双壁钢套箱的拼装下沉

xx大桥主桥17#～20#墩主墩，每个桥墩分别设2个独立的承台，承台尺寸为4m×14.4m×16m，为矩形分离式实体结构。施工方案根据xx大桥主桥主墩承台平面尺寸、水文、地质情况，拟避开洪水期施工，主墩承台采用双壁钢套箱法进行施工。钢套箱为四边形,双薄壁之间为空间桁架结构，钢套箱内壁距承台边缘为10cm，双薄壁钢套箱厚度为1.2m，主桥钢套箱的底标高确定为-8m，顶标高为+7m，钢套箱最高15m。见图4-22。施工过程中注意冲刷防护，确保钢套箱的埋置深度。双壁钢套箱设计上主要考虑围堰封底抽水后围堰在最高水位时水压力作用下的强度、变形上浮和整体稳定性。钢套箱设计及制作1、双壁钢套箱结构布置（1）井壁：围堰井壁由内外两层钢板壁所组成。壁板厚度为8mm，沿壁板周围分布有水平矩形桁架，竖向为型钢加劲，将内、外井壁组合成整体。（2）井壁隔舱：主墩钢套箱在壁板间内支撑位置设有向横隔板，板厚为10㎜。（3）刃脚：刃脚加工成直角三角形形状，斜边在围堰内侧，外侧平直。（4）其它设施①吊点：每块双薄壁钢套箱壳体要设吊点，用于围堰的吊装、拼装及下沉使用。②内外连通管：为保持围堰在下沉、封底作业时内外水位的平衡，在河床附近和承台顶面以上的围堰壳体处，穿透内外井壁设置四个φ250mm的钢管，钢管与井壁密焊。钢管伸入围堰端焊有法兰盘，并配有钢板堵头，可根据工序需要由潜水员开闭堵头板。2、钢套箱及封底砼结构验算（1）钢套箱结构构，采用有限元结构分析软件MIDAS－civil进行建模计算，由于本方案中钢套箱设计成完全轴面对称结构，因此仅取结构的四分之一进行分析，这里取堰内水压为零遭遇洪水高水位作为钢套箱最不利荷载工况进行验算。封底砼以下按固结考虑，及边界条件中封底砼顶面（高程-3m）处节点设为三向轴力自由度被约束，即铰接。最大水压按20年一遇高洪水位5.89米作为承压水头。建立模型见下图4-23～4-27。钢套箱骨架计算模型图。带面板四分之一三维电算模型图致经计算：洪水孝位水头朽为语5.8朽9港米堰内抽空，背时骨架（梁单伪元）应力状况段如下列计算图亩例所示：时框架梁单元应受力结果炸结果显示：最份大拉应力悉为析173.4P浓M神a罚，作为临时结训构，钢材容许捎应填力抓[跟σ竖]=180M巨P锡a腾，因此结构安桐全。鸽面板应力计算移结果薪面板最大应力毕为对101.8M竖P勇a祥，安全储备较镇大。取变形及位移状姓况计算结果敢最大位移发生绒在钢套箱长边瓦距封底砼顶面战约悼1.秧5毕米处，最大位尖移量洲为罚3.0油3顶㎜，完全可以汉满足施工要求耗。久从计算结果看爷出双壁钢套箱剧设计合理。炎（段2敲）钢套箱抗浮倒稳定验算焦取整个封底砼剑作为分析对决象箩,瘦当套箱排水后长，河道处闻于它2尿0舅年一遇的高水誓位闸5.89菜m吨，即封底砼受朝最大浮力时最既不利情况，此桃时封底砼受力访情况如下：封于底混凝土自允重旧G逼；水压殃力沈F微W某（浮力）；封俭底砼与桩基的腾握裹替力建F支，见换图孟4睬－很2晓8采。以封底混凝土受洋力图校1慰)幕、求封底砼自编重：取砼容重您为台24KN/m稼3纪i鸦、计入桩基嵌恳固段自重吉至G读＝扎2.5决×体14.6御×渴16.2御×忌2.4裹=1419怠.12腐t贪；奖i栏i乖、不计入桩基悔嵌固段自重熟G负’榜＝掩2.5指×猛(它14.6状×嗽16.2-9辅×感π占×仁2.3)于×穿2.4慰=1025.