貝雷鋼桁架橋貝雷鋼桁架橋 施工技術方案施工技術方案 貝雷鋼桁架橋施工技術方案 1 工程概述工程概述 電站建設需要在壩下游約 750m 處設計施工鋼桁架橋 全橋長 155 448m 24 384m 30 48m 3 39 624m 限載 60t 橋面凈寬 4 2m 0 橋臺 為 6 5 1 5 1 5m 尺寸混凝土結構 1 4 橋墩采用 1 2 8m 挖孔樁 5 橋 臺為重力式擴大基礎 蓋梁 橋臺頂面高程 EL3059 5 米 1 1 地質地質 建橋位置無地質資料 根據壩址鉆孔及物探資料推測 上部為第四系全新 統砂礫石 Q4al sgr2 厚 2 5 7 5m 地基承載力 450 500kPa 其間局部夾有 粉細砂層透鏡體 含礫中粗 中細砂層 Q3al 1 連續分布在下部 厚 5 12m 地基承載力 250 280kPa 砂層較密實 不會產生震動液化 其下為沖 積含塊石砂礫石層 Q3al 厚度 9 9 16m 地基承載力 460 500kPa 下部 為沖積中 細砂層 厚度9 17m 再以下為厚層砂礫石層 1 2 洪水洪水 汛期為 6 9 月 枯水期為 11 月 次年 4 月 枯期 P 10 流量 431m3 s 和 P 20 流量 410m3 s 貝雷橋設計洪水為 2910m3 s P 10 設計洪水 位 EL3057 2 原河床行洪寬度 洪痕 155m 1 3 主要工程量主要工程量 土石方回填 28510 m3 樁基成槽 189 28m2 樁基 C25 砼 189 28 m3 墩柱 C25 砼 32 24 m3 蓋梁 C30 砼 50 04m3 0 橋臺 C30 砼 14 6 m3 5 橋臺 C25 砼 212 m3 鋼板 1 6t 鋼筋 20t 鋼筋籠裝塊石 600 m3 漿砌石 174 4 m3 漿砌石 C15 砼基礎 63m3 橋面鋼結構約 327 9t 1 4 施工時段施工時段 樁基施工平臺填筑于 2012 年 4 月 3 日開始 5 月 20 日完成橋面以下土建 施工 橋面安裝于 5 月 20 日開始 6 月 15 日完成 2 橋面以下土建施工方法橋面以下土建施工方法 2 1 橋面下部結構設計橋面下部結構設計 2 1 1 樁基礎設計樁基礎設計 現場施工條件 抓斗成槽 單斗長 2 8m 寬 1 0m 樁頂受力計算表樁頂受力計算表 2 4 墩1 墩 上部恒載鋼棧橋 690kN 345kN 上部臨載 660kN 660kN 動荷載系數取 1 1 蓋梁自重 325kN325kN 墩柱自重 350kN 350kN EL3057 5 EL3052 5 合計 2025kN1680kN 鉆 挖 孔樁的容許承載力 P m0A 2 1 filiU 式中 P 樁的容許承載力 kN U 樁身截面周長 m 不計 100 150mm 擴大系數 fi 各土層極限摩阻力 kp 查鐵路橋涵地基和基礎設計規范 圓角礫 土 90 150 砂礫石層去 2 5m 厚 粗砂中密 70 90 中砂中密 45 70 Li 各土層的厚度 m A 樁底支承面 m2 樁底地基土容許承載力 KPa 砂層取 250KPa m0 樁底支承力折減系數 推薦值 0 9 0 7 本計算取砂礫石層厚 2 5 米 樁周摩阻力 90 KPa 砂層樁周摩阻力取 60KPa 安全系數取 2 0 P 7 6 60 L 7 6 90 2 5 