某桥梁主墩承台钢套箱施工方案

钢套箱专项施工方案 编制： 复核： 审核： 中铁十三局集团第三工程有限公司南昌市胡惠元堤延伸段道路工程项目经理部2O12年 8月 20 日第一章 编制说明1.编制依据（1）胡惠元堤延伸段（昌南大道，罗谢公路-幽兰立交）道路工程BT项目合同及有关的技术参考资料2）工程施工设计图纸南昌市胡惠元堤延伸段道路施工设计图纸第二册《抚河大桥工程》——2011年8月（3）国家或行业发布的相关技术标准和规范；a.《公路工程质量检验评定标准》——JTCF80/1—2011b.《公路工程技术标准》 JTG B01-2003c.《公路桥涵施工技术规范》JTJ041-2011d.《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》——JTJ025—86e.《公路工程施工安全技术规范》——JTJ076—95f.《城市道路工程施工质量验收规范》DGJ08-118-2005g.《路桥施工计算手册》；（4）施工前现场踏勘调查所获得的工程地质、水文地质、当地资源、交通状况及施工环境等调查资料5）我单位所拥有的技术力量、机械设备状况、管理水平、工法及科技成果和多年类似工程的施工经验。

2.编制原则（1）按照投资建设—回购（BT）项目合同中的各项条款要求，实质性响应业主的指令和要求2）在满足要求的基础上力求技术先进、管理科学、经济实用的原则3）根据工程实际情况，围绕施工重难点，合理安排施工顺序4）坚持工程施工全过程严密监控，以科学的方法实行动态管理，灵活实施“动静结合”的管理原则5）施工进度按照“突出重点，统筹优化，均衡快速，确保安质，确保工期”的原则进行安排6）实施有效管理，通过对人员、设备、材料、资金、技术、方案、时间与空间条件的优化处置，确保实现成本、工期、质量、安全及社会信誉预期目标7）做好环境保护，减少因施工对当地带来的一切干扰第二章 工程概况1.工程范围及规模抚河大桥起迄里程为K0-659～K1+994.6，全长2653.6米,为全线控制工程，包含西引桥、主桥、东引桥三部分，其中东、西引桥又分为跨堤桥和引桥桥位处河面宽度约500米，规划航道等级为VIII-（1）级主桥为55米+80米+80米+45米（左幅桥）、45米+80米+80米+55米（右幅桥）变截面悬浇连续箱桥，引桥为30米预应力连续小箱梁，跨重点（红旗联圩和长乐联圩）采用60米跨变截面现浇连续箱梁。

孔跨结构：左幅桥5（630m）+3（530m）+（45+60+45）m+630m+（55+80+80+45）m+2（630m）+(530m)+（48+602+35.6）m；右幅桥5（630m）+3（530m）+（32+56+32）m+730m+（45+80+80+55）m+2（630m）+(530m)+（36+602+36）m2.主墩承台构造形式主桥连续现浇段47、48、78、79、80#墩左右幅承台平面尺寸为10.5m6.5m高2.3m47、48#承台底标高14.7m，78#承台底标高15.2m，78、79#承台底标高16.7m，主桥悬浇段57、58、59#墩左右幅承台平面尺寸为12m7.5m高2.5m承台底标高均为10.3m，3.气候特点桥区属亚热带湿润气候，气候温暖，雨量充沛，四季分明多年平均气温为17.5℃，7～9月为高温期，极端最高气温为43.2℃(7月)，12月～翌年2月气温最低极端最低气温为-9.9℃（2月）多年均降雨量为1645毫米，最大年降雨量为2356毫米，最小年降雨量为1046毫米，最大日降雨量为208.9毫米，最大时降雨量为57.8毫米4.地质情况 沿线主要为养殖场地、渔塘、农田、沟渠等，地形起伏较大，场地高程为12.7～23.8m。

