1、xx大桥水下承台施工方案一、工程概况莆田市xx经济开发区xx大桥工程位于莆田市xx与xx村之间，路线全长1060m，工程涉及全长848mxx大桥及两岸桥头212m引道路基。xx大桥建成将对连接xx南北两岸交通产生积极意义。本工程施工区桥址岸上地势较为平坦，地表标高在2.1613.05m，地貌上属于剥蚀残丘山前冲洪积滨海相淤积平原过渡地段地貌单元。桥址横跨xx，河面宽约220m，水深约46m，为常年流水性河道平、枯水季节河水流速较为缓慢，河岸两侧未进行暂时性砌坡护岸，河岸地面高程介于7.289.48m（黄海高程），高出河面平均水位标高约为1.503.50m，河底地形普通起伏不大，河底面高程普通为2、2.54.5m。地貌上属于xx一级阶地地貌单元。二、机械设备名称规格数量吸泥机台履带吊3t2台救生艇8t1柴油发电机120KW1台水泵100m25台电动空压机4L-20/82台电动卷扬机8t-10t2台交、直流电焊机500A8台磁力钻ZLC-231台导链20T18套三、劳动力组织装吊工10人；电焊工12人；潜水员2人；钳工3人；普工18人，共计45人。四、时间筹划 单个承台时间筹划：拆除工作平台7天；套箱拼装、下沉、定位7天；水下砼封底3天；封底砼育龄期7天；抽水及焊接支撑8天；切割钢护筒、破桩头及检桩10天；承台钢筋7天；承台砼1天；共计50天。五、施工方案（一）钢套箱作用、几何尺寸钢套箱作3、用：钢套箱作用是为了实现承台干施工，其侧板为浇筑封底砼及承台砼侧模，同步钢套箱顶面也作为砼浇筑操作面。依照承台施工作业时段水文特性及施工工艺规定，拟定抽水水位为+8.5m，水位达到+9.0m时即停止施工。钢套箱构造图附后。（二）施工工艺流程钢套箱施工工艺流程图如下：钢套箱施工工艺流程图测量孔位钢套箱设计分块制作搭设工作平台检测护筒外围分节拼装钻孔平台拆除内支撑焊接钢护筒割除钢套箱吊安下水入水自沉锚石定位钢套箱套箱定位固定（三）钢套箱设计1、 钢吊箱设计条件：承压水头分析：a、 悬浮下沉阶段：此时段受水侧压力较小。b、 封底砼施工阶段：此时段水位差较小，受水侧压力较小。c、 抽水阶段：此时段钢套4、侧压力最大，作为侧壁构造设计根据。验算此工况按m水位压力差验算，拟定抽水水位为+8.m。2、 施工规定：设计需考虑各方面因素，为此分两节设计。钢套箱内部布置两层内支撑。3、工况验算及成果钢套箱计算分钢套箱吊装阶段、浇注封底砼阶段、钢吊箱抽水阶段三种工况进行。钢套箱吊装阶段及浇筑砼阶段此两阶段一是自身沉重，设计时满足规定，二是侧壁所承受内外水头差所产生水压力较小，因而此两阶段不作为钢套箱自身和钢套箱侧壁构造最不利荷载阶段，可不必验算。而钢套箱在浇注封底砼后，即抽水阶段。此阶段作为钢套箱侧壁构造设计控制状态。（四）钢套箱施工测量1.钢护筒中心坐标、倾斜方向及倾斜度测定钢护筒中心坐标测定：实测各墩桩5、位坐标。钢护筒倾斜度，倾斜方向测定：采用垂球法或水平尺靠护筒测得。中心坐标、倾斜方向及倾斜度精准分析：依照所实测护筒中心坐标和测得倾斜方向及倾斜度求得钢套箱封底砼底处护筒中心坐标。.钢套箱就位及检查运用锥形导向装置套入护筒后，测量人员严格检查套箱侧板平面位置和垂直度，如不满足规定，应重新定位，以保证钢套箱顺利下沉。（五）钢套箱施工 钢套箱施工前准备工作运用吸泥机将封底混凝土底标高以上泥和卵石等清理出去。钻孔平台拆除及工作平台搭设： 钢吊箱加工及运送钢吊箱加工制作，经检查合格后，分块分批，运送到浮吊吊钩位置下方，进行刚性拼装。验收原则：平面尺寸误差：5cm，内孔尺寸误差：3cm对角线误差：10c6、m，底板预留孔误差：1cm运送：钢套箱加工完毕后，先在岸上进行预拼装，检查螺栓孔位置与否对的、防水胶垫与否漏水、几何尺寸与否满足规定，检查合格后，拆开钢套箱，分批分块运送到吊车吊钩下方进行刚性拼装。每个钢套箱分5片分别吊装，岸上采用25吨吊车吊上平板车，再运到墩位置后采用吨履带吊进行拼装。