0 7 2 8 250 2 2025 2 1 2 1 L 墩 11 9m 即 12m L 臺 8 8m 即 9 0m 原始河床 EL3052 5 以下為樁 2 1 2 5 臺擴大基礎應力計算臺擴大基礎應力計算 基礎容許應力取砂層 埋深 3 5m 250KPa 設計地質資料推薦值 臺身 砼尺寸 頂寬 2 0m 底寬 3 0m 高 5 0m 長 8 0m 荷載 1790kN 5 臺總荷 載 3470kN 安全系數取 2 0 基礎面積 27 76m2 2 1 3 配筋 樁 墩 蓋梁尺寸及配筋見附圖 配筋 樁 墩 蓋梁尺寸及配筋見附圖 樁 墩柱配置 22 構造鋼筋 墩柱鋼筋錨入蓋梁 鋼筋保護層 8cm 間距 20cm 蓋梁面層鋼筋網為 25 和 22 間距 20cm 分布筋均為 10 鋼筋 蓋梁高 1 40m 2 2 施工測量施工測量 前期利用監理提供的控制坐標 使用徠卡全站儀測出左岸 0 橋臺坐標 Z1 并于右岸標注 紅油漆 橋軸線方向 以指導施工平臺填筑 待砂礫石施工平 臺形成后 再測量放樣 0 臺 1 2 3 4 墩 5 臺軸線坐標 并插桿標注 墩 臺軸線間距 30 48m 樁底標高量測由現場施工技術員負責 EL3052 5 以下為樁 墩柱 蓋梁標高由測量人員負責 墩柱 蓋梁模板由測量人員放樣 2 3 樁基施工平臺填筑樁基施工平臺填筑 實測枯水期水位 EL3054 2 擬用砂礫石料填筑施工平臺高程 EL3057 2 保 證平臺高于河水位 1 5m 寬 18m 侵占河道 117m 前進端用鋼筋籠裝塊石 防護 即第一階段施工 1 4 墩 三跨 留右岸 40m 河道行洪 第二階段施工 右岸 5 臺 須架設 45m 臨時施工便橋到右岸 機械及施工用電到達右岸 運輸 砂石骨料水泥等至右岸施工區域 材料及機械過河后拆除臨時施工便橋 右岸 5 臺為擴大砼基礎 施工填筑砂礫石平臺僅高于水面 50cm 同時施工左岸 0 臺 2 4 樁基礎施工樁基礎施工 2 4 1 樁基施工方法樁基施工方法 橋墩樁基礎采用 HS843HD 抓斗施工 優質膨潤土泥漿護壁 水下 直升導 管法 澆筑混凝土 2 4 2 施工平臺及導墻施工平臺及導墻 條形樁基礎平面尺寸為 1m 2 8m 導墻結構為 4 塊 C25 預制混凝土條形導 墻 組合而成 頂寬 0 3m 高度 1 0m 組裝合成后導墻內凈寬 1 1m 長度 8m 導墻平行于條形樁基礎軸線 且對稱布置 其允許偏差為 1 5cm 2 4 3 施工用水施工用水 施工現場采用尼洋河河水 在圍堰下游安置潛水泵將水輸送至樁基工作面 2 4 4 泥漿制備和使用泥漿制備和使用 由泥漿攪拌站統一供漿 供漿及回收管路直徑為 100mm 本樁基使用添加正電膠的優質膨潤土泥漿 泥漿制備 a 正電膠泥漿的性能很大程度上取決于攪拌程序和攪拌時間 制備時需嚴 格控制 程序 清水 膨潤土 純堿 3 種組分先攪拌 5 分鐘 然后加燒堿和正電膠 再攪拌 5 分鐘 b 應按規定的配合比配制泥漿 各種材料的加量誤差不得大于 2 c 泥漿處理劑使用前宜配成一定濃度的水溶液 以提高其效果 純堿水溶 液濃度為 20 CMC 水溶液濃度為 1 5 泥漿使用 檢驗 a 新制膨潤土漿需存放 24h 經充分水化溶脹后使用 b 儲漿池內泥漿應經常攪動 保持指標均一 避免沉淀或離析 c 在鉆進過程中 