单壁钢吊箱围堰设计与施工

1、单壁钢吊箱围堰设计与施工摘要：针对某大桥主墩承台施工， 解决施工时间较短， 高桩承台施工的问题。介绍单壁钢吊箱围堰的组成、特点及 各构件的构造， 通过 MIDAS Civil 2010 建模整体计算各个构 件。介绍了单壁吊箱围堰整体吊装及下放的施工方法。 关键词：高桩承台 ;单壁钢吊箱围堰 ; 设计 ;施工 1 工程概况 某大桥主桥跨径布置为（ 60+110+60 ） m 连续刚构，全 长 230.0m ，主梁截面采用单箱双室断面。 主墩承台平面轮廓 尺寸为 18.4 ×8.5m，为八边形， 厚度为 3.5m，为高桩承台 基础采用 6 根直径 2.0m 钻孔灌注摩擦桩。采用单壁钢吊

2、箱围堰的施工方法进行承台施工，封底混凝土厚度0.5m。2 单壁钢吊箱围堰设计条件 单壁钢吊箱围堰的主要特点如下：（1）围堰侧壁采用单壁结构，侧板刚度小，内支撑材 料用量大 ;（2）围堰底板采用底龙骨 +面板的结构形式，底板承受 承台施工封底混凝土浮重，并通过撑杆传递至钢护筒，钢护 筒传递竖向力至地基持力层 ;（3）围堰利用吊梁整体吊装并下放到位 ;4）围堰用于承台施工，围堰与钢护筒形成整体框架 结构，抵抗水流横向冲击力。（5）围堰侧板与底板及内支撑连接采用螺栓连接，施 工方便。3.1、工况条件根据单壁钢吊箱围堰施工阶段及受力状态，可按以下几 种工况进行分析：（ 1）整体吊装，下放阶段 ;（ 2

3、）封底混凝土浇筑阶段 ;（3）抽水后，承台施工阶段。3.2、水文、结构设计条件 根据福州市某大桥及南北立交拓宽改造工程施工图设 计文件及现场资料提供水文数据，设计高水位+7.25m，低水位 +1.0m ，水流速度 3m/s。围堰采用八边形，外轮廓尺寸 9.212m（宽）× 19.112m （长）× 7.75m（高），考虑围堰内壁兼做承台模板。围堰顶 高程+7.75m ，围堰底高程 +0.0m，内支撑高程 +5.0m 和+2.5m ， 承台顶高程 +4.0m ，承台底高程 +0.5m，承台高 3.5m，封底 混凝土厚度 0.5m。3 单壁钢吊箱围堰结构构造单壁钢吊箱围堰主体结

4、构包括单壁侧板、底板及龙骨、 内支撑、吊桩系统等。围堰各部分结构详述如下：（1）单壁侧板。侧板采用 =6mm 面板 ;小肋 100× 63 × 6mm 角钢， 标高 +5.0m 以下竖向间距为 300mm，以上竖向 间距为 400mm;大肋工 22a 型钢，水平间距 1.0m。侧板之间 连接填 6mm 胶皮并压缩为 2mm，通过螺栓连接成整体，同 时涂上早强型玻璃胶保证围堰的密闭性。（2）底板及龙骨。底板为浇筑封底混凝土承重模板， 并在桩位出留出 2460mm 圆孔，供钢护筒穿过。底板采用 =6mm 面板，小肋 100× 63×6mm 角钢，间距 250

5、mm。 底板下面为龙骨，龙骨采用 HW300 × 300mm 型钢，并通过 模板间缝隙将底板与龙骨焊接。龙骨连接撑杆，在下放到位 后，撑杆与护筒连接， 将围堰及封底混凝土自重传到护筒上。 龙骨上设连接板，围堰抽水后将围堰荷载通过连接板传到护 筒上，拆除撑杆方便施工承台。（3）底板与侧板连接。围堰采用侧板吊底板的形式， 底板龙骨伸出围堰侧板以外，采用螺栓与侧板大肋连接牢 靠。螺栓孔设计成开放式的，避免水下拆除螺栓。（ 4）内支撑。内支撑采用桁架式支撑，主桁采用222a型钢的组合截面， 连接系采用 210 型钢的组合截面。 内支撑 通过连接板与侧板通过螺栓连接而成，方便拆除内支撑。内 支

6、撑提高了单壁刚围堰的整体性和刚度。（5）封底混凝土。封底混凝土主要为承台施工提供操 作平台及围堰堵漏的作用。（ 6）吊装系统。围堰设计 4 个吊点，从侧板第一层大 肋通过吊杆与吊梁连接， 通过 2 艘 120t 浮吊浮运及下放。 下 放到位后，将吊梁放置与护筒上，通过吊杆微调围堰。4 单壁钢吊箱围堰结构计算 根据围堰各个受力工况进行计算，然后对围堰各个构件 进行设计，最后利用 midas civil 2010 建立整体模型，围堰所受水平作用有：静水压力、水流力、混凝土侧压 力;竖向作用有：吊箱自重、封底混凝土自重、水的浮力、 承台自重。吊箱围堰的主要计算内容如下：（1）围堰吊装工况下及焊接撑杆

7、阶段吊梁的计算。（2）围堰高水位时，侧板及内支撑的设计计算。（3）封底混凝土浇筑时，底龙骨和底板的设计计算。（4）承台混凝土浇筑时，底龙骨和底板的设计计算。5 吊箱围堰施工（ 1）围堰拼装。钻孔桩完成后，拆除钻孔平台;在围堰拼装场地，拼装围堰底板、侧板、内支撑;安装撑杆、吊梁。（2）围堰浮运并下放。设置围堰下放导向装置;利用浮吊整体吊运，并下放到护筒上 ;利用吊梁调整围堰标高并调 平。图 2 ：单壁钢吊箱围堰浮运（ 3）封底混凝土施工。在低水位时将撑杆与护筒焊接;拆除吊挂系统 ;侧板开设临时孔， 使围堰内外水流具有良好的 连通性 ;进行护筒周边堵漏 ;围堰封底。（4）体系转换。堵漏混凝土达到设计强度以后，封堵 侧板连通孔， 围堰抽水， 保证吊箱内无水 ;按设计要求焊接钢 护筒与底板间的所有加强钢板， 使底板和护筒连成整体 ;拆除 底板支撑杆，将支撑杆上的力通过焊接的加强钢板转换到钢 护筒 ;拆除导向器装置，割除加强钢板以上部分钢护筒。（ 5）承台施工。利用抄平垫层顶面找平，并清除杂物;凿桩头，绑扎承台钢筋，浇筑承台混凝土 ;承台施工结束后， 拆除内支撑进行墩身施工 ; 墩身施工完成后，拆除钢吊箱围 堰。6 结语 本次单壁钢吊箱围堰方案，通过桁架式内支撑增加单壁