钢套箱拼装下沉 a、准备工作拼装前清除原钻孔平台所有物资，割除原钢护筒上牛腿，每个护筒制作一种三角形导向架。在水面以上恰当位置(依照施工时水位拟定)每个钢护筒外侧水平线上各安装一种牛腿。此牛腿重要用于钢吊箱水上拼装支撑用。钢吊箱四周与钢护筒相应位置各设立一种平面固定环，以便钢套箱分片水上组拼时暂时固定钢套箱。7、b、拼装用吊车分片两点起吊钢套箱四周面板，每块面板采用平面固定环暂时固定在钢套箱上，暂时固定环与钢套箱连接长短可连接，所有面板调节到位后再固定。钢套箱所有拼装完毕后，焊接钢套箱内第二层内支撑，同步在每个钢护筒顶面如下10厘米内外侧各焊一种牛腿，内外侧牛腿均用20T导链与钢套箱底横梁连接，外侧倒链重要防止钢套箱变形和下沉，内侧导链重要用于套箱下沉，同步采用4个20T导链分别吊于4根小钢管桩相应部位，上游和下游采用21.5钢丝绳分别作为下拉缆和斜拉缆。钢套箱面板与面板接触面均需安装防水胶垫，禁止钢套箱漏水。c、钢套箱下沉钢套箱组拼对拉完后，同步缓慢拉动20T导链，上提钢套箱使其悬空，同步割除钢套箱8、底下牛腿，然后缓慢拉动20T导链使钢套箱下沉，因上游水流影响，钢套箱入水后在水流作用下钢吊箱底与护筒紧密迭合，影响钢套箱下沉，因而在上游迎水位置设立钢丝绳作下拉缆，运用2个10T葫芦调节下拉缆，钢套箱迎水面采用=20mm钢板焊接吊耳。钢套箱下沉就位后，带紧20T导链，及时施焊钢套箱一层内支撑并与钢护筒焊接固定，以稳定钢套箱，始终保持钢套箱在封底砼完毕前不因水位上涨而上浮。钢套箱第一层内支撑与钢护筒形成整体后，由潜水员入水拆除20T导链。钢套箱运用第一层内支撑悬挂于钢护筒上。（六）水下封底混凝土施工钢套箱下沉到位后，需进行水下封底砼施工，为了保证按期完毕封底施工，拟定了“泵送砼，分舱开灌，一次到9、位”施工工艺，准备工作如下：1、 水下封底施工工艺封底砼选取：本桥中采用封底C20砼可选用钻孔桩水下砼，坍落度为18-22cm，7天强度达到30Mpa，实际封底施工时，混凝土各项性能指标均应满足规定，封底7天后抽水。分舱方式、施工平台、导管和料斗、砼输送方式选取：a、 封底砼施工分舱：钢套箱按井字形分9个舱。b、 施工平台：选用第一层内支撑作为封底砼施工平台。c、 导管：选用=6mm钢板卷制而成内径3mm导管，法兰盘连接。d、 料斗：采用1m3左右料斗。e、 砼输送方式：采用2台砼输送车水平输送，由三一泵（60 m3/h）直接输送到封底现场。封底砼浇筑顺序与工艺：封底砼浇筑采用先护筒舱，对称浇10、筑，一次一舱及时补料原则，普通浇筑分封底（首灌）阶段，正常浇筑阶段，结束阶段。2、封底施工施工准备：钢套箱下沉到位并固定后，即可进行浇筑平台搭设，平台由1010cm方木和竹排构成，它支承于第一层内支撑上，完毕导管料斗和导管夹具以及输送泵和泵管就位，接通电源试泵，T履带吊吊就位于钢吊箱范畴内负责导管首灌拔塞及导管提高和拆除。人员组织：依照工艺特点设立了搅拌工段，负责砼生产和运送；设立泵送工段，及时解决因堵管而需拆管、接管及提管，保证砼持续灌注；测量人员负责封底砼顶标高控制；设立指挥中心，由指挥中心统一指挥封底施工各项工序作业。封底施工：封底施工开始后，输送泵持续向料斗泵送砼，待料斗满时，指挥人员11、下达拔塞指令，砼经导管流向一种舱，待首灌成功，持续向舱供料，直至设计标高，提高导管，同样进行其她各舱封底，直至所有完毕。每个舱首灌前，测量人员对该舱导管进行测量，保证开灌时导管底口距套箱底15cm。（七）承台施工承台施工工艺流程图附后。1、钢套箱内抽水封底砼浇筑完毕后7天开始抽水，用清水泵（扬程20m，流量100 m3/h）同步抽水，水位每下降1m，停抽30min，检查套箱有无异常状况。2、清渣，割护筒及凿桩头箱内水抽完后，检查套箱漏水状况，并及时堵漏，着手进行高于承台砼清除，待完毕后，割除设计桩顶标高处以上钢护筒，倒运上岸，进行桩头凿除工作。