沉管端钢壳施工工艺研究论文.docx

沉管端钢壳施工工艺研究论文1工程概况端钢壳安装在沉管管节的2个端头，与管节混凝土浇筑为整体，其施工方法有一次整体浇筑的一次成型和分段施工的二次成型，一次成型适用于工法厂管节预制，二次成型适用于管节干坞法预制。本文阐述的一次成型端钢壳施工工艺主要借鉴港珠澳大桥岛隧工程，二次成型施工工艺主要参考洲头咀隧道工程。港珠澳大桥海底沉管隧道全长5.664km，由33个管节组成，共34个管节接头，标准管节长180m，宽37.95m，高11.4m，采用两孔一管廊截面形式，端钢壳采用一次性整体浇筑形式，有两种类型：A型（共34套）、B型（共32套），端钢壳尺寸为650mm×280mm的L形截面，主要由端部面板（24mm×620mm）、翼缘板（30mm×280mm）、加劲板及连接焊钉（准25mm）组成。2一次成型端钢壳施工工艺一次成型端钢壳是指管节端钢壳采用整体式设计，在管节混凝土浇筑时安装就位并调整到设计要求的精度，管节预制完成后即可使用，无需进行面板安装、灌浆及防腐等二次施工。施工工艺流程：端钢壳制作→端钢壳拼装→端钢壳安装固定→端钢壳调整→端钢壳防腐。2.1端钢壳制作为提高端钢壳的加工制作精度，单个端钢壳由专业钢结构制作厂家分14块在工厂内制作，如图3所示。为方便制作过程的变形控制，端钢壳所有材料均使用数控下料，采用专业工装拼装固定后再进行分段焊接成型。考虑到沉管预制在岛上施工，为保证端钢壳对接接头的焊接质量及控制单块构件的变形，在考虑构件装车运输全体下，将部分较小的端钢壳加工成型后对接成整体，减少后期现场拼装、焊接的工作量。根据端钢壳加工分块的特点，到达预制厂时为10大块。2.2端钢壳拼装端钢壳拼装分为三部分，一是在工厂内预拼装，二是在预制厂拼装场地拼装，三是在预制厂厂房内拼装。预制厂拼装场地拼装指端钢壳运输到达预制厂后，为减少安装对接的工作量，加快端钢壳安装进度，在拼装场地专用拼装台座上，提前将B1+B2、B3+B4、B9+B10对接成整体再运输至预制厂厂房内，拼装完成后，端钢壳共分为7块。预制厂厂房内拼装指在端钢壳安装前，提前将端钢壳转运至厂房内，将（B1+B2+B3+B4）、（B7+B8+B9+B10+B11+B12）在厂房内进行拼装、焊接、调整平整度，提前对焊接点进行焊缝检测，以减少在钢筋笼上的对接工作量，拼装完成后，端钢壳共分为4块，分别为底板1块、墙体2块、顶板1块。2.3端钢壳安装固定顶板钢筋绑扎完成后，为便于端钢壳安装，提前将钢筋笼向前顶推1m，在测量放样出端钢壳定位基准线后开始安装。端钢壳安装采用先底板、后侧墙、再顶板的安装顺序，对底板端钢壳与墙体端钢壳接头进行对接、焊接及打磨。顶板端钢壳安装前，提前对底板与墙体接头平整度及焊缝进行检测，再根据测量台架上的放样点，安装顶板端钢壳，并固定于钢筋笼上，随钢筋笼一起顶推至浇筑坑。2.4端钢壳调整端钢壳调整共分为3个阶段：体系转换后、模板安装后、混凝土浇筑过程中。钢筋笼顶推至浇筑坑，完成体系转换后，通过全站仪测量，按底板、侧墙、顶板的顺序，采用手拉葫芦将端钢壳整体初调至基准线。端钢壳初调到位，安装模板端模系统，通过端钢壳与端模支撑系统上的定位螺栓对端钢壳进行精调，并调节端模支架的支撑螺栓，使支撑与端钢壳紧贴、固定。仔细检查各支撑螺栓的预紧状况，然后再次对端钢壳进行全面复测，确认平整度满足要求后，用角钢将端钢壳与钢筋笼进行焊接加固。在管节混凝土浇筑过程中，对端钢壳进行全过程实时监测，根据测量数据通过调节支撑螺栓对端钢壳的平整度进行微调，确保端钢壳质量。2.5端钢壳防腐处理端钢壳除在钢结构厂内进行防腐处理外，在管节顶推到浅坞，完成预应力施工后，对所有焊接位置及表面重新进行防腐处理，端钢壳防腐按永久钢结构等级标准执行，采用热浸锌70μm重度防腐涂装，并在底板内侧钢结构上附加牺牲阳极保护，外侧设置5mm预留腐蚀厚度。3二次成型端钢壳施工工艺二次成型端钢壳指在管节混凝土浇筑时先安装端钢壳主体结构，等管节预制完成后再整体安装端钢壳面板，最后需在端钢壳主体与面板之间灌注高强砂浆。端钢壳的现场安装分3次进行：第一次在浇筑混凝土底板前安装下段，第二次在浇筑上层结构前安装上段，第三次是待混凝土充分固化后安装端钢壳面板。二次成型端钢壳施工工艺流程为：端钢壳制作→端钢壳下段工字钢安装→端钢壳上段工字钢安装→端钢壳面板安装→端钢壳防腐→端钢壳注浆。3.1二次成型端钢壳制作二次成型端钢壳工字钢及钢面板分开加工制作，考虑到端钢壳整体尺寸、加工误差、运输便利、现场拼装和精度控制等因素，将工字钢分9段加工，钢面板按设计图纸分块加工制作。3.2二次成型端钢壳下段工字钢安装在进行端钢壳下段工字钢安装前，先进行测量放线，再将端钢壳下段工字钢吊至安装位置，以中心线、半宽/全宽轮廓线定位，直立面用线锤吊点定位和照对边墙上的