DB50 T 960-2019 双壁钢围堰设计及施工技术规范.pdf
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1、ICS 93.040 P 20/29 DB50 重 庆 市 地 方 标 准 DB50/T 960-2019 双壁钢围堰设计及施工技术规范 Technical code for design and construction of double wall steel cofferdam 2019-12-30发布 2020-04-01实施 重庆市市场监督管理局 发布 DB50/T 960-2019 I 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
2、 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 DB50/T 960-2019 II 前 言 本规范按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。 本规范由重庆市交通委员会工程质量安全监督局提出及归口。 本规范主要起草单位:重庆市交通委员会工程质量安全监督局、招商局重庆交通科研设计院有限公 司、四川公路桥梁集团有限公司大桥工程分公司、中交路桥华东工程有限公司、中铁大桥局集团第八工 程有限公司、重庆市公路工程质量检测中心、重庆交通大学 本规
3、范主要起草人员:陈伯奎、程德宏、汪 宏、王 鹏、李德坤、向中富、冯强林、裴宾嘉、唐 斌华、唐 剑、耿 波、伍 艺、沈小俊、郭成川、安永日、聂 东、杨 明、陈虎森、王 凯、李铁 军、古宇鹏、周彦文、董简召、黄海东、朱留洋、尚军年、李嵩林、魏思斯、姚永喜、阿 伟、万慧、 郭杰鑫、陈 宇、温 涛、周同生 DB50/T 960-2019 III 引 言 根据重庆市质量技术监督局“渝质监发201677号”文重庆市质量技术监督局关于下达2016年第 三批重庆市地方标准制修订计划项目的通知的要求,重庆市交通委员会工程质量安全监督局承担双 壁钢围堰设计及施工技术规范的制订工作。 规范编写组在总结双壁钢围堰设计
4、与施工应用技术经验和相关科研成果的基础上,以完善和提升双 壁钢围堰设计及施工技术为目标,完成了本规范的编写工作。本规范吸收了近年双壁钢围堰新技术、新 经验,明确了双壁钢围堰结构设计与构造规定,提出了双壁钢围堰的计算、验算方法,并对双壁钢围堰 施工、监测、安全管理等做了规定。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、质量验收及安全管理工作。 在使用本规范过程中如有意见或建议,请函告本规范日常管理部门,联系人:李铁军 13983045672, ,邮寄地址:重庆市交通委员会工程质量安全监督局,重庆市南岸区南兴路58号。 以便修订时研用。 DB50/T 960-2
5、019 1 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 6
6、067.1 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
7、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 DB50/T 960-2019 2 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 coff
8、erdam 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
9、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。 DB50/T 960-2019 3 3.1.
10、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,
11、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
12、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 DB50/T 960-2019 4 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
13、。 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
14、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 des
15、ign high water level 双壁钢围堰使用期可能出现的最高水位,包含浪高。 DB50/T 960-2019 5 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 ctf 混凝土的抗拉强度设计值; df 钢材抗压强度设计值; akf 软弱土层极限承载力的标准值; af 围堰地基承载力容许值; kq 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
16、用和作用效应有关符号 SE 双壁钢围堰底面的滑动力标准值; RE 双壁钢围堰底面的抗滑力标准值; fkF 围堰堰壁总摩阻力标准值; pF漂流物撞击力标准值; wF水浮力标准值; wpF 流水压力标准值; 1F桩基钢护筒与封底混凝土总粘结力; cG承台混凝土自重标准值; ikG 第i个永久作用的标准值。 pG 钢护筒及桩基自重标准值; tG双壁钢围堰总重标准值; 1G钢围堰堰身自重标准值; DB50/T 960-2019 6 2G隔舱混凝土自重标准值; 3G 隔舱注水自重标准值; 4G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; maxM
17、封底混凝土的最大弯矩; 0 0,x yM M 两个方向封底混凝土板的弯矩; oM 双壁钢围堰的稳定力矩; rM 双壁钢围堰的倾覆力矩; dN 轴心压力设计值; diP 动水压力、风荷载、波浪力等可变荷载; uP封底混凝土浇筑后的波浪浮托力; 1uP 围堰着床过程中的波浪浮托力; wp 围堰内、外壁板计算点的水压力; wdp 单位面积上的风压力; fgq 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; wpq 流水压力线荷载集度; jkQ 第j个可变作用的标准值。 aR锚碇的总作用力; bR 双壁钢围堰端部刃脚下地基土的极限承载力; Rh锚碇的
18、水平作用力; tR总阻力或作用力; 1R船只水流作用力; 2R 双壁钢围堰水流作用力; 3R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; dS 正常使用极限状态设计作用组合的效应设计值; udS 承载能力极限状态设计作用基本组合的效应设计值; DB50/T 960-2019 7 T漂浮物或船舶撞击时间; bT相应直径钢丝绳的破断拉力; maxT 钢丝绳最大使用拉力; pT 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; 1A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; dn
19、A 扣除钢护筒面积后钢围堰基底净面积; dwA 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; ca双壁钢围堰重心至浮心的距离; ea 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; eb围堰内、外壁板间距; plb 封底混凝土板计算宽度; rb阻水宽度; 1b双壁钢围堰刃脚入土斜面的水平投影长度; WD 封底混凝土附加厚度; pd 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 8 ch 封底混凝土有效厚度; dih 动水压力、风荷载、波浪力等作用点到双壁钢围堰背水面
20、脚趾的竖直距离; eh围堰刃脚高度; fh 围堰入土深度; ph 桩基长度; wh 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; al 锚船马口至锚的水平距离; ol 锚链平躺在河床上的长度; ,x yl l 桩基纵、横向间距; n围堰内桩的数量; 1R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; MS 锚绳长度; cu 围堰下端面外周长; wV 围堰排开水的体积; 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;
21、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 . .EPS拖轮的拖拽功率; aK 抗倾覆稳定系数; bK堰基承载力系数; DB50/T 960-2019 9 fK 抗浮稳定性系数; shk 阻水形状系数; 0sK 双壁钢围堰下沉系数; 1scK 铁锚碇的覆盖层系数; 2scK 钢筋混凝土锚碇的覆盖层系数; slK 抗水平滑动稳定性系数; stK 双壁钢围堰下沉稳定系数; wdK 受风面积填充系数; tk 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
22、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。 DB50/T
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