兰渝铁路嘉陵江特大桥承台施工技术方案(2010.4.25).docx
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1、兰渝铁路1.YST2标嘉陵江特大桥承台施工方案兰渝铁路1.YS-12标项目经理部二0一0年四月目录1、工程概述11.1 结构型式及工程数量11.2 气象、水文、地质条件31.3 .1承台施工时段31.2.2施工期气象、水文条件31.4 工程主要特点62、钢围堰结构设计61. 1设计条件62. 2钢围堰设计说明63. 2.1钢围堰介绍63、钢围堰施工124. 1施工方法125. 2施工工艺流程176. 3施工步骤及工况227. 4钢围堰整体沉放控制418. 4.1钢围堰测量399. 42钢围堰制作4010. .5封底混凝土4011. 4.6钢围堰抽水4112. .7安全4113. 5钢围堰施工主
2、要机械、设备及人员4114. 6钢围堰施工工期计划4215. 钢围堰施工质量保证措施4216. 8确保工期措施4417. 钢围堰施工安全保证措施4518. 10文明施工474、封底混凝土施工4819. 1概述4920. 2封底混凝土浇注工艺及流程4821. 2.1浇注工艺4822. .2封底混凝土施工操作平台的搭设4823. 2.3施工流程5024. 3封底混凝土浇注前准备5225. 3.1导管平面布置5226. 3.2集料斗制作及安装5327. 4水下混凝土浇注5328. 4.1水下混凝土质量要求5429. 4.2水下混凝土浇注5530. 1施工工艺流程5531. 钢围堰内抽水、清淤571.
3、1 3多余的钢护筒及钢管桩割除575.4 桩头处理575.5 封底混凝土面清理、找平595.6钢筋及冷却水管施工595.6.1钢筋制作、绑扎及固定585.6.2钢筋加工585.6.3钢筋运输及吊入基坑605.6.4钢筋绑扎施工605.6.5钢护筒锚固钢筋的连接615.6.6冷却水管制作安装605.6.7预埋件制安615.7混凝土的配合比设计615.8大体积硅浇筑施工工艺615.8.1砂拌和625.8.2碎输送625.8.3泵管布设635.8.4碎浇筑顺序及方式635.8.5位振捣645.8.6碎收浆抹面及凿毛655.8.7混凝土施工缝处理、混凝土养护6659大体积混凝土温控措施665.10温控
4、标准695.11现场监控705.11.1监测仪器及元件705.I1.2监测元件的布置705.I1.3监测元件的埋设715.11.4现场监测要求715.12控制预案716、质量保证措施737、环境保护和文明施工737.1施工噪声的控制737.2废水控制747.3固体废弃物控制747.4化学危险品的控制措施758、施工安全保证措施76兰渝铁路嘉陵江特大桥主桥主墩承台施工技术方案1、工程概述1.1 、结构型式及工程数量嘉陵江特大桥是兰渝铁路线上的一座特大型桥梁,分双线和左右两个单线部分,为人字桥,位于四川省南充市境内。特大桥起点桩号为K3+197.38,双线桥终点桩号为K7+227.75(同时是左右
5、单线的起点桩号),左单线终点桩号为K8+336.86,右单线终点桩号为K9+557.41,双线桥梁上构结构形式为1732+224+332+(72.8+128+72.8)(连续刚构桥梁)+232+224+1232+24+1732+224+332+2X24+1732+(89+160+89)(连续刚构桥梁)+(49.3+60+60+60+49.3)(连续箱梁)+(49.3+60+60+60+49.3)(连续箱梁)(49.3+60+60+60+49.3)(连续箱梁),左单线桥梁上构形式为632+224+21X32+(40.75+56+40.75)(连续箱梁),右单线桥梁上构形式为2232+(32+48
6、+32)(连续箱梁)+732+24+2X32+24+(32+48+32)(连续箱梁)+432+(40.75+56+40.75)(连续箱梁)+3X32+(32+48+32)(连续箱梁)+4X32+224+332+(32+48+32)(连续箱梁)+9320总桥长7469.14米,其中双线桥长为4030.37米,左单线桥长1109.Ilm,右单线桥长为2329.66米。其中K5+500K7+300段位于嘉陵江河道和库区内,即68#102#墩位于河道内,考虑在施工水位269.3米以下和水里的桥墩共22个,主墩84#、85#两个承台为矩型,承台平面尺寸为25.7m17.2m,厚度为5m,承台设置2.5m
7、厚的封底混凝土。承台采用C40高性能混凝土,封底采用C25混凝土。84#、85#承台单个承台C40高性能混凝土数量为2210.2m%图1.1、主墩承台平面布置图表1.1主墩承台施工方法墩台号承台封底聆底标高河床标高承台封底厚度承台类型承台施工方法84#257.44260.52.0深水矩形承台双壁钢围堰85#254.44257.92.5深水矩形承台双壁钢围堰表1.2、84#、85#主墩承台施工主要工程数量表序号工程内容工程数量1钢围堰约2800T2封底C25水下混凝土1989m33钢护筒切除576m42.Om桩头破除48m5封底表面清理884m36承台C40混凝土4420m37承台钢筋1071.
