混凝土厚度调整

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,嘉兴至绍兴跨江公路通道嘉绍大桥,V,标,北副航道桥,B51#,墩右幅围堰,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,二一年六月,一,.,下放情况说明,二,.,封底混凝土厚度调整方案,三,.,按工序受力区间分析,四,.,施工注意事项及安全措施,目录,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,1.,下放情况说明,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,1.1,下放情况,根据既定的施工方案，北副航道桥,B51#,墩右侧围堰于,5,月,6,日上午,8,点开始正式下放，至,10,日,17:50,，下放至标高,-2.5m,，下放量,11.0m,，每次暂停时均将围堰两层导向用楔块抄死，并拧紧底板撑杆螺丝，防止围堰在涌潮作用下晃动。晚上留人值班，确保涨落潮期间围堰隔舱内、外水头按既定的工艺控制。当日高平潮测得河床面标高见下表。,东,东南,南,西南,西,西北,北,东北,-8.4,-7.6,-7.8,-7.4,-8.1,-8.6,-9.0,-8.6,目前,B51#,墩右幅围堰已搁浅，经过长时间的大潮冲刷、吸泥、射水等方法处理，效果不明显，河床仍不能达到预设的标高，现将下放经过说明如下：,1.,下放情况说明,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,11,日继续下放至标高,-6.5m,，按施工工艺，此时完成第二步下放，将围堰横向锁定，接长精轧螺纹，等待河床面的冲刷。当日高平潮测得河床面标高见下表。,东,东南,南,西南,西,西北,北,东北,-8.5,-7.4,-7.6,-7.4,-8.0,-8.8,-9.1,-8.4,12,日开始采用吸泥、射水等多项措施，河床面均未发生实质性变化，,13,日将围堰继续下放，至标高,-7.5m,。当日低平潮测得河床面高程见下表。,东,东南,南,西南,西,西北,北,东北,-7.3,-8.1,-7.9,-8.6,-8.3,-7.7,-7.7,-7.7,14,日将围堰提升,1m,，底板标高,-6.5m,，使围堰和河床保持一定空间，以增大河床面和围堰底的过水面积，希望能够冲刷。当日低平潮测得河床面标高见下表。,东,东南,南,西南,西,西北,北,东北,-8.5,-8.5,-8.5,-8.0,-8.0,-7.5,-7.5,-7.5,1.,下放情况说明,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,15,日再次将围堰下放至河床，下放高度,2m,，围堰底标高,-8.5m,，比设计底标高高,70cm,。,16,日至,18,日继续采用吸泥等措施清理河床，但总因局部搁浅，只能单点下放,10,20cm,，对围堰整体却没有实质性影响，下放工作暂时停滞。,1.2,目前状况,目前围堰底标高,-8.50m,，比上报施工工艺高,70cm,。平面位置偏西,20mm,、偏北,30mm,，竖直度无偏差，除高程不满足上报的施工工艺外，其余各项指标均符合设计及专用规范要求。,2.,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,围堰下放历时近,20,天，过程中虽然采取了很多措施，但终不能使围堰顺利下放既定的高程，项目部对设计阶段和实施阶段的水文环境进行了仔细的分析和研究，并就在目前情况下，直接进行封底，重新进行了计算，能够满足施工要求，具体情况如下。,2.1,与设计阶段的水文差异,设计阶段围堰按最不利水文工况进行计算，即最高潮位,+6.0m,、最低潮位,-2.50m,，而目前在农历大潮期间最高潮位,+4.30m,、最低潮位,-1.40m,。潮位的差异，对围堰的浮力影响非常大，也必然影响对封底混凝土和护筒之间粘结力的要求，目前高潮位降低、低潮位提高，则需要的用于抵抗上浮和下沉的粘结力也相应减小。