地貌单元属赣抚平原Ⅱ级阶地，部分为抚河Ⅰ级阶地自上而下的场地岩土层分述如下：填土、淤泥、低依液限粘土、中砂、砾石、强风化泥岩、中风化泥质砂岩，微风化砂岩主墩桩基要求入微风化2m以上，其他墩桩基要求入中风化层5m以上自上至下覆盖层及岩层构成概况见表2.3表2.3抚河大桥地质构成统计表序号地质地层名称层低标高(m)图层厚度(m)1人工填土（Q4me）14.02～19.210.70～5.102淤泥质粘土10.42～15.150.90～4.403低（高）液限粘土0.19～11.200.19～11.204粉砂9.29～11.211.00～2.505细砂-3.03～13.720.30～7.706中砂-2.91～16.750.80～7.807粗砂-9.00～10.331.80～14.308砾砂-12.30～5.201.00～12.609圆砾-11.28～10.340.90～12.8010全风化泥质粉砂岩-9.18～-6.730.50～0.7011强风化泥质粉砂岩（E）-5.83～-13.910.80～3.4012中风化泥质粉砂夹泥岩-25.99～-13.377.00～16.0013微风化泥质粉砂夹泥岩5.水文情况场地水文地质条件较简单，地表水系发育，沿线有抚河水系，沟塘及水渠分布，场地地下水类型主要为空隙性潜水。

地表水主要分布沟塘、水渠、和抚河中，受大气降水和生活用水补给孔隙潜水主要分布于第四系砂类土及圆砾层中，含水丰富，埋藏较深，略具承压性，主要受赣江、抚河水下渗和侧向补给，稳定水位埋深1.5～11.3米，水位高程8.22～17.65m地下水对混凝土结构具弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构具弱腐蚀性地表水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性，对钢结构无腐蚀性抚河大桥所在河段年最高水位主要受鄱阳湖洪水的顶托影响，每年4月～8月为主汛期，大桥基础和上部结构施工均需经历主汛期，抚河最低通航水位13.8米，最高通航水位19.96米，设计水位H1%=22.5米， H5%=21.3米，最大流速V=0.28m/s，施工期间河床一般冲刷1.8米，局部最大冲刷达2.12米6.工程特点、难点、关键点（1）水中墩台多，施工难度大本工程抚河大桥共81个墩台，其中有59个墩台位于水塘和抚河中，其中抚河大桥跨大面积水域KO-600～K0+000（3#墩～23#墩）600米和跨抚河K0+920～ K1+856.9（53#墩～78#墩）936.9米水面需搭建水中钢栈桥9#墩～22#墩与54#-73#墩采用钢平台做桩基施工及钻孔作业平台，水中高桩承台（系梁）采用吊箱围堰法施工。

部分位于浅水区和抚河河滩区，承台施工采用钢板桩围堰或7.施工内容主桥连续现浇段47、48、78、79、80#墩左右幅承台，为陆地施工，采用基坑开挖方式施工筑岛围堰，降水开挖施工主桥悬浇段57、58、59#墩左右幅水中承台，主要采用钢套箱围堰施工，套箱内空尺寸按承台尺寸，水深按5.5m考虑，封底砼采用C25,厚度为1.5m，套箱伸入砼底至少0.5m，则制作高度为7.5m每个承台封底砼方量为 135m3第三章 施工总体安排1.主要材料需求一套7.5米高钢套箱围堰主要材料数量为：材 料 名 称型 号数 量面板20T2台内支撑6.527t侧板B3.61 t侧板A\C1.97 tφ630*10钢管240m2.施工主要设备计划主要机械设备表名 称型 号数 量汽车吊30T2台履带吊50T2台平板车8T1台加长货车20T2台材料船200T1艘震动锤90T2台混凝土运输车9m36台混凝土输送泵75m3/h2台电焊机500型6台手拉葫芦10T24个空气吸泥设备1套潜水设备2套全站仪徕卡1700/18002台3.劳动力安排承台套箱施工采取两班工作制，每个承台每班施工工人8人；吊装工人6人高峰期需要劳动力人数为30人。

