《津浦线淮河铁路特大桥深水基础与钢梁架设施工技术总报告》由会员分享，可在线阅读，更多相关《津浦线淮河铁路特大桥深水基础与钢梁架设施工技术总报告（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、津 浦 线 淮 河 铁 路 特 大 桥深水基础与钢梁架设施工技术总报告 一、项目概况淮河铁路特大桥位于津浦线K831线路所至蚌埠站增建第二线，在既有线老桥下游，两桥主桥线间距25m，全长2078.11m，桥跨结构为224m+2232m+224m+1232m后张梁+862.8m下承式钢桁梁+332m+1024m的后张梁。其中，0#43#墩长1537.76m，为中铁四局集团施工，含4孔24m、34孔32m后张梁，5孔62.8m钢桁梁。全桥布置见图1。41#墩位于淮河主河槽中心偏北，为一级阶地，河床面标高为7.3m，河床覆盖层为粘砂土与淤泥质粘土，层厚8.9m，下伏基岩为极严重风化花岗片麻岩。42#
2、墩位于淮河主河槽中心，河床面标高从2.55m至4.05m不等，河床面为极严重风化花岗片麻岩，裂隙发育，基本无覆盖层，施工水位14.5m。主桥钢梁主桁采用三角桁式，桁高11.0m，主桁中心距5.75m，节间长7.85m，主桁杆件均用焊接H形杆件。二、技术难度和科研课题1、主桥深水基础41#、42#墩采用双壁钢围堰施工。双壁钢围堰的设计、加工制作、拼装接高是施工首先要解决的技术难点。2、42#墩河床表面基本无覆盖层，为极严重风化花岗片麻岩，且河床面呈一斜坡，如何解决双壁钢围堰着床、定位问题关系到基础施工的成败。3、长大柔性钢梁（190.48m）的整体浮拖架设，在浮拖过程中为多次超静定结构,钢梁浮拖
3、过程中杆件受力分析是本课题研究的技术难点之一。4、钢梁浮拖架设施工中，如何分析浮船的受力与拖拉距离之间的关系，解决浮船的稳定性及控制长大钢梁浮拖过程中的中线、水平是本桥的施工技术难点。三、主要项目的研究和实施、双壁钢围堰施工1、双壁钢围堰的设计和制作41#、42#墩基础双壁钢围堰的设计根据主墩承台尺寸、高程及河床地质、施工水位等因素的综合考虑,确定双壁钢围堰为圆形结构。钢围堰按以下施工阶段进行检算：悬浮状态和围堰内抽水时受均匀水压。结构承受均匀水压后内力简化：均匀水压内（外）壁板竖向角钢加劲肋水平桁架内（外）弦杆水平桁架、斜杆平衡。围堰设计内径14m、外径16m、壁厚1.0m，围堰全高15.8
4、m，分四节，底节高3.8m、重39.8t，顶节高4m、重为44.6t，每节之间采用法兰盘螺栓连接，环向分六块，块与块之间采用焊接。为便于围堰能够切入覆盖层，其下部设1.0m高刃脚，刃脚呈三角形，用6mm厚钢板和L63636角钢组焊而成。钢围堰结构见图2。双壁钢围堰的制作难点在于焊接质量的要求。为了使钢围堰外形尺寸准确达到要求，模板车间设置有足够强度和刚度保证的组装用胎架，防止构件在组焊过程中变形，围堰焊接所有焊缝除竖肋及隔舱板加劲肋采用间断焊接外，其余均为连续满焊，焊接施工前对所有类型焊缝均进行焊接工艺评定试验。为了减少各钢围堰分块在组装胎架上的焊接变形，内外壁板按每块整片实行双面自动焊来保证
5、质量，各隔舱板上加劲肋在胎架上施焊以减少整体施焊工作量，并有效控制分块外轮廊尺寸偏差。在钢围堰各块焊接时，应以双数焊工对称进行施焊，从中间向两端、从下往上并用跳路和交叉焊的方法进行，以减少焊接变形量。 2、双壁钢围堰的拼装钢围堰的拼装在浮船平台上完成。通过码头利用16t吊车将围堰分块直接吊至船上龙门吊的拼装平台上，进行钢围堰现场组拼，拼装平台设置在船上龙门吊的两条浮船之间，船上龙门吊采用贝雷桁架拼装。当底节在平台上拼装完成后，用浮船龙门吊的起吊设备吊起，将围堰从码头直接运到墩位处。3、双壁钢围堰下沉和封底由于42#墩河床表面基本无覆盖层，是极严重风化的花岗片麻岩，河床面呈一斜坡。41#墩河床覆
