CN111980020A - 特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,该施工方法包括以下步骤:S1,在河床上施工钢护筒,在钢护筒水面以上位置拼装围堰;S2,围堰下放,并在围堰中安装内支撑;S3,在围堰内浇筑封底混凝土,并抽干围堰内积水;S4,施工墩身至中层内支撑以下,在墩身与围堰内壁、墩身与墩身之间设置连接支撑;S5,施工墩身至顶内支撑以下,在墩身与围堰内壁、墩身与墩身之间设置连接支撑;S6,进行墩身施工作业,墩身施工至水面以上,完成墩身施工,大桥主墩基础施工完成。在墩身上设置预埋件,在墩身与围堰的内壁、墩身与墩身之间设置支撑件,支撑件与预埋件连接,加强了围堰内部的支撑,保证了围堰的结构强度。
Description
技术领域
本发明属于主桥承台围堰施工技术领域,具体涉及特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法。
背景技术
随着我国经济的快速增长,国家基础建设不断增加。为了提升交通的便利性,经常需要在一个大江大河上建设跨度较大的桥梁,而桥梁承台是桥梁的关键,围堰是独立于桥梁承台与墩身之外的围水结构,是桥梁基础施工的一道安全屏障。河流的河床往往不是平整的,河床的情况复杂,有些河流的河床起伏较大,水深较深,这都给围堰施工增加了难度;在河床起伏较大的情况下,采用双壁钢吊箱围堰往往存在围堰拼装焊接质量难以保证、围堰下放、水下封底等施工难度高的问题。
因此,需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,以至少解决目前围堰拼装焊接质量难以保证、围堰下放、水下封底等施工难度高的问题。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,该施工方法包括以下步骤:
步骤S1,在河床上安装钢护筒,平整河床,在所述钢护筒的水面以上位置安装支撑牛腿,在所述支撑牛腿上拼装围堰的底龙骨以及底板,所述底板铺设在所述底龙骨上方;在底龙骨的外围上方拼装围堰的底节壁板;
步骤S2,在钢护筒上安装围堰下放系统及底板吊挂系统,所述下放系统与底节壁板连接,所述底板吊挂系统穿过底板并与底龙骨连接,下放围堰至自浮状态,在围堰的隔仓内灌注混凝土,下放围堰至自浮状态并在围堰内拼装底层内支撑;在围堰底节壁板上方拼装围堰顶节壁板,围堰的隔仓内注水并下放围堰,并在围堰内部依次安装中层内支撑与顶层内支撑,然后将围堰下放至设计标高位置;
步骤S3,在围堰内浇筑封底混凝土,在围堰的隔仓内浇筑混凝土,并抽去隔仓内的一部分水;抽干围堰内积水,拆除吊挂系统,割除钢护筒,凿桩头,浇筑找平层,在找平层上浇筑承台;拆除底层内支撑中影响墩身施工的支撑件;
步骤S4,施工墩身至中层内支撑高度以下;在墩身与围堰之间设置有第一连接支撑,在相邻的两个墩身之间设置有第二连接支撑,所述第一连接支撑和所述第二连接支撑位于底层内支撑和中层内支撑之间;所述墩身上设置有底部预埋件,所述第一连接支撑设置在所述预埋件与围堰的内壁之间,所述第二连接支撑设置在相邻两个所述墩身的预埋件之间;再拆除中层内支撑中影响墩身施工的支撑件;
步骤S5,施工墩身至顶层内支撑高度以下;在墩身与围堰之间设置有第三连接支撑,在相邻的墩身之间设置有第四连接支撑,所述第三连接支撑和所述第四连接支撑位于中层内支撑和顶层内支撑之间;所述墩身上设置有顶部预埋件,所述第三连接支撑设置在所述预埋件与围堰的内壁之间,所述第四连接支撑设置在相邻两个所述墩身的预埋件之间;再拆除顶层内支撑中影响墩身施工的支撑件;
步骤S6,进行墩身施工作业,墩身施工至水面以上,完成墩身施工,大桥主墩基础施工完成。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,在所述步骤S1中,对于河床标高高于承台底部的部分进行吸泥平整,对于河床底部标高低于承台底部标高的部分进行抛石回填;
围堰的底龙骨分块加工、分块安装;然后在所述底龙骨上拼装底板,所述底板用于将围堰底部形成密封结构;
优选地,所述底龙骨分9块加工,先安装位于围堰中间的一块底龙骨,然后分别对称的安装与中间的底龙骨相邻的四块底龙骨,最后安装围堰四个角位置的底龙骨;
再优选地,底板从中间向外侧对称安装。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,所述围堰底节壁板分块制作、分块安装,且采用对称安装方式;
优选地,先安装围堰四个角位置的底节壁板,再安装围堰短边上的底节壁板,最后安装围堰长边的底节壁板;
再优选地,围堰四个角位置的壁板上设置有导向架,所述导向架用于围堰下放时控制围堰的偏位。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,所述下放系统包括:
第一分配梁,所述第一分配梁架设在接高的所述钢护筒上;
贝雷梁,所述贝雷梁架设在两个所述第一分配梁上;
第二分配梁,所述第二分配梁架设在所述贝雷梁的上方;
第三分配梁,第三分配梁设置在第二分配梁的上方;
千斤顶,所述千斤顶设置在所述第二分配梁和第三分配梁之间,所述千斤顶的输出端用于顶撑所述第三分配梁;
吊杆,所述吊杆贯穿所述第一分配梁与第二分配梁,所述吊杆的底端与所述围堰的壁板固定在一起,用于起吊围堰;
所述吊杆上装配有上螺母与下螺母,所述上螺母用于与所述第三分配梁相互挡止,所述下螺母用于与所述第二分配梁相互挡止;
优选地,所述贝雷梁设有多个,单个所述贝雷梁由8组贝雷单元组成,每个贝雷单元包括9片贝雷片。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,所述底板吊挂系统包括:
吊挂分配梁,所述吊挂分配梁安装在所述钢护筒上;
吊挂吊杆,所述吊挂吊杆贯穿所述吊挂分配梁,所述吊挂吊杆的底端与所述底龙骨固定;
所述吊挂吊杆的顶端装配有吊挂螺母,所述吊挂螺母用于与所述吊挂分配梁相互挡止;
优选地,所述吊挂分配梁为十字型结构,所述吊挂分配梁的十字型结构的四个端部悬伸出所述钢护筒,每个所述端部设置有两个所述吊挂吊杆。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,所述底层内支撑、中层内支撑与顶层内支撑均包括中间横撑、两侧横撑以及斜撑,所述中间横撑与分布在中间横撑两侧的所述两侧横撑平行,所述斜撑的两端分别抵顶在围堰相邻的两个壁板板面上;
