宕石大橋鋼套箱制造拼裝起吊運(yùn)輸下沉施工工藝

1、宕石大橋鋼套箱制造、拼裝、起吊、運(yùn)輸、下沉施工工藝一、 鋼套箱結(jié)構(gòu)情況南主墩承臺(tái)鋼套箱由二個(gè)甲套箱、一個(gè)乙套箱組成。A、 甲套箱平面尺寸：10.4×20.8m，四角圓半徑R=2.6m；頂面標(biāo)高：+2m，底面標(biāo)高：-29.0m，甲套箱總高：31.0m，其中：設(shè)計(jì)分七節(jié)第一節(jié)高2.5m重27.42t；第二節(jié)高4.0m重58.36t；第三節(jié)高5.2m重67.48t；第四節(jié)高4.3m重4.81t ；第五節(jié)高6.0m重0.42t ；第六節(jié)高6.5t重78.98t；第七節(jié)高2.5t重27.89t；滑槽重72t ；桿件螺栓約重39.0t甲套箱鋼料總重：426.55t刃腳灌水泥砂漿15.6m336.

2、0t甲套箱總重量462.55tB、 乙套箱：平面尺寸：10.4×10.02m頂面標(biāo)高：+2m，底面標(biāo)高：-14m，總高度：16m其中：設(shè)計(jì)分四節(jié)第四節(jié)高2.5m重10.45t；第三高6.5m重28.37t；第二節(jié)高4m重14.52t；第一節(jié)高3m重15.61t ；桿件螺栓12308套重6.15t乙套箱鋼料總重量75.1t腳灌水泥砂漿5.4m3重12.4t乙套箱總重量87.5t鋼套箱運(yùn)輸及下沉正遇季風(fēng)季節(jié)，根據(jù)出廠及吊裝機(jī)械設(shè)備的能力，為確保安全，套箱分節(jié)如下：甲套箱出廠分底節(jié)、中節(jié)和頂節(jié)：底節(jié)為設(shè)計(jì)圖中的第一節(jié)、第二節(jié)和第三節(jié)，其高11.7m；中節(jié)為設(shè)計(jì)圖中的第四節(jié)和第五節(jié)，其高10

3、.3m；頂節(jié)為第六節(jié)和第七節(jié)，其高9.0m，分節(jié)高度如圖1所示。甲箱吊裝重量各為：底節(jié)239.0t，中節(jié)106.0t，頂節(jié)124.0t。乙箱出廠全高為16米，吊裝重量為87.5t。為確保工期，出廠和吊裝租用300噸升陽號(hào)吊船，600噸鐵駁運(yùn)輸。二、 鋼套箱制造、拼裝、起吊、運(yùn)輸?shù)跹b、下沉工序流程圖三、 鋼套箱的制造與拼裝南主墩鋼套箱按修改后的設(shè)計(jì)圖制造，詳見圖9130一04（套箱）一103的目錄表。平面：分甲箱、乙箱和甲箱三個(gè)單元。甲箱：10.4×20.8m，四角圓弧半徑R=2.6m；乙箱：10.4×10.2m。立面：分兩節(jié)出廠：甲箱乙箱底節(jié)出廠高度：h1=11.7mh1=

4、16.00m中節(jié)出廠高度：h2=10.3m（無）底節(jié)出廠高度：h2=9.00m（無）總高度：H=31.0mH=16.00m 注明：底節(jié)出廠指設(shè)計(jì)圖中的甲箱第一節(jié)、第二節(jié)和第三節(jié)。中節(jié)出廠指設(shè)計(jì)圖中的甲箱第四節(jié)和第五節(jié)。頂節(jié)出廠指設(shè)計(jì)圖中的甲箱第六節(jié)和第七節(jié)。乙箱按全高出廠。制造出廠順序： 下游甲箱底節(jié)、中節(jié)、頂節(jié)； 上游甲箱底節(jié)、中節(jié)、頂節(jié)； 乙箱全部。下沉措施設(shè)施的廠內(nèi)制安1、 按“三處宕指的通知和圖紙”于底節(jié)設(shè)水平豎向射風(fēng)通風(fēng)管路，底節(jié)的兩層風(fēng)管路在水平龍骨內(nèi)應(yīng)以水泥砂漿埋設(shè)。2、 按“三處宕指的圖紙”制安下沉導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。3、 按“三處宕指的圖紙”制安底節(jié)、中節(jié)出廠吊點(diǎn)。4、 第一節(jié)的水泥砂

