桥梁工程技术基本知识香溪河大桥4墩钢围堰施工技术胡名良ppt课件.pptx

,湖北香溪长江公路大桥工程 香溪河大桥4#墩钢围堰施工技术,中铁武汉大桥工程咨询监理有限公司2019年5月16日,汇报内容,一、工程概况二、围堰结构设计三、围堰施工方案四、围堰施工质量控制措施,一、工程概况,香溪河大桥位于香溪河口上游约2km处。采用主跨470m的双塔双索面钢混组合梁斜拉桥。桥跨布置为248+78+470+78+248m，桥梁全长1077m。设东塔（4#墩）和西塔（5#墩）两个主塔墩。,香溪河大桥桥型布置图,1、桥梁总体布置,一、工程概况,桩基：采用18根直径3.0m，桩长83m的钻孔桩，设计桩顶标高为+144m。承台：圆形，直径30m、高7m。,香溪河大桥主塔基础平面布置图,2、4#主塔墩基础,一、工程概况,3、水文条件,三峡库区水文复杂，水位落差达30m。5月末6月初，库区为防洪腾库 容，水位降至145m。69月，在145m低水位运行。9月中下旬开始蓄水，10月坝前水位逐步升高至175m。11月至次年5月，保持175m高水位运行。,水位调度图,一、工程概况,4、地质情况4#墩河床表面为厚12m覆盖层，主要为粉质粘土，夹杂碎石块。基岩以白云质灰岩为主，有溶洞、裂隙等。在围堰中心附近标高为+139.0m，在围堰主跨端为+134.0m，纵桥向河床标高高差11m。,*,*,二、围堰结构设计,1、围堰结构形式结构形式：圆形双壁钢套箱围堰，高35.3m，竖向分4节。、底节（双壁），高10m。、第2节（双壁），高10m。、第3节（双壁），高11.8m。、顶节（单壁），高3.5m。内径30.2m，壁厚1.5m，内外侧钢板厚1cm。主要组成：侧板、刃脚、导向装置、提升下放系统、连通管装置。其他组成：底节侧板拼装平台、刃脚挡板。混凝土：C30，厚5m，封底及壁舱砼4680m。标高：底标高+138.5m，顶标高+173.8m，按照最高水位+173.3m设防。,*,*,二、围堰结构设计,2、围堰横向分节,表 4#墩套箱围堰壁板分块参数表,为便于运输和吊装，每节围堰在工厂横向分成24小块，每块长4.3m，运至现场拼装。围堰总重1881T。,围堰结构平面图,*,*,二、围堰结构设计,3、围堰施工重难点、河床水下开挖工程量大（4万方）。河床表面覆盖层厚约12m，水下整治工作不确定因素多。、采取综合堵漏措施。地形坡角为2635，纵桥向河床高差达11m，需在围堰底部焊接挡板与局部抛填相结合的堵漏措施，以减少填方工程量，并保持围堰下沉着床的稳定。、基岩强度高。以白云质灰岩为主，水下开挖进尺慢，安全风险大。、承台周边有溶洞、裂隙等，需专项处理。、围堰施工持续时间长（2016年6月中旬10月中旬），经历最低水位到蓄水上涨阶段，受力工况复杂。、交叉施工安全风险大。受工期滞后影响，桩基数量完成2/3时，就开始拼装围堰，交叉作业安全隐患大。、现场焊接工程量大。围堰共分成424=96小块，内外壁板焊缝长度达2300m。、混凝土方量大。封底及壁舱砼4680m,浇筑连续作业时间长。,*,*,三、围堰施工方案,、4#墩基础施工采用先钻孔平台、后围堰的施工方案。、围堰施工时，先清理河床至标高+139m，利用浮吊、电动葫芦配合，分节段拼装底节围堰及挡板，拼完后整体下放至自浮状态，再依次拼装第2节、第3节围堰。