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五、资源、进度计划62
1、机械计划62
2、人员计划63
3总体进度计划64
一、编制依据
1、湖南省长沙至湘潭高速公路(复线)项目土建工程招标文件
2、湖南省长沙至湘潭高速公路(复线)——两阶段施工图设计
3、国家和交通部现行有关标准、规范、导则、规程、办法等,主要有:
1)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2000)
2)《公路工程质量检验评定标准》(JTJF80/1-2004)
3)《市政桥梁工程施工及验收规范》(DBJ08-225-97)
4)《公路工程施工安全技术规程》(JTJ076-95)
5)《钢结构设计规范》(GB50017—2003)
6)《港口工程荷载规范》(JTJ254-98)
7)《水利水电工程钢闸门设计规范》(DL/T5039-95)
8)《混凝土结构设计规范》(50010-2002)
9)《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)
10)《混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)
11)《通用硅酸盐水泥》(GB175-2007)
12)《工程测量规范》(GB50026—93)
13)《建筑结构静力计算手册》
14)《建筑施工计算手册》(第二版)
4、项目相关部门批准的相关文件。
二、钢围堰专项施工方案
1、概述
1.1、工程概述
本合同段工程为湖南省长沙至湘潭高速公路(京珠高速公路复线)湘江特大桥湘江主桥及湘江西岸引桥部分土建工程,工程东起于长沙市望城县新康乡洪家洲西侧湘江河漫滩,主桥横跨湘江主航道,引桥跨湘江西岸大堤,西止于新康乡谭落湖,距离望城县城约8km。
主桥58#主墩处河床面标高为14.72m,59#主墩处河床面标高为15.89m,P57、P60和P61墩处河床标高分别为22.39m、21.62m和26.63m,西岸堤顶标高为35.957m。
工程起止桩号为K112+183.1~K113+458.1,其中江上段长约505m,陆上段长770m,桥跨组合为(115+195+115)m+(45+70+45)m+2×
(4×
30)m+3×
(5×
30)m,全长共1275m。
主桥结构:
左右幅分离,上部结构为预应力混凝土连续刚构,采用挂篮悬臂逐块段施工,下部结构主墩采用矩形双薄壁墩身,基础采用直径2.5m钻孔摩擦桩,矩形下卧式承台,边墩墩身采用矩形单薄壁墩,基础采用直径1.8m的钻孔摩擦桩,矩形下卧式承台。
边墩处各设置一道D320型伸缩缝。
主桥各墩58#、59#承台均为矩形截面,其中58#墩承台顶标高+13.0m,底标高+8.5m,承台厚4.5m;
59#墩承台顶标高+18m,底标高+13.5m,承台厚4.5m。
两墩均为下卧式承台,采用钢围堰施工。
钢围堰是承台干施工的临时挡水结构以及承台混凝土浇注时的侧模,水中基础全部施工完成后拆除钢围堰。
根据变更,58#墩承台顶标高调整为+18m,底标高为+13.5m,承台厚4.5m。
主桥钢围堰采用无底、双壁结构,堰壁厚度1.5m。
主墩钢围堰总高度18m,韧脚1.5m,挡浪板高度1.5m,设计顶标高+28.5m,底标高+10.5m,重量为569t。
在围堰壁腔内浇筑3m高C20的夹壁砼,共计380m3。
主墩围堰封底砼厚度为2.5m,混凝土方量为1211m3。
封底混凝土为整体式一次性浇筑,在承台施工中另行加入模板进行左、右幅隔离,施工承台。
主墩钢围堰承台平面布置图如图1.1-1,主墩钢围堰施工承台平面结构形式如图1.1-2所示。
图1.1-1钢套箱立面布置图
图1.1-2钢套箱平面布置图
1.2、气象水文条件
1.2.1、气象条件
温暖湿润,也是北
本项目所在地气候处在中亚热带向北亚热带的过渡地带,方冷空气频繁入境的“风口”所在,因此冬季冷空气长驱直入,春夏冷暖气流交替频繁,夏秋晴热少雨,秋寒偏寒。
多年平均气温16.5~17℃,一月平均气温3.8~4.7℃,七月平均气温29℃左右。
年平均降水量1200~1302毫米。
无霜期258~275天。
雨多集中于3~8月,约占全年降雨量的69%,年均蒸发量1238.1mm,年平均气温17.9℃,极端最高气温41.0℃,极端最低气温-11.8℃,年平均风速1.9m/s,最大风速25m/s。
1.2.2、水文条件
桥位区所处湘江主航道水位及流量随季节变化较大,受雨水控制明显,每年3~9月为雨季,水量较丰,水位较高,并夹带大量泥砂,10月~次年2月为枯水季节水量一般较小。