,2.,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,2.2,目前情况下的工况计算,2.2.1,基本参数,围堰内径,13.70m,、围堰外径,16.10m,、壁厚,1.20m,，围堰自重,G,围,=248t,；,承台底高程,-7.0m,、围堰底高程,-8.50m,，则封底混凝土厚度,1.50m,；,目前农历大潮期间最高潮位,+4.30m,、低水位,-1.40m,；,封底混凝土采用水下,C30,混凝土，取封底混凝土与护筒间粘结力,12t/,；,则几个基本参数的计算如下：,围堰内净底面积,: A,内净,=3.14(13.7/2),2,7(2.332/2),2,=117.5,；,围堰净底面积,:A,净,=3.14(16.1/2),2,7(2.332/2),2,=173.6,；,围堰双壁部分底面积,:A,双,= A,净,- A,内净,=56.1,；,每米高度隔舱内灌水重量,:G= A,双,1=56.1t,；,封底混凝土自重,: G,封,=2.31.5A,内净,= 405.4t,；,承台自重,: G,承,=42.53.14(13.6/2),2,=1451.9t,；,封底混凝土与护筒之间粘结力,: F,粘,=73.142.3321.512=922.6t,；,高潮位下围堰承受的浮力,:F,高浮,=173.6(4.3,8.5)1=2222.1t,；,低潮位下围堰承受的浮力,:F,低浮,=173.6(8.5,1.4)1=1232.6t,；,2.,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,2.2.2,各受力工况计算,1),围堰上浮工况,此最不利工况出现在最高潮位时封底完成混凝土凝固，围堰内抽水准备开始承台施工。此时导致围堰上浮的力为高潮位情况下围堰承受的浮力,F,高浮,，抵抗围堰上浮的力为围堰自重,G,围,、封底混凝土自重,G,封,和封底混凝土和护筒之间的粘结力,F,粘,，则有,F,高浮,=2222.1t,；,G,围,+G,封,+F,粘,=248+405.4+922.6=1576.0t,；,F,高浮,-(G,围,+G,封,+F,粘,)=646.1t,，围堰会上浮，按原施工工艺，必须通过隔舱内压水以平衡上浮力，取压水高度,H,，则,H=F,高浮,-( G,围,+G,封,+F,粘,)/G =646.1/56.1=11.5m,，取安全高度,0.5m,；,即在高潮位情况下围堰内抽水，可通过隔舱内压水,12.0m,，标高至,+3.50m,，可保证围堰不上浮，满足施工要求。,2.,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,2),围堰下沉工况,此最不利工况出现在最低潮位时承台混凝土浇筑完成而未凝固。此时导致围堰下沉的力为围堰自重,G,围,、封底混凝土自重,G,封,和承台自重,G,承,，抵抗承台下沉的力为低潮位的围堰浮力,F,低浮,和封底混凝土和护筒之间的粘结力,F,粘,，则有,G,围,+G,封,+G,承,=248+405.4+1451.9=2105.3t,；,F,低浮,+ F,粘,=1232.6+922.6=2155.2t,；,G,围,+G,封,+G,承,=2105.3t,F,低浮,+ F,粘,=2155.2t,，,此最不利工况下围堰不会下沉，满足施工要求。,3),封底混凝土强度检算,封底混凝土级别采用水下,C30,取弯曲容许拉应力为,0.67MPa,；, 最不利工况一：最高潮位时封底完成混凝土凝固，围堰内抽水准备开始承台施工,封底混凝土承受的均布荷载,q=(8.5+4.3)1,2.31.5=9.35t/m,2,，建立计算模型，则,2.,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,计算模型,应力图,经计算知：封底混凝土最大应力为：,0.18MPa,0.67MPa,，满足要求。,2.,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部, 最不利工况二,:,最低潮位时承台混凝土浇筑完成而未凝固,封底混凝土承受的均布荷载,q=2.54.0+2.31.5,(8.5,1.4)1=6.35t/m,2,，,建立计算模型，则,应力图,计算模型,经计算知：封底混凝土最大应力为：,0.32MPa,0.67 MPa,，满足要求。,2.,封底混凝土厚度调整方案,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,2.2.3,结论,对封底及承台施工过程中高潮位、低潮位间，围堰各最不利工况及该工况下封底混凝土结构安全性检算，均满足施工的要求，结构安全。