深水钢围堰施工技术20151218.pptx
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1、目 录 一、工程概况一、工程概况 二、钢围堰方案确定二、钢围堰方案确定 三、钢板桩围堰结构设计及计算三、钢板桩围堰结构设计及计算 四、四、钢板桩围堰施工技术钢板桩围堰施工技术 五、施工照片五、施工照片灌河特大桥一、工程概况 灌河特大桥全长灌河特大桥全长10.7km10.7km,主桥全长,主桥全长470m470m,为(,为(120+228+120120+228+120)m m三跨连续钢三跨连续钢桁柔性拱桥。桥址处河宽约桁柔性拱桥。桥址处河宽约500m500m,水面宽约,水面宽约350m350m,河深约,河深约11m11m,线路与水流方向,线路与水流方向夹角右前角为夹角右前角为9393,水流方向受
2、潮汐影响,涨潮时从左到右,退潮时从右到左,水流方向受潮汐影响,涨潮时从左到右,退潮时从右到左,流速较快。潮汐为不规则半日潮,每日两涨两落,涨潮平均流量为流速较快。潮汐为不规则半日潮,每日两涨两落,涨潮平均流量为6032m6032m3 3/s/s,落,落潮为潮为4360m4360m3 3/s/s。灌河属于。灌河属于级航道,目前通行级航道,目前通行30003000吨级海轮。净空要求为净宽吨级海轮。净空要求为净宽220m220m,净高不小于,净高不小于21m21m。河床以下地质分别为淤泥质黏土、粉砂、黏土及粉土。河床以下地质分别为淤泥质黏土、粉砂、黏土及粉土。一、工程概况 115#115#、116#
3、116#主墩位于灌河中,承台尺寸为主墩位于灌河中,承台尺寸为30.518.955.0m30.518.955.0m,封底混凝土厚度为,封底混凝土厚度为2.0m2.0m。开挖深度高水位以下。开挖深度高水位以下16.059m16.059m,混凝土方量,混凝土方量2889.9m32889.9m3,圆端形实体桥墩,墩高,圆端形实体桥墩,墩高15m15m。二、钢围堰方案确定 针对本桥特点主要前期主要对以下三种围堰方案进行对比分析,具体情况如下:针对本桥特点主要前期主要对以下三种围堰方案进行对比分析,具体情况如下:方案方案方案说明方案说明优点优点缺点缺点备注备注一钢板桩围堰施工工序简单,施工速度快,造价低,
4、围堰材料可回收。防渗漏性较差,安装的内支撑对承台及墩身施工造成不便。选定方案二双壁钢围堰施工安全、可靠。施工周期长、造价高,工艺复杂、施工难度大,需要较大的加工场地和大型吊装设备。同时铁路承台设计要求在规划河床清挖线以下,后期水下切割费用较高。三锁扣钢管桩强度大,施工安全、可靠。为大直径钢管和锁扣止水两部分组成,存在用钢量大(无成品材料,锁扣部分需单独加工),且重复利用率较低,运用不当止水效果较差。二、钢围堰方案确定二、钢围堰方案确定三、钢板桩围堰方案设计及计算(一)、钢板桩型号选择(一)、钢板桩型号选择 目前国内常见的钢板桩主要有拉森目前国内常见的钢板桩主要有拉森型和拉森型和拉森型两种。拉森
5、型两种。拉森型钢板桩单根长度为型钢板桩单根长度为12m,宽,宽度为度为400mm,高度为,高度为170mm,板厚为,板厚为15.5mm(如图(如图1),拉森),拉森型钢板桩单根长度为型钢板桩单根长度为18m,宽度,宽度为为600mm,高度为,高度为210mm,板厚为,板厚为18mm(如图(如图2),拉森),拉森型每米惯性矩只有拉森型每米惯性矩只有拉森型的型的68%,每米截面模量只有拉森每米截面模量只有拉森型的型的84%。根据本工程基坑特点,拟选用拉森。根据本工程基坑特点,拟选用拉森型钢板桩。型钢板桩。材料容许应力:材料容许应力:(1)拉森拉森VI钢板桩:钢板桩:295MPa;(2)Q235B
6、钢材:钢材:234Mpa,110Mpa。三、钢板桩围堰方案设计及计算(二)、钢板桩围堰参数(二)、钢板桩围堰参数墩号墩号钢板桩钢板桩顶高程顶高程钢板桩钢板桩类型类型钢板桩钢板桩长度长度桩顶至桩顶至封底砼封底砼底深度底深度围檩围檩层数层数围檩规格围檩规格钢管支撑钢管支撑规格规格钢板桩内钢板桩内尺寸尺寸115#4.3m拉森IV型27m16.559m4第一层2H4883006301021.633.6m第二层2H58830080010第三层3H70030080010第四层3H70030080010三、钢板桩围堰方案设计及计算(三)、钢板桩围堰设计(三)、钢板桩围堰设计 115#、116#墩在桩基施工完
7、成后进行钢板桩施工,设计承台底标高为墩在桩基施工完成后进行钢板桩施工,设计承台底标高为-10.259m,栈桥平台顶面,栈桥平台顶面标高标高+5.9m,设计钢板桩顶面标高,设计钢板桩顶面标高4.3m,待桩基施工完成后,拆除钢平台,再进行钢板桩施工。,待桩基施工完成后,拆除钢平台,再进行钢板桩施工。三、钢板桩围堰方案设计及计算(四)、钢板桩围堰受力计算(四)、钢板桩围堰受力计算 1、以、以115#墩计算为例,钢板桩围堰施工步骤共分为墩计算为例,钢板桩围堰施工步骤共分为17步方可施工完毕,按照施工工序以步方可施工完毕,按照施工工序以2种最种最不利工况进行分析:工况不利工况进行分析:工况I:前三道围檩
8、安装完毕,围堰内抽水至:前三道围檩安装完毕,围堰内抽水至-7.2m;工况;工况II:第四道围檩安装:第四道围檩安装完毕,围堰开挖至完毕,围堰开挖至-12.259m;根据上述施工工况,计算各支撑和钢板桩在不同工况可能出现的最大;根据上述施工工况,计算各支撑和钢板桩在不同工况可能出现的最大应力及最大变形。应力及最大变形。工况工况1:钢板桩最:钢板桩最大变形大变形10.884mm工况工况1:钢板桩最:钢板桩最大应力大应力90.9MPa三、钢板桩围堰方案设计及计算(四)、钢板桩围堰受力计算(四)、钢板桩围堰受力计算工况工况1:内支撑最大变形:内支撑最大变形3.28mm工况工况1:内支撑最大应力:内支撑
9、最大应力49.9MPa三、钢板桩围堰方案设计及计算(四)、钢板桩围堰受力计算(四)、钢板桩围堰受力计算工况工况2:钢板桩最大变形:钢板桩最大变形9.364mm工况工况2:钢板桩最大应力:钢板桩最大应力95.6MPa三、钢板桩围堰方案设计及计算(四)、钢板桩围堰受力计算(四)、钢板桩围堰受力计算工况工况2:内支撑最大变形:内支撑最大变形2.899mm工况工况2:内支撑最大应力:内支撑最大应力46.3MPa三、钢板桩围堰方案设计及计算 2、围堰整体抗浮验算、围堰整体抗浮验算三、钢板桩围堰方案设计及计算 3、基坑底土抗隆起验算、基坑底土抗隆起验算工况工况II 围堰内清淤至围堰内清淤至-12.259m
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