目 次
前 言 ............................................................................ II 引 言 ........................................................................... III 1 范围 .............................................................................. 1 2 规范性引用文件 .................................................................... 1 3 术语和符号 ........................................................................ 2 4 总则 .............................................................................. 9 5 基本规定 .......................................................................... 9 6 材料 ............................................................................. 12 7 作用 ............................................................................. 13 8 结构与构造设计 ................................................................... 17 9 结构分析与计算 ................................................................... 19 10 施工 ............................................................................ 30 11 监测 ............................................................................ 39 12 应急措施 ........................................................................ 43 13 验收 ............................................................................ 43 附录A(资料性附录) 双壁钢围堰施工工艺流程 ......................................... 46
I
DB50/T 960-2019
双壁钢围堰设计及施工技术规范
1 范围
本规范规定了双壁钢围堰设计及施工安全基本规定、材料、作用、结构与构造设计、结构分析与计算、施工、监测、应急措施与验收等内容。
本规范适用于重庆市域内公路、市政涉水桥梁水下基础双壁钢围堰的勘察、设计、施工、监测及质量验收。
2 规范性引用文件
下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
GB/T 700 碳素结构钢
GB/T 709 热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 1591 低合金高强度结构钢
GB 6067.1 起重机械安全规程 第1部分:总则 GB 50017 钢结构设计标准 GB 50021 岩土工程勘察规范
GB 50158 港口工程结构可靠性设计统一标准 GB 50194 建设工程施工现场供用电安全规范 GB 50205 钢结构工程施工质量验收规范 GB 50661 钢结构焊接规范
GB 50755 钢结构工程施工规范 GB/T 51295 钢围堰工程技术标准 JGJ 162 建筑施工模板安全技术规范 JTG C10 公路勘测规范
JTG C20 公路工程地质勘察规范 JTG C30 公路工程水文勘测设计规范 JTG D60 公路桥涵设计通用规范
JTG D63 公路桥涵地基与基础设计规范 JTG D64 公路钢结构桥梁设计规范 JTG/T F50 公路桥涵施工技术规范 JTG F90 公路工程施工安全技术规范 JTG/T 3360-01 公路桥梁抗风设计规范
JTG 3362 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范 JTS 144-1 港口工程荷载规范 JTS 145 港口与航道水文规范 SL 74 水利水电钢闸门设计规范 SL 191 水工混凝土结构设计规范
1
DB50/T 960-2019
DB50/T 279 桥梁工程防雷技术规范 3 术语和符号
下列术语和符号适用于本规范。 3.1 术语 3.1.1
双壁钢围堰 double-wall steel cofferdam
双壁钢围堰由内、外壁板,壁间撑杆及封底混凝土等组成,为桥梁桩基、承台、桥墩(塔)建造而修建的挡水土用临时围护设施。也称双壁钢套箱围堰。 3.1.2
主体工程 main project
双壁钢围堰作为施工临时设施所依附的大型桥梁工程。 3.1.3
双壁钢围堰整体稳定性 overall stability of cofferdam
双壁钢围堰抗浮、抗滑移、抗倾覆等抵抗结构整体失稳的能力。 3.1.4
双壁钢围堰局部稳定性 cofferdam buckling
双壁钢围堰的内外壁板、壁间撑杆、内支撑抵抗局部失稳的能力。 3.1.5
堰壁 side wall
由内外壁板、壁间撑杆等组成的挡水、承压受力结构。 3.1.6
环肋 annular plate
内、外壁板上的水平环向加劲肋,其主要功能是对内、外壁板进行水平方向加劲,同时连接壁间撑杆使内、外壁板形成整体。 3.1.7
竖肋 vertical stiffener
内、外壁板的竖向加劲肋,一般采用角钢,与内壁板或外壁板焊接成整体,用以改善内、外壁板的局部受力。 3.1.8
壁间撑杆 inter-wall brace 双壁钢围堰内、外壁板间的连接杆件,一般采用角钢或槽钢,通过与环肋、竖肋焊接形成桁架结构,将内、外壁板连成整体,共同抵抗水、土压力作用。分为水平、竖向壁间撑杆。
2
DB50/T 960-2019
3.1.9
环向桁架 circumferential truss
由环肋及壁间撑杆组成的平面桁架结构,亦称环桁或水平桁架。 3.1.10
竖向桁架 vertical truss
在双壁钢围堰中,由竖肋及壁间撑杆组成的竖向桁架结构。 3.1.11
刃脚 cutting edge
刃脚为双壁钢围堰构造中堰壁底端的楔形尖锐段,其主要功能是切开土层以利于围堰下沉。刃脚内需浇筑混凝土以增强其强度和刚度。 3.1.12
隔舱 bulkhead division 沿双壁钢围堰环向在内、外壁板间对称设置竖向隔板将堰壁腔分隔成的多个腔室。竖向隔板称为隔舱板。设置隔舱后可通过分舱注水、灌筑混凝土压重,抽水减重等措施,控制水中浮运及定位下沉阶段双壁钢围堰的稳定平衡。 3.1.13
内支撑 strut
设置在双壁钢围堰内用于传递和平衡钢围堰侧壁压力保持围堰堰壁稳定的构件。 3.1.14
竖箱 vertical stiffening box
环向桁架的支撑构件,承受环向桁架传递来的荷载并传递给内支撑。 3.1.15
节段 cofferdam segment
堰壁分段制造、施工单元。包含刃脚在内的第一节段称为首节段。 3.1.16
区格 lattice area
由竖肋和环肋围绕形成的壁板区域。 3.1.17
隔舱填充混凝土 bulkhead division filled concrete
在双壁钢围堰隔舱底部一定高度范围内灌筑的混凝土,用以增大双壁钢围堰自重、强度、刚度与稳定性。亦称夹壁混凝土。 3.1.18
封底混凝土 bottom sealed concrete
3
DB50/T 960-2019
双壁钢围堰安装到位后在围堰内河床上灌筑的水下混凝土,封底混凝土与堰壁共同形成挡水的桶体结构。 3.1.19
堰基 cofferdam foundation 围堰刃脚坐落的河床持力层。 3.1.20
连通管 communicating pipe
设置在双壁钢围堰适当高度范围内,贯通堰壁,用以调节双壁钢围堰内、外水头差的装置。连通管在双壁钢围堰内侧设有阀门,宜采用电磁阀,以利于控制阀门开启和关闭。 3.1.21
浮运法 floating method
双壁钢围堰在岸边或附近加工场拼装首节段,利用双壁钢围堰的自浮能力,通过拖轮或者大型水上平驳运送到位,定位下沉形成施工平台,再分块、分段接高。浮运法需要配备拖轮、大型水上平驳、浮吊或驳船上拼装的起吊设备等。 3.1.22
原位拼装法 in situ assembly method
在桥梁墩柱基础位置处利用水上施工平台分块拼装双壁钢围堰,利用施工平台上的起吊设备边拼装边下沉或整体下沉到设计位置。原位拼装法一般需要配置水上施工平台、浮吊、运输船等设备。 3.1.23
锚碇系统 anchorage system
为实现双壁钢围堰在水中定位固定所设置抵抗水流力、风力、波浪力等荷载的设施,锚碇系统包括主锚、侧锚、尾锚和拉缆。锚碇一般有铁锚、钢筋混凝土锚、桩锚等形式。 3.1.24
定位 localization
双壁钢围堰定位是指双壁钢围堰原位拼装或入水浮运至设计位置,将其在水中精确定位,直至下沉着床、落床的全过程。 3.1.25
导向船系统 steering ship system
双壁钢围堰浮运、定位中,控制双壁钢围堰行进及定位方向的驳船。导向船设置在双壁钢围堰行进方向两侧,限制和调整双壁钢围堰的平面位置;定位船为调整、控制锚碇系统状态的一个主要工作平台,一般为甲板驳,上下游各设一个。 3.1.26
设计高水位 design high water level
双壁钢围堰使用期可能出现的最高水位,包含浪高。
4
3.1.27
设计低水位 design low water level
双壁钢围堰使用期可能出现的最低水位,包含浪高。 3.2 符号
3.2.1 材料和材料性能有关符号
fct——混凝土的抗拉强度设计值; fd——钢材抗压强度设计值;
fak——软弱土层极限承载力的标准值;
fa——围堰地基承载力容许值;
qk——围堰外壁单位面积摩阻力标准值;
w——水的重度标准值;
1——桩基钢护筒与封底混凝土的粘结力;
——双壁钢围堰底与地基土的摩擦系数;
1——船体与水之间的摩擦系数。
3.2.2 作用和作用效应有关符号
ES——双壁钢围堰底面的滑动力标准值;
ER——双壁钢围堰底面的抗滑力标准值;
Ffk——围堰堰壁总摩阻力标准值;
Fp——漂流物撞击力标准值; Fw——水浮力标准值;
Fwp——流水压力标准值;
F1——桩基钢护筒与封底混凝土总粘结力; Gc——承台混凝土自重标准值;
Gik——第i个永久作用的标准值。
Gp——钢护筒及桩基自重标准值;
Gt——双壁钢围堰总重标准值; G1——钢围堰堰身自重标准值;
DB50/T 960-2019
5
DB50/T 960-2019
G2——隔舱混凝土自重标准值; G3——隔舱注水自重标准值; G4——封底混凝土自重标准值;
g——重力加速度;
M——浮运过程中双壁钢围堰所受流水压力、波浪力、风荷载等外力矩;
Mmax——封底混凝土的最大弯矩;
M0x,M0y——两个方向封底混凝土板的弯矩;
Mo——双壁钢围堰的稳定力矩; Mr——双壁钢围堰的倾覆力矩; Nd——轴心压力设计值;
Pdi——动水压力、风荷载、波浪力等可变荷载; Pu——封底混凝土浇筑后的波浪浮托力; Pu1——围堰着床过程中的波浪浮托力; pw——围堰内、外壁板计算点的水压力;
pwd——单位面积上的风压力;
qfg——双壁钢围堰所受浮力与封底混凝土自重差值在桩上板带区域形成的荷载集度;qr——钢丝绳或锚链在水中重力;
qwp——流水压力线荷载集度;
Qjk——第j个可变作用的标准值。
Ra——锚碇的总作用力;
Rb——双壁钢围堰端部刃脚下地基土的极限承载力;
Rh——锚碇的水平作用力;
Rt——总阻力或作用力;
R1——船只水流作用力; R2——双壁钢围堰水流作用力;
R3——双壁钢围堰及导向船、定位船船组水面以上部分风的作用力;
Sd——正常使用极限状态设计作用组合的效应设计值; Sud——承载能力极限状态设计作用基本组合的效应设计值;
6
T——漂浮物或船舶撞击时间; Tb——相应直径钢丝绳的破断拉力; Tmax——钢丝绳最大使用拉力;