据调查,6~7月份水位最高,个别年份持续到8月份,其中1998年6月27日达最高为35.42m(国家85高程,以下标高均采用此系统),9月份以后水位逐渐回落,直至11~12月份水位最低,2003年11月1日水位最低为21.29m(根据1992年~2006年上游30km长沙水文站统计数字,枯水期坡比万分之0.57)。
设计施工水位29.48m,2000年~2008年平均最高水位32.44m,2000年~2006年平均水位27.42,平均最低水位24.02m;
2007年全年水位均没有超过28.14m,2008年全年水位超过28.14m仅7天,最高水位31.09m,目前水位约27.5m。
本区根据洪水流量、水位、过水面积推算水流流速约1.60m/s。
1.2.3、地震基本烈度
地震烈度:
本桥所处地区地震动峰值加速度为0.05g,抗震设防烈度为VI度。
1.2.4、通航等级
本桥航道等级:
内河II(3)级。
1.3、地质条件
1.3.1、场地工程地质条件
湘江特大桥湘江主桥跨越湘江河床,水面宽约600m。
根据钻探揭露及工程地质调绘,桥址区土层包括第四系全新统冲积(Q4al)粉砂、粉质黎土、园砾、细沙、更新统冲积(Qpal)含砂粉质黎土、园砾、砾砂、卵石和早第三系(E)砾岩等。
根据工程地址调绘及区域地址资料,桥址区无活动结构,场地稳定性较好。
表1.1-1工程地质层组特征及承载力参数表
工程地质单元体
磨阻力标准值qik(KPa)
承载力基本容许值fao(KPa)
粉砂
30
80
Q4al
粉质黏土
圆砾
120
350
中砂
60
250
含砂粉质黏土
300
Qpal
砾砂
卵石
160
500
E
砾岩
600
1.3.2、地基土条件分析及评论桥址区上部为稍密、局部为中密状的粉砂、粉质黏土、中砂等,中部为含砂粉质黏土、圆砾等,其下为卵石,下部为砾岩。
2、施工工艺钢围堰施工工艺见图2-1
图2-1钢围堰施工工艺图
3、钢围堰施工概述
3.1、施工准备
承台钻孔桩施工完毕后,拆除钻孔平台,在护筒上焊接钢围堰拼装平台以及导向装置,拼装平台顶标高+25m;
导向装置采用上、下双层导向,上导向设置在钢护筒上,主要控制围堰顶部平面位置;
下导向固定围堰壁上,跟随围堰一起下沉,主要控制围堰底部平面位置。
3.2、钢围堰施工过程
钢围堰均在后场分块制作,经检验、试拼合格后汽车运输至60#墩临时码头,通过运输船运至施工墩位处。
主桥钢围堰通过80t浮吊对称拼装焊接。
焊接完成后,钢围堰用4台100T和2台200t连续提升千斤顶分节下放入水,浇注夹壁混凝土,注水吸泥下沉至设计标高。
根据入泥后具体情况进行围堰内部及外围基底抛填或清理施工,一次性浇注水下封底混凝土。
封底砼达到强度后,抽干水进行承台的施工。
4、施工起重设备
4.1、加工起重设备后场钢围堰加工起重设备采用一台5T、一台10T龙门吊和一台50T汽车吊。
4.2、施工起重设备
主墩钢围堰施工起重设备采用80t浮吊及50T履带吊施工。
5、主桥钢围堰施工
5.1、主桥钢围堰设计条件
工程钢围堰采用双壁无底围堰,施工水文条件按照二十年一遇考虑
59#墩钢套箱设计基本参数
1、钢围堰顶标高
2、钢围堰底标高
+28.5m
+10.5m
3、承台底标高
+13.5m
4、承台顶标高
+18.0m
5、河床标高
+17.2m
6、施工期高水位
+28.0m
7、施工期低水位
+22.5m
8、施工(抽水、浇注承台)水位+25.5m
9、套箱下沉时水位
10、钢筋混凝土容重
26kN/m
3
11、混凝土的干容重
24kN/m3
12、湿砂的容重
17kN/m
13、钢围堰内口尺寸
16.6m×
36.1m
14、钢围堰外沿尺寸
19.6m×
39.1m
15、钢围堰壁厚
1.5m
16、钢护筒直径
2.85m
17、最大水流流速
1.6m/s
18、封底砼强度等级
C25
19、封底砼厚度
2.5m
20、护筒与封底砼间的粘结力
f=135kN/m2
21、施工现场起吊能力
15ton
22、夹壁砼顶标高
(本方案以59#为例,58#按照此方案实施)
5.2、钢围堰结构
钢围堰由壁体、刃脚、内撑等三大部分组成。
壁体主要由隔舱板、箱梁、水平环板、横向联系撑及内外壁板构成。
刃脚高度1.3m,挡浪板高1.5m,其它壁体结构作成双壁式。
双层板架结构间距为1.0~1.2m,在双层板架之间设置竖向箱形梁、垂直舱壁板作为一级支撑结构,水平设置环形板作为二级支撑结构。
垂向设置次梁为三级支撑结构。
内外壁之间通过横向联系撑和舱壁板连接而形成整体。
内撑设置两层,主要有纵向和横向支撑,共同构成平面框架,与钢围堰壁板一起形成较为完整的稳定结构体系。
纵横向支撑采用?
