公務(wù)員期刊網(wǎng) 論文中心 正文

龍山大橋雙壁鋼圍堰施工技術(shù)探析

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了龍山大橋雙壁鋼圍堰施工技術(shù)探析范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。

龍山大橋雙壁鋼圍堰施工技術(shù)探析

摘要:圍堰施工是橋梁建設(shè)過程中的重要環(huán)節(jié),圍堰制造與施工過程極為繁雜,因此需要科學(xué)的制造與施工方案,以龍山大橋為例,從總體方案、節(jié)段劃分、施工要點(diǎn)等方面,詳細(xì)闡述了雙壁鋼圍堰的預(yù)制、拼裝及施工關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞:雙壁鋼圍堰;施工方案;龍山大橋

1工程概況

龍山大橋位于丹江口水庫漢江干流之上,大橋全長829.0m,橋面寬24.5m。主橋?yàn)?跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁-剛構(gòu)組合體系,跨徑組成為(5×30)m+(75+4×130+75)m。

2雙壁鋼圍堰基本構(gòu)造

雙壁鋼圍堰主要由底板和側(cè)板兩大部分組成。底板鋼吊箱底板分塊在加工廠內(nèi)制作,面板采用10mm鋼板,縱橫向肋板采用∠100×10的等邊角鋼。由于底板上在樁基鋼護(hù)筒和現(xiàn)狀承臺(tái)位置處均設(shè)有開孔,底板的面板須在精確測(cè)量鋼護(hù)筒及承臺(tái)位置的基礎(chǔ)上,根據(jù)護(hù)筒和承臺(tái)的實(shí)際位置情況對(duì)設(shè)計(jì)的開孔位置和開孔大小進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,以便懸吊、封堵和承擔(dān)封底混凝土的壓力。側(cè)壁面板采用10mm鋼板,側(cè)壁豎向加勁肋采用∠100×10的等邊角鋼,布置間距不大于500mm,側(cè)壁的水平環(huán)板采用板厚20mm鋼板,布置間距1.6m~1.8m,局部加強(qiáng)處理,側(cè)壁水平支撐桁:斜桿采用∠100×10等邊角鋼,局部采用2根∠100×10,局部須加強(qiáng)處理,側(cè)模豎向分為三節(jié),分別為8m,8m,5m。

3雙壁鋼圍堰預(yù)制、拼裝工藝

3.1總體方案

根據(jù)本橋鋼圍堰工程特點(diǎn),圍堰總體采用板單元制作,分段組裝完成。7號(hào)墩~9號(hào)墩采用圍堰節(jié)段分兩半整體岸上匹配制作完成后對(duì)鋼圍堰做密閉性試驗(yàn)→氣囊下水→水中浮運(yùn)→底節(jié)段兩半套合焊接→底節(jié)段下沉→頂節(jié)段兩半套合→底節(jié)段上浮→頂節(jié)段兩半套合焊接。6號(hào)墩與10號(hào)墩采用內(nèi)場制作平面立體單元,墩位進(jìn)行現(xiàn)場拼裝[1-2]。

3.2節(jié)段劃分

內(nèi)場制作的制造板單元件長度為底節(jié)段最長不超過16m,寬度控制在3.5m以內(nèi),板單元制作分:壁板單元制作、水平隔板單元制作、鉛垂隔板單元制作。分段制造:將壁板單元、水平隔板單元、鉛垂隔板單元組拼成立體分段,分段長度16m,寬度3.5m以內(nèi),最大節(jié)段重量約22t。節(jié)段劃分示意圖見圖1。

3.3內(nèi)場制造流程

內(nèi)外壁單元件壁板制造主要工序?yàn)?下料→胎架制作→拼板→校平上胎架定位→劃線裝配球扁鋼加勁→胎架上焊接焊→無損檢測(cè)→標(biāo)記標(biāo)識(shí)。中隔板單元件制造主要工序?yàn)?下料→劃線裝配→胎架上焊接焊→無損檢測(cè)→標(biāo)記標(biāo)識(shí)。然后進(jìn)行小節(jié)段拼裝及焊接,為了保證鋼圍堰產(chǎn)品的焊接質(zhì)量,在制造過程中均嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝的要求,在焊接完成后應(yīng)進(jìn)行焊縫檢測(cè),如發(fā)現(xiàn)焊縫缺損,應(yīng)及時(shí)采取修復(fù)措施。

