1 工程概况
东江大桥是一座跨越东江南支流的特大型城市双层桥梁,位于东莞石碣镇刘屋村和东莞东城柏洲边工业区之间,是莞深三期重点项目之一。S2#~N2#墩为主桥,长434米,起止里程为K47+563—K47+997,跨径组合为113m+208m+113m,为双层刚性悬索加劲三跨连续钢桁梁桥。
东江大桥S1#、N1#主墩各有三个分离式承台,每个承台4根φ2.2m灌注桩支承。承台底面标高-4.5m,顶面标高-0.50m,尺寸为9.6×9.6×4.0m,R1m倒角,砼设计等级为C40。S1#墩河床标高-3.96m,N1#墩河床标高-3.87m,东江平常高水位+2.0m。
封底混凝土厚80-100cm,砼设计等级为C50。单个承台混凝土方数为368.64m3。采用有底钢围堰施工,承台封底采用水下砼一次性灌注完成,承台砼1次浇注。
2 方案及工艺 2.1 确定施工方案
(1) 水深8m,不深也不浅。
(2) 承台大小9.6m×9.6m×4.0m,不大也不小。
因此,S1N1承台拟采用单壁桁架有底钢围堰施工,现场分块拼装。 2.2 承台标高确定
通过与监理、业主、设计多轮会商,确定承台标高由原设计标高提高50厘米,承台顶标高定为-0.5米,承台底标高定为-4.5米。
2.3 承台施工工艺
S1N1承台施工工艺流程如下:
1)施工准备、2)河床清理、3)围堰下沉平台安装、4)底篮拼装平台安装、5)底篮拼装、6)下层、上层侧模安装、7)围堰下放、8)封底、9)承台钢筋绑扎、10)承台砼施工、11)养护、
2.4 钢围堰设计 设计思路:
1)S1N1共6个承台,一样的构造,一样的标高。
2)承臺横桥向、纵桥向四个边直线段一样;四角为一样的倒角。 3)侧向力:8米水深动、静水压,4米高C40砼。
4)竖向力:钢围堰自重、4米高C40砼、封底砼重、800t水浮力、封底砼与钢护筒握裹力、风力。
5)钢围堰构造。 钢围堰由6部分构成。
(1)侧板。
单个钢围堰竖向分为2层,4m高/层;平面上分为2种型号8块:6米直线段4块,R1米1/4圆弧段4块。块与块间栓接,栓孔间距20厘米,φ24mm孔,M20mm高强螺栓。
侧板由里往外依次为8mm钢板、50厘米间距横背单根[10槽钢、50厘米宽竖置桁架,1000厘米间距横背[10单根槽钢。
桁架弦杆、斜杆、立杆均为[10单根槽钢,弦杆间距40厘米,立杆间距50厘米。
(2)底板。
底板为80厘米厚C50砼。 (3)底篮。
底部为6mm厚钢板,上置由2I25双拼工字钢所构框架系,钢板-工字钢焊接,改变常规套箱底篮下梁上板的做法为下板上梁,即将套箱底钢板置底,工字钢梁置上焊牢在底板上,充分利用底篮承重梁作为封底砼的主骨架,这样封底砼
就形成型钢砼结合梁板,有效降低了吊箱底篮和封底砼总厚度(总厚度为60cm),同时套箱底篮系的强度大大提高,提高了抗压承受能力。
(4)内撑。
顺桥向、横桥向各1根φ35cm×7mm钢管,距钢围堰顶3米。 (5)悬吊系。
侧板在四角布置4个吊点,底板上纵横中部均匀布置12个吊点,吊点用[10槽钢和20mm钢板焊接,吊点与底篮I25工字钢焊接,吊杆为φ32mm精轧螺纹钢,吊杆上承于下沉平台(贝雷梁构成,支承于钻孔平台钢管桩上)。
(6)反压系。
封底砼凝固后,抽水前, 把2I25工字钢用[10槽钢与钢护筒焊接,每个钢护筒及中部钢管周围竖直沉入I25工字钢,工字钢上部水面以上与钢护筒焊接。形成反压体系。
抽水结束,每个钢护筒及中部钢管,反压法兰在承台底上20厘米高度范围内与钢护筒或中部钢管焊接。
反压法兰焊接完毕,割除上部反压体系。 2.5 钢围堰加工 2.6 拼装和下沉钢围堰
1)拟施工承台钻孔桩声测检验合格。
2)潜水员下水通过挖、凿、抽、吊清理河床至规定标高,且无杂物。 3)在拟施工承台水面上1米,钢护筒割孔,穿2I25工字钢,形成拼装平台。 4)在拼装平台上安装钢围堰底篮。
5)平板车运输钢围堰侧板至河岸,吊机吊上驳船,拖运驳船至拟施工承台附近。
4)50t水上吊机,分块安装钢围堰侧板,先装下层,后装上层。块与块间安放止水胶带,螺栓拴紧。
5)侧板安装完毕,安装吊杆,吊杆中间用连接器接长,两端螺母连接。
侧板四角和中间共布置8个20t手拉葫芦。 6)提高20厘米钢围堰,抽出平装平台工字钢。