、将围堰加水配重，下沉着床，并抛填片石、刃脚堵漏，浇筑封底砼，最后拼装顶节围堰。、待4#墩钻孔桩继续施工完成后，将围堰内的水抽干，割除钢护筒，处理桩头，施工承台。,1、围堰总体施工方案,*,*,三、围堰施工方案,2、围堰施工工艺流程图,*,*,三、围堰施工方案,2、围堰施工工艺流程图,三、围堰施工方案,3、桩基础施工平台布置、桩基础施工平台结构形式：深水钻孔灌注桩+钢管柱支撑的水上钻孔平台。、平台按“浮运平台平台固结体系转换钻孔桩施工”过程形成钻孔平台结构。、平台上部结构采用2m高钢板梁A、B、C（型号均为工200038425mm）及联结系等构件组拼的承重骨架结构，骨架尺寸为横向33.4纵向41.4m。、钢板梁A、B布置在门吊桩钢护筒（2m）两侧，中心临时桩（4-19#桩）两侧通过板梁C连接，其余部分通过横向和水平连接系联结成为整体结构。,钻孔平台总体布置图,三、围堰施工方案,3、桩基础施工平台布置、钢板梁承重骨架结构安装在分配梁（2根HN900300型钢）及中心线处主体结构桩基钢护筒（3.4m）设置的牛腿上，通过牛腿A（3HN900）、牛腿B（3I56b）将上部荷载传递至门吊桩（钢管桩+钻孔灌注桩结合桩）及支撑钢护筒桩上，然后传递至河床地基。,钻孔平台侧面布置图,三、围堰施工方案,3、桩基础施工平台布置、下部结构设置8根直径2m门吊桩（兼做平台支撑桩），同时利用3根钢护筒（2根主体结构桩4-9#和4-10#、1根临时桩4-19#的）共同作为支撑桩。、为保证平台在第一个钻孔循环（共4个）中横向变形及稳定满足要求，增加4根3.4m限位钢护筒（4-2#、4-3#、4-16#、4-17#）。通过在其上设置连接杆及限位装置，将限位钢护筒分别与支撑钢护筒和平台结构连为一体，增加平台纵桥向稳定性；另外将门吊桩在横桥向与钢板梁及分配梁连为整体，增加平台横桥向稳定性。,钻孔平台桩布置图,三、围堰施工方案,3、桩基础施工平台布置,钻孔平台现场施工图,三、围堰施工方案,围堰制造工艺流程图,4、钢围堰制造委托具备专业资质的钢结构厂家（南京中铁桥机）制造。,*,*,三、围堰施工方案,5、钢围堰安装（1）河床清理、采用水下测深仪，对围堰中心50m范围内河床地形进行测量。、以围堰中心为界，主跨侧河床需回填，边跨侧河床需开挖。、采用长臂挖机、高压射水+污泥泵吸泥清理，当污泥泵清除困难时，采用绞吸船清理。、为提高主跨侧河床水下填筑体、边坡的稳定性，清理范围延伸至围堰外侧20m，并保持1:1.5的坡比。、注意事项：a、必须将围堰刃脚处河床清理平整，该处标高按照+138.5m控制。b、清理时注意门吊桩两侧的高差，防止对门吊桩造成较大侧压力。,河床清理施工图,*,*,三、围堰施工方案,5、钢围堰安装（2）施工作业平台及轨道梁安装、库区水位下降后，安装底节围堰拼装平台。、拼装平台采用双拼40b做支撑牛腿，采用工45a做分配梁，双拼25b做斜拉带。、铺设脚手平台，安装防护栏杆、爬梯等安全设施。,围堰拼装平台施工图,*,*,三、围堰施工方案,轨道梁施工图,（2）施工作业平台及轨道梁的安装、在钻孔平台钢板梁下方焊接环形轨道梁，安装4台25t电动葫芦。,*,*,三、围堰施工方案,5、钢围堰安装（3）底节围堰安装1）底节段安装顺序、安装顺序：先下游侧后上游侧，两个方向对称安装，最后在喂入点合龙。