某大桥水中系梁浇注方案

1、xx 大桥水中系梁浇注方案（草案）1. 工程概况xx 大桥，全长 870 米，上部结构主跨 42+60+42m连续现浇箱梁，其它 是 11 30m先简支后连续小箱梁， 下部构造采用柱式台配桩基础、 柱式墩配 桩基础，该桥桩基础全部按钻孔灌注桩设计。本工程主桥共有 28 个墩，其 中 6#20#共 15 个墩位于 xx 河堤内，其中 11#18#共 8个墩位于水中， 其 余 7个墩在两边的河岸上，惠州岸 5 个，澳头岸 2 个。12、13、16 号墩为 水中钻孔桩基础，每墩 2 根钻孔桩，桩径均为 1.8m；12 号桩距为 8900,13、 16 号墩的桩距均为 8200。中间设置 120015

2、00mm系梁，系梁顶面设计标高 为 10.0m, 系梁底面水深约 3m, 且底标高离河床底有 1.53.0m 不等。2方案的确定钻孔桩施工方案为先搭钢便桥， 继而搭设钻孔平台， 用振动锤下钢护筒， 钻机在钢平台上进行钻孔施工。施工的难点主要是深水中的系梁。系梁混凝土有143左右，在河床中间，属于高桩承台，适于采用有底钢套箱有底钢套箱是悬吊在水中的套箱， 利用基础顶部做为承力点， 一般有侧 板、底板和悬吊系统三部分组成。 有底钢套箱的作用是挡水， 以实现承台基 础处于干处施工。 按照常规的施工方法是先用钢套箱围出系梁 （承台） 的施 工工作面，浇筑封底混凝土， 待达到一定强度后， 再抽水进行整个

3、系梁的 （承 台）的钢筋绑扎，模板安装，最后浇筑混凝土，完成水中系梁（承台）的施 工。但大桥系梁工程量并不大， 如果大面积的围水， 再浇封底混凝土， 继而 进行系梁的施工， 而底板混凝土不能拆除， 势必给钻孔桩增加荷载， 且施工 难度大，浪费又较多，同时钢围堰的排水面积大，一次性投入也过大。针对以上问题， 经充分缜密考虑， 最后决定先预制部分系梁， 并制作两 个如墩柱模板的圆柱形套箱， 套箱和预制系梁利用特制的法兰盘连接， 形成 一个如哑铃状的整体，如图 1-1 所示。再将 8 个 5t 的手拉葫芦悬吊在设置 于基础上的悬吊系统， 逐节下沉逐节拼装， 直到设计标高， 再浇筑封底混凝 土，待达到

4、一定强度后，再抽水完成另外部分系梁施工。3、施工步骤1）搭设钻孔平台，用振动锤下钢护筒，开始钻孔灌注桩施工2）钻孔桩完成后，凿除部分桩头，经检测合格后，在钢平台上预制部分系梁，系梁两头按规范要求，预留出足够的钢筋，凿毛，设置悬吊系统。3）待系梁达到强度后，拼装第一节、第二节钢套箱，与系梁连接后， 将系梁或套箱一起吊起， 抽出预制系梁下的横梁及一切阻碍系梁下沉的障碍 物。4）下沉套箱和系梁直到一定高度，再拼装第三节套箱，拼完后，下沉 到设计标高，用工字钢将套箱和钢平台连接成一个整体。5）将套箱与护筒之间的空隙用砂袋堵漏。 并浇筑套箱和护筒之间的封 底混凝土。6）待封底混凝土强度达到要求时，进行抽

5、水，拆除悬吊系统。然后割 除护筒， 对封底混凝土顶面进行清理整平， 如有漏水的地方， 应采取相应措 施进行彻底的封堵。7）凿除桩头至设计标高， 绑扎剩下的系梁和墩柱的钢筋， 支设系梁模 板后，再浇筑系梁与钻孔灌注桩连接部分的混凝土。 待接头混凝土强度达到 一定要求后，继续安装墩柱模板，浇筑墩柱混凝土。8）拆除墩柱模板，往套箱里面灌水，直到与河面水位相平。9）潜水员潜水将套箱节与节之间的螺栓拆除， 用吊车将套箱分节拆除。10）进行下一系梁的施工，如此反复循环。主要施工流程见图 1-2 。图 1-2 施工流程图4、钢套箱的构造及必要验算钢套箱采用 6 厚 A3钢板做面板，用 8槽钢做横竖肋，对面板