8、8t8冷却水管8417.6kg结合桥位的地质情况、承台尺寸、设计要求,现场考察各墩墩位处河床面标高、水深、桩基出河床面高度等情况,采用钢栈桥、钢平台和钢围堰施工方案,对于水深小于6米的采用单壁钢围堰,对于水深大于6米的采用双壁钢围堰,以主墩84#、85#承台为例采用双壁钢围堰方案设计。即采用双壁无底钢围堰进行施工,钢围堰作为形成施工环境的临时围水结构物,同时作为承台混凝土浇筑时的侧面模板。1.2 气象、水文、地质条件1.2.1 承台施工时段主墩钢围堰施工根据钻孔进度、水文条件、钢围堰的施工工艺等因素综合考虑,为此拟定施工时间为2010年5月-8月,承台施工时间为2010年6月一9月。1.2.2
9、 施工期气象、水文、地质条件(1)气象嘉陵江流域气候属中亚热带湿润季风气候区,季风气候显著,冬暖夏热。流域内暴雨出现在510月,约占全年降水量的82%,最集中是79月,约占全水量的52%,910月多阴雨天。嘉陵江流域径流丰沛,但年内分配极不均匀,年际变化大。据武胜站资料统计,多年平均径流量为272亿m3,多年平均流量为882m3s,年径流主要集中在510月,约占全年径流量的82%。最丰水年(19811982年)实测年平均流量1410m3s,最枯水年(1971972年)实测年平均流量为517m3s,历年最小流量88113s流域内洪水多由暴雨形成,洪水陡涨陡落,洪枯水位变幅较大。本河段暴雨多发生在
10、510月,洪水发生时间与暴雨相应,大暴雨多出现在7、9两月,洪水过程一般5天左右,复峰过程7天以上。历年实测最大流量28900m3s(1981年7月15日),相应南充水位站实测最高水位275.17m,实测最低水位为260.11m,实测最低水位为260.11m,历年平均水位变幅达7.12m。南充嘉陵江双线特大桥毗邻南充市区,根据南充市气象站气象资料统计:多年平均气温17.4寸,极端最高气温40.UC(1972年8月140),极端最低气温-2.8(1975年12月150),多年平均降水量1020.8mm,年最大降水量1529.4mm(1952年),多年平均蒸发量1088.2mm,多年平均风速1.l
11、ms,最多风向N,实测最大风速16.0ms(1976年8月15日),工程区域可施工日数全年在280284d之间,各月平均日数大致在2027d之间。其中,6月份施工气象条件较差,平均可施工日数仅20d左右。(2)水文下游约2公里为小龙门航电枢纽工程水库,桥梁位于库区内,水库运行方式:当电站当入库流量大于4600m3s时,电站停机,水库闸门全开,自由泄流冲沙,日平均流量大于4600m3s的多年平均出现天数约为9天,控制的沙量占全年的55%左右;当入库流量小于等于4600m3s时,水库闸前水位保持正常蓄水位269.30m,电站正常发电。上游凤仪航电枢纽工程水库运行方式:当电站当入库流量小于2030m
12、3s时,保持水库正常蓄水位280.Onl运行,当入库流量大于2030113s时,小于5000m3s时水库按277.Om运行,当库流量大于5000m3s时,电站停机,水库闸门全开敞泄冲沙。南充小龙门嘉陵江双线特大桥桥轴线的法向与主流的夹角为约14,河道洪水比降约为0.38%。,由于过水断面内无路堤,壅水系数取值0.05。按规范推荐的壅水公式计算得到各流量壅水高度及影响范围为:10年一遇设计洪水,桥梁最大壅水高度为0.037m,影响范围约193m。100年一遇设计洪水,桥梁最大壅水高度为0.053m,影响范围约277m。桥墩间流速变化情况为:20年一遇设计洪水主跨桥墩间流速的增幅最大为0.31ms
