裝配式砼底板鋼吊箱圍堰研制

1、QC小組成果交 流 材 料,,,,裝配式砼底板鋼吊箱圍堰研制,一、工程概況1、杭州灣跨海大橋起于嘉興市乍浦工業(yè)園區(qū)，終于慈溪市庵東鎮(zhèn)，全長35.700km，起訖里程為K49+000～K84+700，為跨越杭州灣天塹而設(shè)，是目前世界上最長的跨海大橋。大橋北接嘉興、上海，南連寧波，輻射浙東和東南沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。大橋的運營通車將形成上海、寧波、杭州三個中心城市集群的經(jīng)濟和交通金三角（圖1，2）。,杭州灣跨海大橋南岸灘涂區(qū)承臺 裝配式砼底

2、板鋼吊箱圍堰的研制 中鐵四局杭州灣跨海大橋承臺鋼吊箱施工QC小組,圖1 復(fù)雜多變的杭州灣,圖2 跨海大橋模擬圖,杭州灣跨海大橋IX-A合同段工程由中鐵四局集團承建，本合同段由主橋和棧橋兩部分組成，主橋全長5.35km，由鉆孔樁、承臺及墩身組成,為107孔50m先簡支后連續(xù)整孔箱梁結(jié)構(gòu).灘涂深水區(qū)（前沿段）基礎(chǔ)采用4-φ2.0m鉆孔灌注樁，樁長100m，承臺為圓形，直徑為11.2m，厚度3m，承臺均設(shè)計為高樁承臺，其底標高為-

3、1.0，低潮位為-2.1m左右，承臺底露出水面。橋墩為花瓶式矩形橋墩。,,承臺結(jié)構(gòu)圖示3,2、小組簡介：見表1,QC成員一覽表 表1,,二、現(xiàn)狀調(diào)查 調(diào)查（一）：特殊海洋施工環(huán)境調(diào)查 1、潮汐：潮汐是影響施工的一個關(guān)鍵因素，每天有兩次漲落潮。在天文大潮期間，最大潮差在7米以上，平均也有4米左右； 潮汐觀測：,,,2005年7月31日～8月3日潮汐觀測曲線圖 潮位

4、特征值,,,2、流速：每天兩次的漲落潮使海流流向多變，而且流速大，據(jù)實測，局部地區(qū)流速超過5米/秒；3、風(fēng)速大：全年極大風(fēng)速（≥8級）平均為11.1d，全年各月均有出現(xiàn)，夏季臺風(fēng)時有發(fā)生，平均2.56個/年；4、紊流：由于風(fēng)、潮交互作用和杭州灣的特殊地形、地貌等諸多因素，造成灘涂區(qū)海水出現(xiàn)流向多變的紊流，局部地區(qū)沖刷嚴重。,調(diào)查（二）：試驗段承臺施工情況杭州灣試驗段于2003年3月開工，承臺施工采用的是單壁鋼圍堰形式，圍堰只作為圍

5、護結(jié)構(gòu)，分三節(jié)，每節(jié)之間采用法蘭連接，環(huán)向分塊加工。圍堰采用人工挖土配合吸泥下沉的方法，如下圖所示。該方法底節(jié)無法拆除，回收率低，封底效果差。,由于無固定的作業(yè)平臺，測量放線困難，以及采用的是人工挖土配合吸泥下沉的方法，在未下到設(shè)計位置時潮水已經(jīng)上漲，單壁鋼圍堰在下沉過程中出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象，個別圍堰需進行糾偏處理。如下圖所示：,調(diào)查（三）：相鄰標段（Ⅸ-A標、中鐵十九局）承臺施工現(xiàn)狀：十九局已施工承臺87個，采用的是鋼板樁圍堰方案。鋼板樁

6、圍堰采用拉森Ⅱ型鋼板樁，利用鋼護筒拼裝鋼板樁導(dǎo)向框，履帶吊機停靠在施工通道上插打鋼板樁。每個承臺封底混凝土45m3～75m3之間，回填砂石數(shù)量160m3～300m3；出現(xiàn)滲漏海水現(xiàn)象的承臺19個，占21.8%，其中報廢一個，損失約150萬元。,從以上調(diào)查可以看出，承臺施工是在杭州灣特殊的海洋環(huán)境中進行，常規(guī)的施工方法已經(jīng)不能滿足施工需要，必須進行QC攻關(guān)，選擇合理的方法才能保證施工的順利進行。,三、選擇課題通過現(xiàn)狀調(diào)查以及開會討論，我

