江苏某一级公路桥梁工程围堰施工方案(悬浇施工、附示意图).doc

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1、昆山市同周公路二期新建工程长白荡大桥长白荡内土围堰施工设计方案一、工程概况（一）工程项目介绍长白荡大桥是昆山市同周公路二期新建工程的重要组成部分之一。大桥跨越长白荡，与规划航道交角90度，主桥采用40m+60m+40m变截面预应力混凝土连续箱梁，采用悬浇施工；引桥采用装配式预应力混凝土连续箱梁及现浇等截面预应力混凝土连续箱梁。（二）设计概况1.桥梁概况1.1技术标准道路等级：一级公路；设计荷载：公路-级；设计速度：80km/h；桥梁布置：半幅桥面13.5m=0.5m（防撞护栏）+12.5m（行车道）+0.5m（防撞护栏），左右两幅对称布置，中央分隔带1m空置；设计洪水频率：1/100；最高洪水

2、位：2.62m（黄海高程）地震烈度：地震动峰值加速度0.10g通航标准：规划级航道，按净455m控制，最高通航水位1.9m（黄海高程）。1.2桥型与桥跨布置长白荡大桥桥梁全长807m，跨径630+530+（40+60+40）+530+330+330，主桥采用（40+60+40）m三跨变截面预应力砼连续箱梁，引桥西侧采用30m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，引桥东侧530m采用30m装配式部分预应力混凝土连续箱梁，330+330采用现浇等截面预应力混凝土连续箱梁。1.3主桥结构1.3.1上部结构箱梁墩顶现浇块件（即0、1块）长11.0m；其余12对梁段纵向悬浇分段长度为（23.5m+34.0m+

3、14.5m）；中跨合拢段梁段、边跨合拢段梁段长均为2.0m；边跨现浇段梁段长8.92m。箱梁底板水平，由顶板形成单向横坡，梁高为边腹板外侧处梁的高度。每幅桥横断面采用单箱单室，单箱顶宽13.5m，单箱底宽7m，两侧悬臂长3.25m；中支点处箱梁中心梁高3.4m，跨中箱梁中心梁高1.8m；顶板厚0.3m，腹板厚0.6m0.80m，底板厚变化范围0.25m0.60m。翼缘板端厚度0.2m，根部厚度0.6m，箱梁采用双向预应力混凝土结构，主梁按全预应力构件设计，桥面板按部分预应力混凝土A类构件设计。1.3.2下部结构主桥主墩墩身采用钢筋混凝土矩形门式桥墩，墩厚2.5m，宽7m。主墩承台厚3.0m，平

4、面尺寸10.110.1m，单幅基桩为9根1.5m的钻孔灌注桩。主桥过渡墩采用钢筋混凝土双柱式方柱桥墩，柱尺寸为1.6m1.6m，盖梁宽2.5m，高1.908m，承台厚2.5m，单个承台平面尺寸2.56.4m，中间系梁厚2.5m，平面尺寸4.52m。基桩为双排4根1.5m的钻孔灌注桩。1.4引桥结构1.4.1上部结构单幅引桥宽13.5m，除第5、6联采用单箱双室等截面预应力现浇混凝土连续梁外，其余横向均由4片30m装配式预应力组合箱梁组成。1.4.2下部结构桥台采用桩接盖梁桥台，下设6根1.5m钻孔灌注桩。桥墩采用1.4m1.4m方柱式墩身，承台钻孔桩基础，单幅桥桩基为4根1.2m钻孔灌注桩基础

5、。（三）地形、地貌、工程地质及气象根据区域资料，路线经过地段属长江三角洲太湖水网平原区，低洼湖荡平原亚区，地势平坦开阔。沿线路基主要由第四系全新统地层及第四系上更新统地层组成，第四系全新统地层主要以淤积及缓慢水流沉积形成的淤泥质土为主。上更新统地层主要为冲湖积成因的硬塑状粘性土，冲湖积成因的粘性土、粉性土、砂性土等。二、土围堰施工的必要性长白荡大桥基本上全部位于水中，从节约工程投资、减小施工难度及增大施工的安全性上考虑，在长白荡内采用土围堰从而创造一个类似于陆地环境的桥梁施工环境是一个比较经济、科学且合理的选择。同时，结合工程本身的设计特点及地形环境的特点，要求土围堰在施工时必须严谨、科学、合

