大型深水基础施工平台施工工法.pdf

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1、大型深水基础施工平台施工工法1.前言前言1）深水钻孔平台施工技术钻孔平台是一种水上施工平台，由栈桥同陆地进行连接，方便水中墩的施工。钻孔平台主要形式有四种：浮动平台、钢围堰平台、钢管桩平台和钢护筒平台。浮动平台是由浮筒、驳船等漂浮仓体拼装而成，其大小需根据作业面尺寸、水流速度以及载荷量等情况来确定。该类平台构造简单、耗材少且施工便捷，但同时受水流流速和水位影响大，锚碇精确定位及设置困难，稳定性差，故一般只在河床复杂、无法插打钢管支撑桩的情况下才选用，而且要求施工环境风浪小、流速不大、水位稳定。钢围堰平台是指利用在墩位处已下沉就位的钢围堰搭设简易平台，再沉放钢护筒，最后将围堰顶面与钢护筒间用联结

2、系统相连形成的作业平台。目前实际工程中主要采用的水上施工平台结构类型是以钢护筒作为承重基础的钢护筒平台和以钢管桩作为承重基础的钢管桩平台两种。根据平台结构类型不同，其施工工艺也不同，前者是先利用大型起重船和大型振动锤进行钢护筒和钢管桩的施沉，再焊接平联连接成整体，桩、筒顶端设纵横梁，形成钻孔平台；后者是先利用打粧船插打钢管桩，再焊接平联及斜撑形成整体，最后吊装上部构件如桩顶分配梁、主梁和平台面板等，形成施工平台，此时再在已完成的平台上安装移动式大型吊机，通过振动锤和固定导向架施沉剩下的钢护筒，并最终形成钻孔平台。两种施工平台的选取需要设计人员根据现场实际的施工情况进行。施工平台作为施工临时结构

3、有自己的独特特点，目前在土木工程中对施工平台的研究主要集中在施工技术方面，深水中的施工平台桩身穿过水流和土层而嵌入基岩，它既要承受上部结构的荷载，又要受水流、风浪的冲击和桩周土的作用，这类基础在设计时，桩-水流-土体之间的相互作用是一个相对复杂的问题，以下为长江上大型施工平台的主要施工技术表。表 1.1 大型施工平台的主要施工技术表 相关深水施工平台工程相关深水施工平台工程主要技术特点主要技术特点鄂黄长江公路大桥主塔墩、洞庭湖大桥主塔基础施工平台利用钢管桩单独受力建立施工平台的施工技术武汉白沙洲大桥南岸水中墩基础施工、利津黄河公路大桥超长细桩的施工利用钻孔桩单独受力建立施工平台的施工技术尖山跨

4、海大桥施工利用钢护筒单独受力建立施工平台的施工技术蚌埠市朝阳淮河公路桥水中大直径桩基施工利用钢管桩和钢护筒共同承力建立施工平台的施工技术女姑山跨海桥基施工用钢平台浮动施工平台在深水施工中的设计与应用芜湖长江大桥深水施工平台施工讨论了深水大直径桩钻孔固定平台的设计与施工联网式施工平台在深水无覆盖层岩面桩基施工施工平台在深水无覆盖层岩面桩基施工方法借鉴以上长江深水施工平台的研究成果以及施工界的工程实例，可以总结影响施工平台结构体系安全性和适用性的主要因素有以下几点:（1）施工平台修建在水上，受到风、浪、水流等多种自然环境因素影响。（2）施工平台的钢管桩或是钢护筒为长细比很大的薄壁杆件，可能发生失稳

5、破坏，导致整个平台发生在灾难性破坏，这往往是施工单位最关心的问题。（3）施工平台是钻机等施工设备的工作平台，为了保证施工精度，必须控制平台的振动幅度在允许范围内，这也是施工单位的关心问题。2）基于卵石层的大直径钻孔灌注桩施工技术目前大直径钻孔灌注桩被越来越广泛的应用，但由于地质条件的差异，施工工艺的差别，各地区建成的大直径钻孔灌注桩表现出来的承载性能也是有差别的，其研究远远落后于实践。特别是大直径钻孔灌注桩的荷载传递机理、群桩效应、承台一桩一土的共同作用、厚承台的优化设计等问题一直是工程的难点。钢护筒与嵌岩桩钢管混凝土桩(柱)主要以轴向力的方式将上部荷载传递到河床基础中，传递途径为：水流荷载一

6、钢护筒一钢砼界面一封底混凝土一河床地基。已有学者对钢护筒引孔施工技术进行了部分研究，主要有筑岛旋挖引孔、振动旋挖引孔、双护筒跟进引孔、振动冲击引孔等施工工艺，如表 1.2 所示。表 1.2 钢护筒引孔施工工艺适用条件对比表 序号 施工工艺 适用水深 地质结构 工期要求 施工进度 备注 1 筑岛旋挖引孔 浅水 土层、覆盖层 快 快 小直径桩 2 振动旋挖引孔 浅、深水 土层、覆盖层 快 快 大直径桩 3 双护筒跟进引孔 浅、深水 覆盖层、岩层 无要求 慢 小直径桩 4 振动冲击引孔 深水 覆盖层、岩层 快 中 大直径桩 目前大直径钢护筒引孔施工主要是根据以往施工经验或者参考钢管混凝土桩的受力特点

