水下承台范文10篇

时间:2023-04-10 10:00:47

水下承台范文篇1

江苏省射阳县城区大城桥在拓宽改造施工中,按照业主和设计要求,承台必须在正常水位以下,为了保证承台在水下施工质量,采取了两种方案的比较:一是利用传统的方法,在建筑物的上、下游各筑一道拦河土坝,排除坝内部分积水,这一方法在城区施工,除了动土方量大以外,资金投入也相当多,同时影响河道的正常排水。二是采用钢围堰施工。

1.钢围堰的设计与计算

(1)钢围堰几何尺寸

围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸,各边再加上0.6~0.8m的操作宽度,高度依据水深,并考虑0.5m的超高和入土深度不小于0.5m确定。该工程的地质资料表明,围堰底的土层为粉砂土,该工程取0.7m的入土深度。

(2)钢围堰的计算

钢围堰在运行期所受的外力,除了堰内外水位差产生的外力,还有堰内填料产生的外力,它是同水位差产生的力方向相反,结构计算时要分别进行,结构计算方法参照《水工钢结构》。

2.钢围堰的安装

钢围堰在场外加工结束后,需进行现场吊装就位,就位之前要清除水下的建筑垃圾及其他杂物,整平地基槽,以利于围堰平稳均衡下沉,使承台四周的施工空间达到均衡。围堰的下沉,一是靠其自重,二是靠外力,即在围堰顶上加载,保证围堰有足够的外力来协助其下沉到位。具体方法是在围堰上口加上横担,利用手拉葫芦上头扣于横担,下头与桩头上的钢筋相连,依据各位置下沉的速度,不断地调整各葫芦链索的长度。

3.围堰内的填料施工

围堰就位结束后,要在其内填入一定高度的土料和滤层,填入的土料一般以粉质黏土为宜,它相对于黏土较易破碎,倒入水中后不会产生多少空隙,有条件的还可以对土略加夯实,这样对防渗是极为有利的,在土料填完平整后,在其上加30cm厚的黄砂,最后填入30cm厚的碎石。土料填筑顶面的高程根据承台底立模的高度确定。在填料过程中,若围内水位上升太高,应及时排除,以减少水位差,避免引起反穿孔,在整个滤层填完后,才可减低堰内水位,否则也有可能引起穿孔。在承台的施工过程中,仍要配置水泵进行渗水排除,水泵的选择根据渗流量来决定。本工程选用的是4英寸混流泵两台。

水下承台范文篇2

江苏省射阳县城区大城桥在拓宽改造施工中,按照业主和设计要求,承台必须在正常水位以下,为了保证承台在水下施工质量,采取了两种方案的比较:一是利用传统的方法,在建筑物的上、下游各筑一道拦河土坝,排除坝内部分积水,这一方法在城区施工,除了动土方量大以外,资金投入也相当多,同时影响河道的正常排水。二是采用钢围堰施工。

1.钢围堰的设计与计算

(1)钢围堰几何尺寸

围堰外形尺寸是根据承台的水平几何尺寸,各边再加上0.6~0.8m的操作宽度,高度依据水深,并考虑0.5m的超高和入土深度不小于0.5m确定。该工程的地质资料表明,围堰底的土层为粉砂土,该工程取0.7m的入土深度。

(2)钢围堰的计算

钢围堰在运行期所受的外力,除了堰内外水位差产生的外力,还有堰内填料产生的外力,它是同水位差产生的力方向相反,结构计算时要分别进行,结构计算方法参照《水工钢结构》。

2.钢围堰的安装

钢围堰在场外加工结束后,需进行现场吊装就位,就位之前要清除水下的建筑垃圾及其他杂物,整平地基槽,以利于围堰平稳均衡下沉,使承台四周的施工空间达到均衡。围堰的下沉,一是靠其自重,二是靠外力,即在围堰顶上加载,保证围堰有足够的外力来协助其下沉到位。具体方法是在围堰上口加上横担,利用手拉葫芦上头扣于横担,下头与桩头上的钢筋相连,依据各位置下沉的速度,不断地调整各葫芦链索的长度。

3.围堰内的填料施工

围堰就位结束后,要在其内填入一定高度的土料和滤层,填入的土料一般以粉质黏土为宜,它相对于黏土较易破碎,倒入水中后不会产生多少空隙,有条件的还可以对土略加夯实,这样对防渗是极为有利的,在土料填完平整后,在其上加30cm厚的黄砂,最后填入30cm厚的碎石。土料填筑顶面的高程根据承台底立模的高度确定。在填料过程中,若围内水位上升太高,应及时排除,以减少水位差,避免引起反穿孔,在整个滤层填完后,才可减低堰内水位,否则也有可能引起穿孔。在承台的施工过程中,仍要配置水泵进行渗水排除,水泵的选择根据渗流量来决定。本工程选用的是4英寸混流泵两台。