1000×
10mm钢管。
主墩钢围堰重575t(包括内支撑和连通器)。
钢围堰尺寸及标高如下表5.2-1。
表5.2-1钢围堰尺寸及标高表
墩号
项目
单位
59#
围堰型式
无底双壁钢围堰
平面尺寸
m
39.1×
19.6m
围堰高度
18m
围堰壁厚
围堰底标高
夹壁砼标高
封底砼厚度
5.3、钢围堰加工
5.3.1、加工场地建设
钢围堰加工在钢结构加工场进行,加工场前期主要工作为钢护筒加工。
钢围堰加工前需对场地进行整理,用C20整平出一块加工区,加工区大小为40米×
8米。
加工场内设置10T龙门和3T龙门各一台。
图5.3-1钢围堰加工场地平面布置
5.3.2、加工工艺及流程
钢围堰制作总体工艺采取先进行散件下料加工,在场内按设计分块制作成块件,再将块件运抵施工现场进行组拼焊接。
图5.3-2钢围堰分块制作工艺流程图
5.3.3、壁体分块
1)、分块原则
钢围堰壁板分块遵循以下原则:
1块件能满足现场起重设备起吊要求。
2制作场地及出运条件满足要求。
3汽车运输能具备每个块件运输要求。
4采用运输船能转运至施工现场。
5壁板分块尽量避开隔舱板,满足隔舱注水要求。
错误!
未找到引用源。
在满足以上要求的同时尽量减少分块数量,以减少现场块件拼装工程量,加快块件拼装进度。
2)、分块
钢围堰总高度为18m,竖向分六节,分节长度3.5m+3m+3.2m+3.3+3.5+1.5m。
钢围堰水平方向分为10块,分块单元最重为13t。
钢围堰分块见图5.3-3。
图5.3-3主墩钢围堰分块图
5.3.4、壁体制作
1)、放样及划线
放样是保证钢围堰质量、提高劳动效率、节约材料的重要工作之一。
放样在胎架上进行,其主要作用是确定各构件的实际形状尺寸及相互间的相关关系。
根据设计图放样绘制施工工艺图作为板材、型材下料的依据和制作胎架的样板。
2)、下料及预加工
a板材下料采用半自动切割机下料。
b无论采用何种形式下料,其边缘应平整光洁无氧化物、缺棱等现象。
c下料时需进行构件编号,并用记号笔书写清楚。
3)、壁板制作壁体的内、外壁板由若干张钢板组成,需预先拼制。
拼板在平台上进行,先拼端接缝,后拼纵接缝,拼好后双面采用焊接。
焊缝质量须达到《钢结构工程施工及验收规范》中规定的二级焊缝标准。
4)、水平框架制作水平框架:
包括水平环板、斜撑、连接板等构件组成。
拼装前在平台上按
1:
1放出框架的地样,然后按地样进行组装、焊接。
5)、立体分段组装壁板立体分段组装包括内、外壁板、竖向角钢、隔舱板、水平框架、竖向加强桁架及钢箱。
立体分段组装应在专用胎架上进行,组装时先将外壁板吊在胎架上定位,安装竖向角钢、吊装水平框架、隔舱板,最后吊装内壁板,组装程序:
外壁板→外壁竖向角钢→水平框架→隔舱板加强板→钢箱→内壁竖向角钢→内壁板→吊耳。
装配完毕后进行外壁板与水平框架的焊接,然后吊离胎架,翻身进行内壁板与水平框架的焊接。
图5.3-4钢围堰组拼胎座布置图
5.3.5、钢围堰加工要求1)、焊接工艺和材料要求
焊接材料:
手工焊一般构件选用E4303(J422)焊条。
①基本要求
a焊缝应清除油污、氧化物等杂物;
b焊缝坡口型式应符合技术要求,过渡性坡口需光顺平滑。
c施焊人员应有操作证,并能按工艺技术要求熟练操作施工。
②焊接程序
a各阶段施焊均应选择合理的焊接程序。
b分块焊接、总装焊接均应选用双数焊工,从中央向四周对称施焊,其焊接电流、焊接速度力求一致,以减少构件的焊接变形。
③材料技术要求
a各类材料的品种、规格、材质均应符合设计图的要求并有材质证明或产品合格证。