优选地,所述中间横撑、两侧横撑与斜撑均为钢管;
再优选地,在安装底层内支撑、中层内支撑与顶层内支撑时,均是先安装中间横撑,在安装两侧横撑,最后安装斜撑;所述安装方式为角焊接;
再优选地,在步骤S2中,所述底层内支撑的高度与所述底节壁板的顶部平齐。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,在所述步骤S2中,紧固所述吊挂吊杆上的螺母,使吊挂吊杆均匀承受围堰重力;拆除所述下放系统中的吊杆,将接高的所述钢护筒临时作为所述顶节壁板拼装的固定平台,在所述顶节壁板与接高的所述钢护筒之间焊接临时固定结构,拼装之前在所述底节壁板的顶部焊接限位板,所述限位板沿底节壁板向外倾斜设置,所述限位板用于对所述顶节壁板限位和导向,所述顶节壁板分块制作、分块安装,顶节壁板合龙完成后,拆除所述顶节壁板的临时固定结构;
优选地,先安装围堰四个角位置的顶节壁板,再安装围堰短边上的顶节壁板,最后安装围堰长边的顶节壁板。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,在所述步骤S3中,采用环板封堵所述钢护筒与所述底板之间的缝隙,在所述钢护筒上焊接螺纹钢,所述螺纹钢用于增加钢护筒与封底混凝土的摩擦力;
优选地,所述封底混凝土采用C25混凝土;
再优选地,所述螺纹钢沿环向均匀焊接在所述钢护筒上,所述螺纹钢沿竖直方向设置有多层,相邻两层螺纹钢之间间距为100cm。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,在所述步骤S3中,在封底混凝土强度达到设计强度后,在围堰的隔仓内再次浇筑混凝土,浇筑混凝土采用对称浇筑方式,并抽去围堰的隔仓内的水,使隔仓水位保持不变;
优选地,隔仓内灌注混凝土总高度9m,抽去一部分水的高度为7m,使围堰隔仓内注水总高度为4m。
如上所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,作为优选方案,所述步骤S3具体为,承台分两次浇筑混凝土;
优选地,第一次浇筑混凝土高度为3m,第二次混凝土浇筑高度为2m。
与最接近的现有技术相比,本发明提供的技术方案具有如下优异效果:
在特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法中,围堰的底龙骨、底板、壁板均采用分块制作、分块拼装的方式,分块制作使得单独制作的每一块结构较小,便于制作,在拼装时,每次分块安装,便于每一块结构的吊装操作。
本施工方法中在钢护筒上设置底板吊挂系统,然后将部分钢护筒接高,在接高钢护筒上设置下放系统。利用下放系统与围堰壁板上的导向架配合,便于围堰的稳定下放,利用底板吊挂系统保证围堰的稳定,便于围堰的顶节壁板的拼装,使得围堰不用完全拼装好,而是先拼装底节壁板,再拼装顶节壁板,便于围堰的整体下放操作。在墩身施工过程中,拆除掉内支撑中影响墩身施工的支撑件,在墩身上设置预埋件,在墩身与围堰的内壁、墩身与墩身之间设置支撑件,支撑件与预埋件连接,加强了围堰内部的支撑,保证了围堰的结构强度。
附图说明
图1为本发明实施例中围堰施工方法的流程图;
图2为本发明实施例中围堰的底龙骨分块结构平面图;
图3为本发明实施例中围堰的底板分块结构平面图;
图4为本发明实施例中围堰设置内支撑的示意图;
图5为本发明实施例中围堰的底龙骨安装示意图;
图6为本发明实施例中下放系统与底节壁板安装示意图;
图7为本发明实施例中围堰隔仓内浇筑混凝土示意图;
图8为本发明实施例中围堰的顶节壁板安装示意图;
图9为本发明实施例中围堰注水下沉示意图;
图10为本发明实施例中封底混凝土浇筑示意图;
图11为本发明实施例中围堰内抽水及凿桩头示意图;
图12为本发明实施例中承台浇筑示意图;
图13为本发明实施例中底层内支撑转换示意图;
图14为本发明实施例中中层内支撑转换示意图;
图15为本发明实施例中围堰顶节(底节)壁板分块示意图;
图16为本发明实施例中下放系统及围堰的结构示意图;
图17为本发明实施例中下放系统的结构示意图;
图18为本发明实施例中底板吊挂系统的结构示意图。
图中:1、1#块底龙骨;2、2#块底龙骨;3、3#块底龙骨;4、4#块底龙骨;5、5#块底龙骨;6、6#块底龙骨;7、7#块底龙骨;8、8#块底龙骨;9、 9#块底龙骨;10、围堰壁板;11、中间横撑;12、两侧横撑;13、斜撑;14、支撑牛腿;15、封底混凝土;16、承台;17、墩身;20、底龙骨;30、底板吊挂系统;31、吊挂分配梁;40、下放系统;41、第一分配梁;42、贝雷梁; 43、第二分配梁;44、千斤顶;45第三分配梁;46、吊杆;50、底节壁板; 51、混凝土;60、顶节壁板;70、底层内支撑;71、第二连接支撑;72、第一连接支撑;80、中层内支撑;81、第四连接支撑;82、第三连接支撑;90、顶层内支撑;100、钢护筒。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
本发明提供特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,该围堰施工方法包括以下步骤:
步骤S1,在河床上安装钢护筒,平整河床,在钢护筒的水面以上位置安装支撑牛腿,在支撑牛腿上拼装围堰的底龙骨以及底板,底板铺设在底龙骨上方;在底龙骨的外围上方拼装围堰的底节壁板。
步骤S2,在钢护筒上安装围堰下放系统及底板吊挂系统,下放系统与底节壁板连接,底板吊挂系统穿过底板并与底龙骨连接,下放围堰至自浮状态,在围堰的隔仓内灌注混凝土,下放围堰至自浮状态并在围堰内拼装底层内支撑;在围堰底节壁板上方拼装围堰顶节壁板,围堰的隔仓内注水并下放围堰,并在围堰内部依次安装中层内支撑与顶层内支撑,然后将围堰下放至设计标高位置。
步骤S3,在围堰内浇筑封底混凝土,在围堰的隔仓内浇筑混凝土,并抽去隔仓内的一部分水;抽干围堰内积水,拆除吊挂系统,割除钢护筒,凿桩头,浇筑找平层,在找平层上浇筑承台;拆除底层内支撑中影响墩身施工的支撑件。
步骤S4,施工墩身至中层内支撑高度以下;在墩身与围堰之间设置有第一连接支撑,在相邻的两个墩身之间设置有第二连接支撑,第一连接支撑和第二连接支撑位于底层内支撑和中层内支撑之间;墩身上设置有底部预埋件,第一连接支撑设置在预埋件与围堰的内壁之间,第二连接支撑设置在相邻两个墩身的预埋件之间;再拆除中层内支撑中影响墩身施工的支撑件。