7、，对钢护筒嵌岩桩受力特性仍然缺乏理论认识和理论研究，迫切需要进行深入系统研究，解决钢护筒嵌岩桩的设计、施工和使用问题。钢护筒嵌岩桩是在覆盖层较浅的跨江桥梁建设中经常采用的深基础型式一，大直径钢护筒嵌岩桩在内河深水桥梁桩基中得到了广泛应用，但位于卵石层地质的深水桩基施工面临钢护筒精准定位困难，钢护筒稳定性难以保证，桩基施工平台难形成等难点，因此，设计一种简易、有效、经济的桩基施工平台成为行业发展趋势。根据目前国内文献与资料，类似工程多采用是专用深水打桩船和大型浮吊，用途较为单一、效益较差。总体来讲国内外深水基础施工技术已经比较成熟，但针对具体项目为提高其施工质量安全水平和施工效率其技术也在不停的

8、发展。2.工法特点工法特点 2.1 本工法可降低大型空间桁架深水施工平台工程造价，降低施工难度，解决技术复杂问题。2.2 本工法在进行深水基础施工平台设计时，必须结合工程地质、水文特点、桥梁结构施工方案、工期要求等实际情况进行科学、周密设计,要做到结合实际、造价节约、安全可靠、细致全面。2.3 施工必须严格按设计和相关技术规范规程规定进行,施工质量控制必须树立质量控制是公路桥梁施工过程中的重中之重、任何临时工程也不例外的思想意识。2.4 本工法不仅适用于静水，还可用于动水中搭建大型空间桁架深水施工平台。2.5 本工法可实现施工工期紧的大直径钢护筒精准定位。2.6 本工法可以节省大量型材，实现大

9、型空间桁架深水施工平台的多种用途。2.7 本工法可适用于水位（变化在 13m 以上）和流速（变化在 2m/s 以上）变化快和大的外界环境条件。2.8 本工法有节约大型起重设备的租用费用，降低工程成本的特点。2.9 本工法有施工安全可靠，保证连续施工的特点。3.适用范围适用范围 3.1 适用于大江大河的大直径桩基和围堰施工；3.2 适用于大直径的群桩的逐排插打，精确定位施工；3.3 适用于河床为卵石覆盖层的地质情况；3.4 适用于流速大，水位变化快的情况；3.5 适用于无大型起重设备的内陆沿江沿河城市的跨江桥梁施工。4.工艺原理工艺原理 在桥梁水中钻孔桩基础施工中，必须设置钻孔平台。浮式平台施工

10、基础方案是一个比较成熟的方案，现如今所采用的传统浮式平台施工方案大多都是以大型驳船作为载体，在驳船上拼装纵横梁及龙门走行系统。但是，实际使用过程中，上述传统浮式平台施工基础存在受地理条件限制大的缺陷，抛锚定位复杂，需要重型龙门吊或浮吊配合施工，移船成本高。本施工工艺原理利用两艘大型平板驳船搭建钢护筒下放空间桁架施工平台，通过移船完成对钢护筒的逐排下放，施工方便灵活。浮式平台前后设置定位桩通过定位框架与驳船相连实现了对浮式平台的精准定位；钢桁架上下面设置可调节的钢护筒限位框架，实现了钢护筒下放过程中的精准定位。钢护筒采用护筒跟进方式，边冲孔边下振，解决了钢护筒入岩难题；钢护筒内浇筑锚定混凝土，解

11、决了钢护筒难以稳定的难题，为汛期度汛提升了保障。通过八字撑结构加固钢桁架提升吊点位置，作为平台提升的支撑体系。钢护筒顶部安装由吊点扁担梁、穿心式千斤顶、钢绞线、锚固结构组成的提升系统，通过4个吊点将钢桁架平台整体提升至设计位置，连接钢护筒之间的平联，增强钢护筒群受力稳定性，将平台坐落在钢护筒平联上，完成受力转换，并在平台上循环完成深水桩基施工。本专利为多功能大型深水基础施工平台关键技术研究，首先采用2艘驳船作为搭设临时平台的基础支撑，待25根钢护筒插打就位后，提升平台，使护筒作为平台支撑，2艘驳船退出工作，完成基础承载转换。平台再次利用，作为桩基施工平台，同时在16根外围钢护筒焊接钢围堰吊架和

12、支撑架，完成围堰拼装和下放。图 4.1 大型空间桁架浮式平台 3D 模型效果图 图 4.2 大型空间桁架浮式平台 3D 模型效果图 钢护筒插打浮式施工平台的设计简图如图 4-3 至 4-4 所示：图 4-3 钢护筒插打浮式平台立面图 图 4-4 钢护筒插打浮式平台平面图 图中各编号示意：1、平板驳浮船，2、钢护筒，3、主桁架，4、垫梁，5、滑轨，6、面层，7、锚定混凝土，8、支座。5.施工工艺流程及操作要点施工工艺流程及操作要点 5.1 施工工艺流程施工工艺流程 该工法工艺流程图见图 5.1 工艺流程图。5.1 工艺流程图 5.2 操作要点操作要点 5.2.1 搭建钢护筒插打浮式施工平台搭建钢

