水中承台施工方案
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经调查分析,桥位处施工水位拟定是为5.0m。围堰的顶标高为施工水位+0.5安全高度+0.2m波浪高约▽5.7m.如下图所示:
2.5m
面板厚?=6mm 横向肋为:[ 10 @ 500 竖向肋为:I 14a @ 500
面板四周设∟140×140×10角钢与相邻面板连接,连接螺栓开孔Ф22mm,孔距150mm单排,螺栓M 20*65mm
钢套箱拟设三层围令,上层围令设置标高▽4.5m处为内围令;中层围令设置标高▽2.5m处为外围令,下层围令设置标高▽0.7m处为外围令。
两层外围令旨在方便承台的施工。尽量缩短承台工期,且两道外围令均在河床面上,日后由潜水工切割,将其回收。 一、设计依据
1、仪扬河大桥施工图设计; 2、实测河床断面图; 3、历年的水文资料;
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4、各种桥涵设计、施工规范和设计计算手册; 二、方案可行性研究及其对策
1、筑岛围堰:根据施工图设计,主墩承台顶面在河床面以上,墩位处水深5.0m左右。如采用土围堰(包括草袋土围堰或木桩土围堰),则围堰较高,必须将围堰做得很大。这样压缩航道不但对航运产生不利影响,且工程量很大,费工费时,土壤又缺乏,无论是从工期还是造价上均不够合理,同时在施工过程中还存在巨大风险,故此方案不能采纳。
2、钢套箱围堰:利用钢管桩脚手平台拼装,下沉钢套箱比较方便,而且钢套箱仅需下沉2.5m左右是完全可能的。在本桥的地质条件下,下沉2.5m最好采用单壁钢套箱,由于本身自重虽较小,但下沉较浅,这完全是可能的。且单壁钢围堰待承台浇筑后又能回收利用,经济上及工期上均是合理的。 综上,最后研究决定,采用单壁钢围堰施工承台。 三、套箱围堰平面尺寸及标高的确定 1、套箱围堰的标高拟定
顶标高:根据历年水文资料及一般以十年一遇的水位作为施工水位,故将施工水位定为▽5.0m,因流速不大,只考虑0.7m安全高度,所以套箱围堰顶标高为5.7m; 底标高:承台底标高为0.0m,封底混凝土厚度拟定为1.2m,围堰吸泥下沉后用蛇皮袋装粘土铺平的处理高度约为0.3m,再考虑套箱的底脚切入河床表面0.8m,则底脚标高应为-2.3m。
套箱围堰总高度为h=5.7-(-2.3)=8.0m 2、套箱围堰平面尺寸的拟定
套箱围堰下沉至设计标高后封底抽水,变水中施工为陆上施工,同时套箱又兼作浇筑承台的外模。为了保证承台轴线的精确,故在承台外缘放出5cm,作为钢套箱在下沉时的偏差余量,所以在设计钢套箱围堰时,平面净尺寸为:净(16.5+2×0.05)
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×(7.7+2×0.05)=16.60×7.8m。套箱围堰总高8.0m,拟分为上下两层。底层高3m,上层高5m。
四、承台施工流程图:
基桩浇筑完成 拆除施工平台面层、贝雷转至另半幅施工平台使用 测量控制 拼装单壁钢套箱 钢套箱加工或改造 测量跟踪 钢套箱吸泥下沉 补水、保持水头平衡 下达纠偏指令 钢套箱沉至设计标高 潜水工清底整理、清壁 准备潜水作业设备 浇筑封底混凝土 制定浇筑方案及设施 检查钢围令支撑情况 砼等强后井内抽水 检查安全 承台放样 报监理验收 破桩头检测、绑钢筋浇筑承台 承台钢筋加工 拆除下层、上层钢围令 绑钢筋、浇筑墩身 墩身钢筋加工 报监理验收 拆除钢围堰 转至另半幅施工承台使用 整修
五、钢套箱设计计算
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1、面板设计计算 1)重量分块计算
按现在的25T吊机和8m左右的吊距,宜将板块重量控制在5.0T以内。钢围堰平面尺寸如下图所示:
钢套箱总高度8.0m,上层套箱高度5.0m.
块件估重:按保守估计,每平方最多不超过180Kg, G=4.15×5.0×0.18T/m2=3.74T<5.0T。 2)面板的强度和刚度验算
钢套箱面板在拼装过程中及吸泥下沉过程,只需控制好内外水头,使之相等,面板的受力很小,在上述工况下可以不作验算,只是在封底抽水后,内外形成压力差,在此工况下,对面板需进行强度和刚度的验算。 (1)套箱面板强度验算:
套箱的纵横向加劲肋间距均为50cm,面板厚度δ=8mm,最大水深h=5.0m,面板上水侧压力只有在封底抽水后形成,其最大水头差h=5.0-0.7=4.3m。 视面板为四周固结: P=r×h=1.0*4.3=43Kpa
将面板压力简化为阶梯荷载时: P= r×(h-0.5/2)=40.5Kpa
面板
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