水下承台范文篇3

【关键词】有底钢吊箱围堰;深水墩承台;施工

一、概况

DIK37+117北浩龙江大桥作为黔桂线铁路扩能改造工程全线控制工程,具有施工难度大,施工工艺复杂,技术要求高,工期紧等特点。河床呈V字型,狭窄,表层岩层坚硬,水中墩位置水深为25m。其承台底面处于施工水位以下8.0m。承台平面尺寸为11.5×10.5m。水中墩采取的施工工艺以及施工进展情况对该控制工程的各方面评价起到非常关键的作用,决定采用有底钢吊箱围堰施工方法代替常规无底钢围堰施工方法进行墩台施工。

通过对有底钢吊箱围堰施工方法和常规无底钢围堰施工方法进行认真分析与经济比较后得出:(1)常规无底钢围堰施工方法进行时必须进行水下爆破清平,确保钢围堰顺利下沉就位;(2)深水区围堰下沉过程的起重荷载相当大,不利施工和控制;(3)加大工程成本加大,施工难度加大,工程进展慢。采用有底钢吊箱围堰方法进行深水高承台施工更具灵活性和适应性。达到减少水下工程量、降低施工难度、降低工程成本,缩短工期的目的。

二、施工工艺

根据施工水位情况及施工工期要求,在码头岸上钢结构加工场地,分块预先加工好钢吊箱的侧模和底模,桥墩桩基混凝土浇注完成后,浮吊配合,拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接[22槽钢,在桩基钢护筒上测量放样,利用桩基钢护筒,设置钢吊箱临时拼装平台和钢吊箱下沉受力架,汽吊岸上配合,船舶运输钢吊箱的底模,侧模加工件至拼装平台处。浮吊配合,在临时拼装平台上,安装钢吊箱的底模,侧模和抗浮拉杆,贝蕾梁架内撑,手拉葫芦等,由统一指挥人员进行指挥,下沉钢吊箱至规定标高后,锁抗浮拉杆,对桩基钢护筒与钢吊箱之间的间隙密封处理,用垂直导管法浇注水下混凝土,强度达到要求后,对吊箱内抽干水,对抗浮拉杆,主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒进行焊接,力系转换完成后割除钢护筒。凿除桩头,绑扎承台钢筋,浇注承台混凝土。

(一)钢吊箱模板的制作及加工

在码头岸上钢结构加工场地,采用型钢、角钢、钢板焊接,分块加工钢吊箱的底模和侧模。

1.侧模。侧模面板采用8mm厚钢板,竖向主梁采用I25b工字钢,工字钢之间间距为80cm,侧模横向次梁采用[16槽钢,间距50cm,侧模共12块,重约60t。

2.底模。底模面板采用8mm厚钢板,底模主梁采用I36工字钢,工字钢之间间距为150cm,次梁采用[10槽钢,间距50cm,底模共6块,重约30t。

3.在底模和侧模上焊接好各种吊耳,支撑连接,为钢吊箱的后续施工做好准备。

(二)拆除部分钻孔平台,在桩基钢护筒上焊接钢牛腿,设方形孔

1.桩基施工完成后,拆除钻孔平台及中间妨碍钢吊箱安装及下沉的钢护筒支承桩和部分连接[22槽钢。测量放样好承台底面,吊箱底面,承台顶面,吊箱顶面等标高及中线。

2.在桩基钢护筒距离水面0。8m处及水下钢吊箱底模下沉就位处,在桩基钢护筒上焊接钢牛腿,作为拼装钢吊箱临时拼装平台的支点及钢吊箱下沉就位时的受力点。在钢护筒上设方形孔,加焊钢板和型钢,形成受力点。

(三)在桩基钢护筒处安装钢吊箱临时拼装平台

1.汽吊配合,由船舶运输现场拼装钢吊箱临时支承平台的I22b工字钢至墩位处。

2.浮吊配合,安装临时支承平台的纵横I22b工字钢,构成墩位处拼装钢吊箱的临时支承平台。

(四)钢吊箱底模的拼装,安装工字钢受力架、抗浮抗拉杆

1.汽吊配合,由船舶运输钢吊箱的底模共6块运至临时支承平台处。

2.浮吊配合,在临时支承平台上,把钢吊箱底模分块安装就位后,对底模拼接缝处焊接,把底模连成整体。

3.在每个桩基钢护筒上开方形孔,加焊钢板加固,安装I36b工字钢纵横主梁及手拉葫芦,与钢吊箱底模主梁I36b工字钢的吊耳连接拉紧,作为钢吊箱下沉时的承重结构。在底模工字钢骨架上焊接由两根[20槽钢拼焊组成的抗浮抗拉杆。

