桥梁工程桩基础施工--以泉州市站前大桥为例.doc

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1、毕业论文（设计）开题报告姓名性别学号学院XX学院专业XX年级XX论文题目桥梁工程桩基础施工-以泉州市站前大桥为例教师推荐题目 自拟题目题目来源题目类别 应用研究 指导教师一 选题的目的、意义(理论意义、现实意义):1.选题目的：随着我国经济的高速发展，桥梁工程建设的持续拓宽，以人为本和保护环境的理念及至相关法津法规实施的不断强化，使桩基础特别是现浇混凝土灌注桩基础几乎取代了基他基础，得到了广泛的应用空间。钻孔灌注桩因其效率高、污染少、功能多的特点，适应上述综合发展的需求，在国内外的桥梁现浇混凝土灌注桩施工中得到了广泛应用。研究泉州市站前大桥钻孔灌注桩基础工程施工技术对我公司以后的类似工程建设和

2、公司以后的大桥桩基础施工积累经验。2.选题意义桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。现在，无论是桩基材料和桩类型，或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展，已经形成了现代化基础工程体系。1)泉州站前大桥具有如下的特殊性及限制条件：桥位处受金牛、清凉两山所阻，江面狭窄，水流突然收缩，流量流速大，水位深(最深处超过40 m);主墩处基岩存在严重的风化破碎带或发育的节理裂隙带；新建复线桥与原乌龙江大桥及新建福厦铁路特大桥距离近，对安全通航的要求很高等。因此，针对性开展该桥的深水基础施工技 术研究，用于指导施工，保证工程施工顺利进行，实现工程的安全、质量、工期及成本等目标，具有十分

3、重要而现实的工程意义。2)在深水桩基础施工中，施工平台的搭建是重要的前提条件之一，应以技术可行、经济合理的原则，进行施工平台结构和施工方案的必选分析。在本工程的自然和环境条件 以及钢护筒施工时侧移允许值在50 mm以内的要求下，采用定位桩辅以钢护筒的施工平台是唯一在技术上可行的方案。3)施工平台虽然属于临时性结构，但因其作用的重要性，施工平台的结构设计也应 进行较精确的计算分析。本工程的施工平台，在提出优化方案并进行初步施工图设计的基础上，应用Midas/Civil有限元软件对施工平台结构进行整体的受力和变形分析，除了能复核各构件设计的安全性外，更重要的是能得到施工平台整体稳定性和变形(侧向位

4、移)的 定量评价，从而能够确保施工平台设计的安全性、适用性及经济合理性。4)对建成的施工平台在桩基施工期间的定期变形观测结果表明：各定位桩的侧移数值均在允许值范围内，且与有限元分析结果十分接近。说明所提出的施工平台优化方案是切实有效和可行的，施工平台结构的分析与设计是正确。5)在深水条件下进行钻孔灌注桩的施工，必须事先制定针对性的质量控制措施，并 在实施过程中严格执行。本工程按照提出的质量控制措施指导施工，已施工的部分钻孔灌注粧，桩身连续完整无缺陷，全部是I类桩；桩的倾斜度、轴线偏位等均100%控制在规 范允许值范围内，桩身混凝土 100%合格。表明所提出的施工技术及治理控制措施极具针对性，是

5、切实有效的。泉州市站前大桥工程是福州市委市政府响应省委、省政府“建设海峡西岸城市群的总体思路，福州市要发挥省会中心城市的中心作用，增强服务全省的带头示范效应”的要求，为改善福州城市南出口交通状况，加快城市东扩进度，改善投资环境，促进城市发展而决定实施的重点工程。针对该桥的深水基础施工技术，有必要比较深入系统地研究，用于指导施工，旨在满足各项限制条件下，提出合理可行和可靠的施工方案，保证工程施工安全和施工质量，且最大限度地降低工程成本，具有非常重要的工程意义。 二 选题的研究现状（理论渊源及演化、国外相关研究综述、国内相关研究综述）：3.理论渊源及演化：深水基础钻孔桩一般为大直径，施工时为排除施

