钢套箱围堰结构形式及特点

1、钢套箱围堰近年来，由于钢材价格的下降，以及钢结构加工、运输、下沉方便等方面的优越性，钢套箱围堰越来越广泛地应用于大型深水桥梁的基础施工中。1 .结构形式和特点钢套箱围堰按形状可分为矩形（圆端形）和圆形，其中每种围堰又有单壁、双壁以及单双壁组合式钢围堰。圆形围堰，由于在水压力作用下，只产生环向轴力，可不设内支撑，因此能够提供足够的施工空间，另外，由于其截面可以导流，因此抗水流能力强，它适用于流速较大的深水河流的低桩承台的施工中。但是，由于承台尺寸一般为矩形，因此，其封底的截面积较大，封底混凝土的量较大。矩形或圆端形围堰，可按承台的尺寸形状设计，减少了围堰钢壁的用钢量以及封底混凝土的用量。但是由于

2、该围堰需加设内支撑，给后续工程的施工带来诸多不便。另外，其抗水流冲击能力和整体性较差，不宜在流速较大的河流中使用。单、双壁的构造主要是考虑钢围堰下沉的需要而设计，由于钢围堰重量轻，在需要人士较深的情况下仅靠自重难以下沉，需灌注配重混凝土，因此必须设置双壁结构；如果下沉较浅，借自重可以下沉，可设计为单壁结构；如在满足下沉需要的前提下，又要节省材料，可设计成单、双壁组合式结构。单臂围堰的优点是结构简单，加工方便；缺点是下沉较为困难。双臂围堰的优点是下沉中充分利用水的浮力，通过调节隔舱内的水位，来调节围堰位置，主动性强；双臂围堰的缺点是结构复杂，加工难度大。钢围堰结构形式的确定受多种因素的制约，如水

3、文、地质、起重设备等。平面形状的确定主要受承台平面尺寸的影响以及水深的影响。我们曾做过比较，当承台的平面尺寸长宽比小于1.5时，采用圆形围堰更为合理，但水深大于15m的情况下，若采用矩形围堰，需加设多层内支撑，施工空间难以保证，同时也大大增加了钢材的用量，此时采用圆形围堰更为合理。2 .施工工艺及施工要点(1)施工工艺流程(图5)(2)施工要点a.围堰的加工为运输方便，一般选择船运比较方便的工厂进行加工。为减少墩位处拼装工作量，一般根据现场起重能力分节在工厂加工。具加工顺序为，先分单元在胎具上加工成型，然后在浮体上组拼。矩形围堰由于较轻，一般是分块加工，一次拼装成型。b.围堰的浮运围堰的浮运根

4、据下沉的设备情况而定，如果采用大型浮吊下沉，可用平驳进行浮运；如果采用组拼的龙门浮吊下沉，可直接用浮吊进行浮运。c.围堰的下沉矩形围堰由于重量较轻，可一次拼装到位，因此，精确定位后，可一次放置于河床上。而双壁或单、双壁组合式围堰由于体积大，需在水中边下沉边接高。其作业步骤为：将第一节放入水中定位，利用双壁所产生的浮力自浮于水中，然后接高第二节，灌水或混凝土下沉，再继续接高下一节，直至围堰全高。在围堰上搭设吸泥平台，布置吸泥机进行下沉。围堰设计时，双壁间应设隔仓，灌注时应分仓对称进行，以防钢围堰的偏移。d.封底混凝土的施工钢围堰沉至设计标高，灌注封底混凝土之前，要求潜水员用高压水枪进行清理，整平

5、河床面，同时，为了保证封底混凝土与桩身、箱壁的良好结合，达到止水效果，潜水员应用高压水枪将桩身和箱壁上附着的泥浆冲洗干净。封底混凝土的施工采用垂直导管法。水下混凝土靠自身流动性向四周摊开。导管一般采用0300mm无缝管，顶部设漏斗，导管数量根据钢围堰内净空面积确定。对于矩形钢围堰由于封底混凝土数量巨大，可分成几个仓，分次灌注封底混凝土。混凝土一般由岸上拌合站或大型拌合船供应，泵送至浇注位置。3 .双臂钢围堰双臂钢围堰是我国桥梁技术人员发明的一种新的围堰形式，它首次出现于上世纪70年代九江长江大桥，目的在于解决洪水期施工问题及围堰渡洪安全问题。相比其它形式的围堰而言，双臂钢围堰具有如下优点：能够

6、承受较大的水压(芜湖长江大桥施工时围堰抽水水头差达42m),使得洪水期施工成为可能；双臂钢围堰刚性大，能够承受向内向外的压力，安全性更高；双壁钢围堰工序简单，在水中是灌水下沉，主要工作就是围堰组拼，围堰内没有内支撑，吸泥清基方便；双臂钢围堰顶部施工平台，载荷能力强，有利大型钻孔机械施工。所以它一经产生，就得到了广泛的运用。(1)双臂钢围堰的结构组成双臂钢围堰为全焊接水密结构，结构主要由井壁、隔舱板、刃脚、顶部支座四部分组成。(2)双臂钢围堰的施工a制造安装双臂钢围堰制造时，应对所有焊缝做没有渗透试验。现场拼装的所需设备机具：导向船、拼装船、内外脚手架。现场拼焊施工及质量控制：钢围堰半径误差3c

7、m;上下隔舱板、水平环形板对齐、上下竖肋与水平环形板焊牢，内外壁板的焊接必须满焊，并保证水密。b围堰浮运及定位浮运时，拼装船位于两导向船中间，依靠拖轮带动前移至墩位处，然后两导向船通过锚绳与预先设置好的前后定位船相连接，并利用锚绳的收放调整导向船的位置。c围堰的接高、下沉和落底双臂钢围堰是分段接高、下沉河落底的。利用导向船只上吊架，提起钢围堰，待拼装船退出后，围堰开始下放。当围堰刃脚进入河床，围堰钢壳内所加水量，应满足吊架放松时进入河床；吊架施力时离开河床。此时使用锚绳、拉缆、围堰下端的前后兜缆对围堰位置进行调整，是围堰精确定位和刃脚底口对中，落底稳固后抽出兜缆。围堰下沉时根据需要辅以高压射水

8、、吸泥等措施。围堰着床后，导向船任然是浮体，应采取措施既可以使得导向船上下移动，有保持其余钢围堰的水平位置不变。(3)双臂钢围堰封底及基础钻孔桩施工a清基清基过程中，潜水员一定要认真赌赛缝隙，将岩面的泥沙清理干净。b安装施工平台围堰清基完成后，在围堰顶安装钻孔施工平台。c安装钻孔桩钢护筒在施工平台设置导向架，并安装钢护筒。钢护筒底口接触岩面，上端高于封底混凝土面1.0m,护筒顶有固定架将所用钢护筒连在一起，以保证相对位置。施工时固定架先拼装成整体，在施工平台安装前悬挂于围堰内，待施工平台安装完成后，将固定架与钢护筒一起吊放下面的岩面。d封底及钻孔围堰封底使用水下导管灌注法。封底后，将围堰内水排干，拆除钢护筒固定架，利用临时导向护筒将护筒接高。临时导向护筒可多次倒用。(4)围堰拆除上壁钢