套箱施工方案

1、管理用表3 19XXX狀橋1#3#承臺鋼套箱施工 方 案2008.10水中墩（1#3#）承臺鋼套箱施工方案管理用表3 19一、工程概況XXXX大橋左巾I新建1#、2#及3#墩位于主河槽中，基本上是在原墩位處新建。設(shè)計基礎(chǔ)為鉆孔灌注樁 加大尺寸承臺形式。承臺高3m頂面高程+8.513m,底面高程+5.513m。平面尺寸橫橋向分別為18.64m,20.67m, 21.11m,順橋向尺寸分別為 11.7m, 13.6m, 14.5m,為減小水流影響，承臺設(shè)計為圓端型。本橋 承臺尺寸較大，為大體積混凝土實體結(jié)構(gòu)。老橋橋墩位于基礎(chǔ)承臺輪廓線內(nèi)，其上部結(jié)構(gòu)已拆除，目前殘 留橋墩頂面標(biāo)高為+13.1m。墩位

2、處水較深，河床面標(biāo)高在02m之間。經(jīng)實際測量，XXX江常水位標(biāo)高為+11.1+11.5m ,較為穩(wěn)定。河床表面為中粗砂層，層厚3m左右，其下為含卵石礫砂，再往下即進(jìn)入泥質(zhì)砂巖層。根據(jù)設(shè)計及現(xiàn)場實際情況，經(jīng)方案比選，確定1#、2#及3#墩承臺施工包括舊橋墩及基礎(chǔ)拆除均采用鋼套箱圍堰方案實施。1#3#墩承臺主要工程數(shù)量見下表：1#3#M承合主要工程數(shù)量表部位項目單位數(shù)量備注1#墩承臺C30混凝土3m633封底混凝土3m381按2m厚計算II級鋼筋kg303172#墩承臺C31混凝土3m809封底混凝土3m499按2m厚計算II級鋼筋kg386573#墩承臺C32混凝土3m877封底混凝土3m544

3、按2m厚計算II級鋼筋kg41907二、施工方案本橋水中墩（1#3#墩）承臺施工有如下幾個特點：一是承臺尺寸較大， 前面已經(jīng)提到，3#墩承臺最大,其橫向達(dá)到21.1m,順橋向14.5m。承臺基本成矩形狀，受力形式不太好。二是受右幅老橋基礎(chǔ)承臺影響較管理用表3 19大，新建承臺與右幅老橋承臺間距只有50cm左右，這就說明鋼套箱外圍尺寸要受到此限制。三是承臺標(biāo)高較低，圍堰擋水結(jié)構(gòu)較高，這也就意味著承受的水壓力較大，承臺套箱要有足夠的剛度和強(qiáng)度來承受水壓 力，同時要求承臺壁板止水效果要好。四是受老橋基礎(chǔ)的影響，內(nèi)支撐系統(tǒng)不能一步到位，而需分步實施。 五是工程造價較低，盡可能優(yōu)化施工設(shè)計，以達(dá)到套箱重

4、復(fù)使用，結(jié)構(gòu)在滿足使用要求的條件下盡量輕巧， 以減少施工投入。根據(jù)本橋承臺以上施工特點，我們構(gòu)思了一種內(nèi)加勁梁式套箱結(jié)構(gòu)，充分利用封底混凝 土來承擔(dān)一部分荷載，使得整個套箱受力明確，結(jié)構(gòu)簡單易于制作，同時可重復(fù)使用。套箱壁板主要起圍水作用，以便在封底混凝土施工完畢并抽水后，形成一個干燥無水的承臺施工環(huán)境。其結(jié)構(gòu)與一般鋼模板結(jié)構(gòu)相同，因考慮將水壓力傳遞至內(nèi)加勁梁，所以比一般模板剛度要大一些。為便于 安裝及拆除，套箱壁板采取分塊制作，并用高強(qiáng)螺栓連接成整體，為防止漏水，套箱壁板分塊連接縫內(nèi)嵌 塞專用橡膠止水帶。套箱內(nèi)加勁梁采用2I25a工字鋼，豎向放置，間距 2.5m左右（根據(jù)計算確定）。整個套箱