4雙壁鋼圍堰施工關(guān)鍵技術(shù)

4.1總體方案

6號(hào)墩~10號(hào)墩采用雙壁鋼套箱進(jìn)行承臺(tái)結(jié)構(gòu)的施工,其中6號(hào)墩和10號(hào)墩采用先樁基后圍堰的施工順序,先搭設(shè)棧橋和施工平臺(tái)進(jìn)行樁基的施工方法,再在現(xiàn)墩位進(jìn)行雙壁鋼套箱拼裝下放澆筑封底混凝土,最后施工承臺(tái)。而7號(hào)墩~9號(hào)墩采用先圍堰后樁基的施工順序,先在拼裝碼頭進(jìn)行拼裝,后采用氣囊進(jìn)行下水,再浮運(yùn)至墩位進(jìn)行拋錨定位,下沉到位后再進(jìn)行樁基施工[3-4]。7號(hào)墩~9號(hào)墩雙壁鋼套箱浮運(yùn)到墩位定位完成后,先利用設(shè)置在墩頂?shù)亩ㄎ幌到y(tǒng)對(duì)圍堰進(jìn)行初步定位,拼裝前端未封口單元件,使圍堰閉合。利用浮吊配合振動(dòng)錘插打新增8根護(hù)筒,然后進(jìn)行鉆孔灌注,成樁后轉(zhuǎn)換吊點(diǎn),下放圍堰至設(shè)計(jì)標(biāo)高,澆筑封底混凝土至已有承臺(tái)標(biāo)高,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后拆除吊掛系統(tǒng),割除護(hù)筒,破樁頭,鑿毛,然后植筋加高4m承臺(tái)。