13、护筒插打浮式施工平台 本项目施工难点在于保证浮式平台的稳定性，用于定位钢护筒及形成后期桩基施工平台。重点在于对平板驳浮船的加固，施工平台钢桁架与浮船的可靠连接及浮式平台定位问题。钢护筒插打临时浮式施工平台由 2 艘 1600t 驳船组成受力主体，浮式平台固定通过锚碇系统，锚碇系统分主锚、尾锚、侧锚。通过松紧锚绳长度来适应长江水位变化。在 2 艘浮船上组拼钢桁架纵梁构成平台主结构，然后在钢桁架上依次铺设工字钢以及厚花纹板作为平台,平台施工时预留出桩基钢护筒的位置。5.2 浮式平台立面图 5.2.2 浮式平台的精准定位浮式平台的精准定位 钢护筒插打浮式施工平台进行抛锚初定位后，通过施工定位桩和浮船

14、可靠连接，利用定位框架对浮船进行限位，控制浮式平台的水平位移,考虑到浮式平台在动水中，水位会不停的上涨和下降，保证浮式平台在竖直方向上能够自由移动，水平和前后方向有 2-3cm 的自由移动空间。定位桩限位如下图：图 5.3 定位桩框架限位总体图 图 5.3 定位桩框架限位立面图 图 5.4 定位桩框架限位细部图 5.2.3 钢护筒精准定位钢护筒精准定位 浮船靠定位桩定位，钢护筒靠 150T 浮吊就位，7m 高空间定位桁架精准定位。钻孔平台顶高程为+10.0m，泥面标高为-6.0m，钢护筒入岩自稳深度取 2m，钢护筒顶端高出钻孔平台 1.0m（方便钢护筒接高），考虑工程所处河段的短期冲刷较大，一

15、个潮水期冲刷可达5m，为确保护筒现场拼接期间的安全，结合投入的起重设备性能，钢护筒根据实际水位分2-3 个段拼接，焊缝厚度不小于 10mm。精准定位后，放点，出现 10cm 偏差以上，再用 150T浮吊起吊纠偏，待精准定位。图 5.5 钢护筒定位框架图 5.2.4 振动下沉振动下沉 依靠带夹具自重 15t，45t 激振力的振动锤迫使钢护筒振动下沉，由于河床以下为卵石层，振动下沉过程可以迫使钢护筒穿过部分甚至全部卵石层，待振动无法下沉时，说明已经使钢护筒到了强风化岩层顶标高或者已经到了板结较硬的卵石层。5.2.5 扰动扰动卵石层卵石层 采用直径为 2.5m 的冲击钻对护筒内的卵石层进行冲击扰动，

16、迫使卵石层不再板结，而变得很松散。扰动过程中，可能会引起钢护筒下沉。5.2.6 冲孔冲孔 当冲击钻已经触岩，从岸边取黄土，制备泥浆进行护壁，冲击成孔，将 2.5m 钻头换成 3.33m 钻头冲孔，记录现在岩面顶高层，往下再冲孔 4m，保证嵌岩深度。冲孔过程中可能会引起钢护筒下沉。图 5.6 3.33 米直径钻头 5.2.6 清空、振动下沉清空、振动下沉 待冲孔到设计标高，采用泥浆反循环进行清空，保证沉渣厚度不小于 5cm。依靠带夹具 15t，重 45t 激振力的振动锤迫使钢护筒进行第二次振动下沉，直到无法下沉为止。理想状态钢护筒入岩 2m。5.2.7 浇筑混凝土封底浇筑混凝土封底 采用 11m

17、3料斗进行首封，封底深度为 5m，钢护筒顶标高以上 3m，以下 2m。钢护筒锚定混凝土作为钢护筒群度汛的安全保证措施。5.2.8 驳船横向移动一个桩基间距驳船横向移动一个桩基间距 待第一排钢护筒完成引孔和封底，利用 6 台 200T 连续式千斤顶将驳船一侧的空间桁架施工平台垂直顶起，在滑道上均匀铺筑间距为 10cm 的 10 圆钢做为施工平台滑动轨道，依靠浮吊上的卷扬机和多组手拉葫芦横向拉动空间桁架。由于一艘驳船受到了水平拉力，且其上部的空间桁架与驳船为相对滑动状态，故可实现驳船的横向移动。移动过程中，测量移动距离，待移动一个桩基间距时，停止移动，完成驳船的横向移动。为下一排桩基施工提供施工空

18、间。首先在驳船上铺设找平层，满铺 10mm 钢板，采用直径大于 32cm 的钢棒顺驳船方向铺设，拆除双 32 工字钢垫梁，护筒定位平台的自重全部施加在钢棒上。沿驳船横向，对称布设 4 组共 8 个 200t 千斤顶，间距 8m。8 个千斤顶同步工作，两艘驳船缓慢移动 6m，再固定护筒下放平台，插打第二排、第三排钢护筒，重复上述步骤，插打第四排、第五排钢护筒，完成钢护筒。图 5.7 逐排插打钢护筒图 5.2.5.2.9 9 提升试验提升试验 正式起提升前应进行试吊，以检验起吊系统是否能满足正常工作，其准备工作及相应步骤如下：检查：钢平台起吊系统经监理工程师验收合格；钢平台与驳船之间的临时固定垫梁

