双壁钢套箱施工作业指导书.doc
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1、 双壁钢套箱施工作业指导书 编 制: 审 核: 批 准: 目 录1 目的12 编制依据13 适用范围14 技术准备14.1内业准备14.2外业准备25人员组织26 材料及制作要求37主要设备、机具选型38 施工工艺流程49 施工作业方法及要求69.1双壁钢套箱的设计69.2施工工艺710常见问题与处理措施1611 质量控制及检验标准1811.1双壁钢套箱制作加工1811.2双壁钢套箱沉放1811.3封底混凝土1812 安全及环保要求1912.1组织机构1912.2安全要求1912.3环保要求1913 估算指标1913.1 工程进度估算1913.2 经济效益分析20 双壁钢套箱施工作业指导书1.
2、目的钢套箱为桥梁基础及下部构造水上施工作业中常用的一类围护结构形式,尤其适合于大型河流中的深水基础,能承受较大的水压,保证基础全年施工安全度汛。特别是在一些施工条件困难或受水文、地形、地质条件限制而无法采用钢板桩、筑岛围堰等围护结构的条件下,钢套箱更显示出了其优越性。常用的钢套箱分单壁和双壁两种,由于单壁钢套箱刚度差,一般深水基础较少采用,实际工程中大部分情况下采用双壁钢套箱。由于双壁钢套箱属施工临时结构,目前尚无统一的设计制作标准,为明确双壁钢套箱施工作业工艺流程、操作要点和相应的工艺、加工制作标准,特制定本施工作业指导书,以指导、规范某公路大桥双壁钢套箱施工作业。2.编制依据某公路特大桥双
3、壁钢套箱施工图;公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000);路桥施工计算手册,人民交通出版社,2001年10月;公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004);3.适用范围桥梁深水基础及下部构造施工。4.技术准备4.1内业准备双壁钢套箱的设计及检算双壁钢套箱需进行专门设计,一般分节、分块制作。设计时围堰内尺寸须考虑人员作业条件和沉放误差要求,每侧较承台尺寸宽出6080cm,顶部标高较施工期最大洪水位高出5070cm,底部标高低于封底混凝土底部标高不得小于50cm,封底混凝土厚度按相关公式进行计算,并不得小于100cm;分块、分节长度和高度考虑现场吊装作业条件,一般每节长度控制在6
4、m以内,高度控制在4m以内,相邻两节之间设纵向隔舱,底部设钢刃脚以利于下沉,块与块之间设橡胶止水带。同时需对结构强度、刚度及稳定性进行检算,编制专项施工方案,并报监理单位审批。对全体施工人员进行技术交底和岗前技术培训。由于双壁钢套箱施工难度大、技术要求高,且大部分为水上作业,因此必须做好技术交底及岗前培训工作。4.2外业准备双壁钢套箱的加工与试拼按预定的分块制作双壁钢套箱,编号贮存,完工后在加工场附近进行试拼,并进行焊接质量检查和水密试验。测量放线采用全站仪精确放出双壁钢套箱位置,并埋设护桩。河道清理及现场准备采用长臂挖掘机对墩位处双壁钢套箱作业区河床进行清理,使之大致水平。同时对运输道路、码
5、头等进行整修,起重机械、运输机械、船舶等进行维修保养,使之满足作业条件。确定首节套箱初次入水沉放时间首节钢套箱定位决定着双壁钢套箱平面位置。由于双壁钢套箱初次入水与河流水文关系较大,特别是初次入水时,受水文影响大,易造成下沉偏位。因此初次入水沉放前必须提前与当地气象水文部门联系,尽量避开泄洪及不良天气时进行双壁钢套箱入水沉放作业。5.人员组织劳动力组织方式:采用架子队组织模式。施工人员结合既定施工方案、机械、工期要求进行合理配置,详见表1:表1 双壁钢套箱作业人员配备表序号人员类别数量(人)1施工负责人12技术主管13安全员14技术、质检、测量人员45工 班 长36起重作业、场内机械驾驶人员、