步骤S5,施工墩身至顶层内支撑高度以下;在墩身与围堰之间设置有第三连接支撑,在相邻的墩身之间设置有第四连接支撑,第三连接支撑和第四连接支撑位于中层内支撑和顶层内支撑之间;墩身上设置有顶部预埋件,第三连接支撑设置在预埋件与围堰的内壁之间,第四连接支撑设置在相邻两个墩身的预埋件之间;再拆除顶层内支撑中影响墩身施工的支撑件。
步骤S6,进行墩身施工作业,墩身施工至水面以上,完成墩身施工,大桥主墩基础施工完成。
在围堰施工方法中,施工墩身时,拆除掉内支撑中影响墩身施工的支撑件,在墩身上设置预埋件,在墩身与围堰的内壁、墩身与墩身之间设置支撑件,支撑件与预埋件连接,加强了围堰内部的支撑,保证了围堰的结构强度。
实施例2
根据本发明的具体实施例,如图1-18所示,本发明提供特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法;该特大桥主桥是在淮河河道中施工,施工位置处的淮河河床起伏较大,水深较深。针对特大桥主桥的承台双壁钢吊箱围堰的施工方法;其中,双壁钢吊箱围堰可以由底龙骨20、底板分配梁、底板、内外壁钢板(围堰侧板)、壁内支撑系统、壁内分仓隔板、环向加劲板、内支撑等组成的全焊水密结构,其外侧平面尺寸为38.2m×23.2m,最外侧至支栈桥边距离为1.9m。围堰侧板厚度为2m,总体高度为24m,顶标高为+16.008m,底标高为-7.992m。内部共计设置三道内支撑,顶层内支撑90标高为+13.349m,中层内支撑80标高为+7.949m,底层内支撑70标高为+2.149m。围堰壁板10 分为上下两节(围堰壁板即指围堰侧板),围堰壁板10包括围堰底节壁板50 与围堰顶节壁板60,围堰竖向分为两节下放,底节壁板50高度10.7m,顶节壁板60高度13.3m,平面共计分成28块,其中四角点竖向分为2块,共计56块。
底龙骨20平面尺寸为38.75×23.75m,主要采用HM390×300mm型钢焊接成为一个整体,整个底龙骨20共重约109t;分块按照中轴线划分,共计分为9块加工,如图2所示,1#块-9#块底龙骨,在工厂分块加工试拼并验收合格后运至现场。5#块底龙骨5最大,其平面尺寸为14.25m×8.75m,重量为14.5t,底龙骨20与钢护筒100之间预留175mm间距,主要用于承受底板上传来的封底混凝土15和承台16部分自重以及围堰侧板的重量,并最终传递给吊挂系统。
双壁钢围堰底板共计分为85小块,如图3所示,D1、D2、D3、D4、 D5、D6为围堰的底板分块;其中编号D1的为20块,编号D2为15块,编号为D3的为18块,编号为D4的为24块,编号为D5的为4块,编号为 D6的为4块。
底板安装在底龙骨20上,底板主要采用8mm面板和L75×50×6mm角钢小肋组成,与钢护筒100口匹配D4的面板,增加了一个弯制好的Φ 2904×10mm钢板封边,并用角钢进行支撑。底板将围堰底部形成一个密封的整体,用于承受围堰封底混凝土15的重量和后期浇筑的承台16部分重量,传递给下方的龙骨,在底板加工前,技术人员根据现场钢护筒测量的实际位置,进行底板的加工制作,确保底板顺利下放。
围堰共有三层内支撑,内支撑直接与围堰侧板加强板焊接,顶层内支撑 90标高为+13.349m,中层内支撑80标高为+7.949m,底层内支撑70标高为 +2.149m。
如图4所示,底、中层内支撑80中间横撑11为Φ800×20mm,L=19.2m,两侧横撑12为Φ600×20mm,L=19.2m,斜撑13为Φ600×14mm,L=9.87m。顶层内支撑90结构与底层内支撑70相似,中间横撑11、两侧横撑12、斜撑 13均采用Φ600×14mm钢管构成。
特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法的施工流程如图1所示,该施工方法包括以下步骤:
步骤S1,钻孔平台施工钻孔桩后,拆除围堰区域钻孔平台;对河床进行清理整平至-9.00m处,在钢护筒100上+16.0m标高位置安装支撑牛腿14,在支撑牛腿14上拼装底龙骨20及底板。
步骤S1具体为:
钻孔平台拆除利用栈桥及支栈桥区域站立履带吊机,依据从左往右、从上至下的原则,依次拆除桥面板、分配梁、整组贝雷片、桩顶分配梁、钢管桩。钢管桩的拔除使用80t履带吊配合DZJ90型振动锤完成。
抛石回填及河床整平;在钻孔平台拆除过程中,按照设计要求重新测量河床面标高,根据测量标高对河床标高高于承台16底部的部分进行整平,河床整平采用水下吸泥设备与长臂挖机、抓斗配合作业,将河床整平至-9.00m 处。对标高低于承台16底标高处进行抛石回填,确保整个围堰范围内河床平整。围堰原位拼装、分工况逐步下沉,施工周期较长。河床面现状为倾斜的深槽,围堰拼装前虽整平处理但存在回淤的可能,故河床面整平后应进行回淤观测,根据观测数据确定是否再次整平河床面高程,避免出现因回淤妨碍钢吊箱下沉。
在施工前进行抛前水下地形测量报监理工程师审批,水下抛石施工的关键是合理划分施工网格,可将施工网格划分为10m(垂直水流方向)×20m (顺水流方向)的标准网格,每个标准网格再分为上、下两个半区进行抛布,不足10m宽度的抛区可划分为定宽的小区进行施工,每个抛区的厚度以及抛前水下地形测量成果,计算出每个网格应抛石数量,编制施工档位图。
水下抛石工程结束后,测量人员采用GPS系统对抛投区域及相邻的部分水域进行水下地形测量,并绘制水下地形图,将抛前抛后的水下地形图进行对比,确定抛投成果。
安装支撑牛腿14,调整适合的标高,进行支撑牛腿14焊接,支撑牛腿14采用履带吊吊至设计位置,工人辅助焊接,支撑牛腿14设置在标高+16.00m 处(根据施工时水位调整标高),在安装过程中确保支撑牛腿14处于同一平面。
支撑牛腿14采用HM390×300mmH型钢与钢护筒100之间焊接。支撑牛腿14水平长度为600mm,斜最长边长度为1000mm。
安装底龙骨20,底龙骨20在后场加工拼装检查完成后,再运至承台16 处,先安装中间部分,将标高调整至统一位置,再分别安装旁边两块,并再调至统一标高。
首先采用龙门吊与履带吊配合安装5#块底龙骨5,5#块底龙骨5安装完成后,其次分别对称安装2#底龙骨2、4#底龙骨4、6#底龙骨6、8#底龙骨8,最后安装1#底龙骨1、3#底龙骨3、7#底龙骨7、9#底龙骨9。每安装一块由技术人员进行平面位置及标高测量,确保无误后进行底龙骨20固定。5#底龙骨5安装最为重要,在技术人员测量完成后对其进行验收,验收完成再进行剩余节块拼装。