3、承台钢筋、预埋件承台钢筋工作量较大，钢套箱不大12、且箱内有支撑系统因而给承台钢筋绑扎带来一定麻烦。承台钢筋绑扎完后，预埋以上工序构造物钢筋和加固模板预埋件。4、承台砼浇筑承台砼配比及规定：承台砼采用砼应由商混拌合站实验室严格设计其配合比，并规定和易性、可靠性达到施工规定，坍落度18-22cm，初凝时间4-5h。承台砼浇筑顺序：考虑到钢套箱受力，浇筑时从中间开始，往四周扩散，然后又按顺序回来，力求钢套箱均匀受力，浇筑过程中用插入式振捣棒振捣，振捣点呈梅花形布置。承台砼浇筑：采用泵输送，分两次浇筑。承台砼散热及养护：由于承台浇筑是无水作业，承台砼散热成为重要问题，砼配合比设计时采用矿渣水泥，以减少水化热。依照经验，大体积混凝土内外温差控制在25以13、内，可避免混凝土浮现温度收缩裂缝，为此拟采用“内排外保”办法：a、“内排”：尽快排出混凝土内部热量，减少混凝土内部温度。在混凝土浇注此前，预先在混凝土内按设计规定布置钢管作散热管。混凝土灌注中和灌注后每隔2h换冷水循环散热一次，可减少混凝土内部温度58，待混凝土内外温差降至25如下可停止换水，混凝土达28天后用同标号混凝土将散热管灌实。b、“外保”：在混凝土表面采用保温办法，控制混凝土内外温差及表面与空气温差，避免浮现深层裂纹和表面裂纹。冷却水管布置图见设计图。（八）安全保证办法（1）配足通讯工具，保证统一指挥。进入施工现场人员，按规定配带好安全防护用品，遵章守纪，听从指挥。（2）在通航江河上14、进行施工前，与本地航政部门联系，商定关于航运和施工安全事项，并通报关于单位，在航道上按规定设立航标进行导航。（3）因此施工人员必要配戴安全帽，水上作业必要穿戴救生衣。（）当浮现六级以上大风时，停止工作，如确有需要继续作业时，采用有效办法。（）水上作业人员必要穿好救生衣，并站在恰当位置，以防落水。（）施工中需要封航时，必要与航务部门联系，在航道上做好封航标志，办理封航手续并告知有关单位。（）由于潜水作业较多，墩位上下游各1200米范畴内设立明显标志，标明潜水作业时间，请本地居民在此期间内不要到河面上炸鱼，保证潜水员安全。有潜水作业时，要派出防护人员上下游进行防护。（）由于水上焊接作业较多，电缆电15、线必要经常检查，避免漏电。施工用电设备实行一机一闸一漏一箱。漏电保护装置与设备相匹配。（）从事作业人员，定期进行体格检查，不适当作业人员，不得从事此项工作。作业人员必要戴安全带，穿防滑鞋。不得穿拖鞋、高跟鞋、硬底鞋、易滑鞋和裙子上班进入施工现场。（1）依照详细状况使用符合规定脚手架、脚手板、吊架、梯子、跳板、安全带等，按安全关于规定在高空、临空处、水上作业平台设立栏杆或安全网等安全设施。悬挂梯子挂在牢固处，挂钩与承载构造物捆绑牢固。（1）在水上作业平台上作业，原则上不进行双层作业，无法避免时，上下交替施工，设立隔离办法，并设专人进行防护。上层不断止时，下层不准进入现场；下层人员没有完全撤出时，16、上层不准施工，以保证人身安全。高处作业佩带工具袋，小型材料放入袋内，较大工具用绳拴好，不得随便乱放，防止落下伤人。（1）夜间进行作业时，必要在现场有足够照明设备，在危险地带等处设有明显标志。（1）危险地点悬挂按照安全色和安全标志规定标牌，夜间有人通过坑、洞、施工作业危险地带设红灯示警。禁止无关人员随意出入现场。（1）起吊重物时，起落速度应均匀，动作要平稳，禁止忽快忽慢，不准紧急制动。放置吊运重物时，要注意地面平整，防止斜歪倾倒。六、围堰计算书（一）本设计计算书合用于xx大桥主桥S1#、N1# 承台围堰。 1围堰形成选定：根据设计图纸，主墩S1#、N1# 河底标高分别为2.55 m和3.45m，17、而承台封底砼厚度为1m，且承台底标高（含1m封底砼）为1.5m。因而选用无底钢围堰，围堰侧模兼做承台模板。2、围堰设计原则:根据项目部既有材料，结合承台棱角为弧形，因此套和模板要分块制作，块与块之间通过螺栓连接。