5、漿在廠內(nèi)灌注。5、 甲和乙箱連接件按設(shè)計(jì)圖制造。材料：1、 本鋼套箱的原材料全部符合國標(biāo)及設(shè)計(jì)要求，手工焊時(shí)焊條用結(jié)422焊條。2、 施工中由于各種原因須變更材料規(guī)格型號(hào)時(shí)，須經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意。3、 聯(lián)結(jié)形式按設(shè)計(jì)圖要求，分別采用焊接和普通栓接。4、 變形的桿件材料，必須校正后方可采用。制造總體要求：1、 嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙和要求制造；2、 側(cè)面板焊縫要焊透，不漏水；3、 節(jié)點(diǎn)板連接焊縫要按圖紙要求焊牢焊透，無裂紋；4、 內(nèi)支撐桿件、規(guī)格要按設(shè)計(jì)要求配齊，不得錯(cuò)、亂、漏，不得以小代大；5、 桿件連接螺栓按設(shè)計(jì)要求配齊，釘孔偏差1mm，且不得燒孔；6、 制造誤差：平面長和寬±5mm；平面對(duì)角

6、線6mm；側(cè)面板平整度5mm/1m；節(jié)段高度±20mm；節(jié)段傾斜度1%H水平、豎向加勁肋間距±10mm；內(nèi)支撐桁架水平、豎向中心距±20mm；桁架節(jié)點(diǎn)間距±5mm；四、 鋼套箱起吊、運(yùn)輸出廠吊裝：采用“升陽號(hào)”300t吊船，各箱平面重心距岸邊緣10m以內(nèi)。在廠內(nèi)設(shè)相應(yīng)錨地、錨柱。運(yùn)輸：采用大橋32#拖輪及600t(33×12m)鐵駁分別運(yùn)送。拖運(yùn)期間，由汕頭港監(jiān)清理航道 船只并實(shí)施封航。1、 具體操作步驟 對(duì)鋼套箱吊點(diǎn)、吊具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)、風(fēng)管路進(jìn)行一次全面檢查、驗(yàn)收，并在現(xiàn)場辦理有關(guān)出廠檢驗(yàn)簽證手續(xù)。 在600t鐵駁上按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行壓重布置，鋪放墊

7、木并抄平，拉緊錨栓繩。吊點(diǎn)的布置：根據(jù)本套箱的施工措施，甲套箱底節(jié)四個(gè)吊點(diǎn)不變，每個(gè)吊點(diǎn)的起重量為70t，中節(jié)的四個(gè)吊點(diǎn)設(shè)值在原設(shè)的第五節(jié)桁架頂部，因底節(jié)和中節(jié)拼接完成后才能落入河床，所以該吊起重量為底節(jié)和中節(jié)的共重，即345.0t。 拆除套箱內(nèi)、外支撐、工作腳手架。 300t吊船、拖輪及600t鐵駁在汕頭船廠的下海碼頭就位。 安裝甲套箱底節(jié)的吊點(diǎn)、吊具等起吊設(shè)備。300t吊船拋錨定位，其吊鉤對(duì)中后慢慢收緊起重鋼絲繩試吊起吊，不得斜拉。起吊時(shí)要有專人負(fù)責(zé)每個(gè)吊點(diǎn)的監(jiān)控。 起吊套箱放置于600t鐵駁上，為了防止套箱在運(yùn)輸過程中發(fā)生傾覆，按設(shè)計(jì)布置圖并拉纜。鐵駁底面應(yīng)平整，套箱的短方向中心線應(yīng)基本