6、进行加 固。考虑到起吊能力和安装方便，套箱共分三节，每节对称分为两片，片与 片之间，节与节之间均用螺栓连接。第一节如同墩柱模板状，无特殊构造。第二节底正好在系梁顶标高处， 形状如第一节， 只是在与系梁接触面处特制一个镰刀形的法兰， 该法兰与第 三节的法兰连接， 竖向锁紧系梁。 第三节在与系梁接触处开一凹形槽口， 槽 口伸出 40 的钢板，确保与系梁紧密连接。在系梁底标高以下做成一个漏 斗形的圆台，上口直径与第二节一致，下口直径比护筒直径大 20 ，该漏 斗将成为封底混凝土的容器。1）套箱承压计算混凝土封底完成并抽干套箱内的水后， 壁板内外水头差达到最大允许值 时，侧板应力达到最大值。因套箱是圆

7、形的，只需考虑它的失稳，图 1-3 是受力图。沿套箱高度方向截取 1.0 的高度，求出套箱能承受的临界荷载。Qc = 24EI D3(1-1)式中：E钢材的弹性模量， MPa；取 2.06 103MPa；I1.0 高度竖向截面的组合惯性矩， 4；D套箱直径，；Qc 临界荷载， N。而内外水头差达最大允许值 h 时，其荷载为：Q =wh L(1-2)式中 ：w 水的容量， kN 3； w=10kN 3；h 内外水头高差，；L 套箱横截面周长，；Q 套箱所受的水荷载， N。必须满足 QcKQ。K 为安全系数，取 2.02）预制系梁承载计算 系梁与钢套箱一起被吊起时，必须承受一定的荷载，同时考虑到，

8、手 拉葫芦下放时有可能不同步。但无论如何，总有两个吊点要受力。据分析， 当设在钢套箱的两个吊点下落得太快， 即不受力时，系梁受力最不利。 此时， 其受力模式如图 1-4 所示。A 点的弯矩为： Ma=W1L1+Qa2 2O 点的弯矩为： MO =QL22 8-Ma, 取 Ma、 MO 的最大值。 根据双筋矩形截面梁计算公式计算，系梁能承受的最大弯矩Mj 。Ma 、MO中的最大值必须小于 Mj 。3）钢套箱的内吊环的计算 钢套箱里焊有内吊环， 必须对焊缝进行强度验算。 其最不利受力情况，是在吊系梁的吊点不受力时，此时其受力为系梁和套箱总重量之和的一半(每个套箱有两个吊环) 。其受力状态： F =

9、 W1+ W22(1-3)M = Fe(1-4)= M I f hc 2(1-5)T = FAfw(1-6)必须满足： 合 = ( 2+I 2) 12 (1-7)式中： W1 一个套箱的重量；I f 惯性矩；W 2 预制系梁的重量；A fw 腹板焊缝的面积； 角焊缝的容许应力，取 85 MPa。4) 悬吊系梁悬吊系统由立在钻孔桩上 50 钢管和上面的“ ”形架及“ ”形架 上的横梁组成。钢管按轴心抗压构件计算， “ ”形架及横梁按简支梁计算， 验算其弯曲应力和局部承压应力。5) 封底混凝土厚度的计算在浇筑完封底混凝土后， 待达到一定强度时， 抽干套箱里面的水， 这时 套箱承受自身重量， 并且承

10、受巨大的浮力。 此时套箱有向上浮的可能， 封底混凝土与护筒之间的粘结力可以抵消一部分浮力。此时，必须满足：F - (W 1+ W22) D T(1-8)F = K wV（1-9）式中： F 套箱所受的水浮力， kN；W 1 每个套箱的重量， kN；W 2 预制系梁水中的重量， kN；D 护筒的直径，；T 封底混凝土的厚度，； 钢护筒与封底混凝土之间的容许摩擦力， kN 2；K 安全系数，取 2.0；w 水的容量， 10kN 3；V 套箱的体积， 3。5施工中的注意事项及安全措施1）搭设平台时， 须考虑到套箱和系梁下沉的空间， 在用振动锤下沉钢 护筒时， 必须用测距仪定位， 同时必须在平台上焊导向架， 保证护筒准确就 位及必要的垂直度和倾斜度，应按规范要求小于 1%。2）预制系梁与套箱联接时， 必须保证水平， 目的是为了保证套箱与系 梁连接后能处于垂直状态，而确保顺利下沉。3）拼装套箱时，法兰之间必须填上橡胶垫，同时涂上玻璃胶，玻璃胶采用早强型，凝固后有一定的强度和弹性，保证密封效果4）套箱是靠 8 个 5t 的手拉葫芦下沉就位的，必须 8个人操作，一个 人指挥，测量人员协助观