套箱模板采用S=5mm钢板；横肋采用10槽钢；加劲肋采用808mm钢板，纵肋采用220槽钢；内支撑选用2I20b工字钢作内圈梁，型号为I40b工字钢作内支撑杆。围堰构造布置详见“围堰设计图”.（二）设计根据1、公路桥涵设计通用规范 （JTQD60）2、公路桥涵钢构造及木构造设计规范 （JTJ02586）3、钢构造设计规范（GB50017）4、简要施工计算手册第二版 5、路桥施工计算手册18、6、xx大桥施工图（三）计算工况及计算荷载组合.计算横板侧压力，分三种状况计算套钢模板侧压力。第一种工况：围堰下沉到位，水下灌注封底砼，此时围堰内外水面高度一致，内外水压平衡，围堰承受1m砼侧压力。 第二种工况：封底砼达到设计强度规定，抽出围堰内水，围堰承受最高静水压力及流水压力。第三种工况：借助承台砼，此时围堰承受外侧静水压力，流水压力及新浇砼压力。1.计算第一种工况：封底砼对围堰侧压力依照砼对围堰横板侧压力公式Pm=krhm进行计算。(路桥施工计算手册第173页)其中：当VT0.035时，hm=0.22+24.9VT（V砼浇筑时速度取0.2mh ；T砼入模时温度取20C 则hm=0.22+19、24.90.220=0.47mK取1.2，r取24KNm3 故 Pm =krhm =1.224KNm30.47m =13.54 KNm3=13.54KPa查若倾倒砼容量不不大于0.8 m3运送器具倾倒时取砼冲击力6 KPa，则侧压力PM1=PmP冲=6+13.54=19.54 KPa由于水下封底砼灌注时，水压力由外平衡，故只考虑砼侧压力PM1=19.54 KPa。为了安全起见，采用对拉螺杆办法，防止胀模。2.计算第二种工况：本桥位处最高水位为8.5m则：静水压力P静=rh=106=60 KPa（r 水比重10 KNm3，h=8.52.5=6m ） 流水压力：FW=KAV22g（其中水 重力密度20、，取10 KNm3；V流水速度，取2ms；A围堰阻水面积，取111m2 ； g重力加速度，取9.8mg2；K是形状系数，取k=1.5 ）则FW=1.51102229.8=3.1 KPa因而静水压力和流水压力如图所示：3、计算第三种工况：若不考虑砼浇筑过程对围堰侧压力影响，只考虑水压力，则最大水压力为Pmax=63.1 KPa若外侧无水压力，根据公路桥涵施工技术规范，荷载组合砼侧压力倾倒砼侧压力，分别计算如下： 新浇砼对围堰侧压力：a . Pmax=0.22t0Yk1kV12 =0.220.75251.21.150.212=2.5 KPa注： t0初疑时间取45min；r砼容重；k1外加剂影响系21、数，取1.2；k2坍落度修正系数，取1.15；V砼浇筑速度，取0.2mh）b. Pmax=k r h （h有效压头高度）当 VT0.035时； h=0.22+24.9 VT=0.22+24.90.220=0.47m 则Pmax=1.2250.47=14.1 KPa经计算，新浇砼对围堰侧压力取Pmax=14.1 KPa倾倒砼时冲击力产生水平荷载取6.0 KPa 综上计算可知，承台砼浇筑时最大压力为围堰外侧水压力，故套和设计取Pmax=63.1 KPa作为控制荷载。 （四）校核封底砼厚度（见简要施工计算手册） 、h=（3.5kMmaxbfct+Dch其中：k安全系数，取2.65；b板宽，取1m；f22、ct砼抗拉度（C20），取1200tm2；D水下砼与井底泥土掺混需增厚度，取d=0.30.5mMmax=12 (其中1计算跨度取较小者10.5m；弯矩系数，L1L2=10.514.5=0.7241L2；故取0.0729 P静水压力形成荷载，取60 KNm（取单位宽度荷载）Mmax=0.07296010.52=4822 KNm故 h=3.52.6548211200+D=0.61m+（0.30.5m）h=0.911.11（基本符合强度规定）（五）面板强度及挠度计算拟采用=5mm A3钢板作套箱面板，则1.