6、电工、焊工、机械工187材料员、司机68普工32其中施工负责人、技术主管、工班长、技术人员、安全员等主要岗位和关键性岗位管理人员和生产作业人员必须由本企业正式职工担任,其他岗位可根据工程情况适当配备劳务工人。起重机械、场内机械驾驶、电工、焊工等特殊工种作业人员必须持证上岗。6.材料及制作要求材料要求。双壁钢套箱采用的钢材和焊接材料的品种规格、化学成分及力学性能必须符合设计和有关规范技术要求,具有完整的出厂材料合格证明。双壁钢套箱制作拼装要求双壁钢套箱加工时必须按设计尺寸及规范规定进行加工制作,严格控制加工质量和焊接残余变形。双壁钢套箱制作拼装允许误差双壁钢套箱制作拼装允许误差如下表。表2 双壁
7、钢套箱制作拼装允许误差序号检查项目规定值或允许偏差1顶面中心偏位(mm)顺桥向20横桥向202钢套箱平面尺寸(mm)303钢套箱高度(mm)104节段错台(mm)25焊缝质量符合设计要求6水密试验不允许渗水7.主要设备、机具选型双壁钢套箱主要施工机械设备包括钢套箱加工设备、沉放设备等,主要施工机具设备配置如表3。表3 主要施工机具设备配置表 序号名称型号单位数量备注1水上浮吊F25台2自制2汽车吊QY50辆23长臂挖掘机CAT330辆2改装4电焊机BX1-500-2台45电焊机BX1-400-2台66污水泵台2排吸砂卵石7潜水泵台68卷板机CDWN-20*2000B台19剪板机QC12Y-16
8、*2500台110车床CA6140A台1111钻床ZB40112千斤顶台813空压机W-8/7内燃台214混凝土输送泵HBT60辆115混凝土搅拌运输车XZJ5210辆316混凝土拌合楼HZS60座117振动打桩机套1含打桩锤8.施工工艺流程某公路大桥主桥10#13#墩位于黄河主河槽内,采用双壁钢套箱进行基础及下部构造施工。根据某公路大桥现场情况及工程进度情况,双壁钢套箱采用先下沉钢套箱后搭设钻孔作业平台进行钻孔施工和先搭设钻孔作业平台进行钻孔施工后下沉钢套箱两种作业方式。其中10#及13#墩采用先搭设钻孔作业平台进行钻孔施工后下沉钢套箱作业方式,11#及12#墩采用先下沉钢套箱后搭设钻孔作业
9、平台进行钻孔施工作业方式。施工工艺流程图见图1(a)和图1(b)。钢套箱加工制作施工准备安装钢套箱下沉系统第一层钢套箱拼装套箱封底搭设钢护筒清理刃脚,下沉到位逐层拼装下沉至河床下沉第一层钢套箱搭设套箱下沉平台清理套箱下沉位置河床搭设钻孔平台,钻孔桩施工图1(a) 先下沉钢套箱后搭设钻孔作业平台施工工艺流程图搭设钻孔平台,钻孔桩施工钢套箱加工制作第一层钢套箱拼装施工准备搭设钢护筒清理刃脚,下沉到位逐层拼装下沉至河床下沉第一层钢套箱安装钢套箱下沉系统搭设套箱下沉平台清理套箱下沉位置河床套箱封底图1(b) 先搭设钻孔作业平台钻孔后下沉钢套箱施工工艺流程图9.施工作业方法及要求9.1双壁钢套箱的设计某
10、公路大桥主桥四个水中墩采用双壁钢套箱,承台平面尺寸为2112m,考虑每侧60cm工作空间,拟定钢套箱平面尺寸为:内壁22.213.2m,外壁23.814.8m,内外壁间距0.8m。内外壁板采用5mm钢板作为面板,8槽钢作为纵肋,75*75*8角钢作为横肋,125*80*8角钢作为连接角钢,63*63*8角钢作为水平支撑及斜支撑,分为4层加工,下三层为每层3m高,底层套箱设计为120cm高刃脚,方便套箱下沉,顶层为1.5m高,套箱顶标高按1123.23m计算(套箱作为钻孔平台承重梁,即钻孔平台钢管桩顶面标高1123.6m,方木及型钢高度为0.37m,需要高度10.23m ,加工时为10.5m高,
11、重145.5t),加工时每层分为4m节段16块,倒角节段4块,节段采用22高强螺栓连接,并设置橡胶止水带用于止水。同时分设多个横向互不通水的隔水仓,以便在下沉过程中根据施工需要分仓对称灌水、砂砾石或混凝土。双壁钢套箱平面图详见图2。 图2 某公路大桥双壁钢套箱平面图9.2施工工艺9.2.1 施工准备及场地清理河床原地面标高为1118 m1119m,距封底混凝土底面(标高1113m)56m,为方便套箱下沉,先将套箱下沉处的河床砾石清理到1113m(水面以下7m),需要清理平均高度5.5m,套箱范围23.8*14.8m2,每边增大开挖面3m。采用两台长臂挖掘机同时开挖,考虑到工期因素,挖除的砾石先