13、,位于96#97#桥墩间,流向变化最大值为偏向右岸&3。,位于78#79#桥墩间,最大流速为1.67mso100年一遇设计洪水主跨桥墩间流速的增幅最大约为0.32ms,位于96#97#桥墩间,流向变化最大值为偏向右岸4.8,位于78#79#桥墩间,最大流速为2.41ms(3)地质小龙门嘉陵江特大桥所在河段为顺直展宽河段,河段平均比降0.4%。,河道宽度在1.l1.6km范围。从河道平面型态上看,河道的发展受到两岸地质条件的限制,岸线时有转折。桥梁下游3km为已建小龙门航电枢纽工程,受下游闸坝壅水作用影响,使得河段河床变形存在“洪淤枯冲”的特点。由于河道为山区型河流,河势变化主要受到两岸岩质岸坡
14、的限制,多年来已趋于稳定。河床各主要地层的设计参数见下表。表1.3桥位断面岩土物理力学性质指标推荐值表岩土序号岩土名称土状态及风化程度重度KNm3凝聚力(Kpa)内摩擦角()极限摩阻力(Kpa)基本承载力Kpa单轴极限抗压强度R(MPa)临时边坡坡率基底跖擦系娄卵石土Q稍密21/35120250/1:10.4漂石土Q稍密22/45150350/1:10.45松软土QJ软塑18.512720100/分质黏土Q;硬塑19181240150/1:10.3粉砂Q381稍密19.0/2515120/且圆砾士Q;稍密20/3080180/1:0.750.35卵石土QJ稍密22/45120350/1:0.7
15、50.4泥石J3SV.3223570300/1:0.750.35W223454504.51:0.50.41.3 工程主要特点(1)墩位区水深流缓,受采砂影响河床上下游地势高差大,对钢围堰的下沉带来不利的影响。(2)航道被施工钢栈桥封闭之后,所有船只全部经主跨桥位通过,日流量约80艘,航运较繁忙。(3)钢围堰尺寸和重量很大,拼装、下放、定位难度大。(4)底节钢围堰重量约680t,全部拼装完成总重量约1400t,用千斤顶或卷扬机同步下放控制难度大,钢围堰着床后开挖及现场施工难度大。(5)钢围堰施工、封底混凝土都是大型作业,封底混凝土和承台混凝土数量分别达到了1061才和2210i,混凝土浇注仓面面
16、积达到44211施工技术难度和组织难度均较大,需各方通力配合。2、钢围堰结构设计2.1 设计条件根据实地调查,走访当地水利局、水文站、水电站和当地老百姓,初步掌握嘉陵江水文、地质资料。据此资料,钢围堰设计条件如下:平台顶标高:273.5m;双壁顶标高:271.6m承台底标高:259.44m(84#)、259.94m(85#)封底於厚度:2.Om(84#)、2.5m(85#)设计洪水位:272.5m;常水位:269.0m;波浪高:0.5m设计水流流速:0.lmS;护筒直径:2.3m;2.2 钢围堰设计说明2.3 .1钢围堰介绍图2.1、84次85#钢围堰平面图图2.2、84#、85#钢围堰立面图
17、(一)钢围堰相关参数钢围堰外轮廓尺寸:28.301(长)义17.2111(宽)义14.7(18.2)01(高),钢围堰壁板厚1.2m,84#钢围堰底高程257.4,钢围堰顶高程272.bn,承台底高程259.44m,承台顶高程264.44m;85#钢围堰底高程253.9,钢围堰顶高程272.1m,承台底高程256.94m,承台顶高程261.9411u封底混凝土厚84#2.0m、85#2.5m,采用C25水下混凝土。龙骨与护筒顶分配梁通过精轧螺纹钢筋连接,构成钢围堰的吊挂。钢围堰自重:约100ot。钢材力学性能:允许抗拉、抗压和抗弯应力。=170MPa;工厂贴角焊缝抗剪=100MPa;工地手工焊
