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8 钢吊箱施工技术小结


深水基础钢吊箱围堰施工技术与组织
1 概述 钢吊箱围堰适用于深水高桩承台施工。围堰结构根据水深和水流速度分为单壁和双壁。单壁 吊箱重量较小,节省材料,加工方便,如加强支撑,亦可保证施工安全,在实际施工中,应用较 多。 2 钢吊箱围堰施工原理 钢吊箱是为深水高桩承台施工而设计的临时围堰阻水结构,其原理是通过吊箱侧板和底板上 砼围水为承台施工提供无水的施工环境。 3 钢吊箱围堰构造 按钢吊箱使用功能,将其分为底板、侧板、内支撑、起吊及导向定位系统五大部分,其中侧 板、底板是吊箱围堰的主要围水结构。 钢吊箱围堰结构见图 1。
牛 腿

2


3 6 b

φ32精轧螺纹钢

设计承台底



C25封底混凝土 I16分配梁

设计围堰底

高 2[40b 卷扬系统承槽钢

桩底

图 1 钢吊箱围堰 3 1 钢吊箱底板 钢吊箱底板 用 钢,40 梁为 16 6 钢板。底板 向加



板,1 2

1 4

, 向加 、 向五

5

5 梁,

, 加底板 度, 小底板的 度 槽钢。

。吊箱底设 向

3 2 吊箱侧板

1

钢吊箱侧板采用δ=6mm 钢板。竖肋采用∟75×75×8 角钢,间距 50cm;吊箱横肋均采用∟75 ×75×8 角钢,沿侧壁周长方向等间距 0.8m 布置一道,以分别形成 50×80cm 的网格结构,增加 侧壁刚度和抗变形能力,以提高侧板承受竖向、水平方向荷载能力。为增强侧板刚度,横向布置 [28,间距 1 米。 3.3 内支撑 为了保证吊箱箱体具有足够的刚度, 在完成封底砼后, 抽干吊箱水时侧壁不致产生较大变形, 需设内支撑。内支撑由内圈梁、水平支撑柱组成,内圈梁一般采用型钢,水平支撑一般采用φ50 钢管。内撑的布置根据水深及水流速度而定。 下沉、 3.4 下沉、起吊系统 下沉起吊系统是由承重梁、卷扬机、滑车、φ32 精轧螺纹钢筋吊杆、连接器、托梁等组成。 下沉系统由卷扬机及滑车组成,为防止下沉过程中,底板卡挂钢护筒,需在吊箱顶面设置 8 个观 测点,以控制吊箱平衡下沉。起吊系统以钢护筒为依托,通过φ32 精轧螺纹钢筋吊杆及承重梁将 钢吊箱挂在钢护筒上,以承受钢吊箱的自重、封底砼及承台砼的荷载。承重梁是由 2 I36 工字钢 组成。吊杆用φ32 精轧螺纹钢筋,下端的螺母及垫板在下沉前先焊在下沉系统上,当吊箱下沉到 位后,在浇注水下封底砼之前,将吊杆穿入事先焊在底板上吊点位置的钢管,缓慢旋紧下端,上 端通过螺母及垫板固定在承重梁上。 3.5 吊箱定位系统 钢吊箱下沉入水后受流水压力的作用,吊箱围堰会向下游漂移。吊箱下放到位后,为防止水 流压力、波浪力及靠船等动荷载对自由悬挂的钢吊箱发生扰动,在钢吊箱、钢护筒上设置导向定 位系统,导向定位系统由导向钢板、定位孔、定位器(短型钢)及调位千斤顶组成。定位主要利用 钢护筒的稳定性,将下沉到位的钢吊箱通过定位器与 4 个角的钢护筒连成整体,达到钢吊箱的定 位。 钢吊箱定位系统见图 2。
钢吊箱侧板 工25a

I25a 钢护筒 δ8×4

水平撑每隔1m一道

钢护筒

平面图

侧面图
图 2 定位系统结构图

2

4 钢吊箱施工工艺 钢吊箱施工工艺见图 3。

拆除钻孔平台挡碍部分

施工准备 钢吊箱分块运输 钢护筒焊接牛腿 安装下承系统 拼装底板 拼装侧板 安装定位系统 多 次 拼 装 多 次 下 沉

钢吊箱制做

下沉 安装吊杆

安装上承系统 钢吊箱定位、调平 封底砼浇筑 抽水 图 3 钢吊箱施工工艺框图 4.1 钢吊箱制作 钢吊箱在工地分节、分块制做,分节高度、分块的大小取决于现场吊装设备。钢吊箱构件制 作时,号料尺寸允许偏差为±1mm,切割型钢与板件长度允许偏差为±2mm,型钢剪切线与边缘垂 直度≤1.5mm,连接板上螺栓孔应采用刨铣加工,制成的孔应成正圆柱形,孔壁光滑无损伤,其 直径应比高强螺栓杆公称直径大 1.5~2.0mm,允许偏差为+0.43mm~-0.00mm。 4.2 钢吊箱拼装 钢吊箱由加工场地通过栈桥运至墩位处,现场逐块拼装,吊装采用水上浮吊。拼装前,先在 护筒上焊接牛腿,在牛腿上安装卷扬机承重型钢。在型钢上安装下承系统和分配梁。然后逐块吊

