1 工程概況
四川資陽沱江二橋位于資陽城東五公里處,主橋?yàn)?×40米簡支T梁。橋墩結(jié)構(gòu)為單排3柱式墩,墩中心距離7.2米。樁基礎(chǔ)直徑2.0米,墩身直徑1.8米。大橋主橋8∽11墩位于主河床中,最大水深8號墩處12米,最小水深11號墩處1.3米。由于橋位處開采砂石,水深呈無規(guī)律變化。各墩覆蓋層厚度為4∽11米,基本為4∽20厘米的卵石堆積,含沙量很少。橋位下游30公里處為一座電站,造成沱江水流速很緩,在發(fā)電時(shí)最大流速低于0.5米/秒;鶐r為較軟的頁巖。
2 總體施工方案
結(jié)合本橋河床斷面、覆蓋層、地質(zhì)和水深和流速情況,決定采用適應(yīng)性最強(qiáng)的鋼管樁鉆平臺施工方案。由于基巖較軟,鋼管樁在400KN振動(dòng)錘作用下,可以輕松穿過卵石覆蓋層,直接進(jìn)入基巖強(qiáng)風(fēng)化層。在此特殊情況下,較以往的鋼管樁平臺,在本橋?qū)嵤⿻r(shí)省去了水面以下的鋼管間空間連接,節(jié)省鋼管約30%。
3 龍門船和浮橋
3.1 龍門船
水上施工需要起重機(jī)械,本區(qū)域沒有浮吊,船支最大噸位為600KN運(yùn)沙船。我們決定利用運(yùn)輸船拼裝成龍門船,作為水上唯一動(dòng)力機(jī)械。龍門船需要轉(zhuǎn)移沖錘(80KN),完成從樁基礎(chǔ)到蓋梁施工任務(wù)(15米高)。龍門船設(shè)計(jì)參數(shù)為:最大吊重100KN,最大吊高18米。
3.2 龍門船構(gòu)造
采用兩艘600KN運(yùn)輸船作為承重船,在其上拼裝萬能桿件門式起重結(jié)構(gòu)。立柱采用萬能桿件N1單肢拼裝,基本尺寸為2米×2米,底部尺寸為2米×6米,兩船間立柱中心距離12米,高度12米。起重橫梁采用萬能桿件N1雙肢拼裝,尺寸為2米×2米。與傳統(tǒng)龍門船不同的是,本龍門船在樁基鉆孔施工前將其橫梁頂部一端接高6米,并向外懸拼4米,設(shè)計(jì)吊重100KN,從而解決了蓋梁難題,并將樁基鋼筋籠制作由3節(jié)段改為2節(jié)段制作,不僅節(jié)約了時(shí)間和成本,還大大降低了跨孔的風(fēng)險(xiǎn)。
3.3龍門船拼裝
首先在600KN運(yùn)輸船低部焊接20號工字鋼基礎(chǔ)。用2組 2Ι25b工字鋼將兩船船頭船尾臨時(shí)連接,用鋼尺量距,確定兩船中心距離12米。接著拼裝萬能桿件—即龍門船主體。最后布置吊裝系統(tǒng):在橫梁底部安裝5噸電動(dòng)葫蘆走道工字鋼;在運(yùn)輸船上安裝50KN卷揚(yáng)機(jī)和75KW發(fā)電機(jī);在橫梁中部布置雙線滑車組100KN固定吊點(diǎn)和50KN電動(dòng)葫蘆;在樁基礎(chǔ)施工階段,接高并懸拼橫梁,布置另一組100KN吊點(diǎn)。
3.4 浮橋
浮橋是本橋水中墩施工的行人和砼輸送管通道。浮橋用舊汽油桶做主要材料,上鋪5厘米木板做橋面,兩外側(cè)用小鋼管組合成欄桿。油桶每6個(gè)一組組合成雙排,用腳手架鋼管組合成整體,寬度1.6米,縱向間距凈距4米。每組油桶設(shè)計(jì)荷載10KN。墩與墩之間的浮橋相對獨(dú)立,可以隨時(shí)移開滿足航道要求。
4 鉆孔平臺設(shè)計(jì)
鉆孔平臺立柱采用雙排φ377×8螺旋焊管,順河向間距7.2米,每側(cè)4根;順橋向間距4.5米。頂部用2組2×36工字鋼通過20號工字鋼橫向連接焊接組合成平面框架結(jié)構(gòu)。平臺設(shè)計(jì)荷載200KN。
5 鉆孔平臺施工
5.1施工測量和水中拋錨
首先由潛水工下水,探測各墩地質(zhì)和水深情況。在各水中墩上下游30米處拋入15KN重混泥土預(yù)制錨。錨上標(biāo)定φ15.5連接鋼繩,通過舊油桶使連接繩浮出水面?zhèn)溆谩?/p>
5.2導(dǎo)向架