19、、斜撑是否与钢平台脱开；联结梁及起吊膺架：各联结梁、起吊杆件，各柱脚焊缝及加固质量等；起吊系统：千斤顶、油泵、钢绞线、锚固系统、各起吊型钢梁固定、吊耳焊接位置及质量、吊点区域加固等；试吊：选定各油泵操作人员，明确一人指挥，在试吊之前，操作人员应该演习操作程序。统一命令，同时供油，钢平台开始提升。两侧的升缸压力应逐渐往上加，最初加压为所需压力的40%，在一切都稳定的情况下，可加到60%，80%，90%，100%。行程至10cm左右，停止供油，稳定观察10分钟左右。对整个提升系统进行全面检查，试吊时确保钢平台保持同步缓慢提升，在千斤顶、联结梁、锚固系统处安排专人观察。表 5.1 试提升时检查项目表

20、 设备 检查项目 检查方法 千斤顶 密封情况 是否漏油 油泵 各阀使用情况 操作过程是否顺利符合要求 油表 准确度 有表读数是否与计算结果相符 油管 密封情况 管壁、接头是否漏油 钢绞线 提升长度 4 点 4 顶是否一致 钢绞线 松紧度 4 点 4 顶是否一致 锚具 顶压工装松紧度 夹片夹持、松开是否顺畅 钢平台 构件变形、焊缝裂纹 是否变形、焊缝脱裂 5.2.5.2.1010 桩基施工平台提升桩基施工平台提升准备准备 提升系统准备工作：（1）液压泵站的检测与调试，泵站耐压实验、泄漏检查、可靠性检查；（2）液压提升器的试验；（3）液压提升器的主油缸及锚具缸的耐压和泄漏试验，必要时更换新的密封圈

21、；检查油泵油位，液压油应使用优质矿物油，并保持清洁，定期更换。（4）液压锁的可靠性试验；（5）工具锚、夹片安装后的全面检查；（6）电气控制系统检测与试验；控制柜、启动柜及各种传感器的检测与调试；（7）钢绞线质量检测。为保证各千斤顶工作的准确性及提升同步性，在下列情况下，应对千斤顶进行重新标定：千斤顶经过拆卸修理后；压力表经过碰撞或出现失灵现象；更换新压力表时；千斤顶久置后重新使用。待钢护筒安装到位后，然后在钢护筒顶上设置起吊系统，利用起吊架上的千斤顶将钢护筒插打平台的主体结构垂直提升，为便于后期施工，以及考虑到渡汛要求，将钢平台顶面提升至与栈桥桥面同一高程，具体高度需视现场水位定。垂直提升到位

22、后,在护筒上焊接牛腿，最终使平台的主体结构坐落在牛腿上，然后将驳船移走，形成桩基施工平台，进行桩基施工。起吊系统由 250t 穿心式千斤顶、操作箱、扁担梁、钢绞线、下锚固系统组成，具体如下图所示。图 5.8 桩基施工平台起吊系统布置图 深水施工平台总重量约几百吨,共设置 4 个吊点,每个吊点 12 束 s15.2 的钢绞线。钢绞线采用低松弛预应力钢绞线，公称直径为 15.2mm，抗拉强度标准值 fpk=1860MPa，钢绞线设计抗拉强度 1260MPa。钢绞线利用挤压头和锚垫板与分配梁形成在下锚固系统的固定端。每束钢绞线穿过钢平台和扁担梁并安装锚具从而形成张拉端，在锚具上安装操作箱，操作箱上安

23、装千斤顶和工具锚。用 32 精轧螺纹钢作为保险绳，抗拉强度设计值 770Mpa，每个吊点设置 4 根。精轧钢安装的竖直度1%，上下固定端采用双螺帽，提升过程中，上螺帽由人工操作随时保持拧紧状态，防止冲击脆断。5.2.11 桩基施工平台提升桩基施工平台提升 1）钢护筒横联焊接 桩基施工平台提升前，应将钢护筒之间的底层平联进行焊接，使钢护筒群形成整体，增强钢护筒群的稳定性。图 5.9 钢护筒底层平联平面图 2）起吊系统安装 在钢护筒顶安装双 45a 工字钢分配梁，确保四个吊点的扁担梁在同一高程，同时在钢护筒和扁担梁之间设置加强劲板；扁担梁顶设置操作箱；操作箱顶安装千斤顶及工作锚具，千斤顶采用 25

24、0t 穿心式千斤顶。每个吊点设置 s15.2 的钢绞线。钢绞线采用低松弛预应力钢绞线，公称直径为 15.2mm，抗拉强度标准值 fpk=1860MPa。制作固定端挤压锚。以固定端锚具为起点，在钢绞线上每隔 10cm 用红油漆划线做标记，便于提升时观察同步程度。钢绞线利用挤压头和锚垫板与分配梁形成在下锚固系统的固定端。每束钢绞线穿过钢平台和扁担梁并安装锚具从而形成张拉端。钢绞线端部外露不小于 500mm。预紧钢绞线应达到每根 1 吨。再调整 12 束钢绞线的拉力及 4 个提升点的垂直高度，保证桩基施工平台水平。图 5.10 桩基施工平台起吊系统平面图 图 5.11 桩基施工平台起吊系统立面图 图