5、受力均考慮由內(nèi)加勁梁承擔(dān)并傳遞到內(nèi)支撐和封底混凝土上，套箱壁板的整體承載能力未考慮，可作 為安全儲備?？紤]到前述第二條原因，內(nèi)加勁梁置于壁板內(nèi)側(cè)，采用短 214a槽鋼將內(nèi)加勁梁與壁板焊接 成一個整體，為便于拆除壁板，在封底混凝土范圍內(nèi)，內(nèi)加勁梁與壁板不連接。內(nèi)加勁梁底端置于封底混 凝土內(nèi)，并與封底混凝土固結(jié)，計算時按固結(jié)點考慮。上部與內(nèi)圍橡和內(nèi)支撐連接，形成一個穩(wěn)定的受力 結(jié)構(gòu)。鋼套箱采取在橋位分塊拼裝成整體后一次下沉到位。利用原樁基施工平臺鋼管樁及鋼護(hù)筒沿套箱輪廓 線搭設(shè)一個拼裝平臺，這個平臺在下沉前將承擔(dān)整個套箱的重量。在套箱頂面以上安裝一個吊放平臺，套 箱在下沉?xí)r，其重量將通過吊桿或手拉

6、葫蘆傳遞至這個平臺。平臺標(biāo)高將根據(jù)拼裝平臺標(biāo)高及套箱高度確 定。在鋼護(hù)筒內(nèi)焊接一個十字牛腿，作為上部吊放平臺鋼管柱的基座。沿套箱周邊共布置16個吊點，用1055t手拉葫蘆下沉套箱。另外在 16個吊點中，選擇8個吊點安裝JL32精軋螺紋鋼筋吊桿，作為套箱下 沉的輔助設(shè)備和安全儲備。套箱拼裝利用浮吊和汽車吊來實施。拼裝時設(shè)臨時支撐以保證套箱的穩(wěn)定。套箱下沉到位后，利用套 箱的吊放平臺安裝灌注導(dǎo)管，進(jìn)行封底混凝土的澆注。因受老橋基礎(chǔ)的影響，內(nèi)支撐系統(tǒng)分2個步驟完成。在進(jìn)行封底混凝土施工的同時，進(jìn)行套箱臨時內(nèi)支撐的安裝連接工作。該支撐設(shè)在 +11.5m標(biāo)高，即在剛露出水面的位置。在封底混凝土達(dá)到設(shè)計強(qiáng)

7、度以及 +11.5m標(biāo)高處內(nèi)支撐完成后，即可將水抽至 +8.5m。在此狀態(tài)下，將老橋墩身及基礎(chǔ)拆除至 +8.5m標(biāo)高，在 +9.0m標(biāo)高安裝正式內(nèi)支撐，繼續(xù)抽水至封底混凝土頂面。將承臺底面以上部分的老橋基礎(chǔ)拆除，同時拆管理用表3 19除+11.5m處臨時鋼支撐，并將護(hù)筒割除至樁頂標(biāo)高。承臺施工時，直接利用套箱壁板作為其外側(cè)模板。承臺分一次澆注完成。因其屬大體積混凝土，其內(nèi) 部設(shè)置2層冷卻管。承臺水平分層進(jìn)行澆筑，分層厚度控制在3050cmo在混凝土澆筑至冷卻水管標(biāo)高時,即通水冷卻，并連續(xù)通水持續(xù)不小于7d,直至溫度基本降至外界氣溫。因承臺頂面標(biāo)高為+8.513m,尚在常水位以下 2.6m。因此