Tp——双壁钢围堰的下兜揽阻力;
V——设计水流速度; Vn——航行速度;
W——漂流物自重;
Wa——锚的重量。 3.2.3 几何参数有关符号
A——双壁钢围堰阻水面积;
A1——船只入水垂直于水流方向的投影面积;
Ab——构件的毛截面面积;
Adn——扣除钢护筒面积后钢围堰基底净面积; Adw——钢围堰基底面积;
a——水流作用力点至双壁钢围堰导向船组下游联接梁支点的距离;
ac——双壁钢围堰重心至浮心的距离;
ae——围堰刃脚底宽;
Bs——船的宽度;
b——下兜揽作用力点至双壁钢围堰导向船组下游联接梁支点的距离;be——围堰内、外壁板间距;
bpl——封底混凝土板计算宽度;
br——阻水宽度;
b1——双壁钢围堰刃脚入土斜面的水平投影长度;
DW——封底混凝土附加厚度;
dp——桩基钢护筒直径;
Hs——船的吃水深度;
ha——由锚船马口处至河床的高度;
DB50/T 960-2019
7
DB50/T 960-2019
hc——封底混凝土有效厚度;
hdi——动水压力、风荷载、波浪力等作用点到双壁钢围堰背水面脚趾的竖直距离;
he——围堰刃脚高度;
hf——围堰入土深度;
hp——桩基长度;
hw——设计水位至计算点的垂直距离;
h——双壁钢围堰外水位至封底混凝土底部的高度;
I——双壁钢围堰浮体排水截面面积的惯性矩;
Ls——船的长度;
la——锚船马口至锚的水平距离;
lo——锚链平躺在河床上的长度;
lx,ly——桩基纵、横向间距;
n——围堰内桩的数量;
R1——双壁钢围堰重心位置到围堰背水面刃脚底外缘的水平距离;S——浸水面积; SM——锚绳长度;
uc——围堰下端面外周长;
Vw——围堰排开水的体积;
α——下兜缆与水平面夹角;
——双壁钢围堰建基面与水平面交角;
——定倾半径,即定倾中心至浮心的距离; ——双壁钢围堰在浮运阶段的倾斜角;
——双壁钢围堰、导向船、定位船及各种设备的受风面积。
3.2.4 计算系数及其他有关符号
E.P.S——拖轮的拖拽功率;
Ka——抗倾覆稳定系数;
Kb——堰基承载力系数;
8
DB50/T 960-2019
Kf——抗浮稳定性系数;
ksh——阻水形状系数;
Ks0——双壁钢围堰下沉系数;
Ksc1——铁锚碇的覆盖层系数;
Ksc2——钢筋混凝土锚碇的覆盖层系数;
Ksl——抗水平滑动稳定性系数;
Kst——双壁钢围堰下沉稳定系数;
Kwd——受风面积填充系数; kt——锚绳负荷系数;
p——经验分配系数;
——阻力系数;
——轴心受压构件的稳定系数;
0——基本组合中结构重要性系数;
d——素混凝土结构系数; Gi——第i个永久作用的分项系数; m——截面抵抗矩的塑性影响系数;
Qj——第j个可变作用的分项系数; R——抗力系数。
4 总则
4.1 在保证质量和安全的前提下,双壁钢围堰设计与施工应积极推广使用新技术、新工艺、新材料、新设备。
4.2 双壁钢围堰设计与施工,除执行本规范外,尚应符合国家、行业及地方有关标准和规定要求。 5 基本规定 5.1 勘察
5.1.1 双壁钢围堰工程实施前应进行相关资料收集、现场调查和勘察。
5.1.2 工程勘察前应收集地形、地质、水文、气象、行洪、航运、港口、码头、动植物等资料,并进行校核、验证,结合桥梁下部结构设计进行双壁钢围堰方案论证,初步确定是否适合采用双壁钢围堰。
9
DB50/T 960-2019
5.1.3 工程勘察应结合双壁钢围堰实际需要,开展围堰所在位置的地形测量、地质勘察、水文勘察、工程环境与施工条件调查等工作。
5.1.4 勘察除应符合GB 50021、JTG C20规定外,勘察内容及深度应满足双壁钢围堰设计与施工的要求。 5.2 设计
5.2.1 施工单位或总承包单位应自行或委托乙级及以上资质的设计单位对双壁钢围堰进行专项设计,并应委托有设计资质的单位进行复核。
5.2.2 双壁钢围堰设计文件应包括但不限于:计算书、设计说明、总平面布置图、地质剖面图、单个围堰平面图、剖面图、构件大样图、连接细部大样图、监测点布置图,满足特殊要求结构的专门性能设计。
5.2.3 双壁钢围堰设计计算书应包括但不限于:工程概况、计算依据、参数取值、荷载、计算工况、结构验算、计算分析结论等。结构验算包括钢围堰接高下沉验算、抗浮验算、封底混凝土验算、结构强度验算、结构变形验算、结构稳定验算、拆除验算等。
5.2.4 当双壁钢围堰施工影响范围内有既有构筑物或设施等时,应委托有资质的第三方单位对其影响进行安全评价。
5.2.5 施工单位应组织专家对双壁钢围堰专项设计文件进行审查论证。专项设计经审定后严禁随意变更,确需变更时应按设计管理程序执行。
5.2.6 双壁钢围堰工程设计应包含环境保护要求,设计使用期限应满足施工要求。
5.2.7 双壁钢围堰应根据其施工和使用时间的长短、环境腐蚀类型等因素进行防腐涂装设计。 5.2.8 双壁钢围堰设计应考虑桥梁基础施工方法、施工步骤、施工工期、施工安全的关联影响。 5.2.9 双壁钢围堰设计应与其制造、运输、安装和拆除等工序紧密结合,应同步确定运输方案、施工方案和拆除方案,并据此进行有针对性的设计。
5.2.10 双壁钢围堰应根据周边构筑物、设施、道路、岸坡和施工荷载等条件进行设计,应不影响围堰周边构筑物、设施、道路及岸坡的安全和正常使用,内部空间应满足主体工程的施工安全需要。
5.2.11 双壁钢围堰设计应对制作、运输、安装、安全、使用、管理、拆除等提出要求,选择合理的结构形式,采用标准化结构单元和构件,其构造与连接应便于制作、安装和检查。 5.2.12 双壁钢围堰设计中应当明确施工中需要进行监测、监控的部位和指标。
5.2.13 双壁钢围堰设计时,应综合考虑主体工程安全等级、使用年限、围堰平面尺寸、围堰高度、围堰水深、刃脚以上覆盖层厚度等因素,按表1确定双壁钢围堰结构的安全等级。
表1 双壁钢围堰安全等级划分
安全等级 一级 二级 三级 主体工程安全等级 一级 一级或二级 三级 使用年限(a) >2 1~2 <1 平面尺寸A (m2) A≥500 100≤A<500 A<100 围堰高度 H(m) H≥20 10≤H <20 H <10 围堰水深 hw (m) hw≥15 8≤hw<15 hw<8 刃脚以上覆盖层厚度 hs(m) hs<3 3≤hs<6 hs >6 特别严重 严重 一般 破坏后果 注:双壁钢围堰结构安全等级按主体工程安全等级、使用年限、围堰规模、水文地质条件及失事破坏后果等所确定的等级中的最高级别确定。 5.2.14 双壁钢围堰设计时,水位、风、波浪重现期宜符合表2的规定。
10
DB50/T 960-2019
表2 双壁钢围堰风、浪及水位重现期
水位重现期(a) 20 风重现期(a) 20 波浪重现期(a) 20 注1:重现期可根据等级划分及实际资料论证后适当调整。 注2: 设计波高根据内河实际情况取值。 5.2.15 双壁钢围堰设计中应提出明确的围堰周边荷载限值、水位控制等使用要求。 5.2.16 双壁钢围堰结构应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
a) 承载能力极限状态设计时应按下列情况计算分析:
1) 双壁钢围堰结构构件或连接因超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承受荷载,或出现压屈、局部失稳;
2) 双壁钢围堰浮运时失稳倾覆或失控下沉; 3) 双壁钢围堰抗浮失效;
4) 双壁钢围堰结构和土体发生整体滑动或倾覆; 5) 双壁钢围堰地基持力层因丧失承载能力而破坏; 6) 双壁钢围堰封底混凝土因承载能力不足而破坏。
b) 正常使用极限状态设计时应计算分析双壁钢围堰结构或构件的变形,确保不影响堰内正常施
工。
5.2.17 双壁钢围堰各构件的强度、刚度、稳定性,封底混凝土强度以及围堰结构的整体抗倾覆、抗滑移、抗上浮稳定性等应符合本规范要求。
5.2.18 双壁钢围堰的钢结构设计应合理选用材料、结构方案和构造措施,满足结构的强度、刚度、稳定性和防腐蚀的要求,并应满足制造、运输、安拆和使用的要求。 5.2.19 双壁钢围堰的钢结构的设计文件中应注明所采用的钢材牌号、材料的型号或板厚,同时也应注明焊缝型式、焊缝质量等级及对施工的要求。
5.2.20 双壁钢围堰可利用作为桥墩永久防撞设施时,应结合防撞要求进行设计。 5.2.21 地质条件较好,为减少水下开挖量采用无封底双壁钢围堰时,宜沿围堰四周做防渗帷幕灌浆设计。 5.3 施工
5.3.1 双壁钢围堰施工单位应建立健全安全、质量、环境、职业健康管理体系,制定各项施工安全管理制度,并贯彻执行。
5.3.2 双壁钢围堰施工应组织相关技术管理人员深入现场调查,掌握现场情况,核对设计文件,做好施工前的各项准备工作,编制专项施工方案,对可能出现的突发风险,如漂流物撞击、大风、洪水等,提出应对预案。
5.3.3 双壁钢围堰专项施工方案应由施工单位或总承包单位组织编制,并组织内部审查和专家论证,明确双壁钢围堰施工阶段验收内容及要求。必要时可采用模型试验验证。双壁钢围堰处于通航水域时,专项施工方案必须经港航、海事部门同意。
5.3.4 专项施工方案必须经施工单位或总承包单位技术负责人审核签字,报总监理工程师审核签字,报建设单位备案。
5.3.5 严禁专项施工方案不经审查论证、不经审核报备擅自施工。经审定后严禁随意调整专项施工方案。
11
DB50/T 960-2019
5.3.6 施工中若确因外部环境条件变化需调整专项施工方案的,应重新组织专家审查论证,并重新报总监理工程师审核和报建设单位备案。
5.3.7 必须加强施工过程中的技术交底、施工组织管理和质量控制工作,严格执行本规范及有关技术操作规范的规定。施工前,设计单位应对施工、监理单位进行设计技术交底;施工单位应对现场管理、技术人员分级进行安全技术交底,现场技术人员和班组长应向作业人员进行安全注意事项及相应安全操作规程和标准交底。禁止不经安全技术交底擅自组织施工。 5.3.8 施工前应对进场材料进行检验和验收。
5.3.9 施工测量应实行施工单位复核制和监理单位复测制,并填写相关记录。
5.3.10 双壁钢围堰组拼焊接人员应持有有效的焊工资格证书,停焊时间超过6个月的,应重新考核。特种设备操作人员及特种设备应满足《中华人民共和国特种设备安全法》的要求。 5.3.11 施工单位应当指定专职安全生产管理人员进行现场监督。 5.3.12 双壁钢围堰施工中需要潜水员作业时,应编制相关潜水作业方案和安全保障措施,应按JTG F90关于潜水作业的规定执行。
5.3.13 双壁钢围堰就位后,围堰内外应设置安全可靠的上、下扶梯及栏杆、工作通道及平台、安全警示标志,配备足够的消防、救生器材。
5.3.14 双壁钢围堰及其平台不得作为人员居住、生活的场所。
5.3.15 当施工区域水流速度较快、航运条件复杂、易受船舶或漂流物撞击时,应单独设置导航标志、警示装置和防撞设施。
5.3.16 遇6级及以上大风、雷电、大雨、洪水、大浪、大雾等恶劣气候时,严禁进行双壁钢围堰安装和拆除作业。
5.3.17 双壁钢围堰处于通航区域时,围堰安装及拆除应划出安全水域范围,并设置警戒标志,派专人看守;水上施工区域应设置航标灯、夜间警示灯等助航设施,防止发生船撞事故。 5.3.18 施工起重吊装应按GB 6067.1执行。
5.3.19 施工用电、防雷设施应按GB 50194、DB50/T 279执行。
5.3.20 双壁钢围堰施工及使用期间,应进行围堰结构应力、变形监测及预警。
5.3.21 双壁钢围堰施工及使用期间应采取环境保护措施;竣工后应对临时工程、临时辅助设施、临时用地和弃土等及时进行处理。 6 材料 6.1 钢材
6.1.1 双壁钢围堰制作所用钢材、焊条等材料需要进行复检,其品种、规格、性能等必须符合现行国家产品标准规定,并满足设计要求。原材料、构件、半成品和成品的质量应符合国家现行有关标准的规定,并满足设计要求。
6.1.2 双壁钢围堰宜选用Q235和Q355钢,钢材质量等级宜采用B级以上,其质量应分别符合现行国家标准GB/T 1591及GB/T 700的规定。不宜采用Q235中的沸腾钢。 6.1.3 结构用钢板的厚度和外形尺寸应符合GB/T 709的规定,型材及管材产品的规格、外形、重量和允许偏差应符合相关的现行国家标准的规定。
6.1.4 双壁钢围堰钢结构所采用的钢材类别、设计强度、物理力学性能、焊缝的强度等设计指标应按现行JTG D64的规定取用。
12
DB50/T 960-2019
6.1.5 焊接材料应与结构钢材的性能相匹配。当两种不同强度等级的钢材相焊接时,应采用与强度较低的一种钢材相适应的焊接材料。厚度≥6mm内、外壁板的对接焊缝,可采用超声波探伤确定焊缝质量等级。
6.1.6 当钢构件采用螺栓紧固连接时,应符合国家关于普通螺栓、高强度螺栓的现行相关标准。 6.2 混凝土
6.2.1 双壁钢围堰混凝土的强度等级、物理力学性能设计指标应按JTG 3362的规定选用。