4.2施工前期準(zhǔn)備

1)根據(jù)拼裝需要,平整一塊約80m×38m的場地,并打設(shè)一層20cm的混凝土硬化層,兩側(cè)及后端為吊車作業(yè)區(qū),作業(yè)區(qū)寬度按照10m考慮。2)根據(jù)坡道平面布置,部分支點(diǎn)設(shè)置在坡道上,另根據(jù)需要再設(shè)置8個(gè)混凝土獨(dú)立拼裝支座,基礎(chǔ)尺寸為100cm×100cm,厚度120cm,支座平面與坡道同高,基礎(chǔ)承載力要求150kPa,若基礎(chǔ)滿足不了要求,則需要進(jìn)行換填處理。3)坡道根據(jù)現(xiàn)場水位情況對(duì)坡道進(jìn)行修整,其中坡道坡比按3%~10%進(jìn)行整治,承載力不小于150kPa,坡道表面鋪毛石墊層和碎石層,厚度由當(dāng)?shù)赝临|(zhì)情況確定。坡道寬28.5m(鋼套箱寬度23.5m+2m(氣囊外伸)+3m(車道))。4.3施工要點(diǎn)1)底節(jié)圍堰拼裝。為便于運(yùn)輸,底節(jié)從豎向上也進(jìn)行了分節(jié)加工,通過汽車從廠家運(yùn)輸?shù)桨哆叺钠囱b場地后,逐節(jié)進(jìn)行預(yù)拼裝,第一節(jié)整體預(yù)拼完成后,再鎖定焊接,而后再拼裝底節(jié)的第二節(jié)。為了防止圍堰側(cè)翻,在圍堰內(nèi)外兩側(cè)場地設(shè)置圍堰節(jié)段固定點(diǎn),用倒鏈進(jìn)行內(nèi)外固定。2)雙壁鋼套箱圍堰下水、浮運(yùn)。底節(jié)圍堰拼裝完畢后,在鋼套箱底部各設(shè)置50t的千斤頂,間距2m一個(gè),將鋼套箱拼裝平臺(tái)后端頂起來,使兩節(jié)滑道形成一個(gè)縱坡,尾部通過地錨倒鏈拉住防止失穩(wěn)(地錨設(shè)計(jì)為50t),而后通過坡道設(shè)置的氣囊進(jìn)行下水。圍堰下水后,采用后端用機(jī)動(dòng)船前端用牽引鋼絲繩的施工方法把雙壁鋼套箱牽引到墩位,由于7號(hào)~9號(hào)墩離北岸下水處分別為440m,310m,190m。拼裝碼頭及浮運(yùn)路線見圖2。3)圍堰下水滑倒布置。通過計(jì)算需對(duì)現(xiàn)有坡道進(jìn)行重新調(diào)整,圍堰下河坡道共分為三段,圍堰后端根據(jù)地形設(shè)置坡度3%,長度約20m,中間設(shè)置坡度6%過渡,長度30m,前端設(shè)置1∶10的坡道(坡度10%),長度44m。對(duì)于圍堰前端的場地,需對(duì)地基進(jìn)行處理,以達(dá)到承載要求,在水口處擬采用在換填片石后上鋪麻料的方式進(jìn)行加強(qiáng),處理完成后的圍堰下河滑道地基承載力要求為18kPa,滑道距岸邊10m范圍內(nèi)地基承載力要求不小于250kPa。4)圍堰下水地錨。為保證圍堰在滑道能夠控制圍堰下滑的速度和大致方向,需要在圍堰上設(shè)置后拉纜。根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)和圍堰的外形結(jié)構(gòu),確定圍堰下河時(shí)的牽引采用一點(diǎn)牽引法,牽引點(diǎn)的位置布置在正對(duì)隔板的位置,通過一個(gè)地錨進(jìn)行固定牽引?,F(xiàn)場下水設(shè)備和地錨布置為:圍堰后端控制圍堰下滑的地錨布置于拼裝圍堰的正端頭34m距離處,后面控制拉纜下滑速度的拉纜設(shè)計(jì)拉力為100t,大于圍堰自重的最大下滑分力(不考慮摩擦阻力)T=820÷10=82t。地錨為埋置式鋼筋混凝土錨,共設(shè)1個(gè),地錨設(shè)計(jì)水平拉力為160t,尺寸為:長6m,寬6m,深2m,頂與地面平齊,預(yù)埋鋼板錨環(huán)。拉纜通過1臺(tái)120t滑車組(10t卷揚(yáng)機(jī)、六門走十二滑車組)與地錨相連。鋼圍堰壁板上設(shè)置牽引耳板,提供地錨牽引索的附著點(diǎn)。5)氣囊布置及充氣安裝。鋼圍堰制作完成后,報(bào)檢合格并簽證后,在鋼圍堰下的支撐點(diǎn)間布置氣囊,底隔艙下氣囊按2m~3m間距布置,共需布置30個(gè)氣囊(底托板下24個(gè),圍堰外6個(gè))。對(duì)于少量與鋼凳位置有沖突的氣囊,待其余氣囊充氣,鋼凳與圍堰脫離后再進(jìn)行布置。鋼圍堰下方兩側(cè)氣囊對(duì)稱布置,如圖3所示。6)雙壁鋼套箱圍堰定位、下沉。a.鋼套箱定位。利用機(jī)動(dòng)舟頂推底節(jié)套箱至現(xiàn)有墩位處,然后掛上上游錨繩,并通過上下游的錨錠對(duì)浮箱精確定位,而后,焊接套箱內(nèi)部橫撐,使橫撐形成井字架將套箱夾住。封閉套箱,用鋼套箱將墩身包進(jìn)去后,將C字型缺口封住,將套箱形成一個(gè)整體。利用輔助倒鏈進(jìn)行套箱精確定位,再下沉到位。下沉過程中利用現(xiàn)有墩身及承臺(tái)作為定位受力點(diǎn)。b.鋼套箱接高。在底節(jié)頂面定出一個(gè)測(cè)量基準(zhǔn)面并確定中心點(diǎn),以保證接高圍堰的順直,并以此基準(zhǔn)面和中心線為準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)尺寸的測(cè)量控制,然后由浮吊吊裝上節(jié)鋼圍堰單元體拼裝接高,接高拼裝由兩臺(tái)浮吊對(duì)稱拼裝。吊裝接高時(shí),要隨拼裝,隨調(diào)整,待全部點(diǎn)焊成型后,方可全面焊接。拼接施焊中,先焊環(huán)板,后焊內(nèi)壁,再焊外壁,并按對(duì)稱施焊要求進(jìn)行。c.套箱圍堰下沉。鋼套箱每接高一節(jié)立即均勻灌水下沉,預(yù)留一定的高度,以便接高下一節(jié)時(shí)便于對(duì)接施焊作業(yè)。圍堰到達(dá)現(xiàn)有承臺(tái)底標(biāo)高之前,用全站儀觀測(cè)套箱頂上順橋向的兩個(gè)點(diǎn),調(diào)整圍堰的傾斜和偏位,直到兩點(diǎn)的坐標(biāo)與設(shè)計(jì)坐標(biāo)基本相符為止,然后立即啟動(dòng)抽水機(jī)向隔倉同時(shí)注水,使圍堰迅速下沉。根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)查,7號(hào)~9號(hào)承臺(tái)底標(biāo)高均為144.5m,鋼圍堰在水中采用自身重力以及向隔倉注水配重的方法使之下沉,圍堰下沉過程中隨時(shí)用全站儀監(jiān)控圍堰頂面的4個(gè)觀測(cè)點(diǎn),發(fā)現(xiàn)偏位,立即糾正。d.打設(shè)鋼護(hù)筒。為確保護(hù)筒定位準(zhǔn)確,圍堰下沉完畢后,在水面以上1m位置設(shè)置一層護(hù)筒定位架,而后布置平臺(tái)面系并在面系上設(shè)置一層護(hù)筒定位架,定位架施工時(shí)設(shè)置部分輔助樁。e.水下混凝土封底。圍堰下沉到位、護(hù)筒打設(shè)完畢后,在圍堰平臺(tái)面上設(shè)水下封混凝土施工平臺(tái),準(zhǔn)備就緒后進(jìn)行封底混凝土作業(yè),分倉澆筑,混凝土灌注采用垂直導(dǎo)管水下灌注。為保證質(zhì)量,在圍堰頂部設(shè)混凝土儲(chǔ)存罐,儲(chǔ)存一定量的首盤混凝土,并設(shè)多方向的溜槽,多點(diǎn)均勻布設(shè)剛性水封導(dǎo)管,泵送混凝土,連續(xù)、多點(diǎn)、快速澆筑。圍堰斷纜下水見圖4。