喂入点选择在上游侧。、150t浮吊在平台上游侧方向站位，将围堰节段起吊并落于垫装船上。,围堰节段拼装平面示意图,*,*,围堰底节安装图,三、围堰施工方案,围堰底节拼装成型图,5、钢围堰安装（3）底节围堰安装1）底节段拼装顺序、电动葫芦、浮吊配合将围堰荡移至拼装平台上、电动葫芦将围堰沿环形轨道滑移至下游侧，并落在拼装平台上。、调整平面位置、垂直度，将围堰与邻近钢护筒之间焊接固定，松开电动葫芦，安装第2个节段。,*,*,三、围堰施工方案,（3）底节围堰安装2）围堰节段焊接、焊接顺序：水平环板对接焊缝外壁板内壁板连接系。、严格按焊接工艺评定参数要求操作。、焊缝完成后，壁板对接焊缝、环板对接焊缝进行超声波检测，并对壁板对接焊缝进行煤油渗透检测。,焊缝检测,*,*,三、围堰施工方案,（3）底节围堰安装3）导向、提升下放装置安装、导向装置沿围堰环向共布置6组，一端与围堰焊接，一端对准邻近桩基钢护筒，并与其间隔5cm。、提升下放装置共6组，用钢绞线（每组12根）做吊杆，智能连续千斤顶作为提升下放动力。、提升前，逐吊点进行加载试验。,导向装置示意图,提升下发系统示意图,智能千斤顶提升图,三、围堰施工方案,围堰挡板安装现场图,（3）底节围堰安装4）围堰挡板安装、为保证主跨侧河床能够顺利抛填，在底节围堰刃脚外焊接挡板结构，保证封底砼施工质量。、根据河床清理后标高，确定每块挡板高度，并编号，预留0.5m调整范围。挡板上安装钢牛腿做施工平台。、侧板拼装完成后，将底节围堰采用提升装置6点同步整体提升，通过抄垫使底节重量全部作用至牛腿上。、拆除围堰外侧拼装平台走道，保留内部通道，安装挡板。、挡板安装顺序：先下游、后上游。利用浮吊喂进，电动葫芦移动到位后安装。,三、围堰施工方案,（3）底节围堰安装5）底节围堰下放、采用千斤顶提升下放，各点同步位移可控制在2mm以内。、四个方向设置观测点，在外壁画刻度线，观测入水深度。、围堰下放按15cm一级分级进行，做好入水深度、垂直度及平面位置监测，随时纠偏调整。、围堰下放到自浮状态后，调整姿态水平，锁定提升系统。,底节围堰下放现场施工图,*,*,三、围堰施工方案,第二节围堰接高,（4）第二、三节围堰安装、继续利用浮吊、电动葫芦在底节围堰上拼装第二、三节围堰，并安装导向装置。、为保持围堰平衡，在舱壁内对称、均衡、循环加水配重，加水配重量与围堰节段重量相当。、监测围堰平面位置及垂直度，用加水配重、提升系统调整等方式调整围堰姿态。,顶节围堰接高,*,*,三、围堰施工方案,（5）围堰注水下沉、着床、下沉过程中，采用吊挂系统作为保险装置，随着注水，逐步放松提升系统的钢绞线，保持围堰稳定下沉。、下沉接近着床时，利用水下摄像头监测围堰刃脚下方情况，确认刃脚部分河床平整。、围堰着床后，测量围堰平面位置、垂直度，调整围堰姿态，并将提升装置受力带紧，将导向装置与钢护筒之间抄垫密实，防止围堰横向移动。（6）抛填片石、刃脚堵漏、片石抛填顺序：先上游侧、再下游侧、最后抛填围堰中部。抛填时控制标高不超过+139m。、主跨侧：在底节围堰挡板外侧设置钢筋石笼压脚，对空隙在内测用砂包堵漏，再浇筑絮凝剂混凝土至标高136m，然后在内抛填片石至标高+139m。、边跨侧：在内测用砂包堵漏，外侧抛片石，高度超过刃脚不小于1m。、抛填堵漏完成后，由潜水员将刃脚、钢护筒周围泥土清除。