6.2.2 封底混凝土及隔舱填充混凝土强度等级的选择应考虑实际需要及大体积混凝土温控的需求,一般不宜超过C35,但也不应低于C25。刃脚内填充混凝土强度等级不应低于C25。 7 作用
7.1 作用分类和作用组合
7.1.1 双壁钢围堰结构设计采用的作用应分为永久作用、可变作用、偶然作用三类,其分类应符合表3的规定。
表3 作用分类表
作用分类 作用名称 结构重力 附属设备和附属结构重力 永久作用 土压力 静水压力 水浮力 流水压力 风荷载 可变作用 温度作用 波浪力 船舶挤靠力(靠船力) 施工临时荷载 偶然作用 漂流物撞击力 船舶撞击力 注1: 由于双壁钢围堰为临时结构物,一般不考虑地震作用。 注2:根据第5.3.15条,施工期间应进行专门的航道维护,设置导航和防撞设施,船舶撞击力主要考虑驳船或附近码头泊船断缆后的撞击作用;由于双壁钢围堰作为临时结构施工及使用时间较短,是否要考虑船舶撞击力还应根据实际风险大小确定。船舶撞击力与漂浮物撞击力不同时考虑。 注3:设计中计入其他荷载时,可根据其性质按本表进行分类。 7.1.2 双壁钢围堰应按不同工况下结构上可能同时出现的作用进行组合,围堰计算水位分别采用设计高水位、设计低水位和设计高水位与设计低水位之间的某一不利水位,并按其最不利组合进行结构计算。 7.1.3 双壁钢围堰设计时,分别按承载能力极限状态、正常使用极限状态取最不利的作用组合进行计算。可按但不限于表4的规定进行组合。
13
DB50/T 960-2019
表4 作用组合
分类 名称 结构重力 永久作用 附属设备和附属结构重力 土侧压力 静水压力 水浮力 流水压力 风荷载 可变作用 温度作用 波浪力 船舶挤靠力(靠船力) 施工临时荷载 偶然作用 漂流物的撞击力 船舶撞击力 组合1 √ √ √ √ √ √ —— √ —— √ √ —— —— 组合2 √ √ √ √ √ √ √ √ —— √ √ —— —— 组合3 √ √ √ √ √ —— √ √ √ √ √ —— —— 组合4 √ √ √ √ √ —— √ √ —— √ √ —— —— 组合5 √ √ √ √ √ √ —— √ —— —— —— √ —— 组合6 √ √ √ √ √ √ —— √ —— —— —— —— √ 注1:表中“√ ”代表考虑,“——”代表不考虑。 注2:宜根据现场施工环境确定是否需要进行组合5和组合6的验算。
7.1.4 双壁钢围堰按承载能力极限状态设计时,对持久设计状况和短暂设计状况应采用作用的基本组合,对偶然设计状况应采用作用的偶然组合,按GB/T 51295的有关规定进行计算。
a) 作用基本组合的效应设计值应按下式(1)计算:
Sud
式中:
m
0SGiGik,
i1
QjQjk …………………………(1) j1
n
Sud——承载能力极限状态设计作用基本组合的效应设计值;
0——基本组合中结构重要性系数,按本规范规定的双壁钢围堰结构安全等级取值,一级、二级、
三级双壁钢围堰结构重要性系数分别不应小于1.1、1.0、0.9;
Gi——第i个永久作用的分项系数,应按表5的规定取值;
Qj——第j个可变作用的分项系数,应按表5的规定取值;
Qjk——第j个可变作用的标准值。
b) 基本组合作用分项系数应符合表5的规定。
表5 基本组合中永久作用和可变作用分项系数
作用分类 永久作用 作用名称 结构重力 附属设备和附属结构重力 分项系数 1.2 1.2 14
Gik——第i个永久作用的标准值。
DB50/T 960-2019
作用分类 作用名称 土侧压力 静水压力 水浮力 流水压力 风荷载 可变作用 温度作用 波浪力(构件计算) 船舶挤靠力(靠船力) 施工荷载 分项系数 1.3 1.2 1.0 1.4 1.1 1.3 1.4 1.3 1.3 注1:当永久作用效应对结构承载能力起有利作用时,永久作用分项系数取值不应大于1.0。 注2:除构件计算外的波浪力分项系数取1.3。 注3:当两个可变作用完全相关,其中一个为主导可变作用时,与其相关的可变作用的分项系数应取主导可变作用的分项系数。
c) 当作用与作用效应可按线性关系考虑时,基本组合的效应设计值Sud可通过作用效应代数相加
计算。
d) 偶然组合中,偶然作用的代表值分项系数为1.0,与偶然作用同时出现的可变作用取标准值。 7.1.5 双壁钢围堰按正常使用极限状态设计时,作用组合的效应设计值应按下式(2)计算:
m
SdSGik,
i1
式中:
(2) Qjk …………………………
j1
n
Sd——正常使用极限状态设计作用组合的效应设计值; Gik——第i个永久作用的标准值。
Qjk——第j个可变作用的标准值。
a) 当作用与作用效应可按线性关系考虑时,作用准永久组合的效应设计值Sd可通过作用效应代
数相加计算。
7.1.6 双壁钢围堰整体滑动、倾覆、抗浮等稳定性验算,应采用作用的标准值组合。 7.1.7 双壁钢围堰节段或构件在吊装、运输时,重力应乘以动力系数1.2(对结构不利时)或0.85(对结构有利时),并可视具体情况作适当增减。
7.2 作用
7.2.1 永久作用及可变作用计算应按JTG D60、GB/T 51295的规定执行。 7.2.2 作用于双壁钢围堰内、外壁板的静水压力可按下列公式(3)计算:
pwwhw
式中:
…………………………
(3)
w——水的重度标准值(kN/m3);
pw——围堰内、外壁板计算点的水压力(kPa);
15
DB50/T 960-2019
hw——设计水位至计算点的垂直距离(m)。
7.2.3 双壁钢围堰承受的水的浮力为作用在基础底面的由下向上的水压力,其标准值可按公式(4)计算:
FwwVw …………………………(4)
式中:
w——水的重度标准值(kN/m3);
Vw——围堰排开水的体积(m³)。
7.2.4 作用于双壁钢围堰上的流水压力标准值可按公式(5)计算:
Fw——水浮力标准值(kN);
FwpkshA
式中:
wV2
(5)
2g …………………………
Fwp——流水压力标准值(kN);
ksh——阻水形状系数,见表6;
A——双壁钢围堰阻水面积(m2),计算至一般冲刷线处;
w——水的重度标准值(kN/m3);
V——设计水流速度(m/s);
g——重力加速度,g=9.81(m/s2)。
表6 双壁钢围堰阻水形状系数
形状 正方形 矩形(长边与水流平行) 圆形 圆端形 ksh 1.5 1.3 0.8 0.6
7.2.5 波浪力应按JTS 145的有关规定计算。 7.2.6 风荷载应按JTG/T 3360-01的有关规定计算。作用在钢围堰上风荷载可按相应阶段水面以上65%双壁钢围堰高度处的风速值确定。
7.2.7 土压力应根据GB/T 51295的有关规定计算。 7.2.8 船舶挤靠力按JTS 144-1的有关规定计算。 7.2.9 温度作用计算应符合下列规定:
a) 由温度引起的结构效应应根据当地气候、双壁钢围堰所处的环境和施工条件等因素计算; b) 计算体系温差引起的效应时,宜按当地极端最高和最低气温并考虑围堰所在水域水温确定。当
桥位缺乏实际气温资料时,可按JTG D60的规定取值; c) 应考虑日照等因素造成的局部温差影响; d) 应考虑设置内支撑情况下温度的影响;
16
DB50/T 960-2019
e) 当计算双壁钢围堰结构因均匀温度作用引起外加变形或约束变形时,应从受到约束时的结构温
度开始,计入最高温度和最低温度作用效应。
7.2.10 位于通航河流或有漂流物的河流中的双壁钢围堰,船舶或漂流物撞击力标准值可按公式(6)计算。漂流物撞击力作用点可假定在设计洪水位线上双壁钢围堰宽度的中点;船舶的撞击作用点可假定为计算通航水位或设计洪水位以上2 m的钢围堰宽度中点,必要时根据实际情况确定。
Fp
式中:
WV
(6)
…………………………gT
Fp——船舶或漂流物撞击力标准值(kN);
W——船舶或漂流物自重(kN),应根据河流中漂流物情况,按实际调查确定;
V——设计水流速度(m/s);
T——撞击时间(s),应根据实际资料估计,在无实际资料时,可用1s。
7.2.11 施工临时荷载应根据采用的施工方法和工艺的实际情况确定。应计入施工中可能出现的施工荷
载,包括施工平台、设备和材料,施工人群,堰侧、堰顶堆载,临时配重,临时设施承受的风载等。 8 结构与构造设计 8.1 一般规定
8.1.1 双壁钢围堰结构与构造应与河床地形、地质条件相适应,与堰址水文条件、堰体水力学条件相适应,必须满足自身稳定和堰基稳定的要求。
8.1.2 双壁钢围堰结构宜沿高度方向根据水压变化等强度分段设计。
8.1.3 双壁钢围堰应根据施工、使用期限及环境腐蚀类型、腐蚀等级做防腐设计。涂装应选择无毒、无损环境的材料;必要时可在结构计算分析所得尺寸基础上增加杆件截面的腐蚀厚度。 8.1.4 双壁钢围堰设计应满足主体工程的施工要求:
a) 堰壁应满足主体工程施工挡水及施工净空要求;
b) 采用内支撑时,内支撑、竖箱或分配横梁的设置应便于封底混凝土、承台、桥墩的施工。 8.1.5 双壁钢围堰堰顶范围可采用单壁组合形式。
8.1.6 双壁钢围堰的结构和构造要与围堰施工形成过程相适应。 8.2 总体设计
8.2.1 双壁钢围堰的截面形式应根据实际情况进行拟定,可采用圆形、圆端形、矩形和异型截面形式。 8.2.2 矩形或圆端形等双壁钢围堰抗静水压力能力和整体性较差,应加设内支撑。 8.2.3 双壁钢围堰内腔平面尺寸应根据承台平面尺寸拟定,同时根据双壁钢围堰安装方法、定位精度、用途确定围堰外放尺寸:
a) 若双壁钢围堰不用做承台施工侧模,应预留立模操作空间;
b) 若双壁钢围堰用做承台施工侧模,则其平面尺寸宜外放10 cm~25 cm。 8.2.4 双壁钢围堰立面尺寸应符合下列规定:
a) 双壁钢围堰立面尺寸应根据设计施工水位、水位变化高度、防浪高度、河床冲刷深度、围堰内
挖深度、地基稳定、承台底高程和封底混凝土厚度等确定; b) 双壁钢围堰顶高程应高出设计高水位0.5~0.7m;
17
DB50/T 960-2019
c) 8.2.5
a) b)
基础采用钻孔桩时,其围堰顶高程应结合护筒设计要求,高出设计施工水位1.5 m以上。 对于河床基底地形高低变化情况,可按以下方案处理: 通过吸泥或水下爆破整平基岩面,实现刃脚等高; 采用与河床基岩面地形变化相适应的高低刃脚,此时应限制高、低刃脚的高差不超过围堰高度的1/10,超过时应对高侧河床基面预整平处理,以保证着床稳定; c) 若钢围堰在围堰基础整平下沉后,仍出现局部刃脚脱空时,可采用钢插板沿围堰外壁板插到基
岩面并抛填片石及沙袋封堵。
8.2.6 双壁钢围堰水中定位的锚碇系统应进行专项设计。 8.2.7 双壁钢围堰应设置下沉导向装置。 8.3 构造要求
8.3.1 内、外壁板的设置应符合下列规定:
a) 双壁钢围堰内、外壁板的厚度应根据结构强度要求、构造要求等因素确定。壁板厚度不得小于
6 mm,加强段及刃脚段壁板不宜小于12 mm;
b) 内、外壁板间距应根据构造要求和计算确定,一般取1.0 m~2.4 m,围堰顶层节段可根据施工
空间要求适当减小内、外壁间距。
8.3.2 竖肋的设置应符合下列规定:
a) 内、外壁板应设置竖肋,双壁钢围堰竖肋一般采用角钢,角钢一边肢端与壁板垂直焊接,另一
边与壁板平行,加强段竖肋可采用矩形钢管;
b) 竖肋角钢尺寸宜取∠63×6~∠100×10,间距应根据结构强度要求确定,外壁竖肋间距宜取270
mm~500 mm,内壁竖肋间距宜取250 mm~450 mm;
c) 竖肋在水平环肋处应保持连续,与水平环肋相抵焊接或穿过环肋焊接。内、外竖肋与水平环肋
焊接时采用双面角焊缝。竖肋与内、外壁板应双面交错间断焊; d) 双壁钢围堰节间连接必要时可在对应的竖肋上间隔设置加强肘板。设置加强肘板的部位:刃脚
段内竖肋突变部位、除标准段与堰顶段对接以外的其余竖向对接接头。加强肘板分别与竖肋和水平环肋焊接,上下节段对应设置;
8.3.3 水平环肋的设置应符合下列规定:
a) 水平环肋可采用板肋或L形肋;
b) 内、外壁上的水平环肋间距宜取0.6 m~1.5 m,根据堰体内抽水后的静水压力确定;
c) 水平环肋厚度根据受力要求选取,一般为10 mm~20 mm,水平环肋宽根据宽厚比要求确定; d) 竖肋穿过水平环肋时,在环肋角点位置应开设过焊孔,开孔直径30 mm。 8.3.4 壁间撑杆的设置应符合下列规定:
a) 壁间撑杆可采用角钢或槽钢,角钢尺寸宜取∠75×6~∠125×12,槽钢尺寸宜取[8~[10; b) 当静水压力较大时,双壁钢围堰可通过加密环向桁架和增设竖向桁架的方式予以加强。 8.3.5 隔舱的设置应符合下列规定:
a) 隔舱板间距5 m~7 m,板厚不宜小于10 mm,并设水平角钢加劲,尺寸取∠75×6~∠100×10,
水平角钢的间距为300 mm~500 mm;
b) 隔舱板与内、外壁板满焊连接,在水平环肋位置,需根据环肋大小开槽口,槽口应与环肋满焊
连接;
c) 隔舱板加劲肋与隔舱板可采用两边错开间断焊,间隔100 mm,焊100 mm,焊脚尺寸应不小