底龙骨安装时在吊挂吊杆位置预留Φ50mm预留孔,分块的底龙骨之间焊缝均采用角焊缝,焊缝高为6mm,底龙骨20拼装完成一块后及时安装底板吊挂系统30。
双壁钢吊箱围堰底板进行分块加工,分块拼装。底板加工时,第一步先按图纸尺寸对HM390×300mmH钢主梁肋下料,第二步在硬化的台座上画线定出各主梁的平面位置,然后将各构件按画线摆放并准确定位后进行点焊固定,最后再将各接头焊接牢固。焊接时,从总体上要遵循对称焊接的原则,在细部构件接头上要采用对称花焊施焊,然后再连成连续焊。HM390× 300mmH钢主梁肋要求所有接头都必须顶紧相邻型钢腹板不留空隙,采用双面满焊,且焊缝饱满不留空隙。对于吊杆46处采用角焊缝为8mm,其余部分采用6mm角焊缝。钢护筒100外轮廓线以外的主梁为悬挑受力,加工时要特别注意加强焊接质量。
底板吊挂系统中的吊挂吊杆在底龙骨20施工时已预留Φ50mm预留孔,在安装底板之前将底龙骨20与吊挂吊杆提前安装,吊挂吊杆安装采用80t 龙门吊与工人配合,吊挂吊杆即为长27m精轧螺纹钢,单根吊挂吊杆需要采用3个连接套筒。
底板按照设计分块尺寸加工完成后,采用运输车分块运至墩位处,采用履带吊与龙门吊配合将底板吊起,下放到标高+16.0m处的底龙骨20上,所有底板分块下放完成后,将相邻的底板精确调平后,先将接头与底龙骨20 焊接,然后再采用宽度60cm、厚度8mm钢板夹焊,夹焊钢板必须四面围焊。
底板按顺序安装,在安装好的龙骨上拼装底板,先安装钢护筒外围的编号为D4的底板,技术人员现场测出D4底板的平面位置及标高后,再将D4 底板与龙骨之间的角钢焊接牢固,然后安装编号为D1的底板,其与底龙骨 20焊接完成后,与D4底板进行焊接牢固,其次安装D3块底板,安装D3 完成后,再安装D2底板,最后安装四周的D5、D6底板。
底板在安装过程采用从中间向外侧、对称安装的原则进行铺设;在安装的过程中注意底板与底板之间的缝隙,现场安装底板采用厚8mm钢板进行夹焊;随时测量每块板的平面位置及标高,确保底板安装位置正确。
步骤S2,在底龙骨20最外围的一圈上拼装围堰底节壁板50,安装围堰下放系统40及底板吊挂系统30,将吊挂系统与底龙骨20采用精轧螺纹钢进行连接。
围堰壁板10加工;为保证钢围堰单元尺寸的准确及控制焊接质量和变形,必须借助胎架施工,钢围堰分块在卧式胎架上制造,胎架要能保证各分块的成型加工精度,且组拼方便、翻身容易、减少仰焊,以加快施焊进度。为防止双壁钢围堰隔仓内漏水,应对其进行水密性检验;下沉前,应检查焊缝质量,将焊渣除去后,检验焊接处是否有孔洞,并在焊缝处涂煤油,验其背面是否有渗出。
整个围堰壁板竖向分为2节,围堰底节壁板50高度为10.7m,围堰顶节壁板60高度为13.3m,共计24m;侧板水平分28块,共计56块。
侧板(即壁板)内外板采用6mm钢板,在内支撑位置采用厚20mm钢板加强,加强板宽度为800mm。内外侧板内部竖肋采用L75×50×6mm角钢,水平间距350mm。
水平环板采用宽度340mm厚度20mm与宽度240mm厚度16mm两种,竖向高度为800mm、1100mm、1200mm三种。
水平横撑采用等边角钢L100×8mm、等边角钢L125×14mm两种,竖向间距为1500mm。
在内支撑处设计竖向隔仓板,隔仓板厚度16mm,以及水平加强板,板厚20mm。
根据现场实际起重、运输要求,将侧板在分两次下放的基础上,将侧板单元进一步细化,将单块重量控制在30t一下,宽度控制在6m一下,方便现场运输拼装。
如图15所示,侧板A、侧板B、侧板C、侧板D为底节壁板50的分块;侧板E、侧板F、侧板G、侧板H为顶节壁板60的分块;墩底节壁板50分侧板A、侧板B、侧板C、侧板D四块,为方便现场,将底节A、B、C、D 四块细化,其中侧板A及侧板D切割成三部分加工,侧板C上下分层两部分加工,侧板B左右分两部分加工。
顶节壁板60分E、F、G、H四块,划分形式与底节壁板50类似。
安装底板吊挂系统30,在未接高的16个钢护筒100上安装十字型分配梁,在钢护筒上割出四个50cm凹槽,吊挂分配梁31坐落于钢护筒100凹槽内,为后续封底平台留出空间,钢护筒100吊挂分配梁31与吊挂吊杆之间,需设置水平和竖向限位,防止吊杆46在浮托力作用下出现上下振动和水平振动。
底板吊挂系统30包括吊挂分配梁31与吊挂吊杆,吊挂分配梁31安装在钢护筒100上;吊挂吊杆贯穿吊挂分配梁31,吊挂吊杆的底端与底龙骨20 固定在一起;吊挂吊杆的顶端螺纹装配有吊挂螺母,吊挂螺母用于与吊挂分配梁31相互挡止。
(1)吊挂系统是底板及侧板在钢护筒100上的主要受力部件,在钢护筒 100上安装吊挂分配梁31和吊挂牛腿,再通过吊杆46把底龙骨20吊在钢护筒100上。
(2)24根钢护筒100均安装十字型分配梁,吊挂分配梁31采用双拼[40a 槽钢,长度为3.85m,单个吊挂分配梁31共计8个吊点,每个吊杆46采用直径32mm、长27m的精轧螺纹钢,整个围堰共计24×8=192根精轧螺纹钢,吊杆46底部与底龙骨20之间采用精轧螺纹钢专用螺母连接。
支撑牛腿14施工完成后,开始安装吊挂分配梁31。吊挂分配梁31在后场加工完成后,运至现场安装。在安装前需要对钢护筒100顶口进行加强,在吊挂分配梁31与钢护筒100口接触处采用三块钢板焊接(一块水平板水平焊接,两块竖向板立焊)。其中水平板厚度为16mm,竖向板厚度为10mm。
下放系统40包括:第一分配梁41、贝雷梁42、第二分配梁43、千斤顶 44、第三分配梁45以及吊杆46,第一分配梁41架设在接高的钢护筒100上;贝雷梁42架设在两个第一分配梁41上,贝雷梁42的延伸方向垂直于第一分配梁41;第二分配梁43,第二分配梁43架设在贝雷梁42的端部,第二分配梁43垂直于贝雷梁42;千斤顶44设置在第二分配梁43上;千斤顶44的输出端用于顶撑第三分配梁45;吊杆46贯穿第一分配梁41与第二分配梁43,吊杆46的底端与围堰壁板10固定在一起,用于起吊围堰;吊杆46上螺纹装配有上螺母与下螺母,上螺母用于与第三分配梁45相互挡止,下螺母用于与第二分配梁43相互挡止;围堰下放系统40共计8个吊点,每个吊点4根吊杆46,共计32根直径32mm精轧螺纹钢,单根长度22m。采用贝雷片作为承重横梁,共计四个横梁,单个横梁由8组贝雷单元组成,单个贝雷单元由 9片贝雷片组成,共计288片贝雷片。贝雷片上下横向分配梁采用3拼45a 工字钢组成。吊杆46挂在侧壁上,吊杆46处侧壁需要进行加强。单点采用 2个100t千斤顶44,共计16个千斤顶44。