4.施工进度计划58墩右幅围堰施工：2012.9.1～2012.9.10；58墩左幅围堰施工：2012.9.10～2012.9.20；59#墩左幅围堰施工：2012.9.15～2012.9.25；59#墩右幅围堰施工：2012.9.25～2012.10.5；57#墩左幅围堰施工：2012.10.5～2012.10.15；57#墩右幅围堰施工：2012.10.15～2012.10.25；第四章 主墩承台钢套箱围堰施工1.围堰结构描述主桥悬浇段57、58、59#墩左右幅水中承台，主要采用单壁钢套箱围堰施工，套箱内空尺寸按承台尺寸周边加5cm，高度按施工水深5.5m，确定套箱顶面高程为16.60 m底部伸入承台底1.5m，浇封底砼1.5m围堰共设两道内撑，内撑结构布置为圈梁加棱形内撑，均采用HN35X175型钢，壁板采用6mm厚钢板，壁板竖向加劲肋采用Ⅰ32#b工字钢间距1m,横向加劲肋为L75X50X6角钢，周向分12块制作接头处制作成牛脚形式采用阴阳锁扣搭接，所用材料为Ⅰ10#、L75X50X6角钢、[20#及钢板，具体结构见详图2.施工工艺2.1.工艺流程套箱构件制作→清理河床→打导向定位桩→安装套箱板→校正振实加顶部内撑→砂袋护脚→水下砼封底→灌接缝砼→抽水加第二道横撑→凿平清理→承台砼施工2.2.施工准备a桩基施工及检测完成后，拆除钢管桩-贝雷架平台，组织挖砂船进场（或空气吸泥机，根据各墩施工时实际河床实际标高而定1m以内采用后者），将承台及周边1.5m左右范围内的河床扫平至承台底以下2m标高位置。

b根据本方案设计图纸文件，加工套箱各构件，加工承台模板等，组织所需材料设备进场3. 套箱围堰施工3.1施工准备a 机械、材料进场：钢套箱围堰施工的主要施工机械为拆除施工平台阶段的汽车吊、平板汽车、振动锤，抛砂阶段的运砂船、材料船等设备在进入施工场地前必须完成机械检修和报审程序，以免因机械故障影响施工工期b 套箱围堰施工前，应对套箱加工件进行检查、修整、组拼，避免施工时焊缝脱落，无法拼装等情况c套箱围堰安装及打设在码道及栈桥上进行，主要施打设备为1套90t液压夹子振动锤及配套设备3.2打导向定位桩安装套箱板以套箱内壁定位用振动锤先在每侧长边侧打4根相邻短边打2根，然后安装套箱板，自角部开始向两边逐一吊入拼装，并在导向桩上临时固定直至合拢定位桩用φ630*10钢管，单根长20m左右，每个承台共123.3振动套箱板套箱安装校正后用振动锤逐一振动使套箱板落实河床将定位桩拔除安装好顶层支撑后，外侧脚部用砂袋护脚 3.4封底混凝土施工a概述在套箱围堰施工中，封底砼不仅起隔水作用，还利用其作为承台施工时的持力层及施工平台，所以要求封底砼质量、均匀度良好，不能出现薄弱地方，以免引起漏水等问题封底砼质量的好坏直接影响到承台施工质量和工期。

封底砼标号为C25、厚1.5m，一个主墩承台封底层总方量约135m3，要求封底混凝土坍落度为18-22cm；初凝时间控制在8小时左右；和易性、泵送性能良好围堰封底采用水下灌注砼封底封底前，围堰内水位不应低于围堰外的施工水位潜水员应潜入水下，将井底浮泥清除干净，接触面应用水冲刷干净封底混凝土应连续均匀浇注，不得留有施工缝，浇注时导管口距河床面20cm左右以保证管口始终埋入砼中导管直径以25～30cm为宜，采用3套导管同时灌注，分别布于两排桩之间和两外侧，在套箱顶设置贮料漏斗支撑架，支撑架用32#工字钢制作灌注从一端开始缓缓向另一端推进灌注过程中应不断测量砼面标高情况，以控制导管移动速度待水下封底混凝土达到所需设计强度后，方可从围堰内抽水，并检查封底质量，在上面绑扎底板钢筋钢筋扎好经检验合格后方可浇筑底板混凝土b灌注设备灌注设备主要包括泵送车2台、混凝土运输车6台，吊车2台灌注时间控制在5小时以内，每小时30m3左右浇筑混凝土采用泵机泵管直接泵送，4. 套箱围堰施工质量控制和保证措施4.1封底混凝土质量保证措施封底混凝土采用运输两台泵机泵送为保证混凝土流动性并保证强度，坍落度控制18-22cm。