于隔舱板厚,接头处150 mm范围内为双面连续焊。隔舱板在水平环肋位置的加劲肋长边紧贴水平环肋下缘,端头与双壁钢围堰内、外壁板焊接。
8.3.6 双壁钢围堰底部应设置刃脚,刃脚的设置应符合下列规定:
18
DB50/T 960-2019
a) 双壁钢围堰刃脚的刃尖夹角宜取25°~45°,可按公式(7)取值:
tan1
式中:
beae
(7) …………………………
he
be——围堰内、外壁板间距(m); ae——围堰刃脚底宽(m); he——围堰刃脚高度(m)。
b) 在刃尖部分内、外壁板宜加厚至12 mm~16 mm。刃脚底应设水平底板,板宽应根据围堰底岩
土情况和受力大小确定,一般取150 mm~600 mm,板厚取16mm;
c) 刃脚内对应竖肋位置应均布竖向梯形板,板高0.7m~1.0m,并采用细石混凝土将刃脚填充密
实。
8.3.7 焊缝尺寸应符合GB 50017规定。 8.3.8 内支撑的设置应符合下列规定:
a) 内支撑可采用钢管、型钢或桁架结构,长细比不应大于100;
b) 内支撑与钢围堰壁接触位置应采用分配梁、垫板、竖箱等形式,传递反力; c) 必要时,内支撑杆件之间应设置连接系杆件、抵抗自重等竖向力的构造。 8.3.9 围堰隔舱混凝土灌注的高度不宜高于承台顶面。 8.3.10 封底混凝土厚度不宜小于1.5 m,顶面应高出刃脚根部(即刃脚斜面的上顶点处)不小于0.5 m。 8.3.11 双壁钢围堰应在最低水位附近、承台顶面和设计水位的围堰下游方向,穿透内、外壁板设置连通管。宜设置电磁阀,以方便控制水位变化。存在水位猛涨猛落可能的山区河流,连通管的过水能力应根据预测的水位涨落速度和出入围堰水量确定。 8.4 安全设施 8.4.1 8.4.2 8.4.3 8.4.4 8.4.5
双壁钢围堰顶面应设置人行通道和护栏,并应符合相关安全规定。 双壁钢围堰应设置人员上下梯道,并与围堰壁可靠连接。 双壁钢围堰顶应配备规定数量的救生设施。
双壁钢围堰应设置夜间照明设施和航道安全标志。 双壁钢围堰应设置靠船防撞设施。
9 结构分析与计算 9.1 一般规定
9.1.1 结构分析计算应结合桥梁主体工程基础、承台及双壁钢围堰自身的施工工艺、流程特点确定,可参考如下阶段划分,分工况进行。
a) 浮运法
1)双壁钢围堰首节段浮运、定位阶段;
2)双壁钢围堰后续节段吊装、接高、下沉阶段; 3)双壁钢围堰封底混凝土浇筑阶段; 4)抽水后的承台施工阶段;
5)主体工程施工中内支撑拆除或置换阶段。 b) 原位拼装法
19
DB50/T 960-2019
1)双壁钢围堰接高、下沉就位阶段; 2)双壁钢围堰封底混凝土浇筑阶段; 3)抽水后的承台施工阶段;
4)主体工程施工中内支撑拆除或置换阶段。
9.1.2 双壁钢围堰应分析其在静水压力、动水压力、波浪力、隔舱混凝土浇筑等作用下的各构件内力及变形情况,根据最不利工况对构件的强度、刚度、稳定性进行验算。
9.1.3 双壁钢围堰稳定性验算应包括整体稳定、抗倾覆、抗滑移稳定性验算。
9.1.4 双壁钢围堰采用整体浮运就位时,应验算其浮运时的浮体稳定性、拖航及顶推作用点的结构强度和刚度等。
9.1.5 双壁钢围堰兼作钻孔桩或封底的施工平台时,应根据施工荷载对围堰结构进行检算。 9.1.6 双壁钢围堰水中定位时,锚碇系统系缆点的局部结构应进行强度和刚度检算。
9.1.7 双壁钢围堰采用整体或整节段吊装就位时,应选择合理的吊装方式,并进行详细的吊装系统设计,吊装的计算荷载应计入冲击效应。
9.1.8 应验算堰内抽水后堰内、外最高水头差作用下的堰壁整体稳定性。 9.1.9 双壁钢围堰封底混凝土厚度应考虑围堰尺寸、抽水后的内外水位高差以及地基渗透系数等因素,根据封底混凝土抗浮验算、强度验算综合确定。
9.1.10 双壁钢围堰应进行正常使用极限状态下结构变形及位移验算,宜按如下规定执行:
a) 双壁钢围堰节段局部变形不超过围堰节段高度的1/250;围堰结构的最大变形不超过围堰总高
度的1/600;
b) 双壁钢围堰结构水平位移控制值应不影响后续承台、桥墩施工,一般应不超过10cm; 9.2 计算模型
9.2.1 在双壁钢围堰结构分析中所采用的基本假定、模型和边界条件、参数的选择,应能反映结构施工过程和使用中的实际受力状态。
9.2.2 双壁钢围堰结构受力分析可按线弹性理论进行,当结构的变形不能被忽略时,应计入各类非线性对结构受力的影响。
9.2.3 当双壁钢围堰按平面结构分析时,应按围堰位置开挖深度、周边环境条件、地质条件等因素划分设计计算剖面,并按其最不利条件进行计算。
9.2.4 必要时,双壁钢围堰整体结构或局部异形结构应采用三维空间有限元分析软件进行建模验算。 9.3 构件简化计算方法
9.3.1 壁间撑杆可按环向桁架或竖向桁架分析确定其内力,并按两端铰支的轴心受压杆件验算其强度和稳定性。
9.3.2 围堰水平环肋可简化为3跨或4跨连续梁,根据需承受的水压进行内力分析及强度、刚度、稳定性验算。单根环肋承受水压面积按其与上下相邻环肋所围区域中心间距计算,验算截面取环肋与壁板有效宽度的组合截面。可不考虑环向效应。
9.3.3 围堰竖肋可简化为简支梁或连续梁,根据需承受的水压进行内力分析及强度、挠度验算。单根竖肋承受的水压荷载按其与两侧相邻竖肋所围区域中心间距计算,验算截面取竖肋与壁板有效宽度的组合截面。
9.3.4 围堰内壁板、外壁板可选受力最不利的环肋和竖肋所围壁板区格,按4边固结或3边固结1边铰结的双向板进行内力分析和强度、挠度验算,壁板的折算应力及壁板参与梁系有效宽度计算可参照SL 74中附录中面板验算公式及图表规定。
20
DB50/T 960-2019
9.3.5 刃脚可根据施工需要进行隔舱混凝土浇筑过程中的受力分析及强度验算,可取加劲板或肋间壁板区格,按单向板(长边/短边≥2)或双向板(长边/短边<2)进行分析验算。
9.3.6 隔舱板按固端梁进行计算,水压荷载计算宽度取加劲肋间距,按加劲肋与壁板有效宽度的组合截面计算。
9.3.7 当设置内支撑和竖箱时,竖箱可按以内支撑支撑点为支座的多跨连续梁计算,计算跨度取相邻支撑点的中心距。
9.4 壁间撑杆及内支撑计算
9.4.1 壁间撑杆可按轴心受压构件简化计算,其强度应满足公式(8)要求:
NdAbfd
式中:
…………………………(8)
Nd——轴心压力设计值(N); Ab——构件的毛截面面积(mm2); fd——钢材抗压强度设计值(N/mm2)。
φ——轴心受压构件的稳定系数(取截面两主轴稳定系数的较小者),应根据构件的长细比、钢材
屈服强度、截面分类等确定,取值参照 GB 50017;
9.4.2 壁间撑杆稳定性应满足公式(9)要求:
NdAbfd
等边角钢
…………………………(9)
=0.6+0.0015短边相连的不等边角钢
………………………(10)
=0.5+0.0025长边相连的不等边角钢或槽钢
………………………(11)
=0.7
式中:
………………………(12)
——长细比,对于中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当<20时,取=20。 ——折减系数,当计算值大于1.0时取为1.0。
9.4.3 单边连接的单角钢压杆,当肢件宽厚比w/t大于14倍钢号修正系数时,按式(8)、(9)计算确定的稳定承载力应按GB 50017的规定进行折减。
9.4.4 应对双壁钢围堰内支撑在安装、使用及拆除过程等不利工况下结构的强度和稳定性进行验算;应对内支撑的支承点处钢围堰壁局部受力进行验算。 9.4.5 应参照GB 50017进行焊缝连接计算。计算下列情况的结构构件或连接时,焊缝强度设计值应乘以相应的折减系数,当几种情况同时存在时,其折减系数应连乘:
a) 施工条件较差的高空安装焊缝的连接计算应乘以系数0.90; b) 进行无垫板的单面施焊对接焊缝的连接计算应乘以系数0.85。 9.5 抗浮稳定验算
21
DB50/T 960-2019
9.5.1 围堰内抽水完成阶段应作为抗浮稳定最不利荷载工况进行验算。
9.5.2 双壁钢围堰内水抽空后承台施工前,最高水位时围堰的抗浮稳定性应按下式验算:
a) 钢护筒与封底混凝土间可能发生粘结破坏工况,应按公式(13)验算:
GtF1
(13) Kf
…………………………Fw+Pu
b) 桩基可能发生从岩层中拔出的工况,应按公式(14)验算,验算时偏安全不计钢护筒与岩层间
摩擦力:
GtGpFw+Pu
whAdn2
Fwdp
whAdw+n2hp
Kf
…………………………
(14)
桩基无浮力作用
(15)
…………………………桩基受浮力作用
(16)
GtG1G2G3G4
…………………………
F1n1dphc …………………………(17)
式中:
Kf——抗浮稳定性系数,取1.15;
F1——桩基钢护筒与封底混凝土总粘结力(kN);
Gt——双壁钢围堰自重标准值,含自重、封底混凝土重、隔舱填充混凝土重、注水重(kN); G1——钢围堰堰身自重标准值(kN); G2——隔舱混凝土自重标准值(kN); G3——隔舱注水自重标准值(kN); G4——封底混凝土自重标准值(kN);
Gp——钢护筒及桩基自重标准值(kN);
Fw——水浮力标准值(kN),对于岩土透水情况,应考虑桩基所受浮力;
Pu——波浪浮托力标准值,按JTS 145规定计算(kN);
w——水的重度标准值(kN/m3);
h——双壁钢围堰外水位至封底混凝土底部的高度(m);
Adn——扣除钢护筒面积后钢围堰基底净面积(m2); Adw——钢围堰基底面积(m2);
——桩基钢护筒与封底混凝土的粘结力(kPa),取值宜为80~120(kPa);
22
DB50/T 960-2019
dp——桩基钢护筒直径(m); n——围堰内桩的数量;
hp——桩基长度(m);
hc——封底混凝土有效厚度(m)。
9.6 抗倾覆、滑移稳定验算
9.6.1 双壁钢围堰的整体抗倾覆稳定性应按公式(18)计算:
MoMr
Ka
…………………………
(18)
MrPdihdi
a) 围堰着床过程中:
(19)
…………………………
Mo(G1G2G3Fw1Pu1)R1
b) 封底混凝土浇筑后:
…………………………
(20)
Mo(GtFwPu)R1
式中:
…………………………
(21)
Ka——抗倾覆稳定系数,围堰着床过程中取1.3,封底混凝土浇筑后取1.5; Mo——双壁钢围堰的稳定力矩(kN·m);
Fw——封底混凝土浇筑后,围堰受到的浮力标准值(kN); Fw1——围堰着床过程中受到的浮力标准值(kN);
Pu——封底混凝土浇筑后,波浪浮托力标准值,按JTS 145相关规定计算(kN); Pu1——围堰着床过程中的波浪浮托力标准值,按JTS 145相关规定计算(kN);
R1——双壁钢围堰重心位置到围堰背水面刃脚底外缘的水平距离(m); Mr——双壁钢围堰的倾覆力矩(kN·m);
Pdi——动水压力、风荷载、波浪力等可变荷载(kN);
hdi——动水压力、风荷载、波浪力等作用点到双壁钢围堰背水面刃脚底端的竖直距离(m);
9.6.2 双壁钢围堰抗滑移稳定性应满足下列公式(22)要求:
ER
≥Ksl ES
ES
(22)
…………………………
P
di
cosGtFwsin
(23)
…………………………
23
DB50/T 960-2019
ERGtFwcos
式中:
(24)
…………………………
Ksl——抗水平滑动稳定性系数,取1.3; ES——双壁钢围堰底面的滑动力标准值(kN);
ER——双壁钢围堰底面的抗滑力标准值(kN);
——双壁钢围堰基底与水平面交角;
——双壁钢围堰底与地基土的摩擦系数,根据试验确定,当缺少试验资料时可参照表7取值。
表7 基底摩擦系数
地基土分类 黏土(流塑~坚硬)、粉土 砂土(粉砂~砾砂) 碎石土(松散~密实) 基底摩擦系数 0.25 0.30~0.40 0.40~0.50 地基土分类 软岩(极软岩~较软岩) 硬岩(较硬岩、坚硬岩) 基底摩擦系数 0.40~0.60 0.60、0.70 9.7 封底混凝土及地基承载力验算
9.7.1 封底混凝土厚度验算应同时满足公式(25)和公式(26)要求:
KfFwG1G2G3hc≥DW (25)
…………………………cAnndp1
hc≥6dMmaxDW …………………………(26)
mbplfct静水压力作用下封底混凝土的最大弯矩计算考虑桩基的支撑作用,取4个相邻的桩中心连线围成的封底混凝土板,按经验系数法计算。取两个方向板的弯矩M0x和M0y较大值再乘以弯矩分配系数。
若lx>ly,则
MmaxpM0x …………………………(27)
M0x=qfglylx2dp/3/8 …………………………(28)
2
式中:
hc——封底混凝土有效厚度(mm);
n——围堰内桩的数量;
d——素混凝土结构系数,对受弯计算,取2.0; m——截面抵抗矩的塑性影响系数,取1.55;
Mmax——封底混凝土的最大弯矩(N·mm);