安装围堰下放系统:
(1)接高围堰四角8根钢护筒至钢护筒顶标高为+29.00m。
(2)钢护筒100上横向铺设3I45a工字钢。
(3)提前在栈桥处拼装完成贝雷架承重梁,采用龙门吊与履带吊配合,整体吊装8组贝雷架(重22t),安装、固定贝雷架承重梁。
(4)在贝雷架承重梁上部安装吊挂系统。
(5)在围堰下放系统40安装的同时在剩余16根钢护筒上安装底板吊挂系统30(精轧螺纹钢通过分配梁,但螺纹不紧固)。
安装临时导向架,导向架用于围堰下放时控制围堰的偏位,导向架设置于四角,每角2根,底节及顶节各2层导向架,共计32根导向架,角侧板(C 块、G块)在加工厂加工,将位于壁板内部导向架同步加工,并在外壁处做出明显标记内部导向架位置,在现场角侧板临时安装固定后,根据现场实际测量钢护筒100至角侧板的间距,制造和安装侧板外侧部分导向架。各杆件与壁板之间全部采用角焊缝,各加劲板倒角均采用15cm×15cm,每根导向架与钢护筒100之间预留1cm缝隙,确保顺利下放,同时在下放过程中及混凝土浇筑前作为抵抗水流固定装置。
安装底节壁板50(即底节侧板):
(1)侧板安装顺序
侧板采用单块逐个安装,应对称安装,先安装4个角点的C侧板,再安装短边直线段中间D侧板,再安装长边侧板B,最后在直线段合龙侧板A。
(2)侧板安装临时固定
侧板安装时采用8根接高钢护筒作为临时固定,也即在侧板与接高钢护筒之间焊接型钢,以对侧板进行临时固定,防止侧板在安装时发生倾倒,待底节壁板合龙后拆除型钢。
(3)第一块角侧板安装
第一块围堰的安装要严格控制其平面位置尺寸及垂直度偏差,各方面经检测符合要求后方可固定。
(4)其余侧板安装
以第一块为导向,安装其余侧板,当拼装某一块段时,发现其平面位置尺寸及垂直度与设计位置误差较大时,尽可能切割接缝调整该块段的位置,以减少合龙段拼装时出现较大的累积误差。焊接两块钢围堰之间的拼装缝,要求用煤油检测其渗透情况。焊接应采取措施减少面板的变形,先分节段对称跳焊,再补焊到达满焊。
(5)合龙侧板安装
拼装围堰合龙段前,对合龙段两侧间距进行监测。监测点布置在两侧节段外壁板上,间隔1m,确保两侧外壁板垂直度不大于1%,以保证合龙段顺利嵌入。在一天当中的低温时段将合龙段嵌入并焊接固定码板,再进行焊接,以确保围堰整体尺寸的精度。
完成底节段合龙后安装底节段第一节内支撑。
(6)钢吊箱壁与底板的连接
单块侧板安装完成后,进行侧板与底板的焊接施工,底板与侧壁内外壁采用10mm角焊缝环向焊接,并在底龙骨20型钢位置设置三角加劲板,加劲板采用500×300×10mm梯形钢板。
步骤S3,下放围堰底节至围堰自浮状态,此时围堰靠自身浮力支撑,此时围堰吃水2.89m,围堰底标高为+12.11m(按照设计水位+15.00m计算)。
下放系统40的具体下放过程为,由于千斤顶44单次的升降行程在20cm,所以需要通过多次千斤顶44的升降操作才能将下层内支撑下放至标高位置。当千斤顶44处于完全顶升状态时,千斤顶44将第三分配梁45顶在最高高度,此时将上螺母拧紧,使上螺母与第三分配梁45相互接触挡止在一起,第三分配梁45完全承受吊杆46受到的力,并将下螺母拧紧在吊杆46上,下螺母位于第二分配梁43之上的距离为千斤顶44的下降一次的行程,然后千斤顶44 进行下降,当千斤顶44下降到位后,下螺母与第二分配梁43相互接触挡止在一起,此时第二分配梁43完全承受吊杆46受到的力,如此完成一次下放行程;然后将上层螺母向上提升至第三分配梁45以上一个千斤顶44下放行程的距离,千斤顶44向上顶升第三分配梁45,第三分配梁45相对于吊杆46 向上运动,而吊杆46不动,千斤顶44顶升到位之后,重复上述步骤,直到将下层内支撑下放至标高位置。
步骤S4,围堰隔舱内灌注3m高混凝土51,同时根据围堰自重增加使围堰自动下沉,隔仓内分区域对称灌注混凝土51,每对称灌注一对隔仓后,进行下放,使围堰达到自浮状态,拼装围堰底层内支撑70。围堰吃水下降7.2m,开累下降10.09m,围堰底标高为+4.91m,此时围堰顶部距离水面为61cm(按照设计水位+15.00m计算,混凝土共计为688.8m3,混凝土重1653.12t)。
围堰下放过程如下:
(1)总体概述
双壁钢围堰共计竖向分为两节,分别为底节与顶节,底节高度为10.7m,顶节高度为13.3m。钢吊箱的设计总重量为1455t,底节及底板共计716.8t。
首先接高钢护筒100的顶部标高为+29.00m,接高钢护筒100上横向铺设3I45a工字钢,采用龙门吊与履带吊配合,整体吊装提前在栈桥处拼装完成的8组贝雷单元(重22t),贝雷单元的承重梁安装固定在工字钢上,在贝雷单元承重梁上部安装底板吊挂系统30。
(2)下放前准备
围堰下放系统40安装完成后,割除牛腿及固定装置进行下放,围堰下放系统40采用围堰整体下放,吊杆46受力最大为底节侧板拼装完成时;徐徐起吊,后续由于水的浮力,吊杆46受力较小。此时围堰包含底板及底节围堰,共重716.8t,因此单根吊杆46受力为716.8/32=22.4t,考虑下放不同步及各种原因,单根吊杆46受力为22.4×1.2=26.88t。由于单点4根吊杆46,两个千斤顶44,因此单个油顶受2根吊杆46的拉力,因此油顶受到最大的拉力为53.76t,采用100t油顶满足要求;吊杆46采用直径32mm精轧螺纹钢,因此单根精轧螺纹钢最大应力为334.39MPa,小于830MPa,满足要求。在施工时通过油顶与油泵之间的线性方程换算成油表读数,当油表读数超过相应限制时暂停下放,消除问题后再继续下放。
由于16个油顶需要同步下放,因此采用PCL同步控油系统,单个油泵控制4台千斤顶44,共计需要4台油泵。
(3)底节钢围堰的下沉
①底节钢围堰拼装完毕、悬吊系统安装完成并经检查符合要求后,千斤顶44提升钢围堰离开拼装平台10cm,观察10分钟,通过观察油表读数,确定吊筋受力是否一致、吊点是否有异常等。
②检查各项指标无异常后,拆除钢围堰的拼装工作平台(支撑牛腿14) 与围堰下放相碰部位。下放前在钢护筒上做好刻度标记,下放时,随时检查吊杆46的松紧情况,做到每根吊杆46松紧一致。钢围堰下放开始入水后,每根吊杆46的受力逐渐变小,直到钢围堰不再下沉达到自浮平衡,停止下放。