25、 5.12 钢护筒顶扁担梁布置图 图 5.13 千斤顶及操作箱立面图 图 5.14 钢平台提升加强牛腿 3）平台提升 正式提升前应进行试吊，油泵同时供油，钢平台开始提升。两侧的升缸压力应逐渐往上加，最初加压为所需压力的 40%，在一切都稳定的情况下，可加到 60%，80%，90%，100%。行程至 10cm 左右，停止供油，稳定观察 10 分钟左右。对整个提升系统进行全面检查，试吊时确保钢平台保持同步缓慢提升，在千斤顶、联结梁、锚固系统处安排专人观察。试提升全面检查无误后进入提升过程。提升过程中，各提升点设备设专人操作、专人检查，并在构件关键部位设专人检查。按千斤顶顶升换向千斤顶回程顶升的步骤

26、循环进行，直至将平台提升至设计高程。提升过程中随时观察以下情况：提升时，每台千斤顶上方工具锚的夹片是否夹持住钢绞线；千斤顶油缸向上运行时，上方工具锚的夹片是否被正常顶开，回程前检查上方工具锚夹片是否夹持好钢绞线；观察提升过程中工作平台是否偏斜或产生较大变形，如有此种情况发生，说明工作平台四个提升点高度不一致，应及时调整；每次提升到钢绞线上 10cm 划线处，观察各千斤顶提升距离有无较大差别。当钢平台提升到距离最后的位置 10cm 左右时，应停下来，准备好固定钢平台的装置，然后继续提升，使钢平台慢慢就位，钢平台一定不能提升过头。在吊点处采用 32 精轧钢设置保险绳，当千斤顶锚具不起作用时可承担所

27、有重量。4）桩基施工 钢平台提升到位后,锁死起吊系统,在钢护筒焊接牛腿,钢护筒焊接牛腿前，将牛腿附近1.5m 范围内的钢绞线采用薄铁皮（或橡胶）包裹，防止烧伤钢绞线。待焊接完成并验收合格后,下放钢桁架,使钢桁架坐落在牛腿上，完成受力体系转换。拆除千斤顶提升装置及固定端锚具，钢平台提升完毕。焊接钢护筒之间剩下的平联，形成桩基施工平台，进行正常桩基循环施工。5.2.12 钢平台提升计算有限元仿真技术钢平台提升计算有限元仿真技术 CAE 工况工况 1：钢平台提升过程中，计算平台强度、刚度、稳定性。：钢平台提升过程中，计算平台强度、刚度、稳定性。钢平台提升过程中，风荷载、钢平台自重（钢桁架+顶面的工字

28、钢和花纹钢板）作用，计算钢平台的强度、刚度、稳定性。采用 midas 大型有限元建立模型进行计算。杆件采用梁单元模拟，计算模型如下图所示：正常工作情况下，钢平台提升为 4 个吊点受力，计算结果如下图：图 5.15 钢平台模型图 图 5.16 Mises 应力云图（单位:MPa）图 5.17 位移云图（单位:mm）表 5.1 安全分析表 应力 许用应力 序号 类别 型号 MPa MPa 安全性 备注 1 平台 型材 71.4 160 安全 2 位移(控制主要指标)11.176mm 安全 考虑万一有一吊点失效，仅 3 个吊点受力，计算结果如下图：图 5.18 Mises 应力云图（单位:MPa）图

29、 5.19 位移云图（单位:mm）表 5.2 安全分析表 应力 许用应力 序号 类别 型号 MPa MPa 安全性 备注 1 平台 型材 136 160 安全 2 位移(控制主要指标)48mm 不安全 每个吊点设置保险绳 工况工况 2：钢平台提升过程中，提升吊具计算强度、刚度、稳定性：钢平台提升过程中，提升吊具计算强度、刚度、稳定性。钢平台提升过程中，提升吊具主要受自重与钢平台（钢桁架+顶面工字钢和花纹钢板）重力作用，计算提升吊具的强度、刚度、稳定性。（提升吊具按照 3 个吊点受力进行验算，假定一个吊点没有受到力，荷载只作用到 3 个吊点上）。图 5.20 Mises 应力云图（单位:MPa）

30、图 5.21 位移云图（单位:mm）表 5.3 计算结果汇总表 工况工况 3：钢平台提升过程中，钢绞线强度验算。：钢平台提升过程中，钢绞线强度验算。钢平台提升采用 4 个吊点，每个吊点 12s15.2 钢绞线。（1）4 吊点受力计算 平台总重量 486.43t,提升过程中 4 个吊点均受力，则：每个吊点 12s15.2 钢绞线,单根钢绞线设计抗拉强度 1260MPa,则:101340/140=723.86MPa1260MPa,满足要求。（2）3 吊点受力计算 平台总重量 486.43t,提升过程中如有一吊点失效，即按照 3 个吊点进行验算,则：每 个 吊 点 12s15.2 钢 绞 线,单 根

31、 钢 绞 线 设 计 抗 拉 强 度 1260MPa,则:135119/140=965.14MPa1260MPa,满足要求。工况 4：钢平台提升后，钢护筒及平联强度验算。钢平台提升后，钢桁架悬臂端严禁载荷，采用护栏隔离，钢桁架坐落在钢护筒焊接的牛腿上。钢护筒、牛腿及平联受自重、1.4（钢平台自重+冲击钻自重+冲击力）重力、水流力、风荷载作用，计算钢护筒及平联的强度、刚度、稳定性。（水流速按照最不利 3.4m/s 考虑，水位按照最不利情况考虑钢平台顶被水淹没，即水位达到 241）。图 5.22 Mises 应力云图（单位:MPa）图 5.22 位移云图（单位:mm）表 5.4 计算结果汇总表 应