,3.,按工序受力区间分析,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,围堰封底完成后将经历封底混凝土养护、围堰抽水、清理、钢护筒割除、桩头破除以及承台施工等工序，为直观反映整个过程各工序围堰受力情况，现用区间图予以描述。取围堰承受向下的荷载为正值，向上的荷载为负值，,2.2.1,的基本参数可重新描述如下：,围堰自重,G,围,=+248t(,向下的自重,),；,封底混凝土自重,: G,封,=+405.4t(,向下的自重,),；,承台自重,: G,承,=0,+1451.9t(,从钢筋绑扎到混凝土浇筑，为荷载逐渐增加的过程，最大值为承台自重,),；,隔舱内压水重量,:G,水,=0,+852.7t(,压水自重，方向向下，随压水高度增加，逐渐增大，最大值为,15.2m,隔舱内全部压满水,),封底混凝土与护筒之间粘结力,: F,粘,=922.6t(,作为抵抗上浮抗力时受力方向向下，作为抵抗下沉的抗力时受力方向向上,),；,围堰承受的浮力,:F,浮,=-1232.6,-2222.1t(,受力向上，随着潮水的涨落不断变化，但始终在最高潮位和最低潮位区间,),；,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,3.,按工序受力区间分析,3.1,封底过程及封底混凝土养护期间,该过程通过围堰侧板上设置的连通管，保持内外水位平衡，封底混凝土自身不承受额外荷载，结构安全，不作分析。,3.2,围堰内清理,该过程为封底混凝土达到设计强度，封堵侧板连通管，对围堰内抽水，然后清理封底混凝土顶面、拆除吊挂系统、割除钢护筒、凿除桩头等，承台施工未开始，将经历多次涨落潮。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,3.,按工序受力区间分析,3.2.1,下沉计算,不利工况，在最低潮位情况下围堰隔舱内灌满水，则围堰受力见图。,以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为,G,围,+G,封,+G,水,+F,浮,=248+405.4+852.7-1232.6=+273.5t,；,作为抗力的,F,粘,=922.6t,273.5t,，围堰不会下沉。,3.2.2,上浮计算,不利工况，在最高潮位情况下，隔舱内灌满水，则围堰受力见图。,以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为,G,围,+G,封,+G,水,+F,浮,=248+405.4+852.7-2222.1=-716t,；,作为抗力的,F,粘,=922.6t,716t,，,围堰不会上浮。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,3.,按工序受力区间分析,3.2.3,区间包络,根据,3.2.1,、,3.2.2,计算，绘制直观的区间包络图如下。,3.3,承台施工,该过程包括钢筋绑扎、混凝土浇筑、养护，荷载逐渐递加，其中单个承台混凝土方量,581m,3,，预计可在,10,小时内浇筑完成。,3.3.1,下沉计算,不利工况，低潮位情况下，承台混凝土浇筑完成未凝固，围堰隔舱内水抽干，则围堰受力见图如下。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,3.,按工序受力区间分析,以封底混凝土与护筒之间的粘结力作为抗力考虑，则此时围堰受力为,G,围,+G,封,+G,承,+F,浮,=248+405.4+1451.9-1232.6=872.7t,；,作为抗力的,F,粘,=922.6t,872.7t,，围堰不会下沉。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,3.,按工序受力区间分析,3.4,隔舱内水位控制,由,3.2,和,3.3,的计算可知，隔舱内压水对封底混凝土的结构安全起着非常重要的作用，同时还存在一个灌满水到抽空水的转换过程，故对隔舱内水位作如下控制。,3.3.2,上浮计算,不利工况，在混凝土浇筑前，承台重量未加载，同,3.2.2,工况。,3.3.3,区间包络,根据,3.3.1,、,3.3.2,计算，绘制直观的区间包络图如下。