强度验算（见简要施工计算手册）Lx=0.35m Ly=0.4m则 Lx Ly=0.875查表可23、得Kx=0.06 Ky=0.055故Mx= Mmax=Kxq Lx2 （其中q=63.1 KNm单位宽度） =0.0663.10.352=0.464 KNmmax= MmaxW=0.464103 Nm(10.00526) =111.36Mpa =145 Mpa2.挠度验算Wmax=Kf（FL4B0）=0.001663.11030.3542.3103=6.610-4=0.66mmW=L500=0.7m （满足规定）其中Kf挠度计算系数，F最大侧压力，L面板短边，B0构件刚度B0=Eh312（1V2）=210110.005312（10.32）=2.3103 Nm（六）计算横向加进肋强度横肋采用1024、槽钢，其W=39.710-6m3 ，A=12.7410-4m2 横肋按简支梁承受均布荷载计算，计算跨经L取35cm，最大均布荷载q=63.1 KNm0.4=25.24 KNm则RA=RB=1225.240.35=4.42 KNmMmax=18q2=1825.240.352=0.386 KNm故 max= MmaxW=0.38610339.710-6=9.7 KNm挠度 Wmax=5q4384EI=525.240.354 38421011198.310-8=145 Mpa （满足规定）=1.2410-4=0.12mmW=L500=0.7mm （满足规定）剪应力 I=QA=4.42103 12.725、410-4=3.5NpaI=85 Mpa (满足规定) 横肋按持续梁计算：则：弯矩 Mmax=KMqL2 （其中K=0.077，q=63.1104=25.24 KNm，L=0.35m）弯曲应力 max= MmaxW=0.23810339.710-6=5.99 Mpa=145 Mpa剪力：Q=Kvq=0.60725.240.355.36KN则剪应力I=QA=5.3610312.7410-4=4.2 MpaI=85 MpaWmax不变（七）计算竖向小加肋强度小纵肋采用808mm钢板，其W=bh26=0.0080.0826=8.510-6m3 A=0.0080.08=6.410-4m2， I=bh326、123.410-7 m3 小纵肋按持续梁计算弯矩 Mmax=KMqL2=0.07725.240.42=0.78 KNm弯曲应力 max= MmaxW=0.781038.510-6=91.8 Mpa=145 Mpa剪力 Q=Kvq=0.60725.240.46.2KN剪应力 I=6.21036.410-4=9.5 MpaI=85 MpaWmax=5q4384EI=525.240.44103384210113.410-7=1.2410-4=0.13mmL5000.8mm（八）计算大纵肋强度大纵肋采用220槽钢，其W=2191.410-6m3 I=21913.710-8m4 A=232.8310-427、m2大纵肋以内支撑为支点，如图所示内支撑高度方向按2.5米，每层布置，共设两层。大纵肋按二跨持续梁计算，最大弯矩 Mmax=KMq2 （其中KM=0.07） =0.0763.12.52=27.6 KNm最大弯曲应力max= Mmaxw=27.611032191.410-6=72.1 Mpa=145 Mpa最大剪力 Qmax=Kvq=0.37563.12.559.2KN （其中Kv=0.375）Imax=QA=59.2103232.8310-4=9.0I=85 Mpa跨中挠度：Wmax=q4384EI(5242)=63.11032.543842101121913.710-8（5240.42）=028、.97mmL500=2500500=5mm 其中=12.5=0.4 悬壁挠度 W1=q48EI=63.11031482101121913.710-8=1mm10005002mm（九）内圈梁计算横桥向内圈梁四跨持续 