8、位于鐵駁的短方向中心線位置。 在套箱的外側(cè)四個(gè)角及長方向的中間共設(shè)置6根纜風(fēng)繩，然后松鉤。 套箱裝船后停留的時(shí)間不得太長，要避免大風(fēng)。 將套箱運(yùn)至南主墩平臺(tái)旁邊。套箱及300t吊船運(yùn)輸時(shí)，由汕頭港監(jiān)警戒船開道、護(hù)航，并由汕拖03拖輪在前主拖，大橋32#輪在右舷扶舵、控制方向。 到位后應(yīng)立即吊裝入水。在主墩處要設(shè)置15t錨樁備用。 2、鋼套箱運(yùn)輸穩(wěn)定計(jì)算見表一。 3、注意事項(xiàng) 套箱在運(yùn)輸過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制拖輪的速度，隨時(shí)觀察周圍的船只，以防止意外事故發(fā)生。 運(yùn)輸前應(yīng)與氣象部門取得聯(lián)系，遇大雨天或5級(jí)以上大風(fēng)應(yīng)停止工作。 拖運(yùn)過程中，嚴(yán)禁駁船擱淺、碰撞、打旋、放漂。 五、鋼套箱下沉 1.下沉前的準(zhǔn)

9、備工作 首先拆除主墩的樁基施工平臺(tái)，根據(jù)實(shí)際需要搭設(shè)臨時(shí)施工平臺(tái)。測量檢查原平臺(tái)樁平面位置，若影響套箱下沉，則須拔除或處理。 35t吊船就位，準(zhǔn)備好吸泥、抓泥及射水、補(bǔ)水設(shè)備。鋪設(shè)好壓風(fēng)管路。 整平河床，使河床面標(biāo)高達(dá)到-8m，潛水清理河床物件，若有型鋼及鋼板則必須清除。 2、地質(zhì)構(gòu)造及套箱下沉過程中的側(cè)面阻力計(jì)算： 南主墩基礎(chǔ)地質(zhì)覆蓋層主要是淤泥層和沙層，在套箱下沉之前，套箱周圍處的泥土面標(biāo)高為-8m?，F(xiàn)甲套箱下沉至-29.0m，套箱入土深度為21m；一個(gè)甲套箱的外側(cè)表面周長57.94m，摩阻面積1216.74m2。乙套箱下沉至-14m，入土深度為6m，外側(cè)表面積為124.8m2。當(dāng)套箱下沉

10、時(shí)，套箱內(nèi)抓泥，僅套箱外側(cè)表面受土摩阻力，如該基礎(chǔ)處的砂層及淤泥層的平均摩阻力設(shè)定為6KN/ m2，那么甲套箱的側(cè)面摩阻力為F=7300.44KN，乙套箱的側(cè)面摩阻力為748.8KN。甲箱乙箱自重4625KN875KN摩阻力7300.44KN748.8KN沉降系數(shù)0.6341.171、 乙套箱沉降系數(shù)均小于1.3的規(guī)范要求，因此要采取特殊措施強(qiáng)制下沉。鋼套箱采取不排水下沉，在下沉過程中采用吸泥、射水等辦法來清除箱內(nèi)砂石，減 少阻力，此外需要采用空氣幕、壓重。壓重的辦法有兩種：一是正面加載法，二是反頂加載法?；阡撎紫湎鲁帘容^深，下沉過程中平面位置及豎向傾斜難以控制的原因，以四個(gè)角樁作為套箱下沉