8、，在承臺施工完畢后，承臺套箱尚不能進(jìn)行 拆除，待橋墩出水后，方可拆除套箱。在橋墩施工時，將+9m處支撐拆除，可不另加支撐，因為此時內(nèi)加勁梁作為懸臂梁支承套箱壁板，其受力完全能夠滿足要求。綜上所述，承臺的施工順序為：套箱制作一人造河床并整平一套箱拼裝一套箱下沉一套箱水下混凝土封底一安裝內(nèi)支撐一抽水一鑿除 舊橋墩身及基礎(chǔ)，割除護(hù)筒一承臺鋼筋綁扎一承臺混凝土澆筑一待橋墩出水后拆除套箱。其工藝流程可詳見下圖。3、施工準(zhǔn)備3.1 技術(shù)準(zhǔn)備3.1.1 熟悉和分析設(shè)計資料和施工現(xiàn)場的水文資料，編制承臺施工技術(shù)方案和鋼套箱施工設(shè)計圖，并 向施工班組進(jìn)行書面的一級技術(shù)交底和水上作業(yè)安全技術(shù)交底。3.1.2 施工

9、放樣：測定承臺四角邊線，測定平臺標(biāo)高。管理用表3 19件除樁基作業(yè)平臺，僅保 留鋼管樁人工筑河床至設(shè)計標(biāo)高利用樁內(nèi)預(yù)埋舸管杜，搭設(shè)承臺套箱吊裝平臺鋼構(gòu)件加工利用平臺鋼J樁和護(hù)筒,丁搭設(shè)套箱壁板拼裝平臺惻里成杵）女笠云相生根 及內(nèi)加勁梁套箱加工制作11安裝套箱吊裝系統(tǒng)鋼構(gòu)件加工 一【，、.，一，C吊袋相，拆除班裝平百， 下放套箱女裝貝郃內(nèi)文得，怡墳貝 部施工平臺Y鋼構(gòu)件加工f澆筑封底混凝土.混凝土生產(chǎn)、運 輸，一 才出力t至+8.5m身至+81,拆除舊墩5m高. 1.一 女裝+9.0m內(nèi)文浮，將水拙十。忖舊飾的 除至設(shè)計標(biāo)高，割除多余護(hù)筒，樁檢綁扎承白鋼筋，安裝冷卻 管，及各種預(yù)埋件鋼筋、冷卻水

10、 管、預(yù)埋件加工制作試件，填寫 測溫記錄澆筑承曰混凝土，通冷卻 水降溫混凝土生產(chǎn)、運 輸一上 養(yǎng)生墩身施工拆除套箱西枝江大橋1#3#t套箱法施工承臺工藝流程管理用表3 193.1.3 施工前對人員進(jìn)行全面的技術(shù)、操作、安全二級交底，確保在水上作業(yè)施工過程中的工程質(zhì)量 和人身安全。3.2 機(jī)具準(zhǔn)備詳見下表。機(jī)具設(shè)備配備表類別名稱規(guī)格型號單位數(shù)量備注提升設(shè)浮吊25t艘1汽車吊25t臺1備手拉葫月10-15t個20運輸設(shè)汽車15t臺1運輸船10人座艘1備鏟車ZL50臺1安全帽I安全設(shè)安全帶I備救生圈I防水照明燈I拌合站60m3/h座1混凝土混凝土輸送泵60m3/h臺1澆筑設(shè)混凝土輸送車8m3臺2備混

11、凝土灌注漏斗及導(dǎo)管I振搗器臺15鋼構(gòu)件鋼筋加工設(shè)備套2加工設(shè)電焊機(jī)臺6備氧煥切割機(jī)套6套箱圍套箱套3管理用表3 19堰設(shè)備型鋼、鋼管等t100精軋螺紋鋼筋JL32785MPam6003.3 材料準(zhǔn)備3.3.1 原材料：按施工計劃，準(zhǔn)備充足的水泥、石子、砂、鋼筋等原材料，并按規(guī)定進(jìn)行檢驗，確保 原材料質(zhì)量符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。3.3.2 混凝土配合比及試驗：按混凝土設(shè)計強(qiáng)度要求，分別做水下泵送混凝土和普通混凝土或大體積 混凝土的配合比，以滿足承臺施工的要求。3.4 作業(yè)條件3.4.1 應(yīng)搭好水上工作平臺，臨時電力線及安全設(shè)施就緒，做好平臺四周圍護(hù)。3.4.2 由現(xiàn)場技術(shù)人員和工長對套箱施工的人員進(jìn)行培訓(xùn)

