桥墩钢吊箱实施性施工组织设计

桥墩钢吊箱实施性施工组织设计
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桥墩钢吊箱实施性施工组织设计

吊箱底面积:851m2

需要导管:851/78.5=10.8根

根据作用区绘图及布置原则,设置18根,每根按26m长计算,需导管:468m,测量锤20个,50m测绳20把,测重比重1.5——2.0t/m3,测绳使用前应校核其长度,在18m—22m范围内每隔1m用铅丝作出明显、牢固标记。

初凝时间大于32小时;

初始坍落度18——22cm某教学楼玻璃幕墙施工组织设计,6小时后不小于15cm;

7天强度达到设计强度90%以上。

=350Kpa,使导管内砼下落至导管底,并将导管外砼向上顶升所需的超压力,取350Kpa。

标高123.28+20.6=143.88m小漏斗底口标高定为144m。

在平台上布置20个监测标高点,逐一在横梁上用油漆打上标高点,作为测量混凝土面标高的依据。

首批灌注时,先由中心集料斗贮料,然后通过布料机让砼进入浇注小料斗,当小料斗内充满砼,拔塞,同时集料斗连续不断放料,直至完成导管封口。

首批砼灌注(分两次浇注的抽水量控制详见计算单)

2、封底前,用测绳自导管内测出导管下口与底板距离,用倒链调整导管下口距底板15——20cm。

3、一根导管封口完成进行相邻导管封口工作时,先测量待封导管底口处砼顶标高,根据实测重新调整导管底口高度。为保证封口砼的顺利进行,在每根导管封口完成后,按不大于60分钟控制同一导管两次灌入混凝土的间隔时间。

①测点没15m2布置1个,浇注混凝土时,作好测深导管原始长度,测量基准点标高等原始纪录。同时每根导管封口结束后应及时测量其埋深及流动范围,并作好详细纪录。

②浇注过程中,方量大,时间长,为防止导管堵管,在浇注到一定方量时,应提升导管,每次提升高度控制在20cm内,且应缓慢、均匀提升。

③浇注过程中,注意控制每一浇注点补料一次后的标高及周围5m范围内的测点都要测一次,并纪录灌注、测量时间。

④封底砼顶面设计标高123.28m,根据现场测点的实测砼面高程,确定该点是否终浇,终浇前上提导管,减小埋深,尽量排空导管内砼,使砼面平整。

砼浇注临近结束时,全面测出砼面标高,重点检测导管作用半径交会处,护筒周边,吊箱内壁周边等部位。根据结果对标高偏低点进行补浇,力求砼面平整。当所有测点标高满足要求后,结束封底施工。

19、1吊箱抽水与桩基检测

封底混凝土达到设计强度后,抽掉吊箱内的水体,抽水宜缓慢进行,不宜抽水过快;拆除封孔平台及上横梁、牛腿及吊杆,割除多余的钢护筒。对封底混凝土顶面进行抄平,高出部分予以凿除。清理桩头表面,完成桩基检测工作。

19、2承台钢筋施工:

11#墩承台钢筋由直径32、16毫米的II级钢筋组成,承台上顶面在主筋外侧设计了D8钢筋焊网。承台钢筋总重583吨。

直径32mm的钢筋连接采用直螺纹套筒连接。直径16毫米的钢筋采用双面搭接焊接,焊缝长度大于5d。

所用钢筋除进行规定的拉伸和冷弯外,在现场应对每批钢筋的外观进行检查,主要包括;钢筋表面不得有裂纹,结疤和折叠;钢筋在加工前应调直,表面的油污,漆污,水泥浆和用锤敲击能剥落的浮皮,铁锈等均应清除干净,钢筋应平直,无局部折曲。配置在“同一截面”内受力钢筋接头的截面面积,占受力钢筋总截面积的百分率,不得超过50%。

冷却管采用直径50mm钢管,冷却管共布置5层,竖向层与层间距为1米。水平间距为1.4米。冷却管固定采用相同直径的钢管,弯头处采取弯头钢管连接;(详见冷却管布置图-施组附图倒数第二页)。

