安庆长江铁路大桥主墩基础施工技术

安庆长江铁路大桥3、4号主墩基础施工技术讲座农代培2009年5月目录一、总体施工方案二、围堰制造组拼三、围堰下河方案四、围堰接高方案五、围堰定位系统六、锚啶施工七、浮运施工八、桩基和承台施工一、总体施工方案•主桥桥式布置图如下：一、总体施工方案1、3号主墩和4号主墩位于深水主河槽中，基础均采用双壁钢套箱围堰进行施工。2、辅通航孔5号墩基础采用独立定位桩平台加双壁钢套箱围堰进行施工；6号、7号墩采用栈桥定位桩平台加钢板桩围堰进行施工。3、上部钢梁采用架梁吊机散拼法安装。其中塔顶4个节间用浮吊安装；有索区节间用架梁吊机双悬臂安装；安庆侧无索区节间用龙门吊安装。钢护筒封底砼承台顶-6.00（岩面）+16.38φ52000(内径）2000φ56000（外径）-26.50-19.502000(第二段)-14.00（承台底）(第二段)(第二段)42880860014200200803号墩围堰立面布置图+16.380+15.880承台顶-6.000-14.000-21.020钢护筒封底混凝土河床-8.751-27.25φ56000φ520002000(岩面)(承台底)14200374008600146002000(第三节)（第二节）（第一节）4号墩围堰立面布置图二、围堰组拼方案•3号墩：单元件在南京加工，底节在安庆枞阳修船厂组拼下河，中、顶节在墩位接高拼装。•4号墩：单元件在南通加工，底节在桥位附近铁驳上组拼下河，中、顶节在墩位接高拼装。3号墩底节围堰组拼现场4号墩底节围堰组拼现场三、围堰下河方案下河方法分类轨道法气囊法整体吊装分瓣整体控制下放断缆下放浮吊龙门吊三、围堰下河方案1、3号墩围堰：采用断缆法气囊下河，然后再浮运到位。要点：1、确定合理下河高度。2、地点选择：场地大小满足需要；有一定天然坡度；吃水深度足够；3、地基承载力满足要求；4、考虑水位变化影响；围堰入水围堰组拼气囊布置当前水位1:40吊箱拼装位置25.025.0浮运最低水位当前水位1:40吊箱拼装位置1:18.21.3752.1251:11.81:10.00.55.0下河滑道处理示意图围堰托板气囊岸牛钢缆至15卷扬机150滑轮组钢吊箱转向用开口式滑轮钢围堰下河平面布置图岸牛至15卷扬机150滑轮组钢吊箱至15卷扬机岸牛150滑轮组至拖轮气囊法下河示意图三、围堰下河方案2、4号墩围堰：水上驳船平台上组拼，浮吊整体起吊入水，然后浮运至墩位。1200t浮吊专用吊具铁驳平台围堰4号墩底节围堰起吊入水示意图三、围堰下河方案3、起吊下河设计要点：a、确定围堰高度；b、船体：使用方头平板驳；进行必要的加固；船体互相连接；c、船面设施布置：马口；紧锚卷扬机；围堰支承座；测量标志架；d、锚啶系统设计；e、起吊方面：吊船起吊参数；吊点设计；吊具长度核实；围堰结构验算；四、围堰接高在第一节围堰下水后在什么地方、分几次、用什么办法安装完围堰其余高度的过程称为围堰接高。研究重点：对需吸泥下沉的围堰来说，是确定围堰着床时所需的高度H。H=出水安全高度+着床时水深+入床稳定深度需考虑的几个问题：•接高地点：临时地点或码头；墩位。•接高方法：是分块组拼还是整节吊装。•起吊设备：龙门吊机；大型浮吊。四、围堰接高1、3号墩接高在墩位处接高，分两节逐块组拼完成：第一节高8.6m，第二节14.2m。接高设备：浮吊施工要点：浮吊站位；覆盖范围；出露高度；压舱计算；操作平台；拉缆设置；2080086001420056000底节中节顶节水位+9.0四、围堰接高2、4号墩围堰在墩位处接高，分2~3段完成：第2段8.6m，第3段14.2m（或将第3段分成两节接高）。接高设备：方法同3号墩。问题考虑：稳定入土深度；沉降系数计算；定着床前高度；安全操作平台；注意事项：水泵抽水高度；计算吸泥限高；井壁砼多不灌；10300129001420056000底节中节顶节水位+9.0五、围堰定位系统1、围堰定位形式（主要有以下四种）•导向船+前后定位船锚啶定位适用地点：最常见。