6、盖层为粘砂土与淤泥质粘土，下伏极严重风化的花岗片麻岩。河床内有大量的旧木桩基础及许多抛填片石。如何将双壁钢围堰下沉至设计位置且成功封底是深水基础施工的技术关键。针对不同的地质情况，41#、42#墩深水基础围堰下沉及混凝土封底采取不同的施工方案。41#墩钢围堰下沉及封底钢围堰下沉前，将河床面进行规化处理。钢围堰刃脚着床后，采用水中吸泥法下沉。用2台吸泥机布置在围堰的中心从中间逐步向刃脚处对称分层吸泥，围堰壁内灌注黄沙压重，使围堰平、稳、正、直地下沉，吸泥过程中，用水泵不停地向围堰内补水，以保持围堰内外水头差，防止内外水头差过大引起刃脚底翻砂，随时用仪器观测围堰的偏位情况及时纠正，围堰一边下沉一边
7、调整,确保其始终在准确位置。封底采取全断面整体灌注水下砼。封底后抽水，由于局部有夹层，围堰靠上游侧有渗水，为此采用高压旋喷技术，沿钢围堰外壁共布设128根旋喷桩，从河床面至基岩面围绕钢围堰外壁形成环状帷幕，起到较好止水效果。42#墩钢围堰下沉和封底在42#墩中心插定位桩，利用浮船及冲击钻在深水河床的岩面开挖出宽2.5m、深2.23.7m的环形槽，环形槽中心直径为15.5m，环形槽底位于同一水平面上，保证围堰平稳下沉到位，不至于倾斜，刃脚密贴于环形槽底基岩。封底混凝土将基岩和围堰底部粘结成整体，解决了围堰生根的难题。围堰下沉靠自重和壁内灌注黄砂来完成，刃脚接近槽底时，用高压水冲击刃脚底，吸泥机吸
8、渣，保证刃脚与环形槽底基岩紧贴。钢围堰混凝土封底采用先环状后整体的方法，环状封底在围堰外侧环槽灌注水下混凝土。环状封底混凝土达到一定强度后，用吸泥船清除围堰内杂物，进行围堰内整体封底，封底厚度1.0m。封底完成后，进行钻孔桩、承台和墩身的施工。钢梁拼装架设根据大桥施工的环境情况、钢梁的结构特点、施工费用及工期要求，比选后采用浮拖法架设钢梁。施工中钢梁拼装质量，高强度螺栓检测及钢梁长距离浮拖过程中的中线、水平控制等是钢梁拼装架设的难点。通过合理设计、科学实施，解决了上述技术难点。1、钢梁拼装在岸边膺架上进行，工作条件较好，可保证钢梁拼装质量，使钢梁拼装达到精度要求。2、高强度螺栓进行了螺栓拉断试
9、验、螺栓楔负载和螺母荷载试验、螺栓扭矩系数试验等，选定施工技术参数。3、钢梁采用浮拖法架设，分析长大钢结构在浮拖过程中受力情况，绘制出浮拖工况图，对钢梁进行加固、连接设计。4、分析浮船支架在浮拖过程中的受力变化曲线，掌握浮拖过程中抽排水的变化规律，保证浮船支架顶始终处于水平状态，控制钢梁受力与理论计算状态相吻合。5、浮船支架承受来自水流及纵向风力的作用，使钢梁中线发生左右偏斜，设计用六个方向的船上缆绳来调整。在施工中，用缆绳调整钢梁中线，同时通过调整滚轴偏斜调整钢梁中线偏移。6、为保证浮船与钢梁同步前进，将船甲板上各用两股钢丝绳连在钢梁上，并在船头、船尾设缆绳，前后调整缆绳松紧，使浮船与钢梁同
10、步前进。四、课题研究成果1、通过理论计算，成功解决了在不同地质条件下深水基础双壁钢围堰的设计和实施，制定了围堰的加工制作、拼装、下沉封底等关键工序的工艺，积累了宝贵的技术参数和经验。2、深水河床面环形槽开挖是具有创造性的施工思路，这是针对本桥42#墩基础采取的新的施工工艺。环形槽的开挖利用固定在移动浮船平台上的冲击钻完成，对浮船平台的设计、冲击钻头准确运动定位及深水中环形槽的测量控制等各个环节，制定了实用性较强的施工工艺，掌握了本工序的技术要点。3、高压旋喷技术是一项传统的施工工艺，主要用于加固地基，提高地基承载力、改变土的变形性质，也可形成闭合的帷幕，用于阻截地下水流或防止洪水对桥涵、路堤基