箱935训t僻；2)、浮力它i脑、按排开水体记积计算古F狭浮怎=14.6×讲16.2×(晒5.89m赞-诉-5.5m贝)×1=2味693.96绒3接t顷；宝i园i咐、按水压力作跃用面计算：简F叔浮炕’罚=(14.6纪×16.2要-投π补×2.3×9灭)×(激5.89m滤-百-5.5m影)×1=1却953.26腾1勇t鱼；泉3玻)叫、封底砼对单天个桩头的固水力提f练锚（根据疏通狭大桥抗拔试验余结市果渠,熟取忙Γ沸b=10t饭/m续2勤安全可靠）瑞米延f四锚晚＝变π奖dh占剪Γ冷b挨＝厦π址×2.2×2岂.5×1法0孝＝泡180.64棍t眯元页∴角毛F扯锚＝点f舰锚著i扩＝吊9×套f观锚大＝劈1625.7眠74t祥故抗浮稳定系声数缠K温浮钩=误F啄锚品/(压F瓣浮虚-G)鸦i钞、封底砼计入危桩基嵌固段自填重铅,码浮力按拍开水黑体积计算暖时核,担K唇浮厘=1625.辛77/(26丙93.963堡-1419.恶12)=1.顺27悬i犬i他、封底砼计不与入桩基嵌固段黄自香重凳,战浮力按水压力呈作用面计算时凯：恰K咽浮物=1625.评77/(19朵53.26-哗1025.9文35)=1.当76,办无论采用何种刘方式计扛算麦,盈K烦浮均大包于江1.2贿,扬因此钢套箱抗艇浮稳定性满足傅要求。呆承台部分封底防砼强度验算：评因为封底砼所乖受的所有外力忆均为其几何中隐心及对称轴对访称分布的均布插荷载，故可取兼图中矩淋形破ABC甚D汽单元的最不利拦位置的内力验瞧算封底砼的强经度，若矩形单历元吃ABC获D呜的最大应力小遗于封底砼的容并许应力值则结瓜构安全悉：屠ABC被D览矩形单元内力爷按四边钦嵌板踪进行计算：哈封底混凝土计熔算宽度示意图剖采用结构有限租元分析软松件慕Midas-虚civi乓l艰取图股中秤ABC铜D邀方块进行建模江分析，模型按监四角点与桩周柄接触节点简支临，划分猫为渴380键0捎个实体单元建址立，四边限制丙相应轴向位移升设置边界条件五进行模拟。堰照内无水压，堰开外水头留为挣5.89弹m积（二十年一遇脂的高水位），堂经电算结果见纹图句4-3溪0逃～懂4-3暮3简：娱σ杰1朴主应力云图悔主应力云图显徐示：,游满足封底需要慌。情σ尸2词主应力云图已σ毫3坦主应力云图欠封底砼的变形俗情况：最大位米移乌量晕W=0.01图3甲㎜，即几乎没诊有发生移移。位移等值线图杯3撇、钢套箱的制际作估钢套箱竖向根煤据水位跟分骡4废节，每节各分怜块钢套箱由加恒工厂施焊成型必，经试拼检查豪合格后，用运没输车通过栈桥招将钢套箱块段把运输至现场分也层拼焊成整体骤下沉。廉双壁钢套箱的色拼装下沉奴采用在墩位现肉场搭设拼装平槐台及吊装平台包进行钢套箱的敞拼装及下沉，软主桥钢套箱下们沉示意图见毙图糖4-3悄4项～档4-3伏6浆。装主桥钢套箱下套沉示意图路桩基施工完成矿后采用型钢在点图示位置连接级钢护筒在桩顶旺安装反力架及俱千斤顶，将第拣一接钢套箱及棋平台装形成围离堰拼装平台，史拼装第一节围亿堰整体提胖升积10c站m恋，拆除支撑平丧台，逐步下放姓。碍主桥钢套箱下牢沉示意图雕第一节围堰下存沉到一定深度隶（顶面低于钻凡孔平拼装第二验节钢套箱并淘尝沙下层台）结停稳定后，拆除腿反力架。焰主桥钢套箱下俩沉示意图某钢套箱下沉到纠设计标高后，锁清空堰内河床改堆灌注堰内水肢下封底砼至承呀台底标高。饶1洪、钢套箱现场蚁拼装：搭设钢均套箱拼装平台躬及吊装平台，窄设置悬吊下沉蝴系统。在拼装它平台上测量放辆样，以便控制男钢套箱的平面献位置。在主护螺筒上设置钢套隆箱下沉导向，拘导向采用型钢吐制作，导向与族钢套箱之间的衡间隙采容用跟3蛛～俭5cm帆，导向长度耳为辛6染～般8m垒。火利用平板车将叛钢套箱运输至伸墩位后进行底石节钢套箱的拼旨装。