12、、技術(shù)安全交底，做到熟悉和掌握套箱拼裝，下沉，封底混凝土澆筑等技術(shù)。有應(yīng)對深水套箱施工安全緊急救援措施。操作人員保持穩(wěn)定。特種作業(yè)人 員必須持證上崗。3.4.3 水下施工材料必須刷兩層防銹漆，防止銹蝕套箱。3.4.4 套箱已加工完成并經(jīng)試拼合格。已根據(jù)測量結(jié)果定出套箱拼裝位置。3.4.5 混凝土配合比已獲批準(zhǔn)使用，各種施工設(shè)備、原材料檢驗、臨時設(shè)施等所有工作都準(zhǔn)備就緒。4、施工方法及工藝4.1 鋼套箱結(jié)構(gòu)設(shè)計鋼套箱結(jié)構(gòu)見附圖。鋼套箱主要由壁板、內(nèi)加勁梁、內(nèi)支撐等組成。套箱高度根據(jù)承臺標(biāo)高及施工水位而定。1#3#墩套箱確定其頂部標(biāo)高為+12.1m,底部標(biāo)高為+3.5m,套箱總高度為8.6m。4.

13、1.1 邊板壁板為套箱的隔水結(jié)構(gòu)。其面板采用 6mn# Q235鋼板，在面板上豎向每隔 400500mm旱接10肋，水 平設(shè)214a肋，其間距根據(jù)計算確定，下部水壓力較大，間距為60cm,向上逐步過渡到100cs面板與豎肋焊接采用斷續(xù)焊，每處焊縫長 5cm,間距15cm,其余部分均采用滿焊，焊縫高度不小于構(gòu)件的最小厚度。根據(jù)起重設(shè)備能力、運輸?shù)跹b條件、制作加工難易程度以及重復(fù)利用、方便施工等因素，套箱壁板分 塊制作，一月尺寸為 2mx4m拐角處設(shè)置異型塊。套箱壁板各塊之間均采用巾20高強(qiáng)螺栓連接，為增加連接處的剛度及密封性，采用雙排螺栓孔，呈交錯布置，螺栓間距要求不大于10cm。法蘭板采用14

14、厚鋼板,7管理用表3 19并設(shè)三角筋板加強(qiáng)。連接縫內(nèi)嵌塞10mnB橡膠止水帶，以確保壁板不發(fā)生漏水現(xiàn)象。高強(qiáng)螺栓采用8.8s級，其施工預(yù)拉力為120kN。高強(qiáng)螺栓安裝時應(yīng)能字由地穿入孔內(nèi)，不得強(qiáng)行敲打。高強(qiáng)螺栓穿入應(yīng)在結(jié)構(gòu)中心位置調(diào)整后進(jìn)行，穿入方向以施工方便為準(zhǔn)。對每一個連接接頭，應(yīng)先用普通 螺栓或沖釘臨時定位，嚴(yán)禁把高強(qiáng)度螺栓作為臨時螺栓使用。緊固螺栓時，應(yīng)從接頭剛度大的地方向不受 約束的自由端順序進(jìn)行。4.1.2 內(nèi)加勁梁每條內(nèi)加勁梁采用2條125a組拼，長度與套箱高度相同，并用 214a與套箱壁板焊接（焊接點位置最好位于水平圍橡及豎肋交叉點位置，防止局部應(yīng)力過大，出現(xiàn)較大變形） 。在封

15、底混凝土以下范圍不設(shè)連接槽鋼。在封底混凝土以上至承臺頂面之間，連接槽鋼與壁板焊接時，采用點焊，因此處焊縫僅起固定作用，也方便后期割除；在承臺頂面以上高度范圍內(nèi)采取滿焊?？紤]到施工方便，且對起重設(shè)備要求較小，加勁梁安裝可采取以下方法：即先在橋位逐塊安裝套箱壁板，調(diào)整好位置，并用臨時支撐加以固定。然后按照設(shè)計位置逐條安裝內(nèi)加勁梁，并用連接槽鋼將其與套箱壁板焊接固定，與此同時，將 +11.5m及+9m標(biāo)高處的內(nèi)圍橡也一并安裝，以便將所有加勁梁連接起來。按設(shè)計意圖，內(nèi)加勁梁底部埋入封底混凝土內(nèi)，在受力計算中，其底端按固結(jié)端進(jìn)行計算，其埋入混凝土的部分要承受一定的固端彎矩。因此，在內(nèi)加勁梁埋入封底混凝土