6、理，既要保证围堰内有足够的施工场地，更要保证围堰在整个桥梁上、下部结构施工期间的安全。因此，可以说土围堰的施工是本工程能否顺利、安全进行的基本前提和根本保障，只有严格的按照既定方案施工并确保其万无一失才能为桥梁工程的顺利进行打下坚实的基础。三、土围堰布设位置及形式详见附图四、具体围堰施工方法顺桥向两侧围堰断面取梯形断面，根据初步掌握的水深情况围堰填筑高度约3.0m就可以满足施工需要。围堰底口宽度约11.0m，顶口宽约3.0m，边坡比约为1：1.5左右，可完全保证围堰自身的稳定性。 主桥中跨处两侧横桥向围堰断面取矩形断面，围堰内侧采用密布6米长木桩进行支护，围堰外侧采用木桩进行支护（桩长均为6m

7、左右，间距约0.5m一根）。主桥中跨处通航孔净宽18.0m，泄洪孔净宽35.0m。围堰施工程序为：首先在长白荡内根据其预设位置采用竹竿插入湖底定出围堰的具体位置，然后用打桩船按照预设位置插打木桩,（两排木桩距围堰中心线为1.5m，同排相邻两根木桩间距为0.5m（根据情况围堰内侧木桩可适当加密），木桩长6.0m，打入后桩头露出水面约1.0m结束。打桩采用桩锤配合人工进行，打桩机吊起木桩，人工辅助初步定位，最后用桩锤打桩到位。木桩施工完成后，沿两排木桩内侧固定竹笆用以挡住填土（主桥中跨处两侧围堰钢管桩及木桩内侧分别采用废旧钢模板或竹胶板进行挡土），设置固定时采用横向设置，每两块竹笆长边方向对接，设

8、置到位后保证每块竹笆后有三根木桩支撑，根据水深及木桩出水高度，两块竹笆顶口刚好位于桩顶一下约10cm处。竹笆设置好后用铁丝打眼固定在木桩上。根据竹笆宽度，每间隔一根木桩竹笆重叠。同时在两排相对应得木桩顶口用10mm钢筋对拉。竹笆设置好后进行第一次填土，第一次填土填至与水面相平。(如果工期紧张，也可多投入挖泥船进行分段填筑），待第一次填土全部完成后进行第二次填土，第二次填土必须使第一次填土有一定的时间沉降。第二次填土填至到木桩桩顶以下50cm处。第二次填土结束后进行第三次填土，同时根据实际情况,可在迎水面一侧木桩内侧预留一定长度的彩条布以便于最终对迎水侧及围堰顶面进行包裹以防止冲刷及雨水渗漏。第

9、三次填土填至与木桩基本相平。在填土的同时应及时检查木桩和对拉钢筋是否有异常。检查无异常后进行第四次填土。第四次填土是把木桩外测进行锥坡填筑，锥坡坡面坡度约1：2。第四次填土结束后顶面用彩条布覆盖，且放置一段时间以增加土的自然沉降时间而密实。然后进行围堰内抽水。围堰内抽水分两次进行，第一次抽水深度约湖内水深的一半左右，暂停几天以观察围堰是否有异常，出现问题及时处理。然后继续抽干围堰内的水，第二次抽水时应随时观察围堰的牢固程度并做好应急加固准备。围堰内侧抽干水后采用挖掘机在围堰内侧取土堆出围堰内侧边坡并压实，至此围堰施工结束。开始进行围堰内桥梁工程的施工。待桥梁工程全部施工结束后按与围堰施工相反的

10、顺序依然采用挖泥船等对围堰进行拆除，围堰填土回填至原来挖土处湖底。围堰施工顺序详见施工步骤附图：在施工期内应加强对围堰的观测和养护，确保在整个施工期间围堰的安全。五、投入的机械设备及材料拟投入本阶段施工的设备及材料表序号名称数量功率进场日期预期使用时间1挖泥船2艘350m3/台班2010.52个月2打桩船1艘2010.52个月3贝雷片72片2010.618个月46m木桩3500根2010.518个月5420mm钢管32根2010.618个月6加强弦杆144根2010.618个月7竹耙3000张2010.518个月六、围堰安全性验证围堰施工时每道围堰分别采用两艘挖泥船从围堰两侧湖底挖土填筑，取土