6、工干扰洪水、通航、大流速和冲 刷的影响，必须在桩位设置施工工作平台。施工平台是钢护筒下沉定位的导向辅助平台，是粧基础钻孔、水下混凝土灌注的作业平台，是基础施工机具、材料临时堆放的场地，是 双壁钢围堰施工拼装、下沉的支承平台。目前，我国采用的深水桩基施工平台有固定施工 平台(支架)和浮动施工平台两种类型。固定施工平台一般有桁架平台、型钢平台和型钢与 桁架组合平台。按平台受力方式可分为钢管桩单独受力、钢护筒单独受力、钢管桩与钢护 筒同时受力。对于墩位区水深流急、风疾浪大的灌注粧施工，采用钢管桩与钢护筒同时受力的固定平台体系有明显的优越性和可行性，在桥梁跨度和桥址水位深度不断增大的现 代大型桥梁工程

7、中，是一种很值得提倡的平台形式。本文中在建的泉州站前大桥钻孔桩基础的施工平台是在钢管桩与钢护筒平台体系的基础上加以改进和优化的。4.国外相关研究综述：近年来，国外修建了不少跨越大江大河、甚至跨越海湾的深水基础，取得了很大的成 绩，也积累了不少新的建设经验。大直径钢管桩、大直径混凝土灌注桩和空心桩、复合基 础均得到较广泛的应用，地下连续墙已开始在桥梁基础中采用，超大的沉井也已经出现并顺利设置或下沉。这标志着桥梁基础工程技术已取得了很大的发展，国外深水基础的主要有大直径钢管桩(柱）, 这种基础近年来发展很快，在日本得到了大量采用，如日本跨径240 m的滨名大桥每个主墩采用49根直径1.6 m钢管桩

8、，组成水上承台；在冲刷深、覆盖层较薄时，往往将钢 管桩沉至岩面钻孔嵌岩，成为管柱基础。如日本主跨为220 m及185m的内海大桥，水中4个深水墩均采用直径2 m的钢管柱基础2。另外还有大直径钻孔灌注桩近年来，国外许多国家在桥梁建设中很多采用直径24m的大直径钻孔灌注桩，而且往往。采用扩孔方法，直径可达34m。在日本横滨港横断大桥一跨径460m钢斜拉桥的基础中，将多柱基础嵌岩扩孔至直径IOm,是目前世界直径最大的嵌岩钻孔灌注桩。5.国内相关研究综述：多年来，我国桥梁工程界通过建造跨越大江大河的大跨度桥梁，已经积累了30 m左 右水深条件下各种深基础的施工经验。从20世纪50年代大力发展管桩及混凝

9、土桩基础，到60年代的沉井和钻孔桩基础，再到70年代以后的复合基础，我国桥梁深水基础已经进入国际先进水平。从已施工的基础形式看，可以粗略地将其划分为三个发展阶段:(1)大力发展管桩及混凝土桩基础阶段20世纪50年代因修建武汉长江大桥的需要，我国首创管粧基础。自此，管桩直径由1.5m逐步发展到3.0m、3.6m、5.8m;并由普通钢筋混凝土发展到预应力钢筋混凝土。(2)大力发展沉井和钻孔桩基础阶段我国公路桥梁采用钻孔桩基础始于20世纪50年代末期。20世纪60年代因修建南京 长江大桥的需要，由于施工水深达30.5 m,覆盖层厚度达54.87 m,发展了重型沉井、深 水浮运钢筋混凝土沉井和钢沉井；

10、又因成昆线建设的需要，开始较大规模发展钻孔桩基础。(3)大力发展复合基础阶段20世纪70年代由于修建九江长江大桥的需要，首创了双壁钢围堰钻孔桩复合基础； 20世纪80年代，在广西钦州市与防城港之间的茅岭江上修建的茅岭江铁路大桥，采用了平台式套箱围堰；在修建广东肇庆西江大桥时除了采用钻孔桩、沉井及钢管粧基础外，还采用了双承台钢管桩基础。自从1976年九江长江大桥水中基础第一次采用双壁钢围堰钻孔桩基础，克服了长江及其他深水水系在洪水期间修建深水基础困难的问题之后，许多跨越江河湖海的大桥都采用钢围堰加钻孔桩基础形式。近年来，从技术和经济的角度考虑，逐步发展了钢吊箱围堰加钻孔桩高桩承台这一独特的基础形