7)每个下放葫芦配置2个工人,每2根吊杆上端配置1个工人。 8)葫芦工人和螺母工人交替操作,约10个小时钢围堰可下沉到位。 9)通过葫芦适当调整钢围堰平面和竖向位置。
10)潜水员下水放置钢护筒和钢管边封口钢板,并焊接。
11)考虑到钻孔平台钢管桩附近贝雷受力过大,为使中间钢管受力,在中间吊点位置下放2组贝雷,并下移相应吊杆上端螺母就位。
12)在低水位时,在水面处钢围堰割洞安装稍大口径水龙头,打开水龙头。 2.7 浇注封底砼 1)C50砼要求。
单个承台封底砼67.1m3,根据砼的初凝时间宜控制其浇注时间为5~10小时左右;砼的坍落度要求控制在18~22cm;初凝时间8~10小时,并采用1~3cm粒径石子作粗骨料。
2)砼封底是整个承台施工的关键工序,必须一次浇注完成。
3)在钢护筒或承台中间钢管桩焊接共布置5个灌注点,泵管管口离砼底板面约30cm,泵送。靠近栈桥的C承台,泵车站立栈桥上直接灌注,远离栈桥的A、B承台增加1台泵车站驳船上中转。5个浇注点,对称依次灌注,单点灌注砼顶面标高到位后换点灌注,在5点灌注完后,检查各处砼面标高,必要时补足砼。
2.8 安装反压系
为平衡抽水后水对钢围堰整体浮力,须安装反压系,通过反压系把浮力反力传至灌注桩上,从而确保抽水后鋼围堰整体安全。
2.9 抽水
关闭水龙头,开始抽水,抽水过程,严加观察钢围堰状况,钢围堰侧板刚 度并不够则加强内撑,底板强度不够则加强反压。
抽水结束,立即在承台底以上20cm高度内在钢护筒四周焊接下层反压法兰,转换反压系。
2.10 拆除上层反压系。
2.11 按常规方法清理底板和破除桩头。 2.12 按常规方法加工和安装承台钢筋。 2.13 安装承台砼冷却管,布置冷却系。 2.14 浇注承台砼。 3.承台混凝土施工 3.1 质量控制标准 3.2 承台砼的浇注和养生
(1)浇注混凝土前,模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。 (2)卸料采用流槽方式、砼输送泵送方式。
(3)混凝土浇注分层进行,分层浇注高度30cm。分层浇注,前后两层混凝土浇注间隙不得超过混凝土初凝时间。
(4)浇注时每个承台配4台以上插入式振动机,操作原则为快插慢拔,每一个振动点振捣时间20-30秒,时间不宜过长,以防造成离析现象,并严格控制振动棒插入深度(可在振捣棒上进行标记),上层振捣插入下层50-100mm,以便利用上下层砼连成一个整体。振捣过程中,采用插入式振捣器振捣。使用插入式振捣器振捣时,移动间距不应超过振动器作用半径的1.5倍;与侧模应保持50~100mm的距离;每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒;应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。对每一部位振捣到位,使混凝土振捣密实,其标准是砼停止下沉,不冒气泡,表面平坦。
(5)在浇注过程中或浇注完成时,如混凝土表面泌水较多,须在不扰动已浇注混凝土的条件下,采取措施将水排除。继续浇注混凝土时,应查明原因,采取措施,减少泌水。
(6)承台砼一次浇注完成。
(7)混凝土浇注完成后,对混凝土裸露面应及时进行修整、抹平,待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。当裸露面面积较大或气候不良时,应加盖防护,但在开始养生前,覆盖物不得接触混凝土面。
(8)砼浇注终凝后,每天进行浇水养护,砼表面湿度保持在90%以上,连续7天,养护期间严禁堆载重物。
4 结语
通过实际操作施工,我们在套箱的加工和拼装过程中进行了大量的工艺革新、由于我们对许多个别的情况进行认真的分析和准备,并争取了有效的应对措施,在极其困难的情况下,主墩6个承台的封底均一次成功,且经过了+3.5(8m水深)洪水位的考验,抢在大的汛期之前完成主墩承台的施工任务,缩短施工周期,降低施工成本,并确保了封底的成功,为大桥施工的顺利进行了奠定了坚实的基础。
参考文献
1、 JTJ024-85《公路地基与基础设计规范》 2、 JTJ041-2000《公路桥涵施工技术规范》
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