32、力 许用应力 序号 类别 型号 MPa MPa 安全性 备注 1 钢护筒 型材 97.5 155 安全 2 平联 型材 153.4 160 安全 3 位移(控制主要指标)67mm72.5mm 安全 图 5.23 钢平台提升到位后牛腿受力图 6材料与设备材料与设备 本工法没有特别需要说明的材料，本工法采用的主要机具、设备详见表 6.1。表 6.1 机具设备表 序号 设备名称 型号 数量 备注 1 履带吊 QUY50 1 2 交通船 2 人员的运输 3 800t 运输船 1 材料运输,配套锚头锚链 4 1600t 驳船 2 浮式平台,配套锚头锚链 5 150t 浮吊 自航式,360回转式吊臂 2

33、起吊设备,配套锚头锚链 6 拖轮 1 7 车渡舶 1 8 卷扬机 5t 1 9 发电机 250KW 4 10 电焊机 BXL-300 4 11 氧炔焰切割机 PCS-100 4 12 汽车吊 QY25 1 13 平板车 2 14 自卸车 2 15 全站仪 2 16 水准仪 2 17 千斤顶 250t 4 提升设备,配套锚具,夹片 7 7质量控制质量控制 7.1 工程质量控制标准工程质量控制标准 施工总体质量执行：公路桥涵施工技术规范（JTG/TF50-2011）；公路钢结构桥梁设计规范（JTG D64-2015）；钢结构设计规范（GB50017-2003）；公路工程施工安全技术规程（JTGF9

34、-2015）。7.2 质量保证措施质量保证措施（1）认真熟悉和审查施工图纸，组织图纸自审和会审。编制科学、合理、先进、可行的施工组织设计和施工方案。（2）做好测量控制网、水准点和标桩，认真保护，定期检查。（3）施工所使用的各种测量检测仪器设备定期检查和鉴定，确保测量检测器具的精度和准确度，严格测量施工。（4）建立项目质量管理领导小组 项目质量管理实行项目经理负责制，即项目经理为工程质量第一责任人，担任项目质量管理领导小组组长，质检负责人。小组成员包括：总工程师、副经理、质检部长、工程管理部长、各作业队队长。（5）组建各作业队质量工作小组 作业队质量工作小组由作业队长担任组长，作业队技术主管担任

35、副组长，成员由作业队质检员，作业班组长组成。（6）成立项目专职质量管理部门 成立由工作经验丰富且具有一定管理水平，作风正派、办事认真的工程师担任负责人的质检部，安排具有丰富的水上施工经验的同志担任质检部长，负责项目整个施工过程的质量管理工作。部内配有专职质检员，资料员。（7）特殊工种的质量管理措施 本项目特殊工种主要包括电焊工、吊装工、架子工、电工等，对工程质量影响较大的主要为电焊工，因此要求：1）在进行特种作业前，首先检查作业人员的操作合格证书；2）实行三级技术交底制度，确保在作业前了解日常操作规范和控制工程质量的关键点，最大限度减小操作失误引起的质量问题；3）对操作人员操作水平进行抽检，特

36、别是电焊工，检查其焊缝外观，操作手法，电流调节大小等方面进行考察，不合格的电焊工清退出场。（8）加强总工程师负责的质检、试验、测量监控体系 工程质量的检测评定由质检、测量、试验三个技术专业完成。因此、这三个专业人员的工作质量将直接影响工程质量的控制。为了提高工程质量，项目将通过配置先进的检测仪器、规范管理制度和加强培训来提高工作人员的工作质量，从而加强质检、试验、测量监控体系。（9）质量管理制度 在质量管理活动中，项目严格贯彻执行以质量岗位责任制为核心的，行之有效的下列各项制度 1）质量岗位责任终生负责制度。2）质量岗位责任挂牌明示制度。3）QC 小组活动制度，质量管理全员参与制度。4）质量控

37、制预案制度。5）质量评定奖罚制度。6）重点难点工程技术交底制度。7）自检互检，工序交接签证制，定期不定期质量检查制度。8）隐蔽工程检查签认制度。9）质量事故“三不放过”制度。10）质量通病治理制度。8安全措施安全措施 8.1 人员安全措施人员安全措施 8.1.1 参加施工的人员，必须接受安全技术教育，熟知和遵守本工程的各项安全技术操作规程，并应定期进行安全技术考核，合格者方准上岗操作。对于从事车辆驾驶、机械操作等特种工程的人员，应经过专业培训，获得合格证后，方准持证上岗。8.1.2 加强与气象、水文等部门的联系，及时掌握气温、雨雪、风暴和汛情等预报，做好防范工作。施工和使用时密切关注河流的水文