M=KMqL2 q=63.1 KNm V=KvqL悬壁WA=q1L38EIL3500跨中WA=qL4384EI（5242)L500 KM=0.077则m=0.07763.1 KNm2.52=30.366 KNm= MmaxW需W需= Mmax =145 Mpa）W需=30.366103145106=0.2094103=209.410cm3220槽钢w=2191.4 cm3Q=0.3929、363.12.561.995I=QA=61.995103232.8310-4=9.44 MpaI=85 MpaW跨（其中.） .悬.103.-.规定悬臂某些焊于面板上，此解决挠度偏大问题。故用根20槽钢作内圈梁。（十）内支撑梁计算：当抽水浇筑承台时，钢套箱围堰需一边抽水，一边进行支挡，原围堰将失去稳定。横桥向内支撑计算：RA=RE=KV1q=0.39363.12.565.9KNRB=RD= KV2q=（0.607+0.536）63.12.5180.3KNRC= KV3q=20.46463.12.5146.4 KN横桥向内支撑I40b工字钢最大压力 Rmax= RB= RD=180.3KN a.30、 受压验算=NA=180.310394.110-4=19.2 Mpa 145 Mpab. 压力极限值：（按两端较支算）临界力Pcr=2EIL2=3.142210112278010-814.72=2078103N=207.8tRmax=18.03t或验算强度：=NA 其中N= Rmax=180.3KN A=94.110-4m2依照选定 = L0 i=L0（IA）12=14.7（2278010-894.110-4）12=94.495当75时 =30002=300094.4952=0.336故 =NA180.31030.33694.110-4=57 Mpa=145 Mpa 满足规定b.之重作用下挠度31、验算：f=5q4384EI=573.81014.74384210112278010-8=9.8mmL400=14700400=36.75mm满足规定c.顺桥向内支撑I40b工字钢计算： （如图）RA=KV1q0.41763.11.539.5KNRB=RC= KV2q2=（0.583+0.2）63.13148.2KN内支撑最大压力Rmax=148.2KN1.受压验算：=NA=148.210394.110-4=15.7 Mpa=145 Mpa2.压力极限值已计算可知为Pcr=207.8t14.8t满足规定3. HH1工字钢计算（斜撑40b工字钢）故Mmax=（180.31034）5225.410332、max=MmaxW=25.4103114010-6=197.7=145 Mpa故选用两根I366工字钢，则max=225.4103291910-6=122.6 Mpa= 145 Mpa 满足规定注意：规定HH1与A和焊接牢固（焊缝为10mm厚） 其焊缝如下： f=Nhelw其中he=0.7107mm lw=138mm N= RB2=90.15KNf=90.15103710-30.1382=46.7 Mpa=75 Mpa满足规定（十一）浮力计算：1.钢套箱围堰整体上浮验算围堰抽水浇筑承台时所产生浮力W=14.710.771101.03t围堰钢材之重：G1=0.15355.653.34t封底砼与钢护筒摩擦力f=60t/m2 42.39m2=2119（注钢护筒与砼摩擦力60t/m2）则F浮-（G+f）=1101-53.34-2119=-10720故钢套箱在抽水时不会上浮。2.钢套箱上浮验算TwKF浮 （其中围堰浮力=1101.03t，封底砼与围堰接触，K安全系数，K=4）（14.7110.71）2=50.8m2Tw砼握裹力 Tw=150tm2 则50.815041905tF浮=1101.03t故钢围堰侧模不会脱离封底砼而上浮。