0m,采用双柱薄壁空心墩结构形式,墩身中间采用两系梁连接,承台尺寸28.8×13.2×4m(长×宽×高),承台底设计高程H=1235.00m,土质为卵石土,河床地质卵石层8m~10m深,其承载力σ=1000~1200Kpa,18根Ф2.0m钻孔灌注桩基础,桩长 64m。根据现场测量得的数据可知:目前河床标高为1234.10m,比设计承台底低0.90m,但由于钢套箱封底厚度为100cm,加之主桥11#墩桩基估计在12月底才能施工完毕,届时河床标高将会有所升高,所以我施工单位选择钢套箱施工进行施工符合实际,它将优越于其它施工方案。
二、11#承台钢套箱围堰施工
(一)、承台施工工艺流程
套箱主要由三部分组成,即侧板、分隔仓和悬吊支承系统。桩基施工完毕,拆除阻碍套箱侧板下沉的部分钻孔工作平台,在钢护筒上设置套箱悬吊支承系统,然后分块安装或整体吊装套箱侧板,完成套箱侧板后下沉就位并对套箱进行整体加固。套箱加固完毕后,进行套箱封底砼和承台施工。具体步骤见工艺流程图:
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表1:施工组织设计文字说明
图1-1 11#号墩水中承台施工工艺流程图
(一) 拆除外侧的钻孔平台支架 在钢护筒顶焊钢套箱支架系统 拼装套箱侧板(边拼边支撑稳固) 套箱内部导向系统 下沉钢套箱 拔除钢管桩、找平钢套箱围堰内河床 搭设封底混凝土灌注平台及下导管 混凝土拌合运输 灌注封底混凝土 钢套箱围堰内抽水 割导管、凿桩头、验桩 绑扎承台底层钢筋 钢筋加工运输 布置散热管、搭管架 绑扎承台顶层钢筋 混凝土原材料检验 绑扎墩身与破冰棱伸入承台钢筋 混凝土拌合运输 浇筑承台混凝土 通冷却水养护 验收承台 测 温 页脚内容
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表1:施工组织设计文字说明
(二)、钢套箱设计 1、套箱顶标高的确定
套箱顶面标高设计考虑施工常水位H=1241.20m,现实测水位H=1241.00m,设计冬季流冰水位H=1241.55m,水深6.0m~7.0m,水位涨落高度1.0m,水流平均速度3m/S,浪高小于0.5m。
由于本套箱需在冬季施工,所以本套箱顶标高可取H=1242.00m,比流冰水位高出0.45m。
2、设计参数及计算结果 ①荷载种类
a、套箱自重(包括套箱分隔仓、侧板、支撑定位系统); b、新浇封底砼自重(封底砼取1.0m厚);
c、新浇结构砼自重(包括结构砼浇筑时的施工荷载); d、按C=3.0m/s的流速所产生的动水压力; e、设计水深的静水压力。
②计算工况、荷载组合及计算结果
阶段一
工 况:整体套箱吊装, 荷载组合: a,
计算内容:套箱侧板、吊装支撑系统受力计算;
阶段二
工 况:套箱封底抽水前, 荷载组合: a+d,
计算内容:套箱侧板、定位系统及加固措施的受力计算;
阶段三
工 况:套箱封底抽水后, 荷载组合: a+b+c+d+e,
计算内容:套箱整体稳定性验算;封底砼厚度、套箱支撑体系分析。
(三)、钢套箱施工工艺
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表1:施工组织设计文字说明
1、钢套箱结构形式
套箱由侧板、吊装支撑系统、导向定位系统及分隔仓组成。
套箱侧板:面板用δ=6mm钢板,贴面加肋采用槽钢[10作为水平向加强肋,间距为40cm,采用槽钢[10作为竖向加强肋,间距为40cm;外面再采用工字钢I16作竖向加强肋,间距为80cm。采用大块拼装而成,用螺栓连接。侧板与侧板的连接均用∠100×100×10角钢,侧板设水平与竖向拼接逢。钢套箱周边尺寸比承台设计尺寸每边加宽10cm,钢套箱底边比承台底低1.5m,顶边高出施工水位1.0m,按设计水深计算,钢套箱的高度为8.5m,因此钢套箱内部尺寸为:长:29.0m,宽:13.4m,高:8.5m,钢套箱作为承台模板。钢套箱加工成3节:最下节设计高度为河床面以上1m,高度为2.5m,相邻节高度为3m,最上节为河床面至施工水位线上1.0m高度,其高度为3.0m。桥梁下部结构施工完成后,拆除上1节钢套箱,其下2节不再拆除。
吊装支撑系统:由于钢套箱尺寸大、水又深,为防止水的侧压力对钢套箱产生较大变形,故钢套箱内设水平支撑二层,支撑骨架横桥向为φ500×10mm钢管,顺桥向为φ300×10mm钢管每层支撑横桥向2道,顺桥向5道,支撑相交处采用焊接,并用σ=10mm的钢板进行加固。吊装支架安设在钢护筒上,采用高为3.0m悬臂长度为1.6m的支架,支架主撑用φ220mm,附着斜撑用φ100mm,主撑顶端安设导向定滑轮。
钢套箱及支撑系统示意图详见图1-2及钢套箱悬吊系统示意图详见图1-4 导向定位系统:在每节钢套箱的内侧以中心为对称,焊接长度为2.5m的定位钢支撑,钢支撑用φ220mm、I20a、及∠75×75×10组合焊接而成。施工过程中,应千万注意支撑外侧角钢的垂直性和水平位置的精确性。为防止钢套箱在下沉过程中因流水过急受到阻碍,可配备2个20T的手拉葫芦进行钢套箱牵引。
钢套箱定位系统示意图详见图1-3
套箱分隔仓:由于钢套箱尺寸较大,当浇筑封底混凝土,避免导管下部的混凝土形成锥体状,扩散不均匀,封底不严密,所以在套箱底部设混凝土分隔仓,分隔仓为内部平面布设标准尺寸为2.5×2.5m,高1m。边缘空隙大于2.5m时应增设分隔仓,内部设此尺寸一则满足施工需要,二则避免与桩基础发生冲突。分隔仓采用δ=10mm钢板焊制而成。
钢套箱分隔仓示意图详见图1-5
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