在护筒上和套箱内壁上作好标高标记，以利于现场测量混凝土面标高，保证混凝土面高度准确4.2构件加工质量保证措施壁板及加劲肋板采用定尺材料，在地样上接宽后采用半自动切割机精确下料，角钢采用砂轮切割机下料对深度大于2mm的崩坑、缺口等缺陷应用砂轮将缺陷处修磨成宽深比大于4的圆弧形坡口补焊，补焊后用砂轮沿纵向修磨匀面板及肋板的对接缝采用全焊，面板与肋板及加劲角钢焊接采取交错焊单元件横纵骨肋焊接时应先焊纵肋，再焊横肋焊接时应特别注意焊接顺序，防止扭曲变形可从中间向两边对称焊，切不可对角焊围堰结构主要承载焊缝按Ⅱ级，构造焊缝按Ⅲ级钢围堰单元件主要尺寸允许偏差见下表：编号项目允许偏差（mm）1平面尺寸DD/5002壁厚B63高度倾斜≤H/10004平整度≤L/1000第五章 钢套箱围堰结构验算1、结构简述按悬浇段主墩承台条件考虑，主桥悬浇段57、58、59#墩左右幅承台平面尺寸为12m7.5m高2.5m承台底标高均为10.3m，套箱内空尺寸按承台尺寸周边加5cm，设计10月份枯水期施工水位15m，根据现场情况8月中旬为16-17m建模时水压按5.5m，浇封底砼1.5m围堰设两道内撑，内撑结构布置为圈梁加棱形内撑，均采用HN35X175型钢，围堰壁板采用6mm厚钢板，壁板竖向加劲肋采用Ⅰ32#b工字钢间距1.5m,横向加劲肋为L75X50X6角钢，周向分12块制作。

接头处制作成牛脚形式采用阴阳锁扣搭接，所用材料为Ⅰ10#、L75X50X6角钢、[20#及钢板，建模时简化成[20#竖向加劲肋2、编制依据和参考资料1）公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）2）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）3）路桥施工计算手册. 人民交通出版社. 20024）机械工程师手册. 机械工业出版社. 20045）Midas/Civil用户手册. Midas公司3、计算工况工况为浇筑封底混凝土抽水后前，荷载为围堰外水压力荷载组合为自重、动水压力按静水压力的1.2倍4.验算内容封底砼、竖向及横向加劲肋最大组合应力和位移利用MIDASCIVL软件建立模型如下：模型图： 总体位移图 从总体位移图可看出结构最大位移为2.4cm总体应力图从总体应力图看出总栓结构最大组合应力为163MPa<1.25[145MPa]=181 MPa内撑位移图从内撑位移图可看出内撑最大位移为1.27cm<1200/400=3cm内撑位移图从内撑位移图可看出内撑最大组合应力为84MPa<1.25[145MPa]=181 MPa竖肋组合应力图从竖肋组合应力图可看出竖肋最大组合应力为136MPa<1.25[145MPa]=181 MPa竖肋组合位移图从内撑位移图可看出内撑最大位移为2.4cm<750/250=3cm>750/400=1.9 cm位移稍稍偏大，但发生在悬壁端。

C25砼最大剪应力图从C25砼最大剪应力图加看出最大剪应力为1.9MPa<[]= MPa。