围堰尺寸不大，无水深限制。芜湖桥10、11号墩围堰定位示例五、围堰定位系统1、围堰定位形式•无导向船的锚啶定位系统（如大胜关及本桥3、4号墩）适用地点：围堰尺寸大、墩位水深情况。大胜关桥7、8号墩围堰定位示例下兜缆拉缆后定位船钢吊箱拉缆拉缆前定位船后定位船下兜缆下兜缆主锚锚链-5.00河床面钢丝绳钢丝绳锚链尾锚钢吊箱前定位船长江流向+7.00-37.56五、围堰定位系统1、围堰定位形式•无导向船、定位船的锚墩定位系统适用地点：有覆盖层、水深不大情况。泰州桥中塔墩沉井锚墩定位示例锚墩卷扬机五、围堰定位系统1、围堰定位形式•无导向船、定位船的围堰自身平台定位系统。适用地点：围堰尺寸巨大、深水或海上施工时。日本明石海峡桥主墩沉井定位示例五、围堰定位系统2、3号墩、4号墩围堰锚啶系统布置（1）、3号墩锚啶布置五、围堰定位系统2、3号墩、4号墩围堰锚啶系统布置（2）、4号墩锚啶布置前定位船后定位船围堰水流方向主锚(8t霍尔锚)边锚(1t霍尔锚)尾锚(8t霍尔锚)边锚(1t霍尔锚)拉缆400t铁驳1#3#5#7#9#11#2#4#6#8#10#12#14#16#17#19#21#18#20#22#27#25#23#28#26#24#29#31#30#32#33#35#34#36#拉缆五、围堰定位系统2、3号墩、4号墩围堰锚啶系统布置（3）、拉缆布置：分前后拉（兜）揽、边拉缆转向马口B(下边锚)(边锚)(上边锚)(上边锚)(下边锚)(上边锚)(下边锚)(下边锚)(下边锚)(上边锚)(上边锚)(上边锚)(上边锚)(下边锚)水流方向17#18#21#19#25#22#20#26#23#24#17#27#27#28#L7#L5#L3#(上拉缆)五、围堰定位系统3、定位船设计（布置）主锚边锚绳5t卷扬机单门5t滑车组转向马口15门40t滑车组10t导链连接座转向轮1#3#5#7#9#11#13#5t卷扬机1/2主锚布置8t卷扬机5门60t滑车组拉缆定位船边锚8t卷扬机单门5t滑车组5门60t滑车组10t导链连接座围堰边锚5门30t滑车组转向轮L7#19#L1#15#17#1/2拉缆布置问题：为何定位船或导向船的边锚绳都是采用交叉的布置形式？五、围堰定位系统4、锚啶系统设计（布置）原则•锚啶受力按作用期悬浮体系（前后定位船、导向船、围堰、停靠在导向船或围堰边的工作船等）上的风力、水流力之和最大值配备。河床考虑一般冲刷。•边锚、尾锚受力按主锚受力的50%布置。•作用在围堰上的水流力、风力由拉缆平衡。•需调查江中水域设施情况（有无电力、通讯管线、水厂取水设施、岸坡、覆盖层厚度）。•定位船与主锚的设置方向应符合墩位处最大流速时的流向，事先宜就墩位作流向测定工作。六、锚啶施工锚的类型：铁锚（海军锚、霍尔锚）；钢筋砼锚；海军锚霍尔锚霍尔锚霍尔锚特点：无杆转抓锚，制作简单，收藏方便，抓力大，抓住性良好，是中型船舶主锚选择对象，我国喜用。海军锚特点：抓力大，能稳固地抓住各种泥土，但收放不便。六、锚啶施工锚绳组成：钢丝绳+锚链+锚（铁锚砼锚）。锚链配件：末端卸扣单转环旋转卸扣肯特卸扣有档锚链末端卸扣单转环旋转卸扣末端卸扣肯特卸扣钢丝绳连接件配置一览表5＃锚4＃锚3＃锚2＃锚1＃锚高强度直型卸扣C锚链与霍尔锚和钢丝绳连接件E·SE·LJ·SK·SSWE合计36181836362222218182222222222111111111111111重型套环钢丝绳夹D56D36.5D56D36.52020202222164444435t编号序号54321368360648822011111六、锚啶施工CJSEELKSCELSWEES锚绳连接固定座卡环滑车组卡环重型套环钢丝绳夹钢丝绳双筒马口钢丝绳夹重型套环钢丝绳霍尔式铁锚卷扬机KS锚链连接示意图6-7倍钢丝绳直径钢丝绳夹使用方法钢丝绳夹重型套环六、锚啶施工（一）、准备工作1、锚•铁锚：按设计图备齐各类主、边锚。需调查自有数、需要租赁数或新购数，规定进场时间。