11、式。如已建的武汉白沙洲长江大桥、钱塘江四桥和钱塘江五桥、南京长江第二大桥、润扬长江公路大桥、安庆长江公路大桥等，均采用双壁钢吊箱围堰防水，施工平台钻孔的深水高桩承台施工结构2006年建成的苏通大桥采用的是双壁钢吊箱深水高桩承台钻孔灌注桩形式，其桩基基岩埋置深度达270m以上，桩长达到120m以上表1-2列出了一些国内桥梁工程的基础形式。6.论文(设计)主要内容（提纲）： 中文摘要ABSTRACT一 绪论 1.研究背景和意义 1.1研究的背景 1.2研究的意义 1.2.1 理论意义 1.2.2 现实意义 2.研究综述（研究现状和发展历程)二 施工方案研究和施工平台设计 1. 自然环境及工程地质条

12、件概述 2. 桥梁深水桩基础施工平台形式及特点3. 乌龙江大桥钻孔平台的特点及方案比选4. 施工平台结构的设计4.本章小结三 施工平台结构的有限兀分析以主桥4#激平台为例 1. 有限元法基本原理与步骤 2. 施工平台受力的有限元分析 3. 计算结果与分析四 粧基础施工应用举例一以4号墩为例 1. 钻孔灌注桩施工工艺 2. 定位桩和施工平台安装 3. 钢护筒施工控制4. 施工平台的施工监测五 结论与展望1. 主要结论2. 展望参考文献7.拟研究的主要问题、重点和难点: 1)本工程水深大，水流急，且施工平台上最多时有3台钻机同时工作，在水流撞击、 钻机振动等作用下，属于高承台结构的施工平台难免产生

13、一定的动力响应。因受时间限制, 论文未考虑有关的动力作用和施工平台结构的动力特性，并未对其进行动力效应分析。2)在施工平台结构方案比选和方案优化工程中，主要从安全性和技术可行性、合理 性角度进行分析，在经济合理性方面，仅有少量的定性分析，缺少定量的经济分析对比。 尤其在方案优化设计中，未进行经济分析对比，优化结构在经济上的合理性得不到体现。截止本文成稿时，本工程的桩基础工程的施工还在进行之中，完成施工的钻孔灌注粧仅30%多，因此论文中数据欠全面、完整。8.研究本工程的特色与创新之处：通过对乌龙江大桥(新建复线桥)深水基础施工平台方案、施工平台设计及受力分析，对施工平台和钻孔灌注桩的施工技术的研

14、究，论文主要创新点包括以下3个方面：1)根据该项目的特殊性及限制条件，在选出了技术上合理可行的施工平台方案后， 对传统的方案进行优化设计，提出了“定位桩+贝雷桁梁+桩顶分配梁及桥面板+锚锭系统” 的平台结构方案。2)充分考虑各种可能的受力工况，应用Midas/Civil有限元软件对施工平台结构进行 整体的受力和变形分析，计算分析结果与工程实测值十分吻合，对施工平台的顺利搭建起 到了重要的指导作用。3)针对性地提出施工平台和钻孔灌注桩的施工技术和质量控制措施，确保了该工程 桩基础施工的质量、安全、工期等管理目标的实现，表明所提出施工技术和质量控制措施 是切实有效的，能为今后同类工程提供借鉴和参考

15、。9.预期的研究成果: 运用新的一系列可靠施工工艺施工及质量保证要点，确保整个工程质量与安全。达到工程桩基成孔质量和成桩质量要求。并最终达到钻孔灌注桩基础施工工艺先进，质量合格，造价低廉的成果。研究成果取得良好的阶段性的技术、经济效益，对今后同类桥梁的深水基础施工具有一定的借鉴与参考价值。10.参考文献：1 蒙文龙;山区高速公路桥梁施工技术探讨J;中国水运(下半月);2009年07期 2 黄田;桥梁工程陆地系梁的施工与质量控制J;中国科技信息;2007年10期 3 叶翔;浅谈起重机吊装桥梁工程的施工方法J;山西建筑;2008年31期 4 丁舜尧;综述有关于交通建设中的深水桩基施工技术要点J;科