砼泵管向上安装就位

3

装底板。底板铺设完毕后,逐块安装第一节侧板。侧板安装完毕后,安装支持系统及定位系统。 4.3 钢吊箱下沉 底板、第一节侧板、支持系统及定位系统安装完毕后,即可准备下沉。下沉利用固定在平台 上的卷扬机,卷扬机下头钩住承重型钢,先提起 20 厘米,将焊在护筒上的牛腿割除。然后,通 过设在吊箱顶面上的 8 个观测点,控制吊箱平衡下沉。第一节吊箱下沉到位后,关闭卷扬机。开 始安装第二节侧板、支持系统及定位系统。安装完毕后,继续下沉直至设计承台底标高。 4.4 下沉到位的调整和固定 下沉到位后进行调整和固定, 同时将承重梁安装在钢护筒上。 将各吊点φ32 精轧螺纹钢穿入 事先焊在底板上吊点位置的钢管,缓慢旋紧下端,上端通过螺母及垫板固定在承重梁上。然后检 查箱顶高程,可通过卷扬机、滑车调整,使吊箱顶水平。确认水平后将各吊点的螺母逐个拧紧, 待全部拧紧后,放松卷扬机、滑车下沉系统,使各吊点φ32 精轧螺纹钢筋受力。 吊箱定位后,每天两次对吊箱的平面位置和高程进行观测,当平面位置偏差超过 5cm,高程 偏差超过 3cm 时,用导链滑车进行调整。 4.5 底板与钢护筒间的密封 底板与钢护筒通过上、 下两道密封箍密封, 密封箍由两个半圆组成, 用螺栓拧紧成一个整圆, 内衬 10mm 厚胶皮板,增加密封效果。 下密封箍在吊箱施工前用潜水员作业安放, 上密封箍在吊箱就位后安放。 密封箍安放完成后, 潜水员潜水作业,对密封箍与护筒的间隙用棉絮塞紧。 4.6 吊箱封底 对吊箱内进行清理,用自制的大型圆筒形钢丝刷清除封底混凝土高度范围内护筒表面氧化层 及附着物,确保封底混凝土与钢护筒之间的粘结。 清理合格后即可进行封底砼的灌注,封底方法采用导管灌注法。封底砼标号为 C20,坍落度 控制在 18~20cm;另外,为提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间,在砼拌制中可掺加粉 煤灰和高效缓凝型减水剂。 根据《施工技术规范》要求,封底时水深约 5.0m 时,钢护筒对砼扩散有一定影响。封底采 用泵送砼法多点快速灌注,导管作用半径按 3.0m 取值,导管内径 250mm。从下游端开始依次侧移 向上游推进施工。根据计算首盘砼方量,加工大型储料斗,按水下砼灌注方法进行封底施工。导 管底口距吊箱底板 20~30cm,砼灌注过程中应随时测量砼顶面设计标高,封底厚度以设计为准。 当第 2 排导管砼浇筑完成后,拔出第一排导管,以此类推。封底砼时,配备 2 台旋转式浮吊, 两台砼输送泵,人员组织按双班配备。 为了防止封底时吊箱内水位高于箱外水位,预先在吊箱上节侧板(箱外水位处)开孔,封底时 排出箱内封底混凝土置换出的水量。吊箱内抽水时,再用钢板封焊堵孔。 砼浇筑过程中,随时对钢吊箱的平面位置和高程进行观测。 4.7 抽水 砼试件强度达到设计强度后,封闭侧板上连通管,立即进行吊箱抽水。抽水派专人负责,为

4

防止在抽水过程中发生吊箱变形及上浮等事故出现,需在吊箱内外均设水泵。如发生情况,立即 停止向外抽水,马上向吊箱内抽水,保持吊箱内外水压平衡。 抽水后,个别小处漏水,将漏水处浮浆凿除,用细钢管插入,向钢管内灌注细粒砼,使钢管 内水泥浆压力大于水压,待强度达标后,将钢管从封底砼面切除。 5 机械设备及劳动力安排 机械设备主要包括钢结构加工设备,运输船及水上浮吊。施工设备配置见表 1 表 1 施工设备配置 序号 1 2 3 4 名 称 型 5T 50T
BX-300



数量 4 2 1 5

卷扬机 运输船 水上浮吊
电 焊 机

劳动力安排:钢吊箱施工一般分为两个施工队,一队负责钢吊箱加工(20 人);一队负责钢吊 箱运输、拼装下沉、封底及抽水(15 人) 。 6 质量标准 平面位置偏差+5cm;高程偏差+3cm。 7 安全保证措施 7.1 在通航桥孔进行施工时,事先与港监、海事部门协商,设置航标等事宜,并发出公告, 使过往船只注意航行。 7.2 在施工过程中,水上配备救生船和救生设备,救生船只停靠在适当地点,船上人员执行 24 小时轮流值班制,坚守岗位。 水上作业人员一律配发救生衣,进场必穿。 7.3 水上浮吊使用必须按吊机的吊重曲线操作,不得强行起载、起距,并要锚锭固定。 7.4 拖靠水上浮吊就位前,事先与港监、海事部门联系,请他们协助护航配合,以免发生碰 船事故。 7.5 调度人员每天向当地气象台、站及水文部门联系,掌握准确气象及水情资预报,6 级以 上大风停止一切作业,并加强检查锚锭设备情况。 7.6 水上浮吊和钢吊箱上配备足够的信号及通讯设备,并按航行安全规定悬挂旗帜,灯光信 号和警钟。 7.7 施工船只航行中认真观察,当来往船只动态不明或声号不统一时,立即停车,必要时应 开倒车避开。 7.8 水上工作时避免工作平台上留有油污等易滑物质,并按要求穿上救生衣。对于驳船到构 造物的通道等工作平台,注意防止工作平台可能的移动而致人落水。 7.9 人员单独在水上作业,夜间工作时,有解救人员定位的方法,如个人救生衣配有照明设 施,现场的工作人员应具备急救知识和能力,救援人员和救援船只要事先到位,救援船配备救生

5

圈和救生绳。

6


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