bpl——封底混凝土板计算宽度,此处取ly/2(mm);
24
DB50/T 960-2019
2
fct——混凝土的抗拉强度设计值(N/mm);
Dw——封底混凝土附加厚度,宜取300mm~500mm;
Mox,Moy——两个方向封底混凝土板的弯矩(N·mm); lx,ly——桩基纵、横向间距(mm),见图1;
p——经验分配系数,仅考虑最不利的桩基上板带支承截面负弯矩经验分配系数,此处取0.50;
2
qfg——双壁钢围堰所受浮力与封底混凝土自重差值在桩上板带区域形成的荷载集度(N/mm)。
图1 封底混凝土受力计算示意图
9.7.2 双壁钢围堰堰基承载力按如下规定验算。
a) 双壁钢围堰下沉就位后,应按式(29)验算:
NMRfa(29)
…………………………ArWr
NG1G2G3FfkFw1
…………………………
(30)
MPdihdi …………………………(31)
b) 封底混凝土浇筑完成后,堰基承载力应按式(32)验算:
NMRfa(32)
…………………………AdnWdn
NGt+Gw-Fw …………………………(33)
MPdihdi …………………………(34)
25
DB50/T 960-2019
c) 承台混凝土浇筑施工中,最低水位时堰基承载力应按式(35)验算:
NGtGc-Fw-F1
式中:
N
RfaAdn
(35)
…………………………
Kb——堰基承载力系数,取1.1~1.2; Ar——围堰刃脚底面积(m2); Wr——围堰刃脚底截面抵抗矩(m3);
Gc——承台混凝土重量(kN); Gw——围堰内水的重量(kN);
F1——桩基钢护筒与封底混凝土总粘结力(kN);
Fw——双壁钢围堰所承受的水浮力标准值(kN);
Rs——地基承载力(kN);
Adn——围堰底净面积(m2),应扣除钢护筒及桩基横截面面积;
R——抗力系数,此处取1.25;
fa——围堰地基承载力容许值(kPa)。
9.8 锚碇计算
9.8.1 锚碇计算需考虑双壁钢围堰运输、定位和导向船组等的受力情况,应根据钢围堰定位、安装、接高、下沉各阶段计算其作用力。
9.8.2 边锚、尾锚分别按主锚受力的50%进行计算。
9.8.3 导向船、定位船的水流作用力,可按公式(36)计算:
R110-2V2(1SA1)
g
(36)
…………………………
SLs(2Hs0.85Bs) …………………………(37)
式中:
R1——船只水流作用力(kN); V——设计水流速度(m/s);
1——船体与水之间的摩擦系数,铁驳用0.17,浮箱用0.25;
S——浸水面积(m2);
Ls、Bs、Hs——分别为船的长、宽、吃水深度(m);
——阻力系数,流线形船只用5,方头船只用10;
26
DB50/T 960-2019
A1——船只入水垂直于水流方向的投影面积(m2);
w——水的重度标准值(10 kN/m3);
g——重力加速度(9.81 m/s2)。
9.8.4 双壁钢围堰的水流作用力R2,可按公式(5)计算。
9.8.5 双壁钢围堰及导向船、定位船船组水面以上部分风的作用力,可按(38)式计算:
R3Kwdpwd …………………………(38)
式中:
R3——双壁钢围堰及导向船、定位船船组水面以上部分风的作用力(kN);
Kwd——受风面积填充系数(导向船的塔架和连接梁用0.4,实体部分用1.0);
——双壁钢围堰、导向船、定位船及各种设备的受风面积(m);
pwd——单位面积上的风压力(kPa)。
9.8.6 采用铁锚碇时,所需锚碇重量可按公式(39)推算:
2
Wa
Rt
(39)
…………………………ksc1
RtR1R2R3 …………………………(40)
式中:
Ksc1——铁锚碇的覆盖层系数。覆盖层为卵石时,取4~5;覆盖层为沙土时,取5~6;覆盖层为粘
土时,取8~12。
Wa——锚的重量(kN);
R2——双壁钢围堰水流作用力;
Rt——总阻力或作用力(kN)。
9.8.7 采用钢筋混凝土锚时,所需锚碇重量可按公式(41)计算:
Waksc2Rt …………………………(41)
式中:
Ksc2——钢筋混凝土锚碇的覆盖层系数。覆盖层为沙土时,取1~1.5;覆盖层为卵石或岩层时时,取2~3。
9.8.8 锚绳可用钢丝绳或锚链,一般采用钢丝绳,但靠近锚体的一段,应使用有挡锚链。钢丝绳、锚
链的规格根据公式(42)确定:
RaTmax
式中:
Tb
(42)
…………………………kt
27
DB50/T 960-2019
Ra——锚碇的总作用力(kN);
Tmax——钢丝绳最大使用拉力(kN); Tb——相应直径钢丝绳的破断拉力(kN);
kt——锚绳负荷系数,采用钢丝绳时取6,采用锚链时取4。
9.8.9 连接锚碇宜采用长锚绳,长短锚绳不宜混用于同侧受力系统。锚绳长度可按下式计算:
a) 长锚绳长度可按公式(43)算:
laSMlo …………………………(43)
SMha2b) 短锚绳长度可按公式(45):
2haRh (44)
…………………………qr2
1q
SMlarlo3 …………………………(45)
6Rh
式中:
SM——锚绳长度(m);
ha——由锚船马口处至河床的高度(m); Rh——锚碇的水平作用力;
qr——钢丝绳或锚链在水中重力以kN/m计,取钢丝绳在空气中重的0.7计;
lo——锚链平躺在河床上的长度,一般为2.5ha~5ha(m); la——锚船马口至锚的水平距离(m)。
9.8.10 双壁钢围堰下沉时,为抵御水流阻力,保持双壁钢围堰的竖直,应设下兜揽。下兜揽阻力可按公式(46)计算:
Tp
式中:
aR2
(46)
…………………………bcosTp——双壁钢围堰的下兜揽阻力(kN);
a、b——分别为围堰水流作用力R2的作用力点、下兜揽作用力点至双壁钢围堰导向船组下游联接
梁支点的距离(m);
α——下兜缆与水平面夹角。 9.9 浮运与下沉计算
9.9.1 双壁钢围堰在浮运过程中(沉入河床前),应验算其横向稳定性。双壁钢围堰浮体稳定倾斜角
可按公式(47)计算:
28
DB50/T 960-2019
tan1
Vwac …………………………(47)
M
满足6,且ac0
式中:
I
Vw …………………………(48)
——双壁钢围堰在浮运阶段的倾斜角;
M——浮运过程中双壁钢围堰所受流水压力、波浪力、风荷载等外力矩(kN.m);
3
Vw——围堰排开水的体积(m);
ac——双壁钢围堰重心至浮心的距离(m),重心在浮心之上为正,反之为负;
——定倾半径,即定倾中心至浮心的距离(m);
I——双壁钢围堰浮体排水截面面积的惯性矩(m4)。
9.9.2 双壁钢围堰整体下沉稳定性应符合下列规定:
a) 当双壁钢围堰内土体开挖至刃脚以下,刃脚底面支承反力为零时,其下沉系数应按公式(49)
进行验算:
GkFw1
=Ks0 (49)
…………………………Ffk
Ffk=uchf2.5qk
式中:
…………………………
(50)
Ks0——双壁钢围堰下沉系数,取值宜为1.10~1.25;
Gk——双壁钢围堰下沉节段自重及外加助沉重量标准值(kN);
Ffk——围堰堰壁总摩阻力标准值(kN);
uc——围堰下端面外周长(m); hf——围堰入土深度(m);
qk——围堰外壁单位面积摩阻力标准值(kPa),按土层厚度取加权平均值,其沿深度变化为距离
地面5 m范围内按三角形分布,超出5 m范围取常数。缺乏资料时,可根据土层性质、施工措施按表8选用。
表8 双壁钢围堰下沉过程中与土层的摩阻力标准值
序号 土类 摩阻力标准值(kPa) 29
DB50/T 960-2019
1 2 3 4 硬塑状态黏性土 砂性土 卵石 砾石 25~50 12~25 18~30 15~20 b) 当双壁钢围堰下沉稳定性系数大于1.5或在下沉过程中遇到特别软弱土层时,应按公式(51)
进行下沉稳定性验算:
GkFw1
=Kst (51)
…………………………Ffk+Rb
b
Rb=ucae1fak …………………………(52)
2
式中:
Kst——双壁钢围堰下沉稳定系数,取值宜为0.8~0.9;
Rb——双壁钢围堰端部刃脚下地基土的极限承载力(kN);
b1——双壁钢围堰刃脚入土斜面的水平投影长度(m);
ae——围堰刃脚底宽(m);
fak——软弱土层极限承载力的标准值(kPa),可按表9取值。
表9 软弱土层极限承载力标准值
序号 1 2 3 土类 泥炭 淤泥 淤泥质黏土 极限承载力标准值(kPa) 60~70 80~100 100~120
10 施工 10.1 一般规定
10.1.1 双壁钢围堰应根据桥位地质条件、基础埋深、水流速度、环境条件等选择浮运法、原位拼装法等适合的施工方法。
10.1.2 双壁钢围堰应严格按照经审批的专项施工方案施工。
10.1.3 双壁钢围堰制造使用的钢材及焊接材料进场验收,应符合如下规定:
a) 钢材、焊接材料应符合设计文件要求及GB 50755、GB 50205、GB 50661、JTG/T F50现行标
准规定;
b) 钢材、焊接材料应有产品质量证明书并按有关规定进行抽样复验,复验合格后方可使用; c) 当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时,其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的 1/2。 10.1.4 双壁钢围堰制作完成应进行水密性试验。
30
DB50/T 960-2019
10.1.5 双壁钢围堰接高和下沉作业过程中,应采取措施保持围堰稳定。
10.1.6 施工过程中应注意监测水位变化,围堰内外的水头差、围堰隔舱内外的水头差应在设计范围内。 10.2 钢结构制作
10.2.1 双壁钢围堰宜根据结构特点在工厂内分节、分单元制造,其钢结构加工制造应符合国家现行相关规范规定。双壁钢围堰单元尺寸应满足吊装、运输、堆放要求。 10.2.2 场地应符合以下要求:
a) 双壁钢围堰制作场地面积、环境条件和工作台的尺寸、平整度应满足制作要求,并经监理工程
师批准;
b) 双壁钢围堰组拼场地(平台)应根据双壁钢围堰施工、运输方案选择,场地(平台)应稳定可
靠,满足拼装尺寸要求,并满足双壁钢围堰单元块件运输和吊装要求。 10.2.3 胎架应符合以下要求:
a) 胎架设计应考虑施焊方便、翻转吊运及控制焊接变形需求; b) 胎架刚度、尺寸、稳定性应满足双壁钢围堰制作要求;
c) 施工单位在组焊双壁钢围堰单元过程中,对胎架应定期检查,发现问题及时采取措施,以确保
产品质量。 10.2.4 下料及矫正、加工应符合以下要求:
a) b) c) d) e)
部件(板材或型钢)加工及矫正后,其外型和尺寸的允许偏差,均应遵照JTG/T F50标准执行; 放样或号料钢材与施工设计图要求的规格相符,下料钢材的轧制方向与其主要应力方向一致; 钢料不平直、锈蚀、有油漆等污物影响号料或切割质量时,应先矫正和清理后再放样或号料。 切割边缘整齐无毛刺、反口、缺肉等缺陷,圆弧部位应修磨匀顺;
矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5 mm,且不应大于该钢材厚度允许负偏差的1/2;
f) 需要进行边缘加工时,边缘加工的最小刨削量不应小于2.0 mm。 10.2.5 工地焊接应符合以下要求:
a) 一般焊接要求如下:
1)钢结构制作前,施工单位应进行焊接工艺评定试验,并按规定程序报批确认; 2)焊接材料应通过焊接工艺评定确定;
3)焊剂、焊条必须按产品说明书烘干使用,对储存期较长的焊接材料,使用前应重新按标准检验,焊剂中的脏物,焊丝上的油、锈等必须清除干净; 4)CO2气体保护焊的气体纯度应大于99.5%;
5)施焊前将连接接触面和焊缝边缘每边30 mm~50 mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等应清除干净,露出钢材金属光泽;
6)双壁钢围堰单元壁板平面尺寸大,焊道多,应采取必要措施控制焊接变形。 b) 工地焊接准备工作及安全措施:
1)施工单位应编制焊接工艺操作规范报监理工程师审查批准;
2)施工单位按批准的工地焊接工艺操作规范及本规范的要求进行工地焊接;
31
DB50/T 960-2019
3)双壁钢围堰单元的拼装应按工厂试拼装时的标志位置进行,拼装误差不得超出规范规定,上下对接单元偏差应均匀分布,防止单侧误差超出规定值;
4)在工地开始焊接前准备好临时工作平台、焊接设备、焊接电源、焊接材料、通风设备、CO2
焊所用的防风雨棚架等;
5)焊条、焊丝等焊接材料与母材的匹配应符合要求,在使用前,应按其产品说明书及焊接工艺文件的规定进行烘焙和存放;
6)围堰拼装脚手架应结合围堰结构设计,考虑方便焊接和确保施工安全相应设置; 7)工地焊接用电应满足GB 50194要求,要有安全用电措施,确保施工安全;
8)焊接作业应避免上下重叠施工,并在焊接作业位置上方设置防止落物伤人的措施。 c) 工地焊接环境应符合如下规定:
1)工地环境条件应满足风力小于5级,温度不低于5℃,湿度不超过80%,室外工地焊接必须有挡风、遮雨的设施;
2)超出以上环境要求者,应采取措施,确实能保证焊缝质量时方可进行施焊; 3)当双壁钢围堰单元内采用气体保护焊接时,应采取通风和防护安全设施。 10.2.6 组拼制作应符合以下要求:
a) 双壁钢围堰组拼工序宜按如下顺序进行:外壁板、外壁水平环肋、外壁竖肋、壁间撑杆、隔舱
板、内壁水平环肋、内壁竖肋、内壁板,脱胎模翻身,焊接成件;
b) 拼装应满足如下要求:上下隔舱板对齐,各相邻水平内、外环肋对齐,上、下竖肋对准,否则
必须和内、外环肋板焊牢。内、外壁板拼缝不能对接焊时,可采用搭接焊或贴板焊接,但必须满焊,并保证全焊水密结构的可靠性; c) 组装和焊接应满足如下要求:
1)设计要求的顶紧接触面应有70%以上的面积紧贴; 2)组装缝坡口的允许偏差±2º;
3)各种构件(隔舱板、水平环肋及竖肋等)安装位置准确,允许偏差2 mm; 4)焊缝表面不得有裂纹、焊瘤、表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷;
5)焊缝感观应达到:外形均匀、成型较好,焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡过较平滑,焊渣和飞溅物须清除干净;
6)钢板对接焊正面焊完后,反面施焊前必须清根处理。
d) 板件应采用切割机下料,杆件应采用锯床或型钢切割机下料。内外壁钢板允许接料,但接料对
接平行焊缝间距离应不小于200 mm; e) 环向桁架组焊应满足如下要求:
1)环向桁架是用钢板作胎模组焊,胎模上应设压板,控制环向桁架焊接时板面波浪变形; 2)环向桁架应在专用平台上组装,专用平台应保持平整,且设有卡固内、外环肋板设施,以保证环向桁架尺寸满足精度要求;
f) 双壁钢围堰单元应经过首件制作验证,合格后方可批量生产;
g) 双壁钢围堰焊接完成后,应检查壁板节间、块间焊缝及隔舱板焊缝水密性,并及时处理渗、漏
水部位;
h) 双壁钢围堰吊挂系统主吊点应设置在围堰壁板主竖肋或隔舱板,通过吊点与分配梁相连,吊杆
可采用精轧螺纹钢筋或其他钢结构吊杆。 10.2.7 块件存放和运输应符合以下要求:
a) 存放场地应坚实、平整,有排水设施;
32
DB50/T 960-2019
b) 双壁钢围堰单元分类平放在垫木上,构件底与地面净空不宜小于300 mm,垫木应放置在双壁
钢围堰的环向桁架处,以防壁板压弯变形;
c) 双壁钢围堰单元叠放不宜超过二层,层间垫木应在同一垂直面上; d) 先拼装的围堰单元段应堆放在上层,结构薄弱的单元应单独存放,应采取防止围堰单元运输过
程中变形的措施;
e) 采用陆路、水路运输时,对于尺寸较大的特殊单元应进行必要的交通协调工作;装载应合理排
放并采取必要的捆扎措施。 10.3 围堰入水 10.3.1 一般规定
a) 施工前应在既有勘察基础上进行现场查勘,并收集下列资料:
1)工程所在地有关工程建设、环保、土地使用、港口、码头、道路使用等方面的规定; 2)施工作业区内地下管线、架空线路、水生植物、水下障碍物、污染物等,查明具体位置及所属管理单位;
3)施工水域过往船舶类型、数量、频率,对施工干扰程度; 4)当地燃料、材料、电力及供水及临时用地条件。
b) 施工前,应在河道、航道管理等部门办理相关手续,批准后方可进行施工;
c) 施工前应实测河床标高,对影响围堰下沉着床的局部河床或其他障碍物应清除或整平。 10.3.2 浮运法岸上拼装入水应符合以下要求:
a) 岸上拼装双壁钢围堰需硬化场地或设置钢支墩支撑,形成拼装底平台,其强度、刚度应满足围
堰拼装要求;
b) 钢支墩及拼装平台的设置应考虑双壁钢围堰入水时操作需要;
c) 双壁钢围堰在岸上组拼后,可根据底节双壁钢围堰大小、重量规模以及环境设备条件,选择吊
装入水、船台滑道入水或气囊入水;
d) 采用船台滑道入水和气囊入水时,滑道可根据根据现场条件设置5°~10°的斜坡,滑道的地
基承载力应满足围堰拼装和滑移入水的受力要求,必要时应对滑道及滑道的末端地基基础进行加固;
e) 采用船台滑道入水浮运时应符合下列规定:
1)钢支墩的高度应满足船台小车的进出高度,钢支墩的大小及间距满足结构受力和地基承载力的要求;
2)船台小车溜放的最低点水深应比双壁钢围堰结构自浮时的吃水深度与小车高度之和大1.5 m以上;
3)双壁钢围堰溜放的牵引装置应安全可靠,牵引绳的安全系数应不小于4。
f) 利用气囊入水时,气囊个数及布置、入水过程中双壁钢围堰受力分析及围堰吃水深度等,必须
经过详细计算,满足要求方可实施;
g) 采用气囊坡道下滑入水时应符合下列规定:
1)双壁钢围堰组拼用支撑墩的高度应不大于气囊直径的0.6倍。支撑墩大小及间距应满足双壁钢围堰结构受力及场地地基承载力要求,同时应满足气囊布置要求;
2)气囊轴线与围堰移动方向垂直,布设间距应合理,气囊的工作高度不应小于0.3 m,承载力应不小于双壁钢围堰自重的1.5倍;
33
DB50/T 960-2019
3)双壁钢围堰与气囊之间应布置托板,以保证气囊工作平整及传力,应打磨托板焊缝清理滑道区避免尖锐物划破气囊;
4)应设置地锚结构以固定卷扬机,其稳定拉力应有安全储备,取双壁钢围堰本体下滑力的4倍;
5)气囊入水要综合考虑当时的天气、风力及潮水情况,宜在风力较小、无雨水的天气下进行; 6)气囊充气达到预定顶升压力的80%时,应检查气囊的受力状态,使其受力均匀。当气囊完全顶起双壁钢围堰时,拆除支撑墩;
7)双壁钢围堰本体依靠自身重力和水中拖轮下滑滚动,可通过卷扬机调整其下滑速度,使其缓慢滚动下滑;
8)下滑过程中应及时补充双壁钢围堰滚动前方的气囊,确保气囊数目;
9)滑道前端水深应大于围堰入水后的自浮吃水深度加1.5 m。双壁钢围堰入水前,可通过机驳靠帮连接和上游侧设置拉缆控制围堰入水及漂移。
h) 双壁钢围堰入水前应对拼装处焊缝进行煤油渗透试验,保证围堰不漏水; i) 双壁钢围堰制作拼装完成后报检,经检查合格后方可准备入水工作;
j) 为控制双壁钢围堰下滑速度,应设置后拉缆;后拉缆应采用两点法布置,以便控制方向; k) 在入水区域的前沿,开挖足够深度的双壁钢围堰自浮区,此深度根据计算确定; l) 当采用浮吊装船运输时,双壁钢围堰拼装场地宜选在能停靠大型浮吊和运输船舶的码头(包括
临建码头)或大型船舶的甲板上,并对吊装和运输方案进行专项设计。 10.3.3 浮运法浮运就位应符合以下要求:
a) 浮运准备工作宜按如下规定执行:
1)双壁钢围堰浮运前应详细调查围堰浮运航线的距离、航道宽度及水深,并根据航线水深核算双壁钢围堰浮运时的吃水深度,必要时采取措施增加自浮力减少吃水深度;
2)应对锚碇设备检查和整理。若设备来源不一,品种繁杂,需进行检查、鉴定和整理,对符合要求的进行编号、配套和标记;
3)定位船锚碇系统应合理布设,应备好双壁钢围堰临时拉缆与安全锚; 4)应验算浮运过程中围堰稳定性、拖航及顶推作用点的结构强度和刚度; 5)双壁钢围堰周边外侧板上应做好观测标志,以便浮运过程中校核围堰的入水深度及方便施工过程中观察围堰内外水头差。
b) 双壁钢围堰拖运时应至少设置2个拖轮,拖轮应根据围堰重量、入水深度、水流流速及风速进
行计算选型。拖轮总有效输出拖力应大于双壁钢围堰拖航总阻力的1.5倍; c) 拖轮的选型可根据所需拖轮能力按公式(53)确定:
E.P.S
式中:
RVtn
(53)
…………………………1000
E.P.S——拖轮的拖拽功率(kW);
Rt——总阻力(N),可参照锚碇系统计算进行确定,并考虑航行速度、风力等加以修正; Vn——航行速度(m/s),一般按1 m/s计。
d) 双壁钢围堰浮运应选择在风力较小、无雨水的天气下进行。并报请海事部门进行水上交通管理;
e) 拖轮牵引绳过渡至定位船时不得同时解开所有牵引绳;
f) 浮运就位时,干舷高度不宜小于3.0 m,浮运速度不宜大于0.5 m/s。
34
DB50/T 960-2019
10.3.4 原位拼装法在驳船上拼装入水应符合以下要求:
a) 双壁钢围堰可根据现场情况选择在导向船或驳船上拼装。驳船可以采用一艘或数艘连接,形成
拼装平台;
b) 采用数艘驳船作为平台时,应保证定位船连接牢固;
c) 锚碇系统根据驳船组吃水深度、流速、风速等计算确定,保证锚碇安全可靠; d) 双壁钢围堰拼装时应尽量对称堆载布载,保持驳船平衡,减少船舶倾斜; e) 双壁钢围堰拼装对接、焊接及验收要求同岸上拼装;
f) 底节双壁钢围堰可采用导向船上鹰嘴起吊入水、大型龙门吊起吊入水、用大型浮吊起吊入水,
也可采沉驳入水方法;
g) 吊装前应进行荷载和设备能力验算,应考虑双壁钢围堰自重、风荷载、入水后水流影响以及多
点起吊的不均衡影响;
h) 起吊前安装好兜缆和拉缆,以便入水后定位控制;
i) 起吊时应缓慢平稳,六级及以上大风、大雾等恶劣天气不得进行起吊作业。 10.3.5 原位拼装法在钢护筒平台上拼装入水应符合以下要求:
a) 采用先桩后双壁钢围堰施工方法时,可在钢护筒平台上拼装双壁钢围堰,利用钢护筒作支撑,
起吊双壁钢围堰入水;
b) 钢护筒平台设计时,应同时考虑钻孔桩施工及双壁钢围堰拼装需要; c) 吊装设备应满足双壁钢围堰单元最大块件和最远距离吊装要求;
d) 双壁钢围堰提升下放吊点应专门设计,并采取措施保证各吊点均匀受力; e) 双壁钢围堰入水后下放应设置拉缆及导向装置,以抵抗水流力且保证位置准确。拉缆及导向装
置应作相应验算;
f) 下放就位时,各千斤顶应采用同步系统进行下放。 10.3.6 安全措施应符合以下要求:
a) b) c) d)
双壁钢围堰施工区域应根据水上交通安全管理规定,设置导航标等设施,并进行水上巡逻; 双壁钢围堰顶应沿周圈设置人行通道和夜间照明装置; 双壁钢围堰入水、浮运时,应安排专人指挥;
双壁钢围堰入水、浮运施工前应报当地海事航道主管部门通过并备案。
10.4 定位与下沉
10.4.1 围堰定位施工测量应符合现行国家标准GB 50026的规定、行业标准JTG/T F50、JTG C10的规定,宽阔水域宜采用GPS-RTK测量系统,完成施工控制网的布设和复测工作后,测量成果报监理复核并审批。
10.4.2 双壁钢围堰采用浮运法施工时,定位锚碇系统一般包括主锚、定位船侧锚、导向船侧锚、尾锚、拉缆。临时锚碇设施数量及规格应根据双壁钢围堰的形状和大小、船舶的种类和数量、水流流速和风力及双壁钢围堰在悬浮状态下各种最不利因素组合的外力确定。 10.4.3 双壁钢围堰的定位应符合以下要求:
a) 应先将定位船及锚碇系统抛设好,首节双壁钢围堰到达指定位置后,导向船就位,过渡锚碇系
统,使首节双壁钢围堰初步定位;
35
DB50/T 960-2019
b) 双壁钢围堰与定位船之间应通过拉缆连接,并根据围堰下沉的情况调整拉缆与围堰的连接位
置。利用锚碇系统调整双壁钢围堰位置,使双壁钢围堰精确定位;
c) 围堰着床前应根据围堰外形、尺寸、重量及水流速度设置预偏。着床后应测量双壁钢围堰就位
偏差是否满足要求,如果不满足要求,则抽出隔舱内水使围堰浮起后重新就位。 10.4.4 双壁钢围堰下沉应符合以下要求:
a) 双壁钢围堰可采用整体下沉或逐节拼装下沉。
b) 双壁钢围堰下沉前,应对围堰平面位置及垂直度进行复测,检查焊缝质量和有无渗漏,围堰顶
面的定位控制点及标尺应标示明确。
c) 用全站仪测放出围堰纵横轴线上四个点形成十字线,依据纵横十字轴线调整围堰下沉过程的平
面位置、扭转和垂直度偏差,记录好围堰下沉的技术数据。 d) 注水下沉宜按如下规定执行:
1)双壁钢围堰下沉过程中,应设置上、下双层导向(或拉缆)装置;
2)双壁钢围堰采用注水下沉,各隔舱应对称、均匀灌注,保持围堰稳定;隔舱内注水速度及高度,各舱间水位高差应控制在设计规定范围内; 3)双壁钢围堰接近河床1 m时,精确调整好双壁钢围堰的平面位置和姿态,检查满足要求后,迅速均匀注水,实现围堰刃脚着床;
4)若双壁钢围堰着床后发现偏位较大,可排除隔舱内的水使围堰上浮再进行第二次准确着床,直到精度符合设计要求;
5)若出现渗、漏水情况,可利用水下焊接技术对漏水处进行补焊。 e) 吸泥下沉宜按如下规定执行:
1)双壁钢围堰在履盖层内下沉时,可采用反压、射水、抽砂等方式辅助下沉,防止围堰突沉; 2)双壁钢围堰采用吸泥下沉时,宜在围堰内外壁之间设立连通装置,以保持围堰内外水位差,防止内外水头差过大而引起刃脚翻砂;
3)双壁钢围堰下沉初期应以纠正围堰底口中心偏位为主,调整倾斜为辅。控制围堰底口中心偏位不大于20 cm。双壁钢围堰下沉中期应以控制倾斜为主,倾斜度应控制在1%以内。
f) 下沉过程中,双壁钢围堰内外水头差、相邻单元体水头差必须满足设计要求。 g) 隔舱填充混凝土浇筑宜按如下规定执行:
1)双壁钢围堰就位后在切入覆盖层前,应根据需要在围堰平面范围内对称均匀浇筑刃脚段隔舱填充混凝土浇筑;
2)双壁钢围堰堰壁隔舱内混凝土应采用对称方式浇筑,浇筑速度要基本保持一致,相邻隔舱填充混凝土顶面高程不应超过1 m;