16、技风;2010年20期 5 韩伟磊;高架桥桩基础施工技术J;黑龙江交通科技;2011年09期 6 林同炎;来斯脱A赫尔;张思让;桥梁工程中的创造J;中外公路;20122年03期 7 彭鲲;易武;岩溶地区桥梁桩基础施工方案研究J;山西建筑;2008年36期 8 王海波;组合箱梁体外预应力施工技术J;青海交通科技;2009年06期 9 唐浩;王刚;王志臣;铁路桥梁工程上部结构施工方法比选J;建筑管理现代化;2008年04期 10 胡嗣恒;高速公路桥梁溶洞桩基施工技术浅析J;中国高新技术企业;2010年06期 陈宝春;高婧;吴庆雄;钢拱桥发展概况A;2006钢桥科技论坛全国学术会议论文集C;2006

17、年 2 项海帆;大跨度桥梁工程的最新进展A;中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第九届年会论文集C;1990年 3 张俊平;谢幼藩;现代建桥材料的发展及存在问题A;全国桥梁结构学术大会论文集（下册）C;1992年 4 李国豪;前言A;中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第十二届年会论文集（下册）C;2010年 5 金清平;随机理论在桥梁可靠性分析中的运用A;土木建筑教育改革理论与实践C;2008年 6 ;前言A;全国城市桥梁青年科技学术会议论文集C;2011年 7 吴铭汉;祝国华;李鹏;梨温高速公路A段台背回填质量控制研究A;科技、工程与经济社会协调发展中国科协第五届青年学术年会论文集C;2011

18、年 8 李泽生;钢管混凝土结构在紫洞大桥工程中的应用A;中国钢协钢-混凝土组合结构协会第六次年会论文集（下册）C;2007年 9 郭爱民;邹德辉;我国桥梁用钢的现状及耐候桥梁钢的发展A;2008年全国轧钢生产技术会议文集C;2008年 10 李士恩;FC在桥梁工程的应用及其向大跨度桥梁发展的可行性A;全国桥梁结构学术大会论文集（下册） 11 张春清;浅谈回填土施工方法的改进N;伊犁日报(汉);2012年 12 陈剑;赵越超;五座新建改造跨汾桥梁工程有序推进N;太原日报;2009年 13 记者;胡晓峰;中船股份虹桥枢纽桥梁工程首制分段完成拼装N;中国船舶报;2009年 14 通讯员 吴永清刘海明

19、 本报记者 吴晋娜;打造桥梁工程结构动力学的创新平台N;科技日报;2011年 15 ;我国桥梁工程建设用钢发展状况N;世界金属导报;2009年 16 吴明;城市地铁隧道常用施工方法概述N;人民铁道;2009年 17 王戍平;破碎围岩隧道的模拟试验研究D;浙江大学;2012年 18 王毅;预应力混凝土连续箱梁温度作用的观测与分析研究D;东南大学;2006年 19 姜浩;基于环境激励下预应力混凝土桥梁模态参数识别与损伤诊断D;吉林大学;2009年 20 林刚;连拱隧道施工力学行为研究D;西南交通大学;2012年 21 刘文会;预应力钢-混凝土组合梁桥结构行为研究D;吉林大学;2005年 22 耿波

20、;桥梁船撞安全评估D;同济大学;2007年 23 阮欣;桥梁工程风险评估体系及关键问题研究D;同济大学;2006年 24 王汉鹏;分岔式隧道设计施工的关键技术研究D;山东大学;2012年 25 闫静雅;桩基础全寿命期对邻近已有隧道的影响研究D;同济大学;2007年 26 冉志红;桥梁结构损伤识别的动力指纹方法研究D;西南交通大学;2007年21 蔚风;技术创新确立桥梁基础施工领先N;人民铁道;2006年 11.进度安排及预期结果：2012.11.052012.11.18 确定指导老师，选题2012.11.192012.12.02 开题报告2012.12.032013.01.10 资料收集，内容规划2013.01.112013.01.20 论文写作2013.01.212013.02.20 深入学习2013.02.212013.03.20 具体制作2013.03.212013.04.20 毕业论文撰写2013.04.212013.05.10 毕业论文答辩准备2013.05.11 开始论文答辩 指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日答辩小组意见：组长签名： 年 月 日备注：1、题目来源栏应填：教师科研、社会实践、实验教学、教育教学等；2、题目类别栏应填：应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。