11、础的冲刷，以及基坑防渗、稳定边坡等。将高压旋喷技术运用在深水基础钢围堰施工中，是对这项技术的探索和发展。4、钢梁架设采取浮拖法施工。施工中将三孔钢梁连成整体，通过对拖拉过程中长大钢构多次超静定的受力分析，对钢梁杆件采取合理的加固连接设计。5、研究了钢梁在长距离浮拖过程中浮船受力随拖拉距离的变化曲线，对浮船的抽排水进行了量化分析，为施工过程中的水平控制提供理论依据。成功地完成190.48m长大钢构的浮拖施工。五、结束语以深水基础施工和钢梁架设为特点的淮河铁路特大桥是一座单线铁路桥，由于成功制定和实施了科学的施工方案，解决了深水基础双壁钢围堰施工及钢梁架设浮支点三跨连拖的诸多技术难题，圆满完成了课
12、题研究的全部任务，为大桥的提前建成通车，提供了科学的保证。执笔人：李学民 赵飞 深水基础双壁钢围堰施工技术中铁四局集团集团第二工程有限公司一、工程概况、基础设计情况淮河铁路特大桥主桥41#、42#墩基础设计采用1.25m钢筋混凝土钻孔灌注桩，每墩设计8根桩，呈梅花形布置，矩形承台，承台尺寸为10.36.02.5m，墩身采用混凝土圆端形桥墩。、工程地质41#墩位于淮河主河槽中心偏北，为一级阶地，河床面高程为7.3m，河床覆盖层为粘砂土、淤泥质粘土，层厚8.9m左右，下伏基岩为极严重风化的花岗片麻岩。42#墩位于淮河主河槽中心，河床面为极严重风化花岗片麻岩，河床面标高从2.55m至4.05m不等，
13、基本无覆盖层，裂隙发育。淮河河道顺直、开阔，河水及两岸地下水均无侵蚀性。、水文特征淮河规划为三级航道，施工水位14.5m，其通航水位采用二十年一遇洪水位H20=21.68m，桥位处百年水位H100=22.55m，设计流速V主槽=1.62 m/s，V滩=0.43m/s。41#、42#墩布置见图1。二、主要技术难点41#、42#墩均位于淮河主航道上，施工水位为14.5m，最大水深12m左右。勘察结果表明，42#墩河床基本无覆盖层，是强风化花岗片麻岩；41#墩河床覆盖层较厚，在41#墩靠近老桥一侧，河床内有大量的既有桥施工留下来的旧木桩基础及许多抛填片石、混凝土块。因此，双壁钢围堰的下沉就位及水下混
14、凝土封底施工成为深水基础钢围堰施工的技术关键。、主桥深水基础41#、42#墩采用双壁钢围堰施工。双壁钢围堰的设计、加工制作、拼装接高是施工首先要解决的技术难点。、42#墩河床表面基本无覆盖层，为极严重风化花岗片麻岩，并且河床面呈一斜坡，如何解决双壁钢围堰的着床、定位问题，是施工需要解决的另一技术难点。三、施工方案的确定根据41#、42#墩所处地质条件的差异，42#墩基本无覆盖层，河床面为强风化花岗片麻岩，钻孔平台支撑桩难以打入；41#墩河床覆盖层较厚，钻孔平台容易搭设，速度较快。同时结合施工组织安排及工期因素综合考虑，两墩施工采用不同的施工方法：41#墩采取先搭设钻孔平台施工桩基，后下双壁钢围
15、堰施工承台及墩身；42#墩采取先下双壁钢围堰，利用钢围堰搭设平台完成桩基、承台及墩身的施工。四、双壁钢围堰施工、双壁钢围堰设计41#、42#墩基础承台为矩形，钢围堰采用圆形整体结构。钢围堰按以下施工阶段进行检算：悬浮状态和围堰内抽水时受均匀水压。结构承受均匀水压后内力简化：均匀水压内（外）壁板竖向角钢加劲肋水平桁架内（外）弦杆水平桁架、斜杆平衡。双壁钢围堰设计内径14m、外径16m、壁厚1.0m、全高15.8m，共分四节，底节3.8m、其余各节为4m。环向分六块，块与块之间采取焊接连接，节与节之间采取螺栓连接。双壁钢围堰面板采用=6mm钢板，内外层用=10mm、宽20cm的环向加劲钢板与63636角钢平联形成受力骨架，竖肋用63角钢。钢围堰结构见图2。、双壁钢围堰制作双壁钢围堰采取现场加工制作。 1、胎架设置为了使钢围堰外形尺寸准确达到要求，车间制作时，首先要设置组装用胎架。组装胎架应有足够的刚度，防止构件在组焊过程中变形。钢围堰分块组装胎架应力求尺寸精确一致，以保证每座胎架组焊出来的产品尺寸的一致性。2、围堰下料钢围堰构件在下料前制作样板，凡构件中不能确定尺寸的零件或组合连接关系复杂的构件，通过放实样来确定尺寸。下料经济、合理、不浪费。3、分块组装组装壁板、环板、水平桁架等