11、的定位及導(dǎo)向樁，并分別在四個(gè)角樁處的套箱支架上設(shè)四個(gè)雙層導(dǎo)向架，使得套箱能沿定位樁準(zhǔn)確下沉。每層導(dǎo)向架的高度為2.5m，分別設(shè)置在第二節(jié)和第三節(jié)，具體布置詳見“宕石一061”圖。通過對(duì)鋼套箱側(cè)摩阻力的估算，僅靠鋼套箱自身的自重及壓重很難克服土的摩阻力使之順利下沉。為了減少套箱下沉過程中的側(cè)面阻力，在采取套箱內(nèi)取土、射水、吸泥及壓重的同時(shí)，還需設(shè)置壓風(fēng)管路，并在下沉前進(jìn)行通風(fēng)測試，管路漏風(fēng)處應(yīng)及時(shí)補(bǔ)焊。射風(fēng)管路的布置詳見圖“宕石一064”。3、 甲套箱下沉套箱下沉前對(duì)各樁的實(shí)際位置及傾斜進(jìn)行準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，以調(diào)整套箱導(dǎo)向結(jié)構(gòu)尺寸。導(dǎo)向木控制尺寸按施工規(guī)范偏差調(diào)整。載箱鐵駁在主墩旁定位，300t吊船吊轉(zhuǎn)

12、套箱并絞錨到樁群中心定位，調(diào)整套箱方向，對(duì)準(zhǔn)各樁位置，徐徐下降，使得套箱導(dǎo)向沿鋼護(hù)筒下滑入水。若有偏位，即刻調(diào)整套箱。底節(jié)鋼套箱下沉入水并溜梢鎖定，然后建立活動(dòng)工作平臺(tái)，準(zhǔn)備中節(jié)與底節(jié)對(duì)接。底節(jié)與中節(jié)精確對(duì)位，并在套箱壁的外側(cè)進(jìn)行點(diǎn)焊。如局部對(duì)接困難，則采用千斤頂進(jìn)行調(diào)整。測量人員必須參與套箱接高工作，使用水平儀控制兩截套箱的順直度。點(diǎn)焊后則全面施焊，并在底節(jié)和中節(jié)對(duì)接處外殼焊200mm×4mm×57.96m加強(qiáng)鈑。施焊過程中嚴(yán)格控制板面變形。施焊完成后進(jìn)行一次全面檢查，并進(jìn)行油泌試驗(yàn)，不合格的焊縫重新補(bǔ)焊。拆除工作平臺(tái)，解除鎖定系統(tǒng)，慢慢溜放下沉。在套箱刃腳接觸河床后，應(yīng)

13、測量套箱外河床的沖刷情況，決定是否拋沙包加以防護(hù)。首先通過自重下沉至鋼套箱處于穩(wěn)定并不能下沉為止。安裝吸泥設(shè)備，在井壁內(nèi)對(duì)稱均勻地吸泥，并隨時(shí)觀測套箱的傾斜情況。因桁架平面空間較小，吸泥須用150mm無風(fēng)頭直管式吸泥機(jī)。在吸泥過程中，應(yīng)向套箱內(nèi)補(bǔ)足水。任何時(shí)候套箱內(nèi)水位都要高于套箱外水位，以防止翻砂。首先采用在箱內(nèi)對(duì)稱吸泥、射水下沉。如下沉比較困難，則首先采取壓重措施，即在內(nèi)支架頂面對(duì)稱加三個(gè)浮箱并灌滿水，壓重120T。圖2。通過壓重、射風(fēng)、射水、吸泥使套箱均勻下沉，當(dāng)刃腳標(biāo)高達(dá)到-19m時(shí)，即停止下沉設(shè)備，準(zhǔn)備接高頂節(jié)，接高要求同上。頂節(jié)僅施反頂：在套箱的豎板上設(shè)置8個(gè)反頂點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)的壓力為

14、80t。具體布置見圖“宕石一066”。以四個(gè)角樁做錨樁，在樁頂布置錨桿、桁架支承梁、150t千斤頂及頂梁。八臺(tái)頂同步加壓使套箱逐步下沉。同時(shí)箱內(nèi)吸泥使套箱下沉到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高。見圖3。4、 乙套箱下沉兩個(gè)甲套箱均下沉到位后，開始下沉乙套箱。用300t吊船起吊乙套箱，沿甲套箱的滑槽慢慢準(zhǔn)確平衡地下沉至河床面。首先采用吸泥下沉燕輔以高壓射水。如下沉比較困難，可在四個(gè)主節(jié)點(diǎn)處加重60t使套臬下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。安裝甲乙套箱接縫處的堵漏擋板。擋板結(jié)構(gòu)圖詳見“宕石一067”圖。在擋板內(nèi)吸泥、灌注水下混凝土堵水。5、 鋼套箱下沉注意事項(xiàng)鋼套箱在下沉過程中發(fā)生不正常傾斜時(shí)，應(yīng)探明原因。如刃腳遇有孤石、樹干、鐵件等，