b不具备以上要求的材料不得投入生产
图5.3-5焊缝坡口大样图
2)、加工规范要求
钢围堰制作材料均为Q235-B,材质应符合《普通碳素结构钢技术条件》(GB700-88)的规定。
钢围堰制作应按《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001),《钢结构工程质量检验评定标准》(GB50211-95)中的有关规定执行。
焊缝质量应达到《钢结构工程质量检验评定标准》中规定的二级焊缝标准。
3)、钢围堰加工尺寸钢围堰分块加工控制尺寸按照以下标准:
壁体分块长度:
+20mm壁体分块宽度:
+20mm壁体厚度:
+10mm
沿高度方向的倾斜度:
<
1/1000
4)、质量检验方法
a.焊缝探伤试验用超声波探伤仪对现场焊接的焊缝进行探伤检查,主要检查壁板和环板的对接焊缝;
对厂里加工的焊缝进行抽检探伤,按焊缝长度的20%进行抽查。
b.煤油浸透试验
首先用水将白石灰调成石灰浆,均匀涂刷在焊缝一侧,等石灰浆变干后用煤油涂刷焊缝另一侧,通过看石灰浆是否被浸透变色来检查焊缝是否有穿透性小孔。
主要检查现场施工的壁体焊缝和隔舱板焊缝。
5.3.6、壁体分块运输
壁板分块通过50T汽车吊15T平板汽车运输至60#墩临时码头拼装大块,再由浮吊运至施工现场。
在运输过程中,以及各分块在起吊装卸、搁置过程中,应避免其变形。
5.4、钢围堰下放前基坑开挖对围堰下放到位时围堰的受力情况进行分析,围堰靠自重不能下沉到位,需采取提前进行基坑开挖,减小围堰入土深度的办法使围堰下沉到位。
5.4.1、下沉系数的确定围堰重量为569T,G1=5690KN;
围堰壁体内浇筑3m高的填壁砼,其重量为:
G2=(39.1+16.6)×
2×
1.5×
(3-0.75)×
24=9023KN围堰壁内注水高度为27-13.5=13.5m,其重量为:
G3=(39.1+16.6)×
2×
1.5×
13.5×
10=22558KN围堰总重量为G=G1+G2+G=337271KN围堰下沉到位所受浮力为:
F=(39.1+16.6)×
(22.5-10.5)×
10=20052KN围堰的下沉力为:
N=G-F=17219KN围堰下沉到位所需克服的四周土体摩阻力为:
Fm=(39.1+19.6)×
120×
(15.9-10.5)=72187KN围堰下沉系数=N/Fm=0.24〈〈1。
结论:
围堰浇筑3m高填壁砼及壁仓注满水后,仅靠自重不能下沉到位。
5.4.2、基坑开挖深度
围堰下沉力所能克服的土体深度为:
h=17529/[(39.1×
2+19.6×
2)×
120]=1.24m围堰底口以上土层覆盖厚度为17.2-10.5=6.7m。
所以围堰下放到位需提高开挖土深度为5.4-1.24=5.46m。
5.4.3、基坑开挖
由于钢围堰较轻,仅靠自重围堰不能下沉到位,拟采用先开挖基坑5.46m,再下沉围堰的施工方法。
根据墩位处地质情况的不同,拟采用不同的方式进行开挖。
围堰入土的地层为粉砂层和圆砾层两种。
粉砂层采用气举反循环吸泥法开挖,圆砾层采用长臂挖机进行开挖。
1)、气举反循环吸泥法
58#墩地层主要为粉砂层,采用2台?
273mm空气吸泥机射水吸泥。
空气吸泥机头部设置高压射水嘴,进行射水破土。
空气吸泥机主要由空压机、吸泥管、供气管、射水管、高压水泵、吸泥器组成。
空气吸泥机加工两套。
空气吸泥机结构如图5.4-1所示。
图5.4-1空气吸泥机结构图(mm)
a.空压机
空压机采用1台20m3/min的空压机,一起向供气管输气。
b.吸泥管
吸泥管采用?
