大型钢吊箱围堰整体浮运锚墩定位施工技术

摘要

本文以武汉天兴洲长江大桥主桥2＃墩基础为工程背景，系统研究了大型钢吊箱围堰设计与制造、下河与整体浮运技术、锚墩定位系统与围堰定位施工技术、围堰的下放与上浮技术、桩基施工以及围堰封底技术，主要工作和创新点有： 1.提出了大型钢吊箱围堰的锚墩定位技术，即利用锚墩+预应力钢绞线锚固定位系统，对钢箱围堰进行定位，与传统的锚固船抛锚定位技术相比，具有经济、快捷、精确等显著特点。 2.突破了传统的吊箱围堰一旦定位后就不能升降的缺点，首创了大型钢吊箱围堰下放与上浮技术，可使得围堰能在施工过程中随河道水位变化而变化，有利于安全防洪，大大提高施工速度且节省投资。 3.针对2＃墩基础施工，完成钢吊箱围堰设计与制造、整体浮运与定位技术、基桩施工以及围堰的封底技术等一整套施工设计与计算，系统地提出了相关工艺，并取得了成功应用。 4.本文成果在武汉天兴洲大桥施工中的应用充分展示了其定位快速、准确的优点。其定位精度达到：相对垂直度<1/2000；纵横向<30mm，对角扭转<20mm。节约工期1个多月，直接经济效益折合人民币1000多万元，经济和社会效应显著。 5.该成果主要用于深水并且地质条件复杂河段及水流方向多变的潮汐河段的基础结构尺寸巨大的特大型桥梁钻孔桩、高桩承台基础施工，能提高钢吊箱围堰整体定位精度，减小钢护筒插打的倾斜度，并能在汛期利用预设的预拉力提高抗洪能力，确保汛期能正常施工，利用围堰自浮功能，根据施工水位的变化调整围堰的标高，实现枯水期、洪水期施工的统一。 从本文工作成果中总结出了一种用于深水水流方向多变河段及基础结构尺寸巨大的特大型桥梁钻孔桩、高桩承台基础施工的新技术、新工艺——大型钢吊箱围堰整体浮运锚墩定位高桩承台基础施工技术成果。该成果已获得中铁大桥局集团科技进步一等奖。大型钢吊箱围堰整体浮运锚墩定位施工技术已获得国家发明专利。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章概述

1.1工程背景

1.2问题的提出

1.3研究现状

1.3.1类似工程深水基础施工方法

1.3.2吊箱围堰常规施工方法及不足

1.3.3钢围堰施工常规定位方法及不足

1.4本文施工方法确定

1.5本文研究的宗旨与思路

第二章大型钢吊箱围堰的设计与制造

2.1大型钢吊箱围堰的设计

2.1.1围堰结构型式与主要尺寸的确定

2.1.2双壁钢吊箱围堰的技术特点及其措施

2.1.3双壁钢吊箱围堰浮运动力计算

2.2围堰制造

2.2.1围堰制造工艺流程

2.2.2底板龙骨加工制造

2.2.3底板的制造

2.2.4下导环的制造、拼装

2.2.5底隔舱的制造、拼装

2.2.6侧板的制造、拼装

2.2.7内支架的制造

2.2.8上导环的拼装

2.2.9附属构件的安装

第三章锚墩定位系统

3.1锚墩定位系统设计

3.1.1锚墩结构设计

3.1.2锚墩张拉定位系统设计思路

3.2锚墩定位系统力学分析

3.2.1锚墩系统设计参数的选定

3.2.2上、下拉缆受力计算

3.2.3锚墩受力与变形分析

3.3锚墩定位系统施工

第四章大型钢吊箱围堰下河、浮运及定位

4.1围堰下河

4.1.1概述

4.1.2基础处理

4.1.3气囊用量的计算

4.1.4围堰下水分析计算

4.2围堰浮运及初定位

4.2.1浮运前的准备工作

4.2.2围堰浮运及初定位

4.3围堰精确定位

4.3.1张拉机具的准备

4.3.2安装拉缆

4.3.3围堰调整

第五章围堰的上浮及下放

5.1围堰上浮、下放力学原理

5.2围堰挂桩牛腿设计计算

5.2.1“八脚鱼”挂桩设备与传统挂桩设备比较

5.2.2挂桩设备的设计计算

5.3围堰上浮

5.3.1围堰上浮前的准备工作

5.3.2围堰上浮步骤

5.3.3围堰上浮安全注意事项

5.4围堰下放

5.4.1围堰下放前的准备工作

5.4.2围堰挂桩牛腿的拆除

5.4.3围堰下放施工

5.4.4围堰平面位置控制

5.4.5围堰挂桩

5.4.6施工器具、设备及使用方法

5.4.7关键环节

第六章桩基施工与围堰的封底

6.1基桩施工技术与工艺

6.1.1钢护筒插打及固定钻孔平台形成

6.1.2钻孔桩施工

6.2围堰封底技术方案

6.2.1护筒周边堵漏

6.2.2围堰封底舱、底隔舱、双壁舱及钢护筒表面清理

6.2.3封底次序

6.3封底施工

6.3.1砼生产供应

6.3.2围堰底舱封底施工

6.3.3双壁舱封底

6.3.4围堰内封底施工中的注意事项

6.4承台施工

第七章结论与建议

7.1本文的主要工作及结论

7.2今后工作努力方向

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及科研情况

致谢