槽孔內的泥漿由于巖屑混入和其它處理劑的消耗 泥漿 性能將逐漸惡化 必須進行處理 處理方法是 被使用過的泥漿通過泥漿凈化 系統 將土顆粒和碎石塊除去 然后把干凈的泥漿重新送回到槽中 新制正電膠泥將性能指標 密度 g cm3 馬氏漏 斗粘度 S 表觀粘 度 MPa s 塑性粘 度 MPa s 動切力靜切力失水量 PH 值 1 0440 5018 237 910 158 1220 219 5 2 4 5 工序施工工序施工方法方法 1 導墻安裝 在樁基施工位置開挖深 1m 寬 2m 長 8m 的基槽 將預制混凝土導墻起吊 在樁位位置組裝 導墻端頭部位用鋼軌和方木支撐 定位 用沙袋封堵端頭 安裝好后在導墻外側回填粘土夯實 2 造孔成樁 采用 HS843HD 抓斗 純抓法 快速成槽 抓槽過程應及時向槽內補漿 保 持槽內液面高度在導墻以下 0 5 米以內 嚴防塌孔 樁孔終孔檢查合格后 報 請現場監理工程師進行樁位 樁深及樁形全面檢查驗收 孔斜率小于 0 4 合 格后進行清孔換漿 3 清孔換漿 樁基礎清孔換漿采用 氣舉法 孔形驗收合格后 先用抓斗將槽孔底沉 渣抓出 沉淀后檢查泥漿性能 如不能達標則再采用 氣舉法 清孔或對槽孔 用新鮮泥漿進行置換 清孔換漿結束后 1h 在槽孔內取樣進行泥漿試驗 結束標準 槽孔內淤積 厚度不大于 10cm 使用膨潤土時 孔內泥漿密度不大于 1 15g cm3 泥漿粘度 32 50s 馬氏 含砂量不大于 6 4 吊裝鋼筋籠 鋼筋籠現場制作 保護層 80 mm 每 2 米于主筋是焊接 6 道耳朵筋 用 22 鋼筋彎成耳朵形狀 長 40CM 高 7CM 錯接頭 50 每 2 米用 22 鋼筋設加勁 箍一道以防吊裝變形 鋼筋接長采用 20 鋼筋幫條搭接焊 鋼筋加工過程不能停 止清孔 鋼筋籠吊裝就位后應固定 檢查樁中心 重視防止砼澆筑過程中鋼筋 籠上浮 5 混凝土 樁基 C25 混凝土由混凝土生產系統拌制 9m3 砼罐車輸送至澆筑槽口 經 分料斗和溜槽將混凝土輸送至漏斗 澆筑導管均勻放料 有利于保證混凝土面 均勻上升 混凝土性能指標滿足下列要求 1 入槽坍落度 180 220mm 2 擴散度 340 400mm 3 坍落度保持 150mm 以上 時間應不小于 1 小時 6 混凝土澆筑 1 澆筑導管裝配 混凝土澆筑導管采用快速絲扣連接的 250 的鋼管 導管接頭設有懸掛設 施并裝配 O 型橡膠密封圈 保證導管接頭處不發生水泥漿滲漏 每個樁基設 1 套導管 在導管的頂部設置數節長度為 0 3m 1 0m 的短管 導管安裝位于樁基中間 底口距槽底控制在 15 25cm 范圍內 2 混凝土入倉 混凝土澆筑采用壓球法 導管放入隔離塞球 開始澆筑混凝土前 先在導 管內注入適量的水泥砂漿 并準備好足夠數量的混凝土 以使隔離的球塞被擠 出后 能將導管底端埋入混凝土內 混凝土必須連續澆筑 槽孔內混凝土上升速度不得小于 2m h 并連續上升 至樁頂以上 30 50cm 3 澆筑過程的控制 導管埋入混凝土內的深度保持在 1 6m 之間 以免泥漿進入導管內 槽孔內混凝土面應均勻上升 各處高差控制在 0 5m 以內 每 30min 測量一 次混凝土面 每 2h 測定一次導管內混凝土面 在開澆和結尾時適當增加測量次 數 嚴禁不合格的混凝土進入槽孔內 2 4 6 樁基質量檢查樁基質量檢查 樁基終孔質量檢查項目主要有深度 