38、情况，尤其是上游的降雨情况，洪水预警信息，接到洪水预警时人员及施工机械应立即撤离。8.1.3 操作人员上岗前，必须按规定穿戴防护用品。施工负责人和安全检查员应随时检查劳动防护用品的穿戴情况，不按规定穿戴防护用品的人员不得上岗。8.1.4 施工所用的各种机具设备和劳动保护用品，应定期进行检查和必要的检验，保证其经常处于完好状态；不合格的机具设备和劳动保护用品严禁使用。8.1.5 现场的变（配）电设备处，必须备有灭火器材和高压安全用具。非电工人员严禁接近带电设备。8.1.6 遇有雷雨天气不得吊装作业。8.2 水上施工安全措施水上施工安全措施 8.2.1 设置防撞警示标志 桥位处的航道为 I-（3）

39、级，栈桥施工没有占用航道，栈桥护栏完工后沿栈桥轮廓线设置航道警示灯和夜间照明设施。8.2.2 设置禁航区 与河道管理部门联系，签定水上施工协议，对便桥施工水域局部实施禁航措施，并设置警戒标志，灯标在照明时应避免强光直射水面，影响驾驶人员的视线。8.2.3 水上安全组织体系 成立水上安全领导小组，保证施工期间信息的正常沟通，制定应急方案和防范措施，落实通讯、船舶、装备等各项保障措施，做到随时随地能根据需要实施紧急救助。组长：项目经理，主要负责：对水上安全工作负总责；水上安全工作的总体组织和管理；了解险情的具体进展和组织实施性救援。副组长：副经理，主要负责：协作组长管理水上安全工作的日常事务；各部

40、门间工作的协调。副组长：项目总工，主要负责：协助组长对水上作业进行技术指导。物资部长，主要负责：水上安全所需物资设备的购置和遇险情时物资设备供需保障。支部书记，主要负责：与气象、水文等部门的联系，及时掌握气温、雨雪、风暴和汛情等预报预报工作；遇险情时的后勤保障。8.3 防涨水及大风影响安全措施防涨水及大风影响安全措施 8.3.1 在施工水域范围内，以适当的距离立水尺，注意观察河水变化。考虑到河水影响，为确保工程施工的安全，在大的河水来临前 1 小时，应停止一切作业并尽快撤离到安全区域躲避河水。8.3.2 如果受到大风的袭击，应尽早撤离所有施工机械和作业人员到安全区域，已经施工完成的应采取一定的

41、措施保证安全过度。9环保措施环保措施 9.1 禁止使用一次性塑料餐具，防止白色污染。交通船舶、施工机械产生的废油料及润滑油等，必須集中收集运至岸上指定的弃土场深埋或进行回收处理。9.2 生产用油料必须严格保管，防止泄漏污染江水。9.3 所有 50t 以上的施工作业和运输船舶，设置油水分离器，船舶舱底水含油量15mg/L 时，方可排放。9.4 水上施工人员的生活污水用固定容器收集，定期由驳船运至岸上，采用“动力地埋式生活污水处理设备”处理。9.5 粉尘防制措施 9.5.1 设专人及时清运现场建筑垃圾，清扫前先洒水润湿，然后再将垃圾铲入加盖的垃圾箱内，集中运至处理场处理，防止扬尘。9.5.2 高处

42、清理施工垃圾时，使用封闭式容器或者用口袋处理高空废物，严禁凌空随意抛撒。9.5.3 总平面范围内及工地周围场地派专人定期巡视、清扫。9.5.4 松散颗粒材料砌筑砖墙围挡堆放，并遮盖防止刮风粉尘弥漫，影响环境卫生。9.5.5 拌和站设置蓄水池、沉淀池，并配置专用水枪，冲洗出入工地的车辆。9.5.6 对于细颗粒散体材料（如水泥、粉煤灰等）的运输要注意遮盖、密封，防止和减少飞扬。9.5.7 我部采用储料罐储存细颗粒散体材料（如水泥、粉煤灰等），并在罐顶设置粉尘过滤装置，以防止和减少粉尘飞扬。9.5.8 车辆开出工地要做到不带泥沙，基本做到不洒土、不扬尘，减少对周围环境的污染。9.5.9 选择吸声性好

43、的材料将搅拌台进行全封闭。9.5.10 拌和站、钢筋加工厂的场地以及施工区域的道路全部进行硬化处理，并安排专人定期洒水、清扫。9.5.11 施工区域用不低于 2.2m 高的围挡围起来，减少垃圾扩散。9.5.12 运输卡车及建筑材料运输车按规定加盖苫布、蓬盖或其他防止洒落措施，装载不得超过车辆挡板，确保不发生扬尘及漏撒现象。9.5.13 施工场地严禁燃烧废弃的建筑材料，施工结束时，及时对施工占用场地恢复地面道路及植被。9.5.14 拌和站、工程材料存放场地、施工便道和生产、生活区道路采取硬化处理，道路运输定期清扫、洒水，减少道路二次扬尘，并配备一辆洒水车，按照每年 510 月份每天洒水 3 次（

44、早、中、晚），其余月份每天洒水 1 次，特殊情况下可增加洒水次数，防止扬尘对施工人员和周围居民造成危害。9.5.15 在施工区域进出入口处设置冲洗平台，冲洗施工车辆，防止污染城市道路。冲洗平台各配置 1 套高压洗车设备。9.6 噪声防制措施 9.6.1 土石方阶段噪声控制措施 a、所有施工机械应符合环保标准，操作人员需经过环保教育。b、施工过程中，严格控制装载机和自卸汽车装载量，严禁超负荷运转。c、加强施工机械的维修保养，缩短维修保养周期，确保机械设备处于完好的技术状态。9.6.2 桩基施工阶段噪声控制措施：加强机具的保养和润滑（如勤给钢丝绳上黄油等）。9.6.3 结构阶段噪声控制措施 a、在