273×
11.5的导管加工而成,吸泥管由直管、出泥弯管和橡胶软管组成。
单根总长18m,通过快速接头连接。
c.供气管
空压机产生的空气通过供气管进入空气吸泥器。
高压气体稀释水后,密度减轻的水往上流,底部的泥砂、石子等覆盖物被水流吸起经吸泥管排出围堰。
供气管直径?
73,壁厚5mm,每节长9m,共2根长18m。
供气管采用法兰盘联结。
供气管用焊接在吸泥管上的加劲板固定。
d.射水管
遇到比较密实的覆盖层,需要进行射水破土,射水管通过一根?
73×
5的无缝钢管供水到空气吸泥器上部高压水仓,再分成3根?
5的对称吸泥管穿出吸泥器与吸泥管齐平。
射水管出口头直径缩小为?
40。
射水的固定方式与供气管相似。
e.水泵
采用一台高压水泵向射水管供应高压水。
水泵扬程250m,流量250m3/h。
f.吸泥器
吸泥器为一个?
600×
8mm钢管加工而成的空心柱,钢管高0.6m,上下用14mm厚的钢板密封,中间穿过吸泥管和射水管,顶部与供气管相接,吸泥器结构图见图
5.4
-2。
图5.4-2吸泥器结构图
吸泥器中间的吸泥管设置直径?
20mm的气孔气孔与钢管呈450向上夹角。
2)、长臂挖机开挖法
59#墩围堰入土地层均为圆砾层,拟采用长臂挖机进行开挖。
根据计算,挖至基
坑底长臂挖机臂长至少需要20m。
一个墩采用两台长臂挖机进行开挖,挖机长臂挖机置于浮船上。
基坑开挖方式为两台挖机沿围堰长边方向从两端分别进行开挖。
长边开挖到位后,驳船移到短边进行开挖,开挖土用驳船运至围堰范围以外。
基坑大面积开挖到位完后,采用空气吸泥对基坑底及钢护筒四周剩余土体进行清理。
图5.4-3长臂挖机基坑开挖示意图
图
5.4-4长臂挖机基坑开挖平面布置图
5.5、钢围堰拼装
5.5.1、安装拼装支架
钻孔桩施工结束后,拆除钻孔平台,将钢护筒用φ30cm钢管平联连成整体。
在外侧护筒上焊接围堰拼接支架,支架采用2H45型钢,采用上斜撑作为主要受力构件,支架顶面标高为+25m。
钢围堰的导向装置采用上、下双层导向。
上导向架为固定导向,安装在钢护筒上,采用工28型钢焊接而成,导向杆长3m;
下导向杆为移动导向,焊接在围堰内侧底部,长度为1m。
上、下导向装置处于围堰同一平面位置。
拼装平台平面布置见图5.5-1。
图5.5-1围堰拼装平台结构图
5.5.2、首节钢围堰拼装
1)、拼装顺序钢围堰竖向两层两节进行拼装成大块,钢围堰由80T浮吊从围堰短边向两侧长边对称拼装。
图5.5-2钢围堰平面分块拼装顺序
2)、拼装方法
拼装前,在拼装支架上即H45上放样出壁板拼装轮廓线,及每相邻块件间的拼装接线,并在外侧轮廓边线上焊制定位码子,以此控制钢围堰下口线的平面位置。
首节拼装时,由于围堰底部为刃脚段,需在支架处焊临时牛腿作为围堰支承点,同时在围堰内加焊临时支撑。
钢围堰上口固定及控制采用在钢护筒外侧焊接的导向装置,导向装置起到既对钢围堰壁体拼装时的临时支撑作用,同时也对钢围堰垂直度进行控制。
浮吊将壁板块件吊起至安装位置,下口通过定位码子就位后,与定位码子临时焊接加以固定,上部用型钢和护筒临时焊接,通过测量仪器校检平面位置和垂直度,校达到要求后,壁板与底板、壁板间进行连接。
钢围堰拼装接缝均采用焊接,围堰的连接主要包括:
a.面板的焊接;
b.水平横撑的焊接;
c.水平环板的焊接;
d.竖向加劲角钢的焊接。
水平缝的焊接采用在围堰内、外壁用角钢搭设三角支撑平台的方法焊接。
图5.5-4钢围堰拼装接缝布置图(内侧布置参照外侧)
3)、质量要求
首节围堰拼装好后质量要求如下
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