③底节钢围堰入水自浮后,检查钢围堰是否有漏水现象,若有,必须补焊处理;同时检查整个钢围堰的平面尺寸和垂直度,以便在拼装下一节钢围堰能及时进行调整。围堰处于自浮状态时,吃水2.89m,底标高为+12.11m。
在围堰自重自浮后,通过围堰下放系统40将围堰稍提部分,使得吊杆 46受力,围堰隔舱内灌注3m高C20混凝土,隔仓内分区域对称灌注混凝土,每对称灌注一对隔仓后,进行下放,使围堰达到自浮状态。共计浇筑3m混凝土,围堰吃水下降7.2m,开累(即开工后累计完成的工程量或产值)下降 10.09m,围堰底标高为+4.910m,此时围堰顶部距离水面为61cm。
(4)偏位校正方法
围堰下沉至设计标高后,技术人员现场测量双壁钢围堰顶标高。
偏位校正通过调节部分千斤顶44来进行。当某边标高高于或低于其它边时,下降或提升该边的千斤顶44,使吊箱向下或向上调整,达到校正的目的。调整完成后再同步继续下放。下放到设计标高后,如果平面位置有偏差,潜水员下水,在吊箱底部将10t葫芦挂在钢护筒上,通过拖拉底板来校正平面位置。位置调整好之后,采用小三角钢板楔子打入钢护筒100周边的间隙来固定底板。
(5)保证各吊点同步下放的措施
首先必须采用同厂家同一型号和规格的同步控油千斤顶44。下放过程中采用双控标准,第一为油表读数,第二为精轧螺纹钢下放高度;设总指挥1 人,负责统一发出操作指令,操作人员同时进行千斤顶44的下降或提升作业,千斤顶44油表读数控制在统一数值。吊箱每下放20cm就要用水准仪对各吊点的标高进行一次准确测量,并根据偏差情况进行一次调整,同步各个吊点的下放高度才能继续下放。为了便于监控吊点的下放高度,在吊点附近靠近钢护筒100侧采用等边角钢设置水平指针,在最近的钢护筒100壁上用油漆画出10cm刻度,通过记录前后两次指针的读数,可以较准确地计算出各个吊点的下放高度。
安装底层内支撑70及固定底节侧板:
(1)底层内支撑70
底层内支撑70标高为+2.149m,底层内支撑70中间横撑11为Φ 800×20mm钢管,L=19.2mm,两侧横撑为Φ600×20mm钢管,L=19.2m,斜撑13为Φ600×14mm钢管,L=9.878m。围堰下放系统40将围堰稍提部分,使得吊杆46受力,临时固定围堰后,通过龙门吊与履带吊配合进行底层内支撑70安装,内支撑与侧壁板之间采用焊接,焊接为角焊缝,坡脚高度h=14mm。
(2)内支撑安装的步骤
先安装中间Φ800×20mm横撑,再安装两侧Φ600×20mm横撑,最后安装Φ600×14mm斜撑13;底、中、顶层内支撑90安装顺序相同。底、中、顶层内支撑90均采用焊接连接,整个内支撑安装均采用80t履带吊和龙门吊配合安装焊接。
(3)吊箱固定
底层内支撑70安装完成后,在围堰顶口钢护筒100上焊接双拼C20槽钢支顶围堰进行限位,同时潜水员在围堰底板与钢护筒100之间焊接双拼 C20槽钢,仅需要对接长作为围堰下放系统40的8根钢护筒100进行焊接,每个钢护筒100相互垂直焊接两处,防止在拼装顶节侧板时围堰晃动。
步骤S5,接高围堰,拼装围堰顶节壁板60。
安装顶节壁板:
(1)底层内支撑70安装完成后,安装底板吊挂系统30,将24根底板吊挂系统30螺母紧固,使得底板吊挂系统30吊杆46均匀稍微带力。
(2)拆除围堰下放系统40侧壁吊杆46。
(3)将接高的钢护筒100临时作为顶节壁板60拼装的固定平台,在顶节壁板60与接高钢护筒直接焊接型钢,以对顶节壁板60进行临时固定,防止顶节壁板60在安装时发生倾倒。
(4)在拼装之前在底节壁板50顶部焊接限位板作为顶节壁板60限位,限位板即为沿底节壁板50向外倾斜设置外张钢板,外张钢板在顶节壁板60 下放时进行导向,拼装顶节壁板60时,确保接口内、外壁板吻合,保证接高后的围堰不漏水、平顺、满足要求。
(5)拼装顶节壁板60,拼装顺序与底节壁板50相同
(6)待顶节壁板60围堰合龙完成后,拆除顶节壁板60围堰与钢护筒 100临时固定结构。
步骤S6,围堰依靠顶节壁板60自重下沉2.13m,此时围堰底标高为 +2.78m,围堰隔仓内第一次注水2.7m,安装中层内支撑80(此时围堰底标高为+0.08m,围堰中层内支撑80标高为16.09m,高出设计水位1.09m),第二次注水5.3m,安装顶层内支撑90(此时围堰底标高为-5.22m,围堰顶层内支撑90标高为16.196m,高出设计水位1.196m),第三次注水3m,使围堰侧板底不断下沉至设计位置-7.992m处。
围堰第二次下放及内支撑安装:
安装顶侧板吊杆46,稍微提升围堰,将24根底板吊挂系统30螺母放松,使得底板吊挂系统30吊杆46不参与受力,缓缓下放围堰至自浮,围堰依靠顶节自重下沉2.13m,此时围堰底标高为+2.78m。
(1)围堰隔仓内第一次注水2.7m(注水过程中围堰缓慢下沉)并固定围堰。
(2)中层内支撑80中间横撑11型钢型号与底层内支撑70相同。围堰下沉通过向隔仓内加水(抽水)进行调节,当中层内支撑80在水面以上1 米处时,停止向隔仓内加水,同时将吊杆46带力,固定围堰,进行中层内支撑80安装(此时围堰底标高为+0.08m,围堰中层内支撑80标高为+16.09m,高出设计水位1.09m)。
(3)围堰隔仓内第二次注水5.3m,安装顶层内支撑90(此时围堰底标高为-5.22m,围堰顶层内支撑90标高为+16.196m,高出设计水位1.196m)。
(4)围堰隔仓第三次注水3m,累计注水11m,使围堰侧板底不断下沉至设计位置-7.992m处。
(5)其余事项与围堰第一次下放及底层内支撑70安装相同。
紧固底板吊挂系统30:
(1)在围堰达到设计标高后,进行围堰固定,围堰与钢护筒导向架紧固在一起。
(2)将16根未接高钢护筒100上底板吊挂系统30螺栓紧固。
(3)拆除整个围堰下放系统40,割除8根接高钢护筒100至19.3m(与其余钢护筒100同标高)。
(4)紧固8根钢护筒100底板吊挂系统30螺栓,使得24根钢护筒100 全部吊杆46均匀受力。
步骤S7,围堰封底,然后浇筑封底混凝土15。
围堰封底:
(1)在水下封底之前,潜水员进行钢护筒100与底板之间缝隙封堵。封底缝隙采用环形钢板,环形钢板内直径与钢护筒直径相同,环板分成两半,环板宽度为20cm,厚度为1cm,在水下对接焊接;环形板上部等45度角布置200×200×10mm加劲板。同时在钢护筒上焊接20cm长螺纹钢以增加钢护筒100与封底混凝土15的摩擦力(等45度环向设置,竖直方向间距100cm,共计5层),每根钢护筒100共计钢筋40根。