3)合理布置灌注导管,确保不留盲区,混凝土灌注顺序符合设计、施工方案要求;
4)隔舱填充混凝土顶高程应严格按双壁钢围堰设计填筑,且不应低于封底混凝土顶高程。 h) 围堰下沉完成后,应对围堰位置、倾斜度进行复测,并监测围堰继续下沉情况。 10.4.5 双壁钢围堰接高应符合以下要求:
a) 在接高时,应先采取措施防止双壁钢围堰在接高过程中转动;
b) 向双壁钢围堰隔舱内灌注混凝土和加、抽水进行调平,并预留一定的干舷高度,而后拼接次节
围堰,再均匀下沉,拼接下一节围堰。如此反复直至完成; c) 为方便围焊内壁,可预先在内壁上焊接设置悬挑作业平台,也可在双壁钢围堰内圈用两个浮箱
拼接内壁施焊工作平台;
36
DB50/T 960-2019
d) 对于上、下节段接口内、外壁板不吻合的部位应进行处理,保证接高后的围堰不漏水,上下垂
直,圆顺,满足尺寸要求; e) 在接高时,上下节段竖肋应对齐,严格对位确有困难时应进行局部加强;各层水平撑杆应对齐,
便于围堰隔舱混凝土浇注;
f) 接高顶节时,应对称接高,不得从一侧转圈焊接以防止双壁钢围堰倾斜。在接高顶节时每焊接
一片,将其对应的底节隔舱的水抽出一部分,以保持双壁钢围堰的平衡;
g) 接高完毕,在接高焊缝的上下应设置加劲措施,以保证双壁双壁钢围堰接头的强度。 10.4.6 双壁钢围堰纠偏应符合以下要求:
a) 可在双壁钢围堰刃脚上方环向桁架处设置围堰纠偏缆,在刃脚下方设转向滑车与定位平台上的
卷扬机连接,通过操作两侧卷扬机达到纠偏目的; b) 可通过抽水机调整隔舱内水位进行纠偏;
c) 吸泥下沉时可通过刃脚处的不均匀吸泥进行纠偏; d) 可采用在隔舱内灌注不等量混凝土进行纠偏。 10.4.7 双壁钢围堰下沉过程安全措施应符合以下要求:
a) 当双壁钢围堰注水下沉时,必须对称均衡进行施工,并防止产生过大的倾斜; b) 双壁钢围堰采用吸泥下沉时,劳动组织要合理,围堰内人员不宜过多;
c) 双壁钢围堰下沉过程中,各部位应均匀吸泥,对称均匀进行,不得超挖超吸,保持双壁钢围堰
均衡下沉;
d) 双壁钢围堰与导向设施之间应设置受力均衡的柔性连接;
e) 双壁钢围堰下沉过程中,应随时调整拉缆,以确保围堰平稳下沉;
f) 施工使用的各种船只,按航政部门规定设置航行标志,并备有救生、消防及靠绑等设备; g) 水上作业人员必须穿好救生衣,并站在适当位置,以防落水; h) 双壁钢围堰施工过程中,应对围堰顶面变形进行监测。 10.5 着床和封底
10.5.1 双壁钢围堰着床应符合以下要求:
a) 双壁钢围堰刃脚接近河床面时,应加强对墩位处河床面的测量,及时掌握墩位处的河床冲刷及
水位情况,根据水流方向和流速设置预偏;
b) 对于因岩面不平整而设置异形刃脚的双壁钢围堰,应严格控制围堰中心偏位和平面扭转角,着
床时尚应考虑支垫措施,以保证着床稳定性; c) 双壁钢围堰着床前,应进行围堰中心位置复测;
d) 双壁钢围堰着床后,应进行围堰高程中心位置、和垂直度复测; e) 对于刃脚位于基岩面的双壁钢围堰,应对围堰刃脚进行全面检查,当刃脚与基岩面存在空隙时,
可采用扣式或型钢插板、硬性水泥砂浆装袋堆码等进行堵漏。应对双壁钢围堰外侧进行抛填回压,高度应高于围堰刃脚段; 10.5.2 双壁钢围堰清基应符合以下要求:
a) 双壁钢围堰吸泥下沉到设计高程后,应进行清基工作。可采用抓泥斗或空气吸泥机、高压射水
枪进行清基;
37
DB50/T 960-2019
b) 吸泥机吸泥前,应在吸泥机管壁上做好高程刻度标记,吸泥时依据吸泥机入水深度和吸泥机排
渣口出水清、浊来判断吸泥效果;
c) 直管吸泥机清基顺序应从双壁钢围堰中部开始,逐渐向围堰内壁移动;
d) 弯头吸泥机不应直接对着刃脚与岩面的接缝长时间吸泥,以免将刃脚处的堵物吸走;
e) 清基时应注意打开双壁钢围堰联通阀,保持围堰内外水位一致,必要时采取水泵补水,防止翻
砂影响清基效果;
f) 吸泥船吸泥时应配备弯头吸泥机辅助吸出刃脚斜面下的泥砂; g) 较坚硬的土层中宜辅助以高压射水松动及冲散土层,射水嘴不应低于刃脚底面,射水压力宜在
1MPa~2MPa;
h) 采用岩石水下爆破清基时,应编制水下爆破专项方案。 10.5.3 钢护筒定位与埋设应符合以下要求:
a) b) c) d)
钢围堰着岩清基后,安装钢护筒定位架;
定位架用角钢焊接,分片加工,运到安装地点后再焊接成整体;
用浮吊把定位架整体吊入钢围堰内,调整其水平位置满足要求后,与围堰间设支撑固定; 将钢护筒插入定位架内垂直下放到岩面,根据测出的岩面高程,焊接固定在定位架上。钢护筒分节制作,下放时焊接接长;
e) 钢护筒的底面线要尽量与基岩面相吻合;护筒与基岩面的缝隙由潜水工用砂袋堵住严实,再在
护筒内回填一定高度的碎石,回填碎石厚度应超过埋设封底混凝土顶面高度。 10.5.4 双壁钢围堰封底混凝土浇筑应符合以下要求:
a) 封底混凝土应在隔舱填充混凝土浇筑完成、钢护筒定位埋设后进行;
b) 封底混凝土施工平台宜采用水上钻孔平台或在桩基护筒上搭设封底施工平台;
c) 封底混凝土配合比须经试验确定,其工作性能满足施工要求。塌落度宜控制在180 mm~220
mm,扩展度控制在550 mm~650 mm,混凝土的初凝时间根据气温、运距、浇筑时间长短等因素确定,混凝土可经试验掺配适量缓凝剂;
d) 封底混凝土浇筑前,应对双壁钢围堰内壁、刃脚、围堰底进行清理,围堰内有桩基钢护筒的,
应进行钢护筒外壁清理,采用钢刷刷去封底高度范围内的铁锈、浮游生物和垃圾,确保封底混凝土和钢护筒的有效粘结力;
e) 封底混凝土应一次性浇筑完成,混凝土生产能力、布料点应满足施工要求; f) 导管作用范围必须覆盖整个混凝土浇注区。导管与钢护筒外侧壁应保持一定距离,以利于混凝
土的均匀扩散;
g) 封底混凝土浇注过程中应通过量测掌握混凝土的流动情况、控制导管的埋深和封底混凝土的顶
面高程;
h) 封底混凝土浇注高程宜比设计高程低5 cm~10 cm,厚度宜比设计厚度增加30 cm~50 cm。 10.5.5 隔舱填充混凝土、封底混凝土除应满足本规范要求外,还应满足JTG/T F50相关水下混凝土施工要求。
10.5.6 为防止双壁钢围堰外围的边坡和河床防冲刷,应在冲刷地段进行合理防护。 10.6 堰内抽水
10.6.1 封底混凝土强度满足设计要求后,方可进行双壁钢围堰内抽水。 10.6.2 双壁钢围堰内支撑应根据围堰设计规定及时设置。
10.6.3 抽水过程中,应对双壁钢围堰变形、受力及水位情况及时进行观测。
38
DB50/T 960-2019
10.6.4 隔舱内水头高度应符合双壁钢围堰设计要求,不应高于围堰外水位,必要时应进行泻水。 10.6.5 对双壁钢围堰底渗、漏水可采用排、堵结合的方式进行处理。 10.7 使用安全和维护
10.7.1 双壁钢围堰施工必须落实项目负责人施工现场带班生产制度。进入汛期、蓄水中晚期或进行抽水作业等重点时段,必须安排专业技术人员对围堰内部支撑结构及其连接系、连通管开闭状态、隔舱注水高度等进行全面检查确认,确保其符合专项设计工况要求。
10.7.2 双壁钢围堰使用过程中应与气象、水文部门取得联系,掌握天气水文情况。
10.7.3 双壁钢围堰按设计规定水位使用,超过设计水位时,应打开联通阀。双壁钢围堰可能被水淹没时,围堰顶应设置超出水面的警示标志。
10.7.4 双壁钢围堰应设置专门的人行通道,与围堰结构连接牢固,并设置防护栏杆和安全网。人行通道下口不得与浮式平台固结连接。
10.7.5 浮式平台不得与双壁钢围堰形成刚性连接,采用柔性连接时,应随水位涨落调整连接,并充分考虑对围堰的附加作用力的影响。
10.7.6 当出现六级以上大风、暴雨、浓雾等特殊天气时,应停止起吊及水上一切作业等工作,并检查水面上的船只和锚缆等设施。如确有需要继续作业时,必须采取有效安全措施。 10.7.7 夜间施工时必须有良好的照明。
10.7.8 双壁钢围堰内作业时,应对封底渗水、涌水情况进行监测,渗、漏水不得影响正常施工作业与施工安全,渗、漏水量过大时,应进行封堵。 10.7.9 双壁钢围堰施工中必须落实防腐蚀、防撞击及防洪渡汛措施。双壁钢围堰的内部支撑上禁止堆放重物,严禁碰撞、随意拆除或擅自削弱支撑杆件。
10.7.10 双壁钢围堰中的作业平台必须满铺,规范设置安全防护栏、安全网、踢脚板,并配置救生设施和消防器材。双壁钢围堰四周应设置人员上下安全通道;通道口、护筒口等必须加盖防护。
10.7.11 双壁钢围堰施工中必须按港航、海事部门的要求,悬挂避碰标志和灯标等安全设施。施工水域必须配备救生船。
10.7.12 施工船舶的驻位锚碇必须自成体系。严禁将作业船舶系结在双壁钢围堰上。 10.8 拆除
10.8.1 双壁钢围堰承台以上部分,应根据设计要求进行拆除、回收。双壁钢围堰水下切割工作宜选在枯水期进行。
10.8.2 施工单位应编制并严格执行双壁钢围堰拆除专项方案和水上交通组织方案,明确拆除施工工艺流程,并进行安全技术交底。
10.8.3 双壁钢围堰拆除前应适时打开连通管,向围堰内注水,使内、外水位平衡。
10.8.4 双壁钢围堰拆除时应设置稳固装置,防止损坏已建主体工程并保证施工安全,应按先上后下、先支撑后堰壁的顺序进行拆除。 11 监测 11.1 一般规定
11.1.1 应对双壁钢围堰施工及使用过程实施监测。双壁钢围堰监测宜由建设单位委托独立的第三方进行。
39
DB50/T 960-2019
11.1.2 应针对双壁钢围堰的设计、施工方案及主体工程施工方案制定双壁钢围堰结构安全监测方案,并报监理工程师审批后实施。
11.1.3 监测应采用仪器设备观测与巡视检查相结合的方法进行,监测断面和监测部位选择应具有代表性,应能较全面反映双壁钢围堰状况;所需监测元件应能适应水下条件以及围堰使用期间的监测参数可靠性需要,监测元件及其线缆应有可靠的保护措施。 11.1.4 在渡汛期应加强对双壁钢围堰的监测。
11.1.5 当发现偏位、变形、漏水、巨响等异常情况时,应及时汇报并采取措施处理。 11.1.6 监测成果应包括但不限于当日分析报表、阶段分析报告、总结报告。 11.2 监测内容及方案
11.2.1 实施监测应包含以下内容:
a) 水位及高程,包括水域水位、堰内外水位差、隔舱内水位、隔舱填充混凝土顶面高程、封底混
凝土顶底面高程等;
b) 关键部位的结构应力,包括内外壁板、竖肋、水平环肋、壁间撑杆、隔舱板、竖箱、刃脚等的
应力;
c) 结构位移与变形,包括双壁钢围堰平面位置(中心偏位)、整体竖直度(倾斜度)、平面扭转
角、局部变形、堰顶高程、围堰基础和周边坡体等;
d) 双壁钢围堰外水流速度、水位、流速、风力等级、河床冲刷深度。
11.2.2 应结合围堰施工方案,确定观测基准点、观测点的布设时间,位移与变形观测基准点数量不应少于2个,其位置应稳定、安全、可靠。测点布设后应及时观测记录初值。 11.2.3 测量仪器精度应满足观测要求,并应经专业计量部门检定合格。 11.2.4 双壁钢围堰监测项目可按其安全等级确定,见表10。
表10 双壁钢围堰监测项目
监测项目 一级 平面位置监测 围堰结构垂直度 围堰构件应力 刃脚应力 堰壁变形 桩身倾斜及变形 内支撑轴力 内支撑竖向位移 壁板、内支撑温度 围堰内部水位 围堰外部水位 水流流向及流速 周边河床稳定性 周边建(构)筑物沉降 周边管线沉降 围堰基础及周边坡体 应测 应测 应测 宜测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 双壁钢围堰的安全等级 二级 应测 应测 宜测 宜测 应测 宜测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 三级 应测 应测 可测 可测 应测 可测 可测 可测 可测 应测 应测 宜测 宜测 宜测 宜测 宜测 40
DB50/T 960-2019
11.2.5 施工监测方案制定应包括但不限于如下内容:工程概况、双壁钢围堰结构特点与施工技术与工艺、围堰施工过程结构分析、围堰施工过程状态、监测部位及频率、围堰施工状态分析与预警、监测组织机构与管理等。 11.3 施工过程结构分析
11.3.1 在双壁钢围堰施工前,监控方应按照设计文件与施工方案对双壁钢围堰安装过程以及使用状态进行符合性结构模拟分析计算,内容应包括:
a) 安装过程堰壁内外水头差、使用状态堰内外水头差等参数控制的合理性; b) 安装过程结构应力及稳定性;
c) 使用状态结构应力、变形及稳定性。
11.3.2 双壁钢围堰安装过程中应针对具体安装工艺流程、堰壁内外水头差等参数,结合现场监测结果对结构进行跟踪分析计算,内容应包括:
a) 安装形成过程中的围堰结构的整体平衡状态;
b) 各安装工况下的内外壁板、竖肋、水平环肋和壁间撑杆结构应力; c) 各安装工况下的环向桁架的结构稳定性。
11.3.3 应对位于急流河段的双壁钢围堰下沉限位装置进行计算分析,对围堰下沉工程中的垂荡及荷载响应进行分析并作出短期预报。