11、坑顶边沿至围堰底角间距不小于10.0m，取土时围堰内侧的取土坑可小一点，保证取土坑顶口宽度不大于6.0m，取土坑深度不大于3.0m，边坡约为75，围堰外侧取土坑可大些，深度不大于3.0m，宽度以满足填土数量为准。当围堰施工完成并抽干围堰内的湖水后，围堰内取土坑靠围堰侧边坡有可能因边坡不稳定而引起坍塌，对此处边坡进行简单验算以验证围堰的安全性验证。围堰施工结束并抽干围堰内湖水后的断面示意图如下图所示：根据图纸提供的地质图，湖底5.0m深度范围内为粘土，因为没有土质的试验资料，只能查有关资料取一般粘土的力学参数如下：土的重度18.0kN/m3、土的内摩擦角=15、土的黏聚力c18kN/m2；围堰内

12、侧取土坑围堰边坡安全性验算：根据已知条件查有关图表得知：在此种情况下外边坡稳定系数s=6.8则边坡稳定安全系数K=s c/(H)=6.818/(318)=2.271.5取土坑围堰边坡稳定。七、便桥根据本工程的周边环境考察及材料的运输，决定了施工料场及拌合站只能建于0#台桥头处湖岸边，为了保证施工期间各种材料的正常运输及考虑通航、施工围堰的具体形式，必须在桥梁跨中位置搭建一座贝雷片钢便桥以连接两端围堰内的施工便道，刚便桥形式详见附图。为保证湖内通航，钢便桥设计为三跨连续，单跨跨径为18.0m，根据水面标高约+1.9m，保证通航净空大于4.5m，钢便桥贝雷片底口标高设置在+7.0m，钢便桥桥墩采用

13、12.0m长钢管桩，直径420mm，壁厚8mm，每排墩8根一组，钢管桩入土深度5.5m。桥头两端设4%的便桥专用引坡。便桥桥面宽度4.0m，设计荷载标准采用汽-20，单跨设计荷载大于35T。便桥的拼装方法（考虑便桥的集中荷载）：采用“上承式”方法搭设，72片贝雷梁做钢桥的主体，72根28工字钢横向搭设，采用U型卡子将工字钢与贝雷片联系在一起。用弦杆、弦杆螺母、销子、连接片等相关的构件进行钢桥的整体组装，贝雷梁下部用方木垫平。桥面铺设：桥面用16根通长12#工字钢纵向铺设，上面用10毫米钢板满铺行车道板，用25号螺纹钢点焊固定。使便桥连接顺畅，行车时无明显的晃动，用来保证车辆通行。便桥结构形式详

14、见附图便桥的简单计算：贝雷片总重：72270=19440kg28工字钢总重：72655.4=23932.8kg12工字钢总重:161814=4032kg加强弦杆和连接片总重:144100=14400kg贝雷片验算：自重均布荷载：q=3.5t/m动载为集中荷载，取1.4倍的系数即：P=351.4=49t按简支梁计算自重产生的的弯矩M1 =ql2/8=35182 /8=1417.5 KNM动载所产生的弯矩M2 =PL/4=49018/4=2205 KNM两排双层贝雷片容许弯矩M0 为6750KNm，故，M1+ M2=3622.5 KNM结论：贝雷片满足强度要求钢管桩验算钢管桩入土深度5.5m，根据

15、地质资料假定桩深入土层全部为粘土，因无土的试验资料，土的总极限侧阻力取较低值50kPa且不考虑极限端阻力值。则单桩承载力 P=3.140.425.550=362.7kN中间两排墩各有8根钢管桩，总承载力为2901.4kN。施加在中间两排墩上的总荷载为：3516+490/2=805 kN钢管桩承载力满足要求。对单根钢管桩P805/8100.6KNA21220.22103.5cm2钢管桩的容许压应力140Mpa，弹性模量E2.1105 MPa(按A3号普通碳素钢计算)P/ A100.6103/103.510-49.7 MPa强度满足要求。钢管桩插入地基5.5m，外露6.5m，按一端固定，一端绞接计算，L00.7L4.55mI=(0.4240.4124)/641.1310-4 m4A21220.22103.5cm2截面最小