•钢筋砼锚：事先在陆地或驳船上按设计图制作。陆地上用土模法制作；驳船上用模板制作。2、锚链：新购锚链标准长度一般为25m，设计时应将单根锚链长作成25m的倍数(如50m，75m，100m）。对自有锚链或租赁的旧锚链，事先分门别类摊放在地，统计各类各段长度，然后由设计人员将各段同型锚链匹配成与设计图相近的长度，据此算出连接卸扣数量，用卸扣连接组成设计所需的单根锚链长度；六、锚啶施工（一）、准备工作3、定位船：船体结构检查加固；舱面清理；按设计图焊接马口、系缆桩、固定座，安装滑车组、紧锚卷扬机。4、抛锚船：船头水平滚筒、竖直滚筒、导链板、脱钩器安装；卷扬机、保险柱安装；5、锚绳就位：在抛锚船舱面上按蛇形摆放好锚绳，拉好保险绳，固定脱钩器，最后挂锚。抛锚船舱面锚绳布置如下图：抛锚船舱面锚绳布置示意保险绳锚链钢丝绳铁锚水平滚筒垂直滚筒脱钩器活头绳卷扬机导链板脱钩器拉绳（内插标志杆）将军柱锚链摆放示意图抛锚瞬间脱钩器挂锚六、锚啶施工（二）、抛锚1、铁锚：多采用砍绳坠落法抛设。即将锚绳排布好的抛锚船用拖轮驶向锚位定位，当位置偏差在允许范围时迅速松开脱钩器使铁锚自由坠入江中落在河床上。然后抛锚船边下放锚绳边驶向系缆位置（定位船或围堰），到位后将锚绳过定位船（围堰）上相应滑车组系结拉直拉紧锚绳，退出抛锚船，抛锚完成。依法抛设其它锚。重点：准确测量待抛锚锚位水深，确定锚链打梢长度，防止锚链堆积，使锚绳顺直受力。六、锚啶施工（二）、抛锚2、钢筋砼锚：由于其体积庞大且有方向性要求，多采用浮吊吊放完成。即将连好锚绳的钢筋砼锚用吊船吊起，定位，调整，使锚鼻朝向系缆方向，然后控制下放入水落在河床上，最后松钩。再将抛锚船驶向系缆位置与相应滑车组系结并拉直拉紧锚绳，抛锚完成。依法抛设其余锚。钢筋砼锚抛设实例锚鼻脱钩销及绳索六、锚啶施工（三）、钢筋砼地锚（地龙）根据设计图和设计位置在岸边陆地或滩地上开挖基坑，绑扎钢筋，安装锚鼻结构，然后浇注砼。待砼强度满足设计要求，再将地龙、定位船（围堰）用钢丝绳连接拉紧形成地锚。地龙系在地下原状土中做成，基坑大小与地龙尺寸一致，施工时不得采取将基坑挖大，然后地龙四周与基坑间用土回填的办法形成。七、围堰浮运施工•3号墩围堰气囊法下河后用拖轮浮运约21km到达前定位船处，然后缆绳过至围堰上拉好，再用拖轮控制溜放围堰、后定位至设计位置，紧缆调整，实现围堰初步定位。•4号墩围堰起吊入水后用拖轮浮运约400m到达前定位船处，同3号墩方法实现围堰初定位。•浮运设计：调查浮运沿线水深情况；围堰浮运时浮体稳定性计算：吃水深度，重心，浮心；浮运阻力计算，确定拖轮大小、数量；浮运拖轮布置；•浮运要求：前期锚啶系统工作完成；选择在晴朗、无风、能见度好的天气条件下浮运；海事航道手续办妥，海事维护下浮运；各相关岗位人员到位待命；芜湖桥10（11）号墩导向船、围堰整体浮运实例泰州桥沉井浮运实例国外大型结构物水上浮运实例芜湖桥10（11）号墩导向船、围堰整体浮运拖船布置实例八、桩基和承台施工（一）、3号墩施工步骤1、围堰接高下沉：边接高边灌水下沉。2、围堰着床、岩面清基、堵漏；3号墩坐落在岩面上，尽管施工中采取做高低刃脚措施来使围堰底口与岩面密贴接触，但由于实际岩面高低和预计的岩面情况存在差异，仍然有可能存在围堰刃脚和岩面脱空情况。为此采取以下解决预案：设支垫垫平围堰：刃脚下焊支腿，潜水工下水下抄垫；准备了堵漏措施：沿围堰外壁板预设活动插板；或砂（石）袋法封堵；施工顺序：围堰着床精度符合要求，否则浮起重新着床。先支垫，后堵漏。3、分批吊放安装护筒群；注意要点：a、护筒群不能直接支承在岩面上，须在围堰顶设固定吊点吊挂护筒群；b、注意统筹考虑，固定吊点不能和封底平台冲突c、为防止过大砼侧压力将护筒挤变形，宜在护筒内填砂或碎石；4、安装封底平台；整体吊放护筒群实例5、分区灌注水下封底砼；注意要点：a、合理布置灌注导管，确保不留盲区；导管试压合格，编号，做好各根导管配管记录，防止出现事故；b、按照先低后高次序灌注；c、注意测控相邻