根據(jù)鉆孔平臺的設(shè)計(jì)尺寸加工導(dǎo)向架。導(dǎo)向架高度6米,用2[14b組合成框架,在其每個(gè)角點(diǎn)外側(cè)焊接Φ425×10無縫鋼管圓筒結(jié)點(diǎn)(上下平面各4個(gè)),圓筒結(jié)點(diǎn)高度50厘米。
5.3鉆孔平臺搭設(shè)
5.3.1組裝鋼管
龍門船靠近岸邊,用其橫梁吊點(diǎn)提起導(dǎo)向架,然后用250KN吊車提升沖孔平臺立柱鋼管,逐根插入導(dǎo)向架結(jié)點(diǎn)并用小鋼帶臨時(shí)焊接標(biāo)定。每次組裝4根鋼管。在導(dǎo)向架底部兩側(cè)同時(shí)裝入需接長的鋼管。
5.3.2導(dǎo)向架定位
通過龍門船自身動(dòng)力,將船開到待施工墩。在交通船的幫組下,將水中錨的連接繩和龍門船連接。降低導(dǎo)向架,使其接近覆蓋層。在全站儀的控制下,用1噸手鏈?zhǔn)辗胚B接繩,使導(dǎo)向架精確定位。割開立柱鋼管的連接鋼帶,使其自由下落入河床。
5.3.3振動(dòng)錘打入鋼管
振動(dòng)錘用運(yùn)輸船運(yùn)到龍門船吊點(diǎn)工作范圍內(nèi),用橫梁吊點(diǎn)提升振動(dòng)錘。開走運(yùn)輸船,移動(dòng)龍門船,調(diào)整吊點(diǎn)高度使震動(dòng)錘底部特制套筒將待打入頂部鋼管套住。接通電源,使振動(dòng)錘打入鋼管。開始時(shí)使用點(diǎn)振,在鋼管基本穩(wěn)定后在連續(xù)打入。根據(jù)打入進(jìn)度徐徐放松吊點(diǎn)。打入過程中出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止,處理好后再打入鋼管。打入深度根據(jù)《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》有關(guān)貫入度公式計(jì)算,也可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷,一般在10秒以內(nèi)沒有明顯進(jìn)尺時(shí),可以終止打入。
5.3.4鋼管接長
鋼管標(biāo)準(zhǔn)長度為12米。鋼管過長不方便運(yùn)輸,過短則滿足不了打入要求。因此在本橋沖孔平臺施工過程中需將鋼管在打入前或打入過程中接長。需要接長的備用鋼管放在導(dǎo)向架兩側(cè)底部。
5.3.5導(dǎo)向架轉(zhuǎn)移
在一批4跟鋼管全部打入完成后,轉(zhuǎn)移走振動(dòng)錘。徐徐提升導(dǎo)向架,在導(dǎo)向架即將脫離立柱鋼管時(shí),用[14b在水面以上將4立柱根鋼管縱橫連接。然后將導(dǎo)向架移開運(yùn)到岸邊,裝入下一批需打入下一批鋼管。導(dǎo)向架放在運(yùn)輸船頂部兩根20型工字鋼上。導(dǎo)向架與工字鋼、工字鋼與運(yùn)輸船在移動(dòng)前必須臨時(shí)焊接,以保持運(yùn)輸過程中的平衡與穩(wěn)定。導(dǎo)向架與振動(dòng)錘同船運(yùn)輸。
5.3.6鋼管調(diào)平
在一個(gè)墩8根鋼管樁全部打入后,根據(jù)施工水位高度將鋼管頂部調(diào)整到同一高度。鋼管頂部以高出施工水位1米為宜。
5.3.7平臺鋼梁施工
在鋼管頂部橫向(順橋向)焊接2Ι25b工字鋼作為橫梁,將每兩根鋼管連成整體。橫梁工字鋼兩端各懸出1米,用于人行道安裝。然后在其上安裝兩組2×Ι36b工字鋼作為鉆機(jī)和砼澆注設(shè)備承重結(jié)構(gòu),縱梁工字鋼凈距2.4米。
6 結(jié)束語
本鉆孔平臺與過去常見的鉆孔平臺相比,有以下值得注意的地方: 充分利用地質(zhì)條件和振動(dòng)錘優(yōu)勢,省去鉆孔平臺幾乎所有的空間連接,節(jié)省鋼材30%左右,并減少了大量的潛水作業(yè);龍門船結(jié)構(gòu)輕巧,所有萬能桿件總重量僅230KN;功能強(qiáng)大,完成了從樁基到蓋梁的吊裝任務(wù);本鉆孔平臺簡單實(shí)用,穩(wěn)定性好;一個(gè)平臺搭設(shè)僅用7∽8天。