厚度和孔斜 樁基設計厚度 100cm 樁基應平整垂直 防止偏斜 孔位允許偏差不得大 于 3cm 1 槽孔的位置 在槽孔兩端設置測量標樁 根據標樁確定槽孔中心線并且始終用該中心線 校核 檢驗所成墻體中心線的誤差 孔位的軸線允許偏差不得大于 3cm 2 孔斜測量 樁基造孔孔斜率不大于 0 4 遇有含孤石 漂石時其孔斜率應控制在 0 6 以內 3 樁基深度控制 孔深驗收應在現場監理的監督下使用專用的有刻度標識的鋼絲繩測量孔深 且使用前應對測繩進行檢查較準 樁基應到達設計深度 4 孔內泥漿性能指標 使用取漿器從孔內取試驗泥漿 試驗儀器有泥漿比重秤 馬氏漏斗 量杯 秒表 含砂量測量瓶等 槽孔清孔換漿結束后 1 小時 孔內泥漿應達到下列標 準 泥漿比重 1 15g cm3 泥漿粘度 馬氏漏斗 32 50s 泥漿含砂量 6 2 5 墩柱施工墩柱施工 鑿除樁頂砼 30 50cm 綁扎 焊接鋼筋 搭接焊縫長 10d 同一截面內鋼 筋接頭不超過 50 35d 或 50cm 均為同一截面 墩柱鋼筋錨入蓋梁 1 3m 模 板使用鋼模板拼裝 縱 橫向圍令用雙支 1 5 寸鋼管 間距不超過 75cm 拉 模筋用 12 鋼筋 縱 橫向間距不超過 75cm 砼運輸用 9m3砼罐車 入倉用 ZL50 裝載機或挖掘機 砼振搗用 2 寸軟軸振動棒 砼分層厚度 30 50cm 振搗 砼時振動棒應插入下層 5 10m 振搗間距不超過振搗范圍的 1 5 倍 砼密實的 標志 不冒氣泡 不顯著下沉 趨于平坦 泛漿 砼振搗時不漏振 不過振 C30 砼塌落度 7 9cm 2 6 蓋梁施工蓋梁施工 蓋梁水流向上 下游各外挑 185cm 兩側各用 1 5 寸鋼管搭設雙排承重 腳手架 立柱間距不大于 80cm 地面用 5cm 厚木板置墊 蓋梁垂直水流向外 挑 25cm 搭設單排腳手架承重 腳手架須于地面設地腳拉桿 水平拉桿高度不 超過 1 2m 蓋梁底模形成后綁扎鋼筋 砼用挖掘機入倉 嚴格控制砼高程并抹 面 砼結束后及時安裝 2 片鋼板 1000 1000 20 嚴格找平 2 7 5 臺施工臺施工 2 7 1 基礎施工基礎施工 擴大基礎 8 0 4 0m 埋置于 EL3054 5 以下 3 5m 用挖掘機開挖砂礫石 靜水中澆筑 C25 砼 基礎澆筑時可摻填 35 左右的塊片石 塊石潔凈 強度大 于 30MPa 砼澆筑從一個方向進行 可利用挖掘機于四周入倉 平倉砼 嚴 禁挖掘機向靜水中拋灑砼 砼應是 趕水 的方式澆筑 砼收倉面可出露塊片 石隼 15 20cm 距周邊 30cm 砼左右可不振搗 2 7 2 臺身砼臺身砼 臺身 C25 砼高 5 0 m EL3054 5 EL3059 5 分兩層立模澆筑 砼澆筑時同 樣可摻 35 的塊片石 但臺頂 EL3059 5 以下 80cm 范圍不再摻塊片石 3 橋面施工橋面施工 橋面鋼結構采用 懸臂推出法 架設 即橋梁構件在左岸組裝平臺滾軸上 預先拼裝 然后用機械將橋梁平穩而緩慢的推出 拼裝 推出作業循環 直達 對岸墩 臺搖滾后就位 1 回填左岸組裝平臺 40 10m 推出點向場地后方降坡 5 在鋼棧橋拼 裝前測控 標志各墩臺 橋軸線 并向組裝場延伸 2 依據橋軸線在左岸組裝場放置枕木并固定 在枕木上擺放二組平滾 平 滾間距 4 54m 在對岸橋軸線上設置 5t 卷揚機 3 