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        淺析小浪底庫區(qū)黃河特大橋永久鋼護筒沉設(shè)工藝

        2019-03-17 04:21:00李勇
        關(guān)鍵詞:平面坐標(biāo)吊點鋼護筒

        李勇

        江蘇省交通工程集團有限公司 江蘇 南京 210000

        1、工程概括

        黃河特大橋位于河南省三門峽市澠池縣南村鄉(xiāng)境內(nèi)小浪底庫區(qū),黃河特大橋是澠垣高速公路的控制性節(jié)點工程,大橋呈南北走向,全長1760m,總寬33m,分雙幅布置。主橋樁基礎(chǔ)共計112根,為樁柱一體結(jié)構(gòu),其中樁基直徑2.5m,長為40米~65米之間,永久鋼護筒段直徑3m,長65m,樁柱總長在105~130m之間。

        2、鋼護筒卷制施工

        永久鋼護筒采用Q345C卷材卷制,每節(jié)按15米長度控制,單節(jié)28噸。采用Ф4260~Ф3620螺旋焊管機卷制,自動埋弧焊接,從而保證了鋼護筒的外周長、橢圓度、平整度及成品的外形尺寸。

        3、鋼護筒防腐

        鋼護筒均按拋丸除銹工藝進行表面處理,將構(gòu)件表面的氧化皮、銹斑、鐵屑、油脂、灰塵和固體污染物等徹底除凈。除銹等級達到設(shè)計要求的Sa2.5級。

        采用高壓無氣噴涂,壓力控制范圍10MPa~20MPa之間,壓力范圍與涂料粘度、成膜厚度、噴槍移動速度等因素而定,這里不再贅述。

        4、鋼護筒運輸

        鋼護筒加工經(jīng)質(zhì)檢人員和監(jiān)理工程師驗收合格,平板運輸車將鋼護筒運送至水上施工平臺。在鋼護筒的上、下口采用兩根[16焊接十字支撐,增強鋼護筒抗變形能力,也防止運輸過程出現(xiàn)失圓現(xiàn)象,首節(jié)鋼護筒底口進行加勁,設(shè)置刃角減小沉樁阻力。

        5、導(dǎo)向架設(shè)計制作

        沉設(shè)施工前,在水上施工平臺上設(shè)置導(dǎo)向定位架,為雙層導(dǎo)向,頂層導(dǎo)向在水上平臺頂面,底層導(dǎo)向設(shè)置在平臺第二道支撐樁平聯(lián)管位置,兩層導(dǎo)向間距12m,采用千斤頂調(diào)節(jié)導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。

        定位導(dǎo)向架采用履帶吊吊裝移位,錨固在鉆孔平臺的預(yù)留鋼護筒頂口位置,導(dǎo)向架與下部桁架通過螺栓相連,以確保導(dǎo)向裝置穩(wěn)定,同時也便于拆卸。采用這種方式導(dǎo)向架固定,施工方便,調(diào)整容易,操作安全,使用的機具設(shè)備少,比較經(jīng)濟。

        導(dǎo)向架的下端采用“井”字形型鋼固定在平臺周邊的鋼管樁的上下平聯(lián)上,先將導(dǎo)向架井字架焊成整體然后固定在平聯(lián)上。

        導(dǎo)向裝置內(nèi)設(shè)置有供鋼護筒定位、糾偏、調(diào)整的千斤頂和鎖定裝置。對鋼護筒進行微調(diào)定位、施沉過程中糾偏、調(diào)整的調(diào)節(jié)裝置。

        上層導(dǎo)向架采用雙拼H型鋼588×300,由于平臺離河床較高,首節(jié)鋼護筒利用導(dǎo)向架支撐框吊掛支撐在鉆孔平臺上,方便鋼護筒的接長。

        6、鋼護筒沉設(shè)施工

        6.1 測量定位

        施工前,精確放樣永久鋼護筒中心線,微調(diào)定位導(dǎo)向架的千斤頂限位,控制沉設(shè)時平面坐標(biāo)和豎直度。

        6.2 鋼護筒吊裝

        起吊時頂端吊點采用兩點吊裝,底部吊點采用單點吊裝,這樣可以減小永久鋼護筒變形。

        6.3 鋼護筒對接

        永久鋼護筒節(jié)段長度15米,現(xiàn)場拼接沉設(shè)。

        單節(jié)吊裝時,同時起吊頂口和底口吊點,鋼護筒吊離平臺面1.5米時,然后起升頂部吊點,底部吊點保持不動,使鋼護筒由平臥變?yōu)樾钡?,再慢慢起吊到與平臺成90°后,解除底部吊點,拆除內(nèi)底部十字撐,并割除外部吊耳,然后垂直起吊鋼護筒入孔。