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,3.,按工序受力区间分析,1),围堰内抽水至承台钢筋绑扎前，隔舱内始终保持灌满水的状态，不需要抽水或补水；,2),承台钢筋绑扎过程中，随钢筋重量的增加，隔舱内水适当减小，增加和减小的数量相抵消；,3),承台混凝土浇筑过程中，随着混凝土的浇筑，围堰内逐渐抽水，增加和减少的重量相当，直至隔舱内水全部抽空；,4),承台混凝土浇筑选择退潮时开始，,10,小时内,(,再次达到高平潮前,),完成，高平潮时部分先浇筑的混凝土已初凝，有利于结构安全。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,4.,施工注意事项及安全措施,在目前状况下进行封底，理论计算是通过了，但水下作业存在很多不确定因素，现场必须加强细节管理，确保各项工序按工艺执行到位，保证封底一次性成功。,4.1,加强技术管理和技术交底,1),加强潮位观测，本方案建立的前提条件是目前的潮位情况与原设计存在较大差异，一旦潮位发生变化，必须及时微调本方案中的有关细节，确保封底安全；,2),根据去年的经验，本时间段不会出现超出计算水位的潮位，但必须建立潮位预警机制，将,+4.20m,和,-1.30m,设置为警戒水位，每天观测，并建立台帐，尤其关注农历大潮汛期间的潮位情况；,3),封底前将组织所有参与人员进行详细的技术交底，详细讲解各不利工况和应对措施。对所有参与人员进行岗位编号，详细交代每个岗位的职责、注意事项和警号标志。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,4.,施工注意事项及安全措施,4.2,围堰内水下焊接锚固装置,底混凝土与护筒间的粘结力是围堰施工成败的关键，也是每个围堰施工控制的关键，鉴于目前,B51#,墩右围堰的现状，在护筒侧壁水下焊接锚固装置，以增强粘结力。锚固装置采用,I18,，侧面贴护筒外壁焊接，单块焊接长度,0.2m,，单面焊接,3,块，相互间距,0.2m,，底部距围堰底板,25cm,，顶部距离封底混凝土顶,25cm,，沿护筒周长方向焊接,4,组，单个护筒共焊接,12,块，具体结构形式见下图。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,4.,施工注意事项及安全措施,4.3,围堰外焊接锚固装置,为提高围堰抗上浮、下沉的能力，在围堰外壁分别与施工平台,C,、,D,区域的钢管桩上焊接锚固装置，锚固装置用,I45a,型钢，焊接成“,Z”,字形，形成类似于平台桩间连接系的装置。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,4.,施工注意事项及安全措施,4.4,底板清理,1),由于钱塘江江水中含砂率较高，若底板不能清理干净，将减小有效封底混凝土的厚度，对方案的实施造成很大影响，故将采取切实有效的措施清理底板。,2),底板的清理由小型吸泥机配合潜水员完成。潜水员站在围堰底板上，手扶小型吸泥机，将吸泥口对准底板上砂较多的部位吸泥；,3),为保证潜水员的安全，在潜水员配合作业的过程必须采用小气量进行，且必须保持上下信号畅通，否则立即停止吸泥，潜水员上浮；,4),待大面积砂处理完毕后，封底前由潜水员带高压水枪，利用清水对底板再次进行冲洗，然后开启吸泥机，将底板沉积的砂彻底清理；,5),清理完成后，现场质检人员必须对底板高程进行测量复核，确认底板清理干净。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,4.,施工注意事项及安全措施,4.5,钢护筒外侧壁清理,1),封底混凝土段护筒外壁清理的好坏，将直接影响封底混凝土与护筒之间的粘结力，也直接成为影响方案成功与否的关键，必须采取切实有效的措施进行护筒外壁清理；,2),护筒外壁清理由潜水员完成，分两阶段进行，首先是钢丝刷清洗。由于护筒插打时间较长，表面残留的各种物质非常多，必须用钢丝刷沿护筒外壁仔细的刷，去除所有杂质；,3),第二步由潜水员用高压水枪冲洗，将表面的浮渣等再次清洗一遍，确保形成清洁的外表面。,4.6,精细化现场管理,涉及围堰封底的其它项目，如封底盖板安装、底板与护筒间缝隙封堵、封底混凝土厚度测量与复核等各项工序，必须按既定的围堰施工工艺执行，现场加强各细节的管理，做到有人负责、有人检查、有人复核，确保封底混凝土施工质量。,中铁大桥局嘉绍大桥,V,标项目经理部,汇报完毕！,请提出宝贵意见！,谢谢！,