19、4分2次浇注承台

承台混凝土分2次浇注,每次3米高,分层高度根据施工水位及封底砼的粘结力计算确定。施工缝采取预埋锚筋处理,浇注第二次承台混凝土前将第一次混凝土进行凿毛、清洗。

19、5预埋筋及预埋件

墩身预埋钢筋的固定采取利用浇注在第一次承台混凝土内的型钢骨架进行准确、牢固定位。塔吊预埋件采取型钢加钢板预埋于承台中。

19、6混凝土供应方式

承台混凝土供应采取拌合站集中拌制,泵送混凝土入模,插入式振动器振捣。要求混凝土具有较好的和易性,缓凝时间不小于6小时。

浇筑方法采用分层连续浇筑,混凝土的分层厚度小于30厘米。

分层连续浇筑,必须在前层混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔不大于混凝土的初凝时间。

分层连续浇筑法是目前大体积混凝土施工中普遍采用的方法,分层连续浇筑一是便于振捣,易保证混凝土的浇筑质量;二是可利用混凝土层面散热,对降低大体积混凝土浇筑块的温升有利。

施工采取分层浇筑混凝土时,水平施工缝的处理符合下列规定:清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子,并均匀的露出粗骨料;在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿润,但不得有积水;

混凝土的振捣由有振捣经验的工人操作。振动器快插慢拔,振动器距离钢筋及吊箱内壁边缘距离不小于15厘米,且不能与钢筋及吊箱内壁板接触。振捣时应快插慢拔,应垂直插入,并插入到下层尚未凝固的混凝土中50~100㎜。振动棒各插点间距应均匀,每个插点的振捣时间一般为20~30秒,当混凝土不再下沉、表面无气泡排出并平坦泛浆时,表明已振捣密实。

19、8承台混凝土温度控制措施:

19.8.1混凝土温度的基本规律

19.8.2温度控制技术

(一)混凝土原材料的选用

对于大体积混凝土,本工程选用重庆地维矿渣硅酸盐水泥。

粗骨料选择5~31.5mm连续级配卵石;砂选择洞庭湖中砂。

骨料要求是清洁而不含杂质的;

含泥量砂子不超过3%,石子不超过1%。

(二)混凝土配合比的确定

选用水化热较低的矿渣水泥。在满足强度要求的前提下,减少水泥用量

石子采用连续的石子级配。

满足泵送混凝土的和易性要求。

4、外加剂的品种和用量

在混凝土中掺入少量外加剂,可节约水泥用量。在此使用FJW-4型减水剂。

为了保证工程质量,掺用外加剂时应注意以下几个问题:

掺量准确。外加剂掺量的误差,一般应控制在总掺量的±5%以内;

注意掺加顺序。目前多数工程采用同掺法,即将外加剂和水稀释后,与其他材料同时掺入,并混合搅拌均匀。如采用其他掺加顺序,必须预先进行试验,通过试验确定是否可行及确定具体操作方式。

在混凝土的配合比中,以部分粉煤灰代替水泥,不仅可以改善混凝土的和易性,有利于施工操作,而且对降低混凝土的水化热有良好的作用,同时还有明显的经济价值。

在混凝土工程中,掺入粉煤灰时应满足以下要求:

应选用细度合适、质地优良、符合有关规定的粉煤灰。例如,对于桥梁大体积承台的混凝土,可采用Ⅱ级粉煤灰。

在混凝土中掺入粉煤灰也有一定的缺点,如早期强度低,在低温下强度增长慢,泌水性大,所以在使用时应适当掺加塑化剂。

(三)混凝土内部的降温

在混凝土内部预埋水管,通入冷却水,降低混凝土内部温度,即为大体积混凝土内部的降温。这种方法由于它的适用性和灵活性,以及能够控制整个结构物内部的温度,所以在在桥梁工程中被采用。

冷却水开始通入的时间,一般在混凝土浇筑中就开始通水。通水时间一般在14天左右,且应连续不断地进行。

冷却水与混凝土之间的温差值应限制在22°C以内。

为了保证水流通畅,安装两台水泵(其中一台为备用)。水泵规格视供水量的大小由计算确定。

(四)混凝土表面的蓄水隔热

混凝土浇筑完成,并在混凝土终凝后,在砼的表面蓄水30cm。由于水的导热系数为0.58W/m.K,因而有一定的隔热保温效果,可以推迟混凝土内部水化热的迅速失散,这样可在指定的日期内,控制混凝土表面温度与内部中心温度之间的差值,使混凝土具有较高的抵抗温度变形的能力,从而达到温控目的。

(五)混凝土的分层浇筑

采用分层的方式浇筑。这样可自然地降低混凝土内部的水化热温升及内表温差,同时在实施其他温控方案时也可使温控的效果更明显、更好。

在桥梁承台大体积混凝土的浇筑中,一般通过分层,使承台一次浇筑的厚度不超过3m。

(六)温度控制的其他措施

在混凝土材料选用、配比选择等决定混凝土性质的混凝土试配工作中,除考虑降低水化热效应这一因素外,还需考虑混凝土的抗裂能力。如在混凝土试配中,石子选用碎石比选用卵石混凝土有更好的抗裂性,在混凝土中掺加适量的木钙等外加剂也可提高混凝土的抗裂性等,都是提高混凝土抗裂能力的例子。此外,合理布置混凝土结构的分布钢筋,可以起到减轻混凝土的收缩程度,限制混凝土裂缝开展的作用,本工程在承台上、下及侧面均布置了D5钢筋焊网。