16、內(nèi)的部分，焊接錨固II級巾25鋼筋，豎向間距15cm,共設(shè)置2排，錨固長度不小于 35d。鋼筋彎制成型，并與加勁梁焊接，焊縫 5d。經(jīng)計算，在下述工況1時，加勁梁固端彎矩較大，但衰減較快，每道加勁梁處增加2I25a工字鋼加強(qiáng)，其長度1m,其中50cm埋入封底混凝土。4.1.3 內(nèi)支撐根據(jù)受力計算，按以下兩種工況，分別采用不同形式的內(nèi)支撐。（1）工況1此工況的主要工作內(nèi)容是將水抽至 +8.5m,將舊橋橋墩拆除至+8.5m。然后安裝+9m標(biāo)高處內(nèi)支撐。此工況是將水抽至+8.5m處。內(nèi)支撐設(shè)在+11.5m,高出施工水位約 30cs該處內(nèi)支撐只是過渡形式，故稱為臨時內(nèi)支撐。實際上這道支撐可在套箱下沉就

17、位以后就進(jìn)行安裝。因受舊橋橋墩的影響（頂面高程+13.1 ）,無法搭設(shè)完整的縱橫向支撐，因此采取利用現(xiàn)有的護(hù)筒作為支撐的受力點。支撐采用214a ,其一端支撐在位于標(biāo)高+11.5m處的內(nèi)圍橡上，一端焊接于護(hù)筒上。為防止護(hù)筒受力鋼板變形，在護(hù)筒相應(yīng)位 置內(nèi)部焊設(shè)米字形支撐梁。管理用表3 19214a觸，因此內(nèi)圍橡適當(dāng)下沉，可焊在內(nèi)加勁梁的腹板上，其頂面可與內(nèi)加勁梁齊平。+9m處2I32a工字鋼內(nèi)圍橡也采用同種形式。+11.5m處內(nèi)支撐安裝完畢后，即可將套箱內(nèi)水抽至+8.5m標(biāo)高，然后將老橋橋墩拆除至 +8.5m標(biāo)高。在+9.0m標(biāo)高按設(shè)計圖安裝（2）工況2此工況將把水抽至封底混凝土頂面標(biāo)高。內(nèi)支

18、撐設(shè)在+9.0m處。內(nèi)支撐采用平面剛架式，主受力構(gòu)件采用I25a。此道內(nèi)支撐在工況 1時安裝完成。將水位抽至封底混凝土頂面（即承臺底面），將舊橋墩基礎(chǔ)也鑿除至新建承臺底面。隨之將+8.5m處臨時設(shè)置的內(nèi)支撐割除，并將鋼護(hù)筒也割除至樁頂標(biāo)高。在樁檢合格后，轉(zhuǎn)入承臺鋼筋綁扎工序。內(nèi)支撐是套箱的主要受力結(jié)構(gòu)之一，要求嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，尤其是現(xiàn)場焊接質(zhì)量。所有焊縫都必須 滿焊，焊縫高度不小于設(shè)計文件的要求。4.2 人造河床本橋1#3#橋墩承臺底面設(shè)計標(biāo)高為 +5.513m,封底混凝土厚度按 2m考慮，則封底混凝土底面標(biāo)高為 +3.5m。而2#墩現(xiàn)狀河床面標(biāo)高為+0.5m, 3#墩為+1.9m,需將現(xiàn)狀

