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  • 鋁管圍堰施工技術
  • 2018/7/2 閱讀次數:[455]
  • 天興洲大橋061#墩為水中墩,墩位處圍堰施工時河床標高為11.5~12.4m,水位標高15.7m,鉆孔灌注樁直徑2.5m,共12個,雙幅墩身。承臺平面尺寸為矩形17.3×23.1m,厚度5m, 四角倒角半徑R=2.1m,承臺底面標高+6.5m,頂部標高11.5m,承臺準備在高度上分兩次施工,第一次施工2m高,第二次施工3m高,承臺混凝土總方量1979.2m3。   根據河床標高、承臺底部標高及施工時的水位標高,承臺施工采用鋁套箱圍堰支護,圍堰總高度16.5m,分三節拼裝而成,每節共分10塊。在鉆孔樁鋼護筒上設牛腿平臺作為支承,進行圍堰的拼裝和下放,圍堰下放到位后灌注2.0m厚封底混凝土,待封底混凝土強度達85%后將圍堰內水抽干,進行樁頭鑿除、封底混凝土處理,并完成樁基驗收。   2 鋁套箱圍堰設計及加工   2.1圍堰施工設計   套箱圍堰作為承臺的模板,它主要由側板、內支撐、下放及反壓下沉及導向結構和封底混凝土組成,圍堰全高16.5m(含刃腳高0.5m),共分底、頂及接高節共三層,鋼結構部分總重466t(未計下放系統),封底混凝土500m3,全部圍堰下放總重489.44T。圍堰下放到位后刃腳底標高為4.5m,頂標高為17m。   套箱圍堰設計比承臺周邊尺寸均大0.05m,圍堰高度上分為底、頂及接高節三節,底節圍堰高6.5m(含刃腳高0.5m),頂節高6m,接高節4m;圍堰內支撐共四道,最底層內支撐主要用于圍堰下沉到位封底混凝土澆筑前的圍堰底部支撐,此層內支撐埋入在封底混凝土中;底層支撐用于圍堰下沉到位封底混凝土澆筑前及圍堰內抽水后施工第一層承臺時的圍堰底部支撐,在承臺第一層施工完畢后進行拆除;頂層內支撐在承臺及墩身施工出水后進行拆除;接高層內支撐主要用于圍堰防水接高時的支撐,在墩身施工出水后進行拆除。 2.2圍堰內支撐   圍堰內支撐包括水平撐桿和內框梁。最底層用于抵抗封底混凝土灌注前圍堰外側土壓力作用。內框梁直接與壁板頂緊,水平撐桿與內框梁頂緊栓接。內框梁安裝在側板內壁牛腿上。   2.3圍堰制造加工   圍堰構件嚴格按設計要求和《鋼結構工程施工及驗收規范》施工,保證各部尺寸符合要求,焊接結構要采取措施防止焊接變形。受力焊縫的長度和焊縫高度須滿足設計要求,螺栓連接孔眼尺寸應準確,其誤差不大于±1mm。構件加工完畢須經檢查驗收合格后方可運往墩位現場組裝。內支撐嚴格按圖拼裝,嚴禁少裝、漏裝構件。構件栓孔尺寸誤差嚴格控制在±0.2mm內。接長接頭按二級對接焊縫施工規范要求控制施工質量。   3 鋁套箱圍堰施工方法   3.1圍堰施工步驟   根據施工設計,圍堰及承臺施工程序為:樁基施工→樁基檢測→護筒上焊圍堰支撐牛腿→牛腿上鋪設型鋼、木板→四個角樁護筒接高至24m→第一節圍堰拼裝焊接,同時安裝圍堰反壓牛腿→第一節圍堰拼裝驗收→第一節圍堰內支撐安裝(包括最底層和底層)→第一節圍堰下放系安裝(下放牛腿1、2/底節安裝及精軋螺紋鋼安裝和下放大梁組拼放置)→采用01#、09#和04#、12#兩組大梁下放第一節圍堰至頂標高為18.0m以下→改用02#、10#和03#、11#兩組大梁吊掛第一節圍堰,頂標高為18.0m以下→拆除01#、09#和04#、12#兩組大梁下放精軋螺紋鋼,拼裝第二節圍堰的四角弧板及短邊的7.5m矩形板/6m高,并安裝下放牛腿2/頂節→再改用01#、09#和04#、12#兩組大梁吊掛第二節圍堰,開始拼裝第二節圍堰長邊9m及7m矩形側板/4塊,完成第二節圍堰拼裝→第二節圍堰拼裝驗收→第二節圍堰內支撐安裝,同時安裝圍堰反壓牛腿/標高在16m以下,并安裝反壓頂框梁→第二節圍堰下放著床→02#、10#和03#、11#兩組大梁改為反壓大梁并安裝反壓裝置開始抽砂、反壓下沉圍堰→01#、09#和04#、12#兩組大梁改為反壓大梁并安裝反壓裝置開始與02#、10#和03#、11#兩組大梁同時反壓下沉圍堰→套箱圍堰壓桿安裝→根據水文預報情況,決定是否將圍堰反壓到位,如水位預報偏高時,需進行圍堰二次接高后再下沉→圍堰內外抽砂吸泥反壓下沉→河床底鋪砂袋、圍堰外側封堵→灌筑封底混凝土→養護→抽水→體系轉換→切割護筒、最底節支撐割除→樁頭處理、樁基驗收→承臺鋼筋、混凝土施工→墩身施工結束→拆除套箱圍堰。   