(2)封底导管横向通长布置4根双拼HM390×300mmH型钢,作为封底支架轨道,封底支架采用8根HM390×300mmH型钢,每个操作平台底部 2根,净间距350mm,相邻的两个H型钢之间间距1m且铺设C10a槽钢,槽钢上部满铺8mm花纹钢板,四周采用标准护栏。
(3)单根导管封底混凝土15摊铺面积暂按半径5.0m考虑,在围堰内布置12套滑动封底导管,4套料斗。封底导管利用钻孔桩灌注导管,每套导管由8×3m+2+1+0.5=27.5m导管组成,导管内径为300mm。导管安装时导管底口距离底板悬空高度为20cm,导管横向间距为3.69m,纵向布置三排,间距约6m。在轨道顶层上布置分配梁和脚手板作为围堰封底临时平台。
(4)由于为吊箱围堰,因此封底混凝土15必须严格对称浇筑,采用两个泵车,每台泵车配置方量相同的4辆罐车,现场技术人员记录每车混凝土浇筑时间、浇筑方量,确保混凝土对称浇筑。
(5)采用履带吊和龙门吊分别吊住1#、2#料斗,通过天泵进行灌注,完成后浇筑3#、4#处,与此同时拆除1#、2#料斗至5#、6#等待浇筑。依此类推连续浇筑剩余混凝土。
整体封底混凝土15层为2661.8m3,封底混凝土15层采用C25混凝土。由于该围堰施工方法采用吊箱围堰,因此封底混凝土必须严格对称浇筑,采用两个泵车,每台泵车配置方量相同的4辆罐车,同时记录每车混凝土浇筑时间、浇筑方量,确保混凝土对称浇筑。
步骤S8,在封底混凝土15强度达到设计强度以后进行围堰的隔仓内混凝土二次C20灌注,灌注高度为6m,总计高度为9m;同时隔仓内水位保持不变,将隔舱内11m高水抽去7m高度,使围堰内注水总高度为4m,在浇筑过程中保证隔仓内水位为+5.008m。浇筑采用两台天泵对称浇筑,两台天泵分别停在支栈桥上进行浇筑,每个泵车配置3辆等方量罐车,确保在浇筑过程中完全对称浇筑,其余事项与第一次浇筑3m混凝土相同。
步骤S9,抽干围堰内积水,拆除底板吊挂系统30,割除钢护筒100,凿桩头;围堰内抽水完成后对围堰底部及钢护筒上淤泥进行清理,确保底部露出封底混凝土15面,对封底标高进行测量,确定封底设计标高,高出-4.192m 部分进行凿除,凿除完成后进行封底混凝土15找平层浇筑,浇筑厚度20cm,在找平层四周设置排水沟及集水井,并及时排出集水井中的水;做好施工承台16的准备工作。
步骤S10,施工承台16,承台16分两次浇筑,第一层浇筑高度为3m,第二层浇筑高度为2m。浇筑承台16使用C30混凝土。
承台16施工:测量人员进行承台16尺寸放线,进行钢筋绑扎,立模板、浇筑混凝土,钢筋绑扎时注意预留墩身17底节钢筋。承台16混凝土分两次浇筑,第一次浇筑高度3m,第二次浇筑高度2m。
步骤S11,拆除底层内支撑70中间横撑11。
步骤S12,施工墩身17至中层内支撑80底面。
步骤S13,在墩身17与围堰之间设置有第一连接支撑72,在相邻的两个墩身之间设置有第二连接支撑71,第一连接支撑72和第二连接支撑71位于底层内支撑70和中层内支撑80之间;墩身17上设置有底部预埋件,第一连接支撑72设置在预埋件与围堰的内壁之间,第二连接支撑71设置在相邻两个墩身17的预埋件之间;再拆除中层内支撑80中影响墩身施工的支撑件,也即是拆除中间内支撑80中的中间横撑11。
步骤S14,继续施工墩身17至顶层内支撑90底面。
步骤S15,在墩身17与围堰之间设置有第三连接支撑82,在相邻的墩身之间设置有第四连接支撑81,第三连接支撑82和第四连接支撑81位于中层内支撑80和顶层内支撑90之间;墩身17上设置有顶部预埋件,第三连接支撑82设置在预埋件与围堰的内壁之间,第四连接支撑81设置在相邻两个墩身17的预埋件之间;再拆除顶层内支撑90中影响墩身施工的支撑件;也即是拆除顶层内支撑90中的中间横撑11。
步骤S16,继续施工墩身17,直至下部结构出水,完成下部结构施工。
承台16上的墩身17施工至出水面后,进行围堰壁板拆除施工。围堰拆除原则为从上往下、从一侧往另一侧拆除。
首先采用抽水泵抽水使内外水位保持一致,消除水头差,此时围堰不再受到水压力。然后进行水下切割拆除,首先拆除顶层内支撑90,再拆除中层内支撑80,中层内支撑80拆除完成后,拆除底层内支撑70,在内支撑拆除时两端采用缆风绳固定,确保内支撑拆除不碰撞已经浇筑完成的墩柱,同时及时将拆除内支撑运至栈桥外空地堆放,最后进行顶节围堰拆除;围堰拆除从北侧下游侧板开始顺时针拆除;由于承台16以下部分侧板隔仓均浇筑混凝土,因此不再进行拆除回收。
整个拆除采用水下切割,履带吊与龙门吊配合拆除。在拆除过程中,确保水下作业与水上作业保持畅通联系,确保施工安全。
综上所述,本发明提供的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法中,围堰的底龙骨、底板、壁板均采用分块制作、分块拼装的方式,分块制作使得单独制作的每一块结构较小,便于制作,在拼装时,每次分块安装,便于每一块结构的吊装操作。
本施工方法中在钢护筒上设置底板吊挂系统,然后将部分钢护筒接高,在接高钢护筒上设置下放系统。利用下放系统与围堰壁板上的导向架配合,便于围堰的稳定下放,利用底板吊挂系统保证围堰的稳定,便于围堰的顶节壁板的拼装,使得围堰不用完全拼装好,而是先拼装底节壁板,再拼装顶节壁板,便于围堰的整体下放操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均在本发明待批权利要求保护范围之内。
Claims (10)
1.特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,该施工方法包括以下步骤:
步骤S1,在河床上安装钢护筒,平整河床,在所述钢护筒的水面以上位置安装支撑牛腿,在所述支撑牛腿上拼装围堰的底龙骨以及底板,所述底板铺设在所述底龙骨上方;在底龙骨的外围上方拼装围堰的底节壁板;
步骤S2,在钢护筒上安装围堰下放系统及底板吊挂系统,所述下放系统与底节壁板连接,所述底板吊挂系统穿过底板并与底龙骨连接,下放围堰至自浮状态,在围堰的隔仓内灌注混凝土,下放围堰至自浮状态并在围堰内拼装底层内支撑;在围堰底节壁板上方拼装围堰顶节壁板,围堰的隔仓内注水并下放围堰,并在围堰内部依次安装中层内支撑与顶层内支撑,然后将围堰下放至设计标高位置;