12、堆放到下游处,挖除完毕后在进行平整外运,预留出套箱下沉后的回填量。9.2.2 搭设钢套箱沉放平台对于10#及13#墩,采用先搭设钻孔作业平台进行钻孔施工后下沉钢套箱作业方式,在钻孔桩施工完毕后,利用钻孔作业平台作为钢套箱沉放平台。11#及12#墩采用先下沉钢套箱后搭设钻孔作业平台进行钻孔施工作业方式,因此需搭设钢套箱沉放平台。钢套箱沉放平台以钢管桩为支撑,采用426的钢管桩,长度14m,外侧14根,内侧8根,套箱下沉完毕后拔除内侧钢管桩。套箱内部钢管桩上铺设横向双36a工字钢(钻孔平台可直接利用),靠套箱侧铺设纵向22a工字钢,平台上铺设4m长的1515cm方木,作为施工平台。钢管桩下端距水面
13、30cm处焊接牛腿,牛腿上纵向铺设22a工字钢作分配梁,上铺横向22a工字钢作为套箱的承重梁。钢管桩上布置在前、后、左、右四个方向,分上下2 层导向横撑和滚动轴承,安置位置全部需由测量班精确定位,保证套箱下沉精度。下沉平台图纸详见附图3.1、3.2;施工照片见附图4。 9.2.3 第一层钢套箱拼装下沉钢套箱节段按设计要求在施工场地加工,节段拼焊后进行焊接质量检验及水密试验。完成后用驳船将分节段运至墩位。利用水上浮吊及过渡段上支立汽车吊吊装节段,在钢管桩下方的承重梁上分节段拼装钢套箱。图3.1 下沉平台上层平面图图3.2 下沉平台下层平面图图4 下沉平台下层施工照片拼装时,先由测量班在承重梁上放
14、出钢套箱角点位置及每边的方向点。先由水上浮吊及汽车吊对称吊装钢套箱的拐角节段,由拐角节段两侧同时拼装4m节段(为加快施工进度,可在场地内预拼出二、三块节段再吊装到拼装平台上拼装钢套箱),每节连接处必须放置止水条,所有连接螺栓全部拧紧,保证钢套箱的密封性,第一层套钢箱拼装完成后,利用钢管桩平台上的千斤顶沉放系统下沉。钢套箱拼装施工照片见图5、图6。9.2.4 钢套箱沉放系统设计及安装为保证钢套箱下沉时的同步稳定性及安全性,沉放系统主要采用方便同步操作的4台200t千斤顶下放(行程为20cm)。千斤顶承重梁布置图5 双壁钢套箱下沉施工照片图6 第一层钢套箱拼装完成施工照片首先布置千斤顶承重梁,承重
15、梁采用双36a工字钢,长度为5m,在千斤顶安放处及吊筋位置上下翼缘板用2cm钢板加强,腹板用1cm钢板加强;布置在由平台钢管桩上接长的100cm高(由第一节套箱在承重梁上拼装时的高度确定)的钢管桩支墩上。千斤顶上布置起吊扁担梁,为双22a工字钢,长度1m千斤顶顶推处及吊筋位置上下翼缘板用2cm钢板加强,腹板用1cm钢板加强。吊筋采用32精轧螺纹钢,布置在套箱的两侧,长度为4.5m(由钢套箱下沉高度确定),承重梁及起吊梁上布置锚固螺母,吊筋下方固定在焊接于钢套箱两侧的双22a起重倒牛腿上。沉放系统布置图见附图7,施工照片见图8。图7 沉放系统侧面图图8 沉放系统施工照片钢套箱下沉步骤安装起吊梁及
16、千斤顶千斤顶起吊钢套箱,吊离承重梁,拆除承重梁利用32精轧螺纹钢吊带及千斤顶循环操作下沉钢套箱入水钢套箱自浮,拆除起吊梁,固定钢套箱在钢管桩牛腿上拼装第二层钢套箱下沉第二节钢套箱,下沉力不足时,向舱内注水,增加钢套箱下沉自重下沉到预定位置,钢套箱自浮,拼装第三层钢套箱下沉第三、四节钢套箱,沉至河床时,遇到阻力,注水仍下沉力不足时,向舱内抛填砾石,并用高压水枪配合吸泥机将钢套箱刃脚处砾石排除钢套箱下沉到位固定钢套箱。 双壁钢套箱下沉施工照片见图9.1图9.6。钢套箱下沉时注意事项图9.1 沉放步骤(起吊钢套箱) 图9.2 沉放步骤(钢套箱入水)图9.3 沉放步骤(钢套箱自浮,解除沉放系统) 图9
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