18、缝抗剪=80MPa;(见桥梁施工常用数据手册P518)混凝土力学性能:弯曲拉应力:。t=0.7MPa,封底混凝土粘结力:=15tm2(二)钢围堰结构主墩钢围堰由壁体、内支撑、悬吊及定位系统等四大部分组成。(1)壁体双层壁板主要由隔舱板、水平环板、横向联系梁及内外壁板构成。钢围堰壁板分块遵循以下原则:块件能满足现场起重设备起吊要求;制作场地及码头出运条件满足要求;运输驳船能具备每个块件运输要求;在满足以上要求的同时尽量减少分块数量,以减少现场块件拼装工程量,加快块件拼装进度;壁板分块上、下节竖缝宜错开布置,且尽量避开在主要的注水仓内设置分块缝。图2.3、壁体结构平面布置图图钢围堰壁体总高14.7
19、(18.2)m,底节高为5.8(6.8)m,中节高为4.8(6)m,顶节高为4.1(5.4)m,各分20块拼装。平面分块按照图纸要求制作。根据现场现有的设备,壁板现场拼装起吊机具主要为25t汽车吊50t履带吊,进行现场吊装施工,根据设备的吊装能力,对壁板进行分块,壁板共分成20块,每个分块块件的重量在10t-20t左右,现场对称拼装。(2)内支撑内撑主要有纵、横、斜向及竖向支撑,共同构成空间框架,与钢围堰壁板一起形成较为完整的稳定结构体系。钢围堰内设2道内支撑,内支撑标高为265.03In和270.23m处,纵桥向布置2道内支撑,横桥向布置1道内支撑,均撑在有隔舱板处。内支撑钢管采用0800x
20、10钢管。n图2.4、内支撑平面图(3)悬吊系统钢围堰内在外侧钢护筒上设置吊挂装置,吊挂采用632的精扎螺纹钢筋(fpk=785Mpa)和钢丝绳,内壁板吊挂处需开孔穿精扎螺纹钢筋。(4)导向定位系统钢围堰整体下沉设置水平定位系统和导向系统,以确保在钢围堰下放过程中,导向系统与护筒之间有5IOCm的空隙。导向系统设置2层,顶层设置在护筒上,下两层设置在围堰上。顶层导向最重要,对其进行了专门设计。下层导向装置在围堰就位后直接焊接到围堰内壁上作为围堰于护筒的临时固结,防止吊箱在使用过程中晃动。使用时将个别与护筒对应的两个锚固件之间焊接一道平杆,该平杆距离护筒约5cm,平时不与护简接触,特殊情况下可以
21、起到限制吊箱于护筒的相对距离的作用。图2.5、导向系统立面图(三)钢围堰工程数量钢围堰工程材料数量见表2.1。表2.1、钢围堰工程材料数量序号材料名称单位重84#围堰(kg)85#围堰(kg)合计(kg)底节中节顶节底节中节顶节16mm钢板47.Ikgm244132386323300055452483124348726301528mm钢板62.8kgm2428035704280503044704020256503IOmm钢板78.5kgm211789781814111984976833742008412mm钢板94.2kgm23021329152177984032033080264581770
22、21514mm钢板109.9kgm214686513802085810277050959616mm钢板125.6kgm25256504043206312631256883292871.75*50*65.7kgm(7.43)1412811903101591661314868133858105681.80*1011.9kgm004227004227845491.90*1013.5kgm4779143374296014337955947308101.100*1015.lkg/m1613853802690268961075826906455211800*1023648354785912612总计792
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