步骤S3,在围堰内浇筑封底混凝土,在围堰的隔仓内浇筑混凝土,并抽去隔仓内的一部分水;抽干围堰内积水,拆除吊挂系统,割除钢护筒,凿桩头,浇筑找平层,在找平层上浇筑承台;拆除底层内支撑中影响墩身施工的支撑件;
步骤S4,施工墩身至中层内支撑高度以下;在墩身与围堰之间设置有第一连接支撑,在相邻的两个墩身之间设置有第二连接支撑,所述第一连接支撑和所述第二连接支撑位于底层内支撑和中层内支撑之间;所述墩身上设置有底部预埋件,所述第一连接支撑设置在所述预埋件与围堰的内壁之间,所述第二连接支撑设置在相邻两个所述墩身的预埋件之间;再拆除中层内支撑中影响墩身施工的支撑件;
步骤S5,施工墩身至顶层内支撑高度以下;在墩身与围堰之间设置有第三连接支撑,在相邻的墩身之间设置有第四连接支撑,所述第三连接支撑和所述第四连接支撑位于中层内支撑和顶层内支撑之间;所述墩身上设置有顶部预埋件,所述第三连接支撑设置在所述预埋件与围堰的内壁之间,所述第四连接支撑设置在相邻两个所述墩身的预埋件之间;再拆除顶层内支撑中影响墩身施工的支撑件;
步骤S6,进行墩身施工作业,墩身施工至水面以上,完成墩身施工,大桥主墩基础施工完成。
2.根据权利要求1所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,在所述步骤S1中,对于河床标高高于承台底部的部分进行吸泥平整,对于河床底部标高低于承台底部标高的部分进行抛石回填;
围堰的底龙骨分块加工、分块安装;然后在所述底龙骨上拼装底板,所述底板用于将围堰底部形成密封结构;
优选地,所述底龙骨分9块加工,先安装位于围堰中间的一块底龙骨,然后分别对称的安装与中间的底龙骨相邻的四块底龙骨,最后安装围堰四个角位置的底龙骨;
再优选地,底板从中间向外侧对称安装。
3.根据权利要求1所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,所述围堰底节壁板分块制作、分块安装,且采用对称安装方式;
优选地,先安装围堰四个角位置的底节壁板,再安装围堰短边上的底节壁板,最后安装围堰长边的底节壁板;
再优选地,围堰四个角位置的壁板上设置有导向架,所述导向架用于围堰下放时控制围堰的偏位。
4.根据权利要求3所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,所述下放系统包括:
第一分配梁,所述第一分配梁架设在接高的所述钢护筒上;
贝雷梁,所述贝雷梁架设在两个所述第一分配梁上;
第二分配梁,所述第二分配梁架设在所述贝雷梁的上方;
第三分配梁,第三分配梁设置在第二分配梁的上方;
千斤顶,所述千斤顶设置在所述第二分配梁和第三分配梁之间,所述千斤顶的输出端用于顶撑所述第三分配梁;
吊杆,所述吊杆贯穿所述第一分配梁与第二分配梁,所述吊杆的底端与所述围堰的壁板固定在一起,用于起吊围堰;
所述吊杆上装配有上螺母与下螺母,所述上螺母用于与所述第三分配梁相互挡止,所述下螺母用于与所述第二分配梁相互挡止;
优选地,所述贝雷梁设有多个,单个所述贝雷梁由8组贝雷单元组成,每个贝雷单元包括9片贝雷片。
5.根据权利要求3所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,所述底板吊挂系统包括:
吊挂分配梁,所述吊挂分配梁安装在所述钢护筒上;
吊挂吊杆,所述吊挂吊杆贯穿所述吊挂分配梁,所述吊挂吊杆的底端与所述底龙骨固定;
所述吊挂吊杆的顶端装配有吊挂螺母,所述吊挂螺母用于与所述吊挂分配梁相互挡止;
优选地,所述吊挂分配梁为十字型结构,所述吊挂分配梁的十字型结构的四个端部悬伸出所述钢护筒,每个所述端部设置有两个所述吊挂吊杆。
6.根据权利要求1所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,所述底层内支撑、中层内支撑与顶层内支撑均包括中间横撑、两侧横撑以及斜撑,所述中间横撑与分布在中间横撑两侧的所述两侧横撑平行,所述斜撑的两端分别抵顶在围堰相邻的两个壁板板面上;
优选地,所述中间横撑、两侧横撑与斜撑均为钢管;
再优选地,在安装底层内支撑、中层内支撑与顶层内支撑时,均是先安装中间横撑,在安装两侧横撑,最后安装斜撑;所述安装方式为角焊接;
再优选地,在步骤S2中,所述底层内支撑的高度与所述底节壁板的顶部平齐。
7.根据权利要求5所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,在所述步骤S2中,紧固所述吊挂吊杆上的螺母,使吊挂吊杆均匀承受围堰重力;拆除所述下放系统中的吊杆,将接高的所述钢护筒临时作为所述顶节壁板拼装的固定平台,在所述顶节壁板与接高的所述钢护筒之间焊接临时固定结构,拼装之前在所述底节壁板的顶部焊接限位板,所述限位板沿底节壁板向外倾斜设置,所述限位板用于对所述顶节壁板限位和导向,所述顶节壁板分块制作、分块安装,顶节壁板合龙完成后,拆除所述顶节壁板的临时固定结构;
优选地,先安装围堰四个角位置的顶节壁板,再安装围堰短边上的顶节壁板,最后安装围堰长边的顶节壁板。
8.根据权利要求2所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,在所述步骤S3中,采用环板封堵所述钢护筒与所述底板之间的缝隙,在所述钢护筒上焊接螺纹钢,所述螺纹钢用于增加钢护筒与封底混凝土的摩擦力;
优选地,所述封底混凝土采用C25混凝土;
再优选地,所述螺纹钢沿环向均匀焊接在所述钢护筒上,所述螺纹钢沿竖直方向设置有多层,相邻两层螺纹钢之间间距为100cm。
9.根据权利要求1-8任一所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,在所述步骤S3中,在封底混凝土强度达到设计强度后,在围堰的隔仓内再次浇筑混凝土,浇筑混凝土采用对称浇筑方式,并抽去围堰的隔仓内的水,使隔仓水位保持不变;
优选地,隔仓内灌注混凝土总高度9m,抽去一部分水的高度为7m,使围堰隔仓内注水总高度为4m。
10.根据权利要求1-8任一所述的特大桥主桥承台双壁钢吊箱围堰施工方法,其特征在于,所述步骤S3具体为,承台分两次浇筑混凝土;
优选地,第一次浇筑混凝土高度为3m,第二次混凝土浇筑高度为2m。
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