加强施工管理,保证混凝土各环节施工的高质量,能使温度控制达到更好的效果。对混凝土的振捣,通过管理,使振达到好的效果,可避免在这方面原因下常出现的离析现象,保证混凝土的质量均匀,则混凝土内的温度的均匀程度也会是好的,从而防止了因水泥集中而造成的局部高水化热这一不利现象的产生。

底模对混凝土伸缩的约束,是混凝土结构产生裂缝的重要原因。为此,可通过改善混凝土结构的约束条件,达到改善温度控制效果的目的,可在混凝土底面设置砂垫层、沥青材料垫层,混凝土伸缩时可在其上滑动,使底面对混凝土结构的外约束力接近于零,从而使外约束对混凝土结构产生的应力在很大程度上得到减小。

19、8、3混凝土温度和温度应力的监测

温控的对象是混凝土的温度和温度应力,通过对温度和温度应力的监测,掌握温控过程中温度和温度应力的实际情况,为温控分析和施工操作提供依据。

混凝土内温度和温度应力监测的主要工作是:布置测点、确定测量时间、次数等工作。温度、温度应力测点应有代表性,在竖面上,上、中、下、底、表均应有测点,在平面上,中、边、侧也均应有测点。

测温的时间,自浇注后24小时开始,测温时间28天,与试块强度一起作为温度应力分析时的参考资料。

采用万用表测量电阻,并转换为温度;

测温点布置,承台竖向范围分别将温度传感器分三层埋设在承台中,并将电缆线引出线头用于温度量测,温度传感器具体布置详见《测温点布置图》。

1成立潜水队,当钢吊箱在下沉的过程中,遇到导向架或喇叭口卡在钢护筒上,下放困难,影响施工时,由潜水员下水对实际情况进行勘查,对卡点处的导向架或喇叭口进行水下切割。

2设置减压舱,保证潜水员的生命安全。

3若钢吊箱在入水后,有渗水现象,抽取夹仓内的水,使吊箱上升,然后对渗水处进行内外补焊。满足要求后,再下沉。

4钢吊箱偏位超标时,在夹仓内抽水使吊箱上浮后,通过水平限位装置和液压油顶进行纠位。

5增加备用泵车、导管数量,发生泵车故障或导管堵塞时,备用设备启动。

6封底混凝土浇注前,潜水员下水对喇叭口的封堵进行复查。若封底过程中发生砼外泄时,潜水员下水,利用袋装混凝土进行封堵。

7随时和当地水文部门进行联系,加强水位监控工作,预知到水位会增加过高时,及时增加钢吊箱的高度,增加夹仓内水头,以保证施工的安全。

8成立水上救护队,救护队由有丰富经验的救生人员和医护人员组成,配备救生艇2艘,救生衣10件,救生圈10个,灭火器4个。救护队在吊箱施工全过程值班,当水上施工时发生意外时,快速对受伤人员进行抢救。

9吊箱下放过程中,吊箱内外设置快速通道,一旦有意外发生,使施工人员及时撤离,确保施工人员生命安全。

10承台施工中,发生冷却管漏水时,停水,用空压机排出冷却管内水后,用大一号的半片钢管焊接在漏水处,确定不漏水后,继续承台混凝土浇注。

11吊箱周围设置防撞船,防止船撞事故发生;吊箱外壁周围焊接防撞桩,避免施工船舶停靠时,损坏吊箱;

12若有船舶意外撞坏吊箱,立即安排拖轮将失事船舶脱离施工区,抢险队员将吊箱受损处堵漏,并针对受损情况制定补焊措施。

八、施工质量保证措施:

严格按照施工工艺和工程规范组织施工,认真贯彻ISO9002标准,质量管理与国际标准化接轨。

钢吊箱施工所需的钢材、钢筋、水泥、砂、石料等原材料必须有相应合格证书并经过总监办中心试验室的检定后,方可使用。

钢吊箱体系经过油密、水密、水压及探伤试验后,方可投入施工。

施工用的吊杆使用前逐根进行拉力试验,满足设计拉力的方可使用。

千斤顶及油泵在使用前进行检查和标定。

施工用混凝土配合比设计应经过仔细计算,并经过总监办中心试验室的批准后,方可使用。施工中严格按照配合比进行施工。

关键工序的施组及施工工艺邀请专家、业主、设计院、监理等人员共同研讨,力求施工质量得到保证。

施工过程中,严格按照制定的施工工艺进行施工,杜绝野蛮施工。

吊箱下放属于水上施工,施工人员应穿好救生衣,带好安全帽,穿好防滑鞋。吊箱拼装人员还应该系好安全带。

吊装作业所用的钢丝绳、卡环应经过计算确定。起吊设备的钢丝绳在吊装作业前应进行仔细检查,满足要求后,方可使用。风力大于六级时应停止吊装作业。

起吊设备应听从指挥,小心作业。指挥人员要指令清晰,信号明确;

施工船舶在规定区域内行驶,并由获得船员证件的人驾驶。

任何作业人员不得酒后进入操作区域。

施工用电由电工专门负责,电工持上岗证;

张拉用的IV级预应力高强钢筋、锚具、连接器在使用前按照规定进行试验。

千斤顶、油泵、油表在使用前应经过标定。液压油的质量及油管的质量应有质量保证书;IV级钢筋应避免弯折及打火,使用中应避开电焊;

张拉应由持有上岗证的人员负责,张拉人员事先应经过培训,熟悉操作步骤及工艺细则;张拉过程中,千斤顶附近严禁站人。

张拉严格按要求的工艺参数进行,严禁私自操作,造成事故;

封底施工的泵管,导管应连接牢固。固定导管所用的夹具、倒链应经过检查确认后,方可使用。封底用的集料斗应该支撑牢固。

封底过程中,注意江水水位变化,根据水位情况,及时调整吊箱内外及夹仓内的水头差。封底过程中,严禁船舶碰靠钢吊箱。

加强封底混凝土顶面标高的测量工作,及时计算出吊箱内的抽水量,确保封底施工安全,顺利。

提拔导管或集料斗应缓慢操作,严格按指挥者的口令进行,避免过快、过猛。

拌和站维修人员及机械、安全等部门24小时值班,对拌和站,泵车,泵管及其他施工机械进行检查,发现问题,及时解决,保证封底连续快速进行。

(一)、不同水位下的封底砼厚度验算

2004年4月:上旬:135.6,中旬:137.2,下旬:135.69;

2005年4月:上旬:136.8,中旬:137.25,下旬:136.8;

2006年3月:上旬:137.4,中旬:137.6,下旬:136.7

因此,计算选取最低值和最高值进行计算分析:

1.135.62.140.28

封底厚度的计算分为吊箱内抽水和首次承台混凝土浇注两种控制工况。厚度计算受两种工况下的施工水位的控制。偏于安全考虑,吊箱抽水时,取高水位,承台施工取底水位。两种工况下的施工水位取值如下:

吊箱内抽水:140.28浇注首次承台砼:135.6

根据目前制定的封底施工方案,首先堵喇叭口的混凝土1.5m高,第二次封底5.5m。

1)、夹仓内外允许水头差:6m2)、夹仓砼顶设计标高:129.28m。

3)、承台底设计标高:123.28m。4)、封底砼与钢护筒粘结力:10t/m2

5)、4节吊箱自重(含底板、封底隔仓、内支撑系统):1795t。

(先下沉4节吊箱,高度24m,顶面高程143.28m)

6)、封底砼容重:24KN/m37、首次封底厚度:1.5m

7)、二次封底厚度:5.5m。

8)、吊箱底板标高:116.28m

2、1、140.28水位

2、1、1吊箱内抽水工况:(如下图)

吊吊箱外径:36米;吊箱内径:33米;夹仓宽度:1.5米;

钢护筒外径:3.34米;

根据《公路桥涵设计通用规范》(JTGD60-2004)中4.2.4-3的规定,对于桩基嵌入不透水地基并灌注混凝土封闭者,不应考虑桩的浮力,在计算承台(等于此处吊箱)底面浮力时应扣除桩(此处为钢护筒)的截面面积。

(1)、吊箱重:1795t;

(2)、夹仓砼:162.5×(129.28-116.28)×2.4=5070t

(3)、夹仓水:162.5×1.0×(140.28-129.28)/2=894t

3)、浮力与自重之差:

Δ=20433.7-19330.8=1102.8t

4)、封底砼与钢护筒可提供的粘结力:

5)、安全系数KK=FNJ/Δ=13955.6/1102=12.7>1.5可行。

2、1、2、吊箱抗倾覆计算

流速根据设计图纸,取2.28m/s。

FW:流水压力标准值(KN);

K:形状系数,对圆形取0.8;