每条接缝温均采用双面焊剂缝，焊缝宽度挣及厚度应满足到规定要求。为喘了确保接缝的屑焊接质量，在坊每条竖向接缝清上再粘贴凡15c刺m悠宽的钢板条并截焊拉牢固、密弹实。按照拼装医底节的相同程筛序拼装第二节卫钢套箱。水平庙接缝的焊接要变求与竖向接缝帐相同。伙2瓶、钢套箱下沉哗采用加重和堰泄内除土的方法吨。钢套箱刃脚座混凝土采用压毙浆混凝土施工赌，加重的方式现可采向钢套箱土隔舱灌水和加慈片石。井内除牲土的方式可采夕用高压射水、宁吸泥。票在钢套箱接高叮节段完成后，揉就向钢套箱的条隔舱加片石，献片石要对称施沙加，避免造成签偏压导致钢套稻箱倾斜，一般胖下瑞沉拳1.0长m治观察一次平面服位置及垂直度信。进利用位于钢套五箱中心桁架平笛台上安装尸的役5却t累双臂轨道式旋德转吊机，双臂睛对称起吊吸泥而机，进行吸泥次，可不变幅沿卧堰周吸泥。芒围堰下沉中随虫时掌握土层变祖化情况，作好能下沉量、倾斜透和偏位的测量止，控制堰周附骑近除土量，注指意纠偏，使围煤堰均匀平稳地冶下沉。在吸泥眼过程中，要连拐续向围堰内加返水，尽量使堰镜内水位不低于穴堰外，防止翻当沙。姿当钢套箱下沉曲到离标高以莫上帐2灯m适左右时，控制振刃脚随近除土室量，注意调平马围堰，避免围撇堰发生突然大摆量下沉或大的败偏斜，难以下竞沉至设计标高候。对于高底刃垃脚的钢套箱下废沉，刃脚进入执覆盖层后，因饭入土部分侧面标积不同，摩阻排力不同，以致乘长刃脚一侧不免易下沉，围堰扑易向短刃脚一识侧偏斜，故下漠沉时先在邻近假高刃脚一突侧井孔内取土猫，以减小偏斜内。然后在井内纪对称取土。处3统、钢套箱现场衫拼焊的质量控异制任（段1州）、测量放线抓及检查：在钢究套箱拼装平台充上测量放出钢瓦套箱刃脚位置颤线，底节钢壳患拼装时通过刃岭脚底口中心与顶刃脚平面的垂臭线作为中心线痛，控制钢壳上无口半径。以后患分层接高皆以颤此中心线投点静在吊装下沉平剩台上进行放样吨和校核，其半钟径误差不得大哪于蹈3c辩m以。话（幻2冰）、拼装时要酱求：隔舱板对皂齐；各相邻水宝平环形板对齐寇；上下不能对嗽接焊时，可采敏用搭接焊或贴拳板焊接，但必浑须满焊，并保风证水密。木（亏3反）、刃脚部分丝经检查合格清迁洗干净后方可夺灌注压舱混凝枕土。丽（仰4送）、所有壁板玻和隔舱的工作攻焊缝，必须做豪煤油渗透试验耕，并对不合格袜的焊缝，要求祝修补直至合格港为止。但4垫、清底及基底旗处理：钢套箱颈下沉到位后潜评水工及时进行助清理基底和护穗筒四周的泥垢斥，并清除钢套晕箱壁的泥垢。橡回填驼2.5m馋厚的片石、碎哪石并整平，作跳为围堰内垫层锤，以便进行桩龟基承台施工。玉5嗓、浇注封底砼蓬：基底处理合佳格后即进行封趣底砼的浇注。延6攻、围堰防洪措困施陪主桥钢套箱安伟排在枯水期进鹊行施工。当不勺能避开洪不汛左期进行钢套箱屿施工时，从两奉方面着手考虑毫围堰防洪。一币方面是从围堰卫结构设计上考追虑：首先双薄逐壁钢套箱井壁傻内水平向设计雕有支撑体系，仓并将钢套箱顶抚标高提高御至笛+6.5袜m元，底面标高降负低至洪水期局灿部冲刷线以下祥，对抗洪水有巧利；其次在围免堰井壁内灌注弱砼，增加围堰幼井壁的重量及馆抗弯截面模量厦，提高围堰抗浓洪水能力；另椅外，当围堰落之床稳定后，围醋堰内壁与护筒度之间用型钢剪级刀支撑，在预匙防围堰偏斜的饶同时，增加抗精涌潮及洪水能汤力。另一方面社从防冲刷考虑臭，及时检查围太堰外围的河床岗标高，并抛砂芽袋等围护；当峡围堰外河床冲皇刷严重时，在移围堰外围一定嘴距离打一排钢肺管桩，减少笔围堰外围的河诸床冲刷。承台砼施工1、施工准备搞（润1阔）支撑