组合单壁钢套箱围堰在水中桥梁施工中的应用.docx

组合单壁钢套箱围堰在水中桥梁施工中的应用摘要: 根据抚河大桥实际情况，提出组合单壁钢套箱围堰方法，从构造、制作、安装等多方面介绍其施工技术，总结了组合单壁钢套箱围堰的诸多优点，以供类似工程应用。关键词：组合套箱围堰、套箱制作、安装1工程简介抚河大桥全长2653.6米,桥位处河面宽度约500米。主桥为55m+80m +80m +45m（左幅桥）、45m+80m+80m+55m（右幅桥）变截面悬浇连续箱桥，场地水文地质条件较简单，地表水系发育，沿线有抚河水系，沟塘及水渠分布，主要受赣江、抚河水下渗和侧向补给，稳定水位埋深1.511.3米，水位高程8.2217.65m。抚河大桥所在河段年最高水位主要受鄱阳湖洪水的顶托影响，每年4月8月为主汛期，抚河最低通航水位13.8米，最高通航水位19.96米，最大流速V=0.28m/s。经综合比较分析，主桥墩57#、58#、59#承台围堰采用组合单壁钢套箱施工。2组合钢套箱的结构组成单壁钢套箱的设计围堰是用于水下施工的临时性挡水设施。钢套箱围堰的作用是通过套箱围堰侧板和封底混凝土围水，为承台施工提供无水的干处施工环境。根据钢套箱使用功能，将其分为侧板、内支撑两大部分。其中，侧板是钢套箱围堰的主要阻水结构并兼作承台模板。封底混凝土作为承台施工的底模板，套箱侧板作为承台施工的侧模板。3组合钢套箱设计与施工3.1设计条件结构设计条件综合各工况条件、水位条件和施工时间，确定钢吊箱结构设计条件（57#、58、59#墩）：围堰平面内净尺寸：12.5m7.5m （与承台平面尺寸相同，套箱围堰侧板兼做承台模板）；设承台底标高为0.00m。最高水位为5.5m，此时预计施工水位在3m左右。套箱侧板设计高度7.5m。套箱内清底后河床标高-1m，封底混凝土厚度为1m；内支承位置：根据现场水位情况，在水平面上0.5m处设置一道，固定在桩基施工的护筒上，兼做套箱下放的导向架。3.2钢套箱的结构形式钢套箱既是承台施工的挡水结构，又是浇筑封底和承台砼时的外模板。主墩施工采用单壁钢套箱，内框平面尺寸为12.5m7.5m，高度取7.5m，即钢套箱尺寸与承台轮廓尺寸相吻合，不考虑富裕宽度。钢套箱结构特点：壁板为=8mm，面板水平方向背肋采用70*70槽钢，背肋间距50cm，竖直方向采用16槽钢最为竖肋。钢套箱结构形式按此结构计算12.5mX7.5mX7.5m尺寸钢套箱总重约50t。3.3单壁钢套箱受力验算3.3.1侧板以承受水平荷载为主，最不利受力工况为抽水阶段，侧板计算包括竖肋、水平加劲肋、面板、竖肋拼接处及焊接的内力、变形及应力计算。另外，还要对套箱在承台施工等阶段侧板受力情况进行复算。内支撑系统与侧板计算，在侧板验算的同时完成验算。3.3.2封底混凝土厚度确定取最不利情况下水深6m，封底厚度为1.0m，封底砼最大跨度l=12.5米最大弯矩M=1/8ql2=1/86012.52=1171.875KN.m &max=6M/bh2=6*1171.875/5.2/1.02/1000=1.35Mpa30*10%=3Mpa (取抗折强度为抗压强度的10%)即C30封底砼抗折没有问题。即钢套箱内封底厚取1.0m，砼标号C30，封底砼浇筑方量约93.75m3。3.4组合钢套箱制作与运输钢套箱在现场加工厂进行分片制作，焊缝质量满足钢结构工程施工及检验规范要求且需采用煤油试漏。加工好的单片钢吊箱在运输至钢平台上，再由1台50t履带吊逐块吊装。4钢套箱的施工 4.1施工前准备桩基施工完毕，钻孔桩平台拆除后用长臂挖机清除桩基周围淤泥，清淤适度超深，约低于封底混凝土底边标高0.30.5m。量测复核墩中心线及桥梁中心线，在钻孔桩护筒上精确焊接型钢导向架，作为钢套箱下方的导向定位系统（在套箱下放完毕后做钢套箱的内支撑）。钢套箱导向架4.2钢套箱的制安为了降低成本，减少施工机具，钢套箱的制安采用分块制作，原位拼装，逐块下沉的方法施工。每块钢套箱面板在运输至现场后用50t履带吊逐块下放，一般先放角板，再放中板。每块钢套箱板块之间采用工字钢和槽钢做反扣槽保证套箱的整体性套箱在整体下放好后，调整局部高差较大的面板，可以采用抽砂法或者是冲砂法。最后在套箱各板接触的的止水槽内灌注混凝土。混凝土凝固后，套箱变成整体钢套箱。5.钢套箱封底封底混凝土性能同钻孔灌注桩相同，采用陆上搅拌站拌制砼，吊车配合吊罐上料，导管布料。现场利用钻孔桩钢护筒制作一个V=6M3大集料斗，储存首批砼。已成桩的检测和承台施工当封底混凝土达到85%的设计强度后，可以进行抽水作业（最好避开水位最高时间），边抽水，边观察套箱的变形情况。如水位高差过高，可以边抽水，边下放内部导向架，把内部支撑放到合适的位置，有必要时可多设一道内部支撑。钢套箱内部支撑6承台施工 钢套箱封底后，承台施工为常规干施工。7结语 抚河大桥地质情况和榕江特大桥类似，采用组合单壁钢套箱围堰施工的成功给以后类似工程施工提供了经验，最初设计采用双壁钢围堰，用钢材料是单壁的3倍，而且需要大型水上起吊设备，周期长，不可重复利用，后结合现场实际水文地质情况，变更为组合单壁钢围堰施工，大大节约了成本，缩短了工期，利用原有桩基平台，25吨吊车就能满足施工。单壁钢套箱做为水中基础施工的一种形式，具有诸多优点，1）不受河床地形、地质的限制；2）单壁拼装板块重量小，施工中不需要大型的水上起吊设备；3）充分利用利用钻孔平台就能