45、正常使用下，易产生噪声超限的机械，如搅拌机、电锯等，采用封闭的原则控制噪声的扩散。封闭材料选择隔声效果好的材料。b、车辆噪声采取保持技术状态完好和适当减低速度的方法进行控制。c、模板、脚手架支设、拆除搬运、修理作业、混凝土剔凿施工过程等，这些施工过程噪声的产生多数为人因素。施工现场提倡文明施工，通过对全体有关人员进行培训、教育，培养环境观念，树立正确的环境意识，减少环境噪声污染，使作业人员在工作中对噪音影响予以控制。d、模板、脚手架支设、拆除、搬运时必须轻拿轻放，上下左右有人传递；钢模板、钢管修理时，禁止用大锤敲打；使用电锯锯模板、切割钢管时，应及时在锯片上刷油，且模板、锯片送速不能过快。e、

46、在噪声敏感区域均需选低噪声振捣棒。振捣棒使用完毕后，及时清理干净，保养好；振捣混凝土时，禁止振到钢筋或钢模板。f、加强对混凝土泵车、混凝土罐车操作人员的培训及责任心教育，保证混凝土罐车平稳运行。g、塔吊、汽车吊、履带吊等吊装设备运转时，信号工不得使用口哨指挥，一律使用对讲机进行指挥。h、施工人员的上下联络采用对讲机，现场每个施工区各配备足够的对讲机。i、对人为活动噪音制定管理制度，施工人员进入现场不得大声喧哗、吵闹，特别要杜绝人为敲打、叫嚷、野蛮装卸噪声等现象，加强教育，使人为噪音减少到最低点。9.6.4 对于钢筋加工场、搅拌机等噪声源较大的车间进行作业活动时，劳动者应穿戴防噪声的护耳设备。9

47、.6.5 在人口稠密区域进行强噪声作业时，需严格控制作业时间。特殊情况必须昼夜施工时，要按规定申领夜间施工证，同时发布公告最大限度地争取民众支持，并会同建设单位与地方政府与居民协调，求得谅解。非居民区或非人口密集区施工，各工区可结合现场情况制定噪声控制措施。9.6.6 从声源上降低噪声。选用低噪声环保型设备和工艺。9.6.7 从传播途径上控制噪声。对于噪声较大的设备，如空压机和发电机等，采用消声器和隔声罩降低噪声。9.6.8 加大治理噪声的宣传和奖惩力度，充分利用教育、经济等手段做好噪声的治理。10.效益分析效益分析 该大型桁架深水施工平台的设计结合了工程地质、水文特点、桥梁结构的施工方案、工

48、期要求等实际情况，进行科学、周密设计,做到了结合实际、造价节约、安全可靠、细致全面，效益良好。11应用实例应用实例 11.1 泸州市安富第二过江通道（邻玉长江六桥）及连接线工程正桥工程主墩 MP3、MP4深水基础的施工成功的运用了该施工工法，取得了很好效果。图 11.1 MP3、MP4 深水施工平台提升到位全景实物图 图 11.2 MP4 深水施工平台首轮钢护筒下放到位实物图 图 11.3 MP3 深水施工平台钢护筒振动下沉图 、图 11.4 MP3 深水施工平台提升系统安装实物图 图 11.5 MP4 深水施工平台提升到位后实物图 11.1 工程概况工程概况 11.1.11.1.1 1 工程

49、概述工程概述 泸州长江六桥主桥为 55+60+425+425+60+55m=1080m 三塔斜拉桥，其中主墩 MP3、MP4为水中墩。均为矩形承台接群桩基础；MP3 墩均采用 23.0（横桥向）23.0m（顺桥向）矩形承台，厚度 5.0m，承台下布置 16 根直径 3.0m 嵌岩桩基础，MP3 墩桩长 30m；MP4 墩采用 29.0（横桥向）29.0m（顺桥向）矩形承台，厚度 6.0m，承台下布置 25 根直径 3.0m嵌岩桩基础，桩长 40m；桥位处地质处于长江上游卵石层。国内类似案例较少，施工技术难度较高。MP4 钢护筒插打临时浮式施工平台由 2 艘 1600t 驳船组成受力主体，浮式平

50、台固定通过锚碇系统，锚碇系统分主锚、尾锚、侧锚。通过松紧锚绳长度来适应长江水位变化。在2 艘浮船上组拼钢桁架纵梁构成平台主结构，然后在钢桁架上依次铺设工字钢以及 10mm 厚花纹板作为平台,平台施工时预留出桩基钢护筒的位置。MP4 都是分五个循环进行钢护筒引孔，为保证顺利渡汛，钢护筒入岩 2m，引孔锚固嵌岩桩入岩 4m，钢护筒外径3.4m，钢护筒设计顶标高 241.86，33 根壁厚 20mm 钢护筒总长约 948m，8 根壁厚 28mm 钢护筒总长约 226m。钢护筒分 3 段 2 次接高到设计标高。桩基施工平台主体结构全部利用钢护筒插打临时浮式施工平台的结构,待 3 排钢护筒安装到位后（即