橋的導梁和橋跨是在推出岸邊拼裝 邊推出 即拼幾節后便向前推出 這時要特別注意隨時核算橋梁的重心是否超出搖滾之外 以防拼裝好的橋梁結 構傾覆 一般作法是 橋梁向前推出時 應使拼裝好的橋梁結構重心至少離搖 滾有一個橋節 4 在滾輪上拼裝橋梁結構時 必須防止橋梁在滾輪上突然滑動 常用一根 自動銷穿過桁架下弦直插入滾輪的托架內 5 在橋梁推出之前 應在所有滾輪旁安排一名作業手 觀察橋梁結構在推 移過程中的異常情況 如滾輪跳動 滾輪下墊板不均勻沉降 橋軸線偏移 或 其他不利于橋梁結構推移的情況 一旦出現上述情況 作業手應立即發出預先 規定的停止橋梁結構推移的信號 通知指揮員立即停止推移 待異常情況完全 解除后 然后再緩慢繼續向前推出 直達對岸搖滾上 6 梁可采用推或拉的方法跨過河谷 直達對岸的設計位置 長橋容易偏離 橋軸線 最好采用拖拉法 在水平的架設場地 移動橋跨所需要的力可以保守 地估計為橋跨總重的十分之一 力量應對稱地施加于橋軸線的兩側 否則會造 成橋跨結構偏離橋軸線 無論推或拉 都要使施力的構件要有足夠的強度和剛 度 以免造成構件損壞 7 在橋梁的推移過程中 需要采用相應的措施使橋跨結構能及時制動 以 避免橋跨結構滑過設計位置 8 當橋跨結構的導梁快推移到對岸落地滾時 要檢查導梁是否與滾輪對正 必要時 要暫停推移 待糾正導梁至正確位置時再推移 糾正的方法可采用推 拉的方法將導梁的前端稍許向左右移動 或者撥動橋梁的尾部來進行糾偏 但 這種糾偏的方法 必須是在橋梁接近平衡點容易轉動時才能達到 也可以在吊 車的幫助下實現糾偏 如果導梁過低或過高 不能落到滾輪上通過時 這時必 須對滾輪的高度進行調整 9 當橋梁結構推移到設計位置 并落到兩岸搖滾上時 應先將全部導梁拆 除 安裝好橋梁端柱 然后用千斤頂將橋梁頂起 移去搖滾 使橋梁落到支座 上 千斤頂頂起的位置 應盡可能設在桁架豎桿或斜桿與桁架弦桿的交點處 避免千斤頂的支承反力造成弦桿的彎曲或折斷 同時還應在千斤頂與弦桿之間 放置墊板 將千斤頂的反力均勻分布到桁架弦桿的兩個槽鋼上 為了保證落橋 的安全 在橋梁的兩端不能同時支承在千斤頂上 先將橋的一岸降落 然后降 落另一岸 為防止橫傾 需同時頂起橋梁結構一端的兩側桁架 特別提請注意的是 在橋梁拼裝時 當后一節橋梁尚未連結上時 不要急 于擰緊前一節橋的連結螺栓 使橋梁結構具有一定的柔性 便于后續構件的拼 裝 尤其重要的是 在橋梁結構未擰緊螺栓的節間數 不能超過 3 個節間 其 余必須擰緊 其次是橋梁推出時 用力必須均勻 速度緩慢而平穩 決不可操 之過急 同時應盡可能采取有效措施 減少懸出部分的震蕩 推進的方向要嚴 格控制 隨時注意糾偏 推橋要有嚴密的組織 統一的指揮 指揮員要站在橋 上 其位置要既能看到對岸搖滾 又能觀察到橋梁在推進過程中的一切情況 推橋時 各組動作要協調一致 所有人員必須聽從指揮員的命令 10 落橋之后 應取出千斤頂 立即鋪設剩余的鋼橋橋面 擰緊所有螺栓 并完成最后檢查 4 工期工期 土建工期力爭在枯水期 四月 結束 橋面安裝工期可進入汛期 5 機械配置機械配置 住友 SH210 挖掘機 1 臺 ZL50 裝載機 2 臺 20t 自卸汽車 2 臺 9m3砼罐 車 2 臺 HS843HD 抓斗 1 臺 15t 汽車吊 1 臺 50t 千斤頂 10 臺 5t 卷揚機 1 臺 電焊機 3 臺 3