3.2圍堰各系統安裝   3.2.1、圍堰側板安裝   將臨時支撐平臺抄平,放出橋中線、墩中線、承臺邊線等的控制線或控制點。側板拼裝時先試拼,試拼合攏后經檢查尺寸和豎直度符合要求后,再正式焊接各塊拼接縫。試拼時,各塊須加臨時斜支撐,且豎向和水平向均有三處拼裝焊縫;以保側板的穩定。   各節側板拼焊完畢,將橋中線和墩中線翻到本節的上口,并在內壁上用油漆標出高度標尺,以使拼裝側板上節和圍堰下放時便于控制和觀察。拼焊完畢應進行焊縫質量檢查和面板水密檢查,可用煤油試驗。如有孔洞或漏焊應補焊。   3.2.2 圍堰內支撐安裝   圍堰內支撐安裝順序:圍堰側板上放出內支撐中心線→在圍堰內壁上設內框梁支撐牛腿→安裝內框梁與側板抄緊焊接→安裝內支撐水平斜撐。   內支撐安裝時,須使水平撐桿中心在同一平面內,水平撐桿順直,避免偏心受壓。然后將內支撐框梁與側板抄實焊牢,確保受力安全。因最底層內支撐下部距刃腳內頂僅有5cm的空間,不足以安裝框梁牛腿,將內框梁與圍堰內壁板直接焊接后,再安裝內支撐。   3.2.3導向結構安裝   導向結構中心線應與鋼護筒徑向一致,滾輪與鋼護筒間留有小量空隙。在安裝時,導向結構尺寸應根據護筒實測位置和傾斜度作適當調整,既能使圍堰順利下放,又能保證承臺尺寸偏差在規范要求之內。   要注意的是底層及頂層導向輪因護筒上下放牛腿和反壓牛腿的影響,部分導向輪,需在導向輪所在豎向位置低于此部分牛腿后,方能進行安裝。另如因外周樁基的圍堰壓桿與導向輪相沖突時,可將壓桿位置整體轉轉動,以避開導向輪。   3.2.4圍堰下放設施安裝   圍堰下放設施有4個主吊具及其升降系統。   主吊具由主吊點和吊桿組成,吊具升降系統由錨梁、油壓千斤頂、升降梁組成。主吊點(下放牛腿2)是焊在圍堰側板豎向主肋上,通過吊桿與分配梁相連,吊桿采用φ32精扎螺紋鋼筋。油壓千斤頂采用起重力2500KN、行程為200mm的千斤頂。   3.2.5圍堰下放   下放前的準備,全面檢查所有該安裝的構件是否安裝,有無遺漏;檢查圍堰結構尺寸和焊接質量是否符合要求,側板焊縫進行滲漏試驗;圍堰側板和吊帶上做好測量控制(點)線和高度標尺線;檢查起吊、下放系統是否安全可靠,有無故障;勞動力組織,明確分工,統一指揮。   施工要求及注意事項,圍堰升、降時,各吊點都應同步升降,避免圍堰受扭;升降過程中,千斤頂行程按150mm倒換一次。下放及反壓過程中以千斤頂行程控制整體下放速度及高度,反壓時以各反壓點的千斤頂反力為參考,結合測深來安排抽砂部位及強度;千斤頂要備有保險箍,防止意外。精軋螺紋鋼筋其錨固螺母和連接筒套應鎖定,防止滑落。   3.2.6圍堰內抽砂   由于上游筑島土較高,對圍堰的側壓力較大,下沉的摩阻力也大,僅圍堰自重不可能下沉到設計標高,故除圍堰內吸泥外,還需在堰頂加壓,圍堰側板隔倉內灌混凝土,以增加自重。   空壓機放置在未拆除的外側鉆孔平臺上。2套吸泥設備分別由80t浮吊和50t履帶吊配合。吸泥開始時,先在刃腳處和最底層內支撐處抽,待圍堰入河床有一定深度且趨于穩定后吸泥從圍堰中間開始,兩個吸泥機對稱均勻的向四周移動。   3.2.7圍堰封底   灌注平臺在吊桿上掛梁頂擺放鋼軌或型鋼, 其上鋪設腳手板, 形成工作平臺, 腳手板要捆釘牢固, 不得有翹頭板, 平臺周圍設置欄桿。水封導管及測量繩鉈,水封導管采用φ295mm螺扣式導管,底節導管長度4m。導管的作用半徑為3.0~3.5m,但由于圍堰內鋼護筒較多,為保證封底混凝土與鋼護筒的粘著力,在各鋼護筒尤其混凝土不易流到的死角都應布置導管。導管使用前應檢查,不漏水、內壁光滑,并組裝編號、畫劃標尺。   為了全面、準確掌握控制水下混凝土高度和流動情況,除了在導管和周邊特殊位置布設測量點外,其余范圍也須布設測量網格,網格間距不宜大于3.4m,在接近封底混凝土頂面時,測點應加密至1m,以防欠封或超封給施工造成不利后果。測量繩使用前應進行標定,測量鉈應使用比重鉈,使其能準確測定混凝土面標高。   4、結論   對于設計標高長年位于深水中承臺施工,使用鋁套箱圍堰提供支護施工承臺及墩身,是行之有效的施工方法。在施工過程中,鋁套箱圍堰施工的要點有四條:一是根據承臺標高、河床標高、水位標高及地質情況,確定使用鋁套箱圍堰的可行性;二是鋁套箱圍堰分塊加工、運輸、拼裝下放的方便合理性;三是承臺基坑開挖、鑿除樁頭、施工承臺混凝土過程中鋁套箱圍堰的安全性;四是鋁套箱圍堰拆除的方便性。

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