7、們小組成員對單壁鋼圍堰方案、鋼板樁圍堰方案和鋼吊箱圍堰方案三種方案進行了比選：,,名稱,內(nèi)容,小組成員在原因分析的基礎(chǔ)上，集思廣益，運用QC手法，并多次驗證，決定使用裝配式砼底板鋼吊箱圍堰。,裝配式砼底板鋼吊箱圍堰研制,選擇課題,四、設(shè)定目標,研制成功裝配式砼底板鋼吊箱圍堰，保證承臺優(yōu)質(zhì)快速施工。,五、施工難點確認：針對研制課題，小組成員經(jīng)過認真分析，確定了研制鋼吊箱圍堰需解決以下問題： 1、解決封底問題：潮水沖刷嚴重，承臺設(shè)計底

8、標高與灘涂面標高相差3m～10m，回填量大，且常規(guī)方法封底困難；2、解決浮力問題：鋼吊箱體積大，漲落潮時所受浮力大，尤其是封底混凝土未凝固前不能保證施工安全；3、解決測量問題：離岸約9km的海中施工，無穩(wěn)固的平臺，施工放樣困難。,六、制訂對策：小組成員根據(jù)各種因素，并逐條進行深入細致的調(diào)查和分析，確認難點。逐條進行深入細致的調(diào)查和分析，并制訂對策表如下：,制訂對策表,表5,七、按對策表實施 實施一： 研制裝配式底板,1、牛腿

9、的研制 根據(jù)特殊的施工環(huán)境及施工特點，通過前期的潮水調(diào)查，利用潮水退后間隙4-5個小時時間，經(jīng)過小組反復(fù)研究最終研制出了施工快捷，費用較低，安全實用的承托受力結(jié)構(gòu)物（牛腿），利用護筒結(jié)構(gòu)物，將四個牛腿鋼板分塊與鋼護筒雙面焊接，使之形成一個整體，提供強大的支撐力。,牛腿的安裝（圖6）,工人正準備焊接牛腿,2：采用裝配式砼底板,針對杭州灣海域風(fēng)大、流急、沖刷嚴重、潮差大等特殊的施工環(huán)境，根據(jù)南岸灘涂區(qū)

10、地貌及承臺結(jié)構(gòu)設(shè)計特點，為保證承臺快速、安全、經(jīng)濟地完成施工，成功設(shè)計了采用裝配式砼底板，取得顯著的成效。,鑿?fù)陿额^的鉆孔樁,裝配式砼底板,安裝底板,裝配式砼底板（圖7）,封底前的鋼吊箱,采用裝配式砼底板的鋼吊箱圍堰圖,實施二：由于鋼吊箱直徑為11.2m，體積相當(dāng)龐大，為了使?jié)q退潮時保持砼底模不受水的浮力作用，保持箱體內(nèi)外水壓相等，鋼吊箱底模砼設(shè)有4個φ200mm的減壓孔，當(dāng)潮水退后，封底混凝土達到一定的強度時，才將減壓孔堵住，確保封底

11、質(zhì)量，確保封底一次性成功為目標的實現(xiàn)，保證鋼吊箱的安全性。,減壓孔,減壓孔,實施三：由于潮水的影響，鋼吊箱施工放樣困難，使用裝配式砼底板后，由于有固定的平臺，利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對控制點進行靜態(tài)測量，然后使用全站儀對鋼吊箱進行施工放樣，確保測量的精確度。,八、目標確認： 杭州灣跨海大橋南灘涂區(qū)承臺鋼吊箱圍堰設(shè)計施工方案通過近一年多的實踐證明是科學(xué)的，有一定的先進性，具有較強的可操作性，工藝簡單，操作方便，截至目前已順利

12、完成85個承臺，取得了很好的社會效應(yīng)和經(jīng)濟效應(yīng)，具有一定的推廣價值。,與設(shè)定目標比較 與十九局比較,已施工完成的承臺,九、總結(jié)及下一步打算,1、經(jīng)過本次活動，使QC小組提高了創(chuàng)新和改進意識，也大大激發(fā)了各成員的參與積極性，同時也相應(yīng)加強了小組的團隊精神和QC知識，我們?nèi)w成員進行了自我評價。,2、施工中認真積累經(jīng)驗，摸索、分析、討論各種參數(shù)，施工工況，創(chuàng)造性地提出了以裝