5結(jié)語

本文結(jié)合丹江口龍山大橋項(xiàng)目,針對(duì)雙壁鋼圍堰的預(yù)制、拼裝及施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)探究,鋼圍堰制作、運(yùn)輸及沉放施工組織復(fù)雜,綜合考慮施工條件、材料用量、安全風(fēng)險(xiǎn)、水流條件等各種因素,丹江口龍山大橋主橋橋墩基礎(chǔ)采用雙壁鋼套箱圍堰施工,通過先搭設(shè)鋼棧橋和鉆孔平臺(tái)進(jìn)行鉆孔樁施工,并同步進(jìn)行雙壁鋼套箱圍堰的設(shè)計(jì)與加工,合理利用了工期。鋼圍堰施工期間,在臨時(shí)拼裝平臺(tái)進(jìn)行鋼圍堰底節(jié)拼裝,采用千斤頂提升下放系統(tǒng)下放,充分控制了鋼圍堰的下放精度。設(shè)備簡單,受力明確,操作方便,下放順利,安全性高。鋼圍堰封底采用分倉澆筑施工,可連續(xù)、多點(diǎn)、快速澆筑,提高了施工效率。實(shí)踐證明,該雙壁鋼套箱圍堰施工工藝可行,安全可靠,操作方便,經(jīng)濟(jì)效益高,對(duì)同類工程有一定參考意義。

參考文獻(xiàn):

[1]胡海波,周亞棟,張晶.武漢青山長江公路大橋北主墩鋼圍堰封底關(guān)鍵技術(shù)[J].橋梁建設(shè),2021,51(1):8-13.

[2]嚴(yán)杰,王意平.赤壁長江公路大橋南塔大型雙壁鋼套箱圍堰施工技術(shù)[J].世界橋梁,2021,49(1):20-25.

[3]張永成.橋梁深水基礎(chǔ)雙壁鋼套箱圍堰施工技術(shù)[J].交通世界,2020(36):52-53.

[4]曾尼娜,田俊寶,楊志遠(yuǎn).橋梁工程中雙壁鋼圍堰技術(shù)研究[J].公路交通科技(應(yīng)用技術(shù)版),2020,16(10):214-216.

作者:何千里 單位:湖北省路橋集團(tuán)有限公司