        沉設(shè)前,利用定位導(dǎo)向架千斤頂導(dǎo)向鎖定裝置調(diào)整鋼護筒豎直度,在鋼護筒上焊接倒掛牛腿,使首節(jié)鋼護筒固定在導(dǎo)向架支撐框上。

        130t履帶吊配合120t龍門吊吊起第二節(jié)鋼護筒,與前節(jié)鋼護筒進行對接。在底節(jié)鋼護筒頂端焊接14mm厚鋼板定位,起吊二節(jié)鋼護筒,松鉤下落,使之與前節(jié)精準(zhǔn)對接,微調(diào)豎直度和接口錯縫,滿足要求后焊工分段焊接。采用二氧化碳氣體保護焊焊接合格后進行下一道作業(yè),對每道焊縫進行檢測,最后進行防腐施工。

        6.4 鋼護筒下沉

        龍門吊吊起接長后的鋼護筒,割除鋼護筒吊耳與擋塊,垂直立于導(dǎo)向架內(nèi),調(diào)整好平面坐標(biāo)和豎直度后,松鉤下落,慢慢下放鋼護筒至河床頂面,待鋼護筒自重被土層摩阻克服不下沉后,稍等約15分鐘以上時間再解鉤,防止鋼護筒才下去,河床短時間有較大沖刷,導(dǎo)致鋼護筒產(chǎn)生不均勻下沉。

        解除頂端吊點,履帶吊吊起400噸液壓振動錘,安放振動錘時必須對中,將液壓夾持器和永久鋼護筒壁夾緊。掛輔助鋼絲繩,使下端夾持器套在鋼護筒頂端。

        最終檢查平面坐標(biāo)和豎直度,啟動振動錘,先進行點振下沉,確保鋼護筒穩(wěn)定入土,然后再連續(xù)施振沉設(shè)。沉設(shè)中隨時觀測定位導(dǎo)向結(jié)構(gòu)變形情況,根據(jù)測量值進行微調(diào),保證鋼護筒平面坐標(biāo)和豎直度在允許范圍內(nèi),嚴(yán)禁盲目沉設(shè)。當(dāng)鋼護筒頂端距平臺頂面約1m時,停止沉設(shè)將振動錘和液壓夾持器吊離鋼護筒。

        鋼護筒沉設(shè)過程中,在岸上設(shè)置兩臺全站儀跟蹤觀測鋼護筒的平面坐標(biāo)和豎直度,若偏差超出規(guī)范要求,迅速通知作業(yè)人員停止施振,采取措施調(diào)整合格后再繼續(xù)沉設(shè)。

        鋼護筒需將多余部分現(xiàn)場割除。鋼護筒高度較高,為保證其施工穩(wěn)定性,鋼護筒安裝經(jīng)檢測符合設(shè)計要求后,在每道系梁位置焊接橫向聯(lián)系鋼管,待系梁施工時再予以割除。鋼護筒允許偏差:平面控制±5cm,傾斜度≤1/220。

        7、鋼護筒施工注意事項

        永久鋼護筒沉設(shè)施工應(yīng)選擇在低水位進行,沉設(shè)前入土深度應(yīng)能滿足鋼護筒自立性需要,避免在水流沖擊力下產(chǎn)生偏位。

        鋼護筒沉設(shè)施工過程中,停頓時間必須縮短,控制鋼護筒焊接作業(yè)時間,以防停頓時間過長,鋼護筒周圍土壤恢復(fù)造成沉設(shè)困難。因本橋處于小浪底庫區(qū),橋位處地質(zhì)情況極為特殊,存在硬土夾卵石層等,分布極不均勻,一旦在此地層內(nèi)停止下沉,再次沉設(shè)將非常困難,因此永久鋼護筒插打施工必須連續(xù)進行,除永久鋼護筒對接焊接及機械原因外,任何情況下都不得停頓,盡量一次沉設(shè)到位。

        當(dāng)鋼護筒遇到緊密堅硬地層時不再下沉,或下沉極慢,振幅增大,甚至跳動;當(dāng)振動錘達到最大功率鋼護筒仍不能繼續(xù)下沉,則說明阻力已大到無法使鋼護筒振動下沉,應(yīng)停止施振。

        結(jié)束語

        由于永久鋼護筒對接作業(yè)時間長,因此必須考慮惡劣天氣對施工的影響,鋼護筒吊裝及對接作業(yè)時應(yīng)選擇晴好天氣,采取有效預(yù)控措施,確保施工安全。

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