:水的重力密度(KN/m3)

A:吊箱阻水面积,水深乘以直径(m2)

g:重力加速度,g=9.81(m/s2)

流水压力的合力作用点,假定在水位线以下0.3倍水深处。

流水压力对封底砼底产生的倾覆力矩:

MW=(140.28-116.28)×0.7×183=3074.4t·m

倾覆力矩由上图中的涂阴影的12根桩基抵抗,则桩基的上拔(下压)力为:

则最不利桩基受力为:浮力+上拔力F

F=1102/19+32=90t

单根桩基与封底混凝土产生的粘结力:

安全系数:K=734/90=8.2可行

2、1、3施工首次3米高承台计算

19330.8+×2.6×3=26002t

3)、浮力与自重之差:

Δ=26002-20433.7=5568t

4)、封底砼与钢护筒可提供的粘结力:

则:FNJ/Δ=13955.6/5568=2.5可行

因此,在140.28的高水位下,吊箱在抽水及施工首次3米承台砼均有较高的安全储备,封底厚度满足要求。

2、2、135.6水位下(浇注承台为最不利工况)

2、2、1浇注首次3m高承台砼工况

(1)、吊箱重:1795t;

(2)、夹仓砼:5070t

(3)、承台砼:×2.6×3=6671t

(4)、封底砼:11572t

(5)、夹仓水:162.5×(135.6-129.28)/2×1=513t

3)、浮力与自重之差:

Δ=25621-16447=9174t

4)、封底砼与钢护筒可提供的粘结力:

则:FNJ/Δ=13955.6/9174=1.52可行

由计算可以看出,7米的封底厚度,在最低和最高的施工水位计算中,施工是安全的。

(二)、首次封底1.5m高后,吊箱内抽水量计算

吊箱内壁扣除钢护筒后面积:

吊箱外壁扣除钢护筒后面积:

吊箱内外水头相等,夹仓内水比其内外水低.

G:夹仓内砼(6m高):

此时,系统重量比浮力重3631t

则:可以自吊箱内抽水:3631/688.8=5.27m。

实际施工中,预留2米的水位变化范围,自吊箱内抽水3.3米后,进行第二次封底砼浇筑时,每浇筑封底砼,就从吊箱内抽水,保持平衡状态,吊杆受力处于控制范围,封底过程中是安全的。

底板面板选择δ=6mmQ235-a钢板,与桁架下弦杆HN350-175通过[12.6焊接连在一起,(详见底板桁架图内),根据封底施工方案,首次封底封底厚度为1.5m,计算取2m。

取1厘米宽板条,按3跨连续梁计算。

槽钢横肋布置间距30cm,最大长度160cm,按两端固接梁计算。

<[σ]=140Mpa可行

根据施工计划,吊箱底节侧板和底板在码头拼装成整体。底板结构如下图。

底板采取桁架式,主要分为5种型号,JQ型、JXA型、JXB型、JXC型、JXD型,作为主要单元。JQ型为单片式桁架,为重要受力单元。JXA型、JXB型为顺桥向设置的主桁架,设计分为2大段加工成型,分片吊装组成整体后,等强度焊接,但分段处应避开吊点位置。JXC型、JXD型为连接JXA、JXB及JQ型的桁架,一次加工成型。待JXA、JXB、JQ型等主桁施工完成后,将其吊装与相邻主桁进行等强度焊接。桁架高度2.3m,除JQ型桁架上弦杆采用2[32a外,其余桁架上弦杆均采用2[18a。所有下弦杆均采用HN350-175型钢。吊点处立柱、斜撑根据计算选择相应材料。(详见《底板桁架加工图》)

1)、桁架封底工况验算(初始桁架按一次封底高度4米进行计算)

1、JQ型桁架封底工况

根据计算杆件轴力及弯距结果,采取公式:σ=(二者绝对值相加,取最大应力值)。

经计算,JQ型桁架中杆件均满足要求。

2、JXA型桁架封底工况

3、JXB型桁架封底工况

共布置吊杆116根,吊杆为直径32毫米的预应力精轧螺纹钢筋。

封底混凝土1.5米高时,系统重量为:

吊箱系统自重:1795t

组合钢框木施工工艺标准封底混凝土浮容重:688.8×1.5×1.4=1446t

夹仓提供水浮力:162.5×4.5×1=731t

合计:1795+1446-731=2509t

DB50/T 960-2019标准下载平均吊杆受力:2509/116=21.6t

乘以1.2倍不均匀系数为21.6×1.2=26t可行。

因此,在目前制定的封底施工方案的情况下,底板桁架及吊杆受力满足要求。

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