19、河床人工填筑至封底混凝土底面標(biāo)高（即+3.5m）。人工河床的范圍應(yīng)比套箱的外輪廓線每邊寬出1.52m。人造河床采用沙船拋填，首先應(yīng)按拋填范圍劃好方格，計算每個方格需拋填的數(shù)量，然后由沙船逐點 拋填，并由技術(shù)人員采用測錘及時測量拋填的高度，防止堆高。對于低凹處，指揮沙船補(bǔ)充填料。待整個 拋填范圍基本到達(dá)預(yù)定標(biāo)高后，派潛水員下水對拋填邊坡用沙袋進(jìn)行碼砌，防止水流沖刷造成溜坡。同時 對河床頂面進(jìn)行進(jìn)一步的探查，如有不平，尤其是套箱邊板位置，應(yīng)進(jìn)一步整平。4.3 套箱拼裝及下沉其施工步驟如下：4.3.1 套箱制作受現(xiàn)場加工條件的限制，套箱邊板按設(shè)計分塊形式在鋼結(jié)構(gòu)加工廠定制加工。4.3.2 搭設(shè)套箱拼

20、裝及吊放平臺在既有鋼護(hù)筒和套箱外圍原樁基作業(yè)平臺鋼管樁上焊接牛腿，同時在鋼護(hù)筒和鋼管樁之間焊接鋼梁（可采用I25a ）,并在其上密鋪鋼梁或木板作為套箱的拼裝平臺。受水位的影響，拼裝平臺面標(biāo)高定在+11.5+12m管理用表3 19之間。通過測量放樣，在拼裝平臺上畫出套箱的安裝位置，以方便套箱安裝時準(zhǔn)確就位。因套箱高度為8.6m,由此確定套箱的吊放平臺底部標(biāo)高不小于+21.5m。套箱吊放平臺主要有二部分組成，即平臺立柱及平臺縱橫鋼梁。平臺立柱可支承在既有護(hù)筒上，其方法是在護(hù)筒頂部焊接米字形內(nèi)支撐 梁（采用I25a）,在其上焊接鋼管柱，柱角加焊三角形鋼板加勁。施工時應(yīng)嚴(yán)格保證鋼管立柱的垂直度，其垂直

21、度偏差不得超過 0.5%。鋼管立柱上順橋向布置 I56a主梁，橫橋向布置 4排2125a工字鋼梁，鋼梁 之間或鋼梁與鋼立柱之間均應(yīng)可靠焊接，以形成一個穩(wěn)定的鋼架。為加強(qiáng)鋼立柱的整體穩(wěn)定性，鋼立柱之 間設(shè)14a剪刀撐。在平臺面上可根據(jù)需要鋪設(shè)腳手板，以方便施工人員操作。4.3.3 套箱拼裝套箱總高為8.6m,每塊套箱邊板運至現(xiàn)場后，由 25t浮吊和汽車吊起吊安裝。每塊板按照預(yù)先在拼裝 平臺上的安裝位置線準(zhǔn)確就位后，可將其與鋼護(hù)筒臨時焊接固定。隨之繼續(xù)安裝下一塊，直至最后合龍成 一個整體。各塊之間的橡膠止水帶均應(yīng)正確安裝，每個連接螺栓必須按規(guī)定的扭矩上緊，不得有遺漏或松 開。4.3.4 套箱下沉套箱采取一次拼裝完成，整體下沉方式進(jìn)行。在套箱組拼完成并檢查合格后，安裝吊桿和手拉葫蘆，吊桿采用精軋螺紋鋼 JL32。沿套箱周邊共設(shè)置16個吊點，16個吊點全部安裝1055t手拉葫蘆，在其中 的8個吊點安裝精軋螺紋鋼筋吊桿，以策安全及轉(zhuǎn)換時用。所有吊點安裝完畢后，使用手拉葫蘆將套箱提高，套箱底端距拼裝平臺15cm左右時，拆除套箱拼裝平臺，然后利用手拉葫蘆逐步下放套箱。套箱下沉?xí)r,要嚴(yán)格控制各吊點的不平度，其不平度應(yīng)控制在5cm以內(nèi)，防止套箱局部受力變形過大。下沉?xí)r，在到達(dá)手拉葫蘆鏈長限度后，可將精軋螺紋鋼螺母鎖緊，將套箱重量轉(zhuǎn)移至精軋螺紋鋼吊桿上，加長手拉葫蘆下起重鋼絲繩，然后，使用手拉葫蘆繼