,*,*,三、围堰施工方案,（7）刃脚混凝土浇筑、为保证封底混凝土浇筑时围堰刃脚具备足够刚度。、在第3节围堰拼装完成，下沉稳定后，在围堰舱壁刃脚内浇筑1.5m高水下混凝土。,刃脚混凝土浇筑,*,*,三、围堰施工方案,（8）围堰封底1）灌注准备工作水密试验。砼配合比性能试验。导管、料槽布置。机械设备：1台天泵、3台地泵、3台布料机。,三、围堰施工方案,（8）围堰封底2）封底混凝土技术要求封底采用水下C30砼，厚5m，方量约3100方；实际浇筑时间33小时（2016年10月20日浇筑）。初凝时间24小时，7天强度达到100%。导管埋深0.8m，导管底口距河床底2030cm，混凝土的流动半径按照5m计算。首批混凝土灌注方量：V1/3HcR21/31.23.1452=31.4m 拔球砼坍落度：1820cm，拔球后坍落度：1822cm。,三、围堰施工方案,3）混凝土浇筑顺序导管在钻孔平台上共布置14组。导管布置间距：67m，交汇点尽量覆盖钢护筒。浇筑顺序：从低到高，先周边后中间，。号点为首次拔球点，拔球后连续灌注；号点到位后，测量号点标高，下放号点导管灌注；然后在、号点下料。,封底浇筑施工平面布置图,三、围堰施工方案,4）测点布置测点布置：下料点、理论最低点。测绳多点测设浇筑高度：混凝土顶面标高、导管埋深，30分钟测报一次；接近混凝土顶面设计标高，每10分钟测报一次。5）混凝土养护养护期间，必须保持围堰内外水头差1.0m，利用水泵调节围堰内外水位差。,测点布置示意图,*,*,四、围堰施工质量控制措施,1、焊接质量控制。现场采用CO2气体保护焊，所有开坡口的焊缝质量等级达到二级，严格按照焊接工艺要求执行，焊缝在焊接完成24小时后，100%无损探伤。对所有坡口焊进行煤油渗透试验。2、水下地形监测。围堰安装前采用测深仪对河床地形测量，清理过程中采用水下摄像头探测河床情况。3、河床纵坡处理。对跨中侧高差较大处，采用钢挡板封堵，钢筋石笼在围堰挡板外侧反压堵漏。4、基底清理。潜水员将围堰内壁、钢护筒周边清理干净，保证混凝土结合良好。5、下沉几何姿态控制。选择在低水位时期（6月份下旬）下沉，做好底节围堰下沉的偏位控制。对称、均衡的注水下沉，采用调整提升系统、吸泥方式辅助，严格控制偏载现象。采用智能连续千斤顶精确提升下放。对顶面高程、平面位置、倾斜度、扭转角度等几何姿态进行监测。利用水下摄像头实时传送水下施工状况。下沉时设专人监控、指挥，发现问题及时处理。,*,*,四、围堰施工质量控制措施,6、封底混凝土质量控制。加强首方混凝土质量控制。重点控制坍落度、和易性、初凝时间，以满足浇筑工艺需求。采用测绳多点测设浇筑高度，保证封底混凝土一次成型的厚度与平整度。保证导管埋深，注意浇筑顺序的控制，保证混凝土的衔接，防止夹泥，影响封底质量。7、围堰应力监测。在第一节横竖向内壁板，第二节内外壁板、环板、角钢等部位，共埋设12个测点。在围堰抽水过程中，钢围堰应力最大值为-46.7MPa，出现在上游第二节横向环板上，小于容许值170MPa，围堰结构处于安全可控状态。8、4#墩围堰在制造、清基、定位、安装、下沉、接高、着床、封底过程中都比较顺利，围堰的刃脚标高、平面偏位、扭角、倾斜度都满足设计要求。这说明了围堰的施工技术方案、采取的质量控制措施是合理和有效的。,汇报完毕，请各位领导和专家指正！,