11.3.4 双壁钢围堰着床前后,应针对堰外水位、堰壁内外水头差等参数以及其他作用情况,结合现场监测结果对结构进行跟踪分析计算,内容应包括:
a) 围堰结构着床时的抗倾覆、抗滑移稳定性;
b) 围堰着床至隔舱填充混凝土和封底混凝土结构形成期间的整体及局部结构变形; c) 隔舱填充混凝土和封底混凝土结构形成后的抗上浮、抗倾覆和抗滑移稳定性; d) 围堰内外壁板、竖肋、水平环肋和壁间撑杆结构应力; e) 围堰整体、环向桁架等结构稳定性。
11.3.5 双壁钢围堰使用过程中应针对使用期堰外水位、堰壁内外水头差等参数以及其他作用情况,结合现场监测结果对结构进行跟踪分析计算,内容应包括:
a) 围堰结构抗上浮、抗倾覆和抗滑移稳定性; b) 围堰整体及局部结构变形;
c) 围堰内外壁板、竖肋、水平环肋和壁间撑杆结构应力; d) 围堰整体、环向桁架和内支撑等结构稳定性。 11.4 施工及使用监测 11.4.1 11.4.2
a) b) c) 11.4.3
a) b) c)
施工前应对双壁钢围堰施工参数控制所需的围堰所在水域水位、河床地形等进行测量。 双壁钢围堰安装过程中应根据结构分析计算结果对结构进行监测,内容应包括: 双壁钢围堰堰壁内外水头差、水的流速;
双壁钢围堰安装形成过程中的结构几何状态变化;
结构各控制部位内、外壁板、竖肋、水平环肋和壁间撑杆结构应力。
双壁钢围堰着床至形成期间,除应持续11.4.2条要求的监测外,还应监控: 着床时的河床地形及高程;
着床后的双壁钢围堰顶面的平面位置、高程及竖直状态; 隔舱填充混凝土结构形成后的隔舱填充混凝土高程,双壁钢围堰顶面的平面位置、高程及竖直状态;
41
DB50/T 960-2019
d) 11.4.4
a) b) c) 11.4.5
a) b) c) d) 11.4.6 11.4.7 11.4.8 11.4.9 行:
a) b)
c)
封底混凝土结构形成后的封底混凝土高程,双壁钢围堰顶面的平面位置、高程及竖直状态。 双壁钢围堰堰内抽水及使用中,应对结构进行持续监测,内容包括: 堰外水位及流速、双壁钢围堰堰壁内、外水头差; 双壁钢围堰顶面的平面位置、高程及竖直状态;
结构各控制部位内外壁板、竖肋、水平环肋和壁间撑杆结构应力。
双壁钢围堰结构应力监测测点除应涵盖所有应力最不利部位外,还应包括: 隔舱填充混凝土底部结构应力;
双壁钢围堰周边与纵桥向、横桥向交叉部位结构应力; 双壁钢围堰竖直方向不同断面结构应力。
设有内支撑时,内支撑及其与双壁钢围堰结构连接部位结构应力。
双壁钢围堰结构应力监测元件布设方向应与其结构测点处主要受力方向一致。 双壁钢围堰结构应力监测应采用远程自动数据采集系统进行数据采集。 双壁钢围堰结构几何状态监测应采用与结构独立的控制测量系统。 双壁钢围堰监测频率需根据工程实际与施工安全控制需要确定。一般情况下可按照下列规定执围堰所在水域水位、流速每天监测不少于1次; 双壁钢围堰安装过程中:围堰堰壁内外水头差每天监测不少于3次,结构几何状态变化每安装完成1节监测1次,结构应力每天监测不少于2次; 双壁钢围堰着床至形成期间:围堰堰壁内外水头差每天监测不少于2次,着床后的围堰顶面的平面位置、高程及竖直状态每天监测不少于5次,隔舱填充混凝土结构形成后围堰顶面的平面位置每天监测不少于2次;
高程及竖直状态每天监测不少于2次,封底混凝土结构形成后每天监测不少于1次,结构应力每天监测不少于2次;
双壁钢围堰堰内抽水:堰内水位每下降0.5 m对围堰顶面的平面位置、高程及竖直状态、结构应力监测1次;
双壁钢围堰使用中:每天或堰外水域水位每升高0.2 m时对围堰顶面的平面位置、高程及竖直状态、结构应力监测不少于2次;
汛期、抽水等水位急剧变化阶段、拆撑等围堰结构受力变化阶段,应加大监测频率。
d) e) f) g)
11.5 监测信息反馈与安全预警
11.5.1 双壁钢围堰施工监测信息反馈与预警工作内容应包括:
a) 根据结构理论分析与监测结果比较,识别双壁钢围堰结构内力与几何状态,判别其是否处于容
许范围;
b) 当结构状态超过设计容许范围时,分析其成因及影响,并根据需要发出响应指令; c) 当结构状态超出安全容许范围时,及时发出安全预警。
11.5.2 监测项目数据应及时整理,使用正式的监测记录表格记录,并做相应的工况描述;对监测数据的变化及发展情况应及时分析和评述,必要时对其发展趋势作出预测。 11.5.3 双壁钢围堰使用中外界因素导致抗上浮、抗倾覆和抗滑移稳定性系数计算值降低不得超过5%,否则应进行安全预警。
11.5.4 双壁钢围堰使用中的结构变形应符合设计要求,当结构变形超出设计范围时应立即进行安全预警。
11.5.5 双壁钢围堰钢结构应力监测值与计算值之间的误差应符合设计要求。当设计无要求时宜按照下列规定执行:
42
DB50/T 960-2019
a) 结构计算值≤60 N/mm2(与结构用材有关)时,容许误差宜为±20%; b) 结构计算值>60 N/mm2时,容许误差宜为±5%。
11.5.6 双壁钢围堰钢结构预警应针对应力、变形、高程及其他异常状态进行。应力监测可实行三级预警,即:
a) Ⅲ级预警(一般)。当双壁钢围堰结构实测应力达到对应位置计算值的85%或接近围堰结构
材料设计强度的50%时,进行Ⅲ级预警,监控人员应加强监测。
b) Ⅱ级预警(较严重)。当双壁钢围堰结构实测应力接近对应位置计算值或接近围堰结构材料设
计强度的65%时,进行Ⅱ级预警,提醒施工人员注意。
c) Ⅰ级预警(严重)。当双壁钢围堰结构实测应力超出对应位置计算值或接近围堰结构材料设计
强度的80%时,进行Ⅰ级预警。此时现场暂停施工,施工人员撤出现场等待并核实监测数据,施工单位在确认围堰结构无异常时恢复施工。
11.5.7 监测单位应当及时形成书面的监测、监控报告,报监理工程师核备。发现相关指标超过规定要求等异常情况,必须立即按规定上报。 12 应急措施
12.1 施工单位应针对双壁钢围堰着床、防洪度汛、库区蓄水、堰内抽水、遭遇船舶或漂流物撞击等危险工况,以及可能出现的险情,制定应急预案,并定期演练。
12.2 当发生重大险情或事故时,应严格按照应急预案处置。 12.3 雷雨大风季节及水位猛涨、猛落阶段应对措施如下:
a) 收到大风、山洪暴发、水位超警戒等预警信息必须立即报告项目负责人;
b) 项目负责人接到紧急或异常情况报告必须立即分析,判定并果断决策,及时启动应急预案。当
可能危及人员安全时,必须立即撤离现场人员。
12.4 洪水到来之前,应完成双壁钢围堰着床、钢护筒设置、封底混凝土浇筑及3~4根围堰控制点位基桩的施工。
12.5 双壁钢围堰没顶应对措施如下:
a) 洪水期可能发生淹没时,提前打开连通管阀门,控制双壁钢围堰内外水位差,防止洪水直接灌
入导致的冲击;
b) 在围堰外应设置防撞设施,并设置航标警示灯、警示标志,预防没顶后船撞风险,保证行船及
双壁钢围堰安全。 13 验收 13.1 一般规定
13.1.1 双壁钢围堰所用材料必须符合设计和施工工艺要求。
13.1.2 双壁钢围堰加工制造、质量及检验评定应符合GB 50205、GB/T 51295的相关规定。 13.2 单元件组焊验收
13.2.1 双壁钢围堰所有焊缝必须进行外观检查,不得有裂纹、未熔合、焊瘤、夹渣、未填满弧坑及漏焊等缺陷。
13.2.2 钢板对接焊缝应做超声波探伤检验, B级检测Ⅱ级合格。
43
DB50/T 960-2019
a) 检查数量:双壁钢围堰单元组焊后,对于内、外壁板及上、下隔舱板对接焊缝,环向和竖向桁
架型材的对接焊缝、竖肋与水平环板焊缝等关键受力焊缝应做100%的超声波探伤检验,其它型式的焊缝应进行抽检,探伤比例不低于20%;
b) 检验方法:施工单位(或承包方)探伤检验;监理见证检验,检查检验报告。 13.2.3 内外壁板及隔舱板对接焊缝应进行抗渗透试验。
a) 检查数量:全部检查;
b) 检验方法:施工单位(或承包方)采用煤油渗透法检验;监理见证检验。 13.2.4 钢围堰单元件组装尺寸和构件安装位置允许偏差应符合表11的规定。
a) 检查数量:全数检查;
b) 检验方法:用直角尺和钢尺检查。
表11 钢围堰单元件组装尺寸和构件安装位置允许偏差
项目 端口截面几何尺寸(长、宽、对角线) 端口截面垂直度 水平环肋安装位置 竖向肋安装位置 允许偏差 ±5 mm 2 mm 2 mm 2 mm 13.2.5 双壁钢围堰单元制造完成后,施工单位的技术部门应进行全面质量检查、验收,并经监理工程师确认签证合格后方可填发产品合格证。 13.3 节段拼装验收
13.3.1 双壁钢围堰节段组拼质量检验应符合下列规定:
a) 双壁钢围堰组拼焊缝应做超声波探伤检验,B级检测Ⅱ级合格。检查数量:100%焊缝长度;
检验方法:施工单位(或承包方)探伤检验;监理见证检验,检查检验报告;
b) 内、外壁板对接焊缝,隔舱板所有焊缝应进行抗渗检验。检查数量:全部检查。检验方法:施
工单位(或承包方)抗渗透试验检测;监理见证检测; c) 上下隔舱板对齐,各相邻水平环肋对齐,上下竖肋肋应与水平环肋焊牢。检查数量:全部检查。
检验方法:测量、观察。
13.3.2 双壁钢围堰节段拼装允许偏差项目、检查数量见表12。
表12 双壁钢围堰节段拼装允许偏差
序号 1 2 3 4 顶平面相对高差 项 目 长、宽或直径 矩形围堰对角线 相邻单元件高差 全节围堰最大高差 允许偏差 1/700 1/500 10 mm 20 mm 检测数量 矩形围堰每边不少于2处,圆形围堰不少于4处 上、下口 矩形围堰每边不少于3处,圆形围堰不少于8处 矩形围堰每边不少于2处,圆5 堰壁垂直度 1/1000 形围堰垂直相交直径位置4处 6 围堰轴线偏差 50 mm 不少于4处 内平面尺寸 44
DB50/T 960-2019
序号 7 8 9 10 11 项 目 堰壁厚度偏差 壁板对接错台 壁板表面平整度 水平环肋对接错台 竖箱对接错台 允许偏差 ±4 mm 1 mm 5 mm t/10且不大于2 mm t/10且不大于2 mm 检测数量 尺量,每隔舱1处 全检 2米靠尺配合塞尺检查,每侧板不少于4处 全检 全检 13.4 下沉就位验收
13.4.1 双壁钢围堰下沉就位及封底质量检验允许偏差应符合表13规定。
表13 双壁钢围堰下沉就位及封底允许偏差和检验方法
序号 1 2 3 4 5 6 项 目 中心位置 垂直度 围堰顶面高程 隔舱填充混凝土浇筑高程 封底混凝土顶面高程 封底混凝土厚度 允许偏差 围堰高度的1/100 1/1000 ±100 mm +100 mm +50 mm 0 mm~+50 mm 检查数量 底、顶面测量各不少于4处 矩形围堰每边2处, 圆形围堰垂直相交直径位置4处 每个隔舱各测量2处 每个隔舱至少各测量4处 至少各测量4处 封底前检查基底高程,封底后检查混凝土顶面高程,每15 m2~20 m2测1处,至少4处 13.4.2 内支撑安装质量标准应符合表14的规定。
表14 内支撑施工质量标准
序号 1 2 3 4 5 6 7 项 目 水平支撑允许挠度 两端支承中心位移(加力前) 两端支承中心位移(加力后) 侧向弯曲矢高 横撑间允许偏差(高程) 横撑间允许偏差(水平间距) 支撑安装时间 允许偏差 L/250 mm 20 mm 50 mm L/1500且<10.0 mm ±50 mm ±100 mm 设计要求
45
DB50/T 960-2019
附 录 A
(资料性附录) 双壁钢围堰施工工艺流程
A.1 双壁钢围堰浮运法施工工艺流程
双壁钢围堰浮运法施工工艺流程可参照图A.1执行。 A.2 双壁钢围堰原位拼装法施工工艺流程
双壁钢围堰原位拼装法施工工艺流程可参照图A.2执行。
46
DB50/T 960-2019
施工准备 钢围堰块段单元制造 钢围堰组拼 胎架制造安装 钢围堰整节段滑移入水 钢围堰整节段浮吊装船 浮吊就位 钢围堰整节段船运或自浮拖航浮运 拖轮就位 浮吊吊装围堰入水 浮吊就位 钢围堰水中定位 锚碇系统安装 钢围堰顶形成施工平台 钢围堰分块分段接高 钢围堰整体下沉就位 清底、堵漏、混凝土封底围堰内抽水、构筑物施工
图A.1 双壁钢围堰浮运法施工工艺流程图
47
围堰块段单元制造 钢围堰单元验收 壁板焊缝密性试验 施工拼装场地上放样钢围堰平面位分区对称组拼钢围堰块段单元 钢围堰密性试验 接长护筒、安装钢围堰吊挂系统 底节钢围堰下沉 钢围堰隔舱注水 钢围堰分段接高 钢围堰密性试验 钢围堰下沉就位 清底、堵漏 浇筑水下封底混凝土 围堰内抽水、构筑物施工 图A.2 双壁钢围堰原位拼装法施工工艺流程图
_________________________________
DB50/T 960-2019
48
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- oldu.cn 版权所有 浙ICP备2024123271号-1
违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务