15、應(yīng)派潛水工下水挖除、切割，排除障礙后方可下沉。鋼套箱在射風(fēng)下沉過程中，壓風(fēng)機(jī)應(yīng)具有設(shè)計(jì)要求的壓風(fēng)和風(fēng)量。噴氣孔的最大風(fēng)壓不得小于3kg/cm2。為穩(wěn)定風(fēng)壓，在壓風(fēng)機(jī)與送氣管之間應(yīng)設(shè)置至少2個(gè)風(fēng)包。整個(gè)下沉過程中，應(yīng)先在套箱內(nèi)吸泥取土，接近刃腳后，開始?jí)簹庀鲁痢簹鈺r(shí)間應(yīng)根據(jù)套箱下沉的情況確定。停止壓氣時(shí)應(yīng)緩慢減壓，不得將高壓空氣突然停止，防止造成瞬間負(fù)壓，使噴氣孔內(nèi)吸入泥沙而被堵塞。及時(shí)完成套箱下沉監(jiān)測、糾偏，并做好工程日志、下沉記錄及有關(guān)檢驗(yàn)手續(xù)。6、 鋼套箱下沉后的允許誤差： 底面高程：±200mm 頂、底面瑟設(shè)計(jì)平面高差：±100mm 傾斜 H/50 扭轉(zhuǎn) 2

16、6;五、 施工機(jī)械（見附表2）六、 施工安全注意事項(xiàng)1、 鋼套箱在制造中，施工平臺(tái)、支墊、支撐應(yīng)搭牢靠；2、 起吊鋼套箱之前應(yīng)對(duì)吊耳、吊具進(jìn)行認(rèn)真檢查，合格后方可起吊；3、 在水中對(duì)接的施工平臺(tái)應(yīng)穩(wěn)固牢靠；4、 在內(nèi)、外井壁進(jìn)行調(diào)整和電焊的工作人員必須帶安全帶和安全帽；5、 第一節(jié)套箱下水和第二節(jié)套箱對(duì)接，均應(yīng)選在天氣比較好、風(fēng)力不大的情況下進(jìn)行；6、 鋼套箱起吊下水后應(yīng)在上、下游設(shè)置防護(hù)措施，防止過往船只碰撞。附表1 南主墩鋼套箱浮運(yùn)穩(wěn)定性計(jì)算公式單位甲箱底節(jié)甲箱中節(jié)甲箱頂節(jié)乙 箱高度hm11.710.39.016重量W1t239.0106.0124.087.4船重W2t1891891891

17、89壓重W3t100100100100總重W1=W1+W2+W3t528395413376.4吃水H0=W/BHt1.331.001.040.95h=wihi/wm4.412.832.853.24重心高度a=h-h0m3.081.831.812.29慣矩I=BH3/12m4359374752359374752359374752359374752定傾半徑=I/Vm68.069.090.9812.087.0111.5195.4812.62（-）0m64.985.9289.1510.285.29.793.1910.33套箱受風(fēng)面積A=h×Bm2121.68243.96107.1221093.6187.2166.4166.4風(fēng) 力HW=W0AkN60.84121.6853.5610546.893.683.283.2船體風(fēng)力H0kN8.2222.6110.228.19.9627.3910.528.88風(fēng)力合計(jì)H= HW+H0kN69.06144.2963.7613356.76120.9993.7112.88力 矩H×LikN-m444.25892.69373.38738295.06595.2818.34830.84tgM/V（-）0.00130.028960.00110.020.00840