4.吊箱底止水采用半月型钢板在吊箱内封堵。

(五)安装钢吊箱侧模、贝雷梁桁架内撑

1.汽吊配合,由船舶运输钢吊箱的侧模模板至临时支承平台处。

2.浮吊配合,在临时支承平台上,把钢吊箱侧模分块安装,安装时利用外侧Φ70钢护筒支承桩与侧模进行临时连接,防止侧模倾倒,使侧模分块安装就位,拧紧连接螺栓,把侧模连成整体。

3.模板接缝止水采用2cm厚软橡胶条。

4.为防止钢吊箱下沉时侧模因为水压力和水的冲击力而变形扭曲,保证钢吊箱的安全,在钢吊箱内部安装贝雷梁桁架作为内撑,防止钢吊箱在后续施工过程中产生变形扭曲。

(六)转换受力体系并提升钢吊箱,拆除临时拼装平台。

1.由统一指挥人员进行指挥,所有手拉葫芦同时拉紧起吊钢吊箱,使之脱离临时支承平台0。2米,进行力系的转换。注意利用钻孔平台的Φ70钢护筒支承桩,做好支撑,严格控制倾斜、扭转、偏移。

2.浮吊配合,拆除临时拼装平台上的22b工字钢,割除钢牛腿。

(七)钢吊箱下沉

(上接第190页)1.由统一指挥人员进行指挥,所有手拉葫芦同时松动,使钢吊箱缓慢均匀下沉入水中。在钢吊箱沉入水中的过程中,严格控制其倾斜、扭转、偏移。技术人员注意使用全站仪和水准仪进行监控,严格控制钢吊箱的垂直度。

2.下沉分三阶段,每一阶段到规定标高时,使用全站仪和水准仪进行测量,检查钢吊箱的中线和标高,使钢吊箱的中线和标高满足设计和规范要求。用类似的方法,直至钢吊箱底模置于水下桩基钢护筒的钢牛腿上,满足封底混凝土的厚度和承台的设计标高要求。

(八)锁定抗浮抗拉杆,进行力系的转换,密封处理钢护筒的间隙

钢吊箱就位后,把槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒通过型钢焊接,拆除手拉葫芦,进行力系的转换。槽钢抗浮拉杆与桩基钢护筒及钢吊箱底模主肋I36工字钢构成了钢吊箱后续的承重结构。

(九)水下封底混凝土的浇注

1.在浇注水下封底混凝土前,对底模与桩基钢护筒之间约10cm的间隙,用预先准备好的钢圈焊接,加焊角钢加固,做密封处理。

2.采用垂直导管法一次浇筑完成水下封底混凝土,在桩基与桩基正中间布置浇筑点。浇注厚度1.0m,边浇筑时边进行观测,判别各浇筑点是否达到浇筑标高。封底过程中吊箱内、外设连通孔,保持内、外水头基本一致,减少因吊箱内壁水头升高对底板增加的荷重和对侧模增加内压力。

(十)抽干水,抗浮抗拉杆、主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒焊接,力系转换完成后割除钢护筒

1.钢吊箱水下封底混凝土强度达到要求后,对钢吊箱内抽干水,把槽钢抗浮抗拉杆与桩基钢护筒用槽钢加强焊接连接,为再度转换力系做好准备。

2.割除封底混凝土顶面以上部分的抗浮抗拉杆及钢护筒,进行力系的转换。

钢吊箱封底后,进行力系转换,凿开护筒四周部分混凝土,把底板纵、横主肋的工字钢与桩顶标高以下的钢护筒用3cm厚L形钢板焊接,保证钢吊箱的抗浮和承载能力。力系转换完成后,再切割钢护筒、抗浮抗拉杆。

(十一)凿除桩头,绑扎承台钢筋,浇注承台混凝土

凿除桩头浮浆,并清理干净。绑扎承台钢筋,桩身的钢筋伸入承台中,与承台钢筋连成一体,浇注承台混凝土。

水下承台范文篇4

关键词:深水;干法;封底;钢围堰

1前言

随着基础设施建设的飞速发展,桥梁建设地域逐步向深水拓展。钢板桩围堰是独立于桥梁承台与墩身之外的围水结构,是桥梁基础施工的一道安全屏障。钢板桩围堰施工是深水桩基础承台施工最重要的工序之一,是大跨径桥梁下部构造施工的重要环节。很多时候由于围堰深度较深,为了保证围堰的稳定性,必须在围堰底部也就是承台的位置布置一道围檩,后期承台施工的时候再拆除或是直接将围檩材料埋到承台里,大幅增加施工成本并给承台施工造成很大的困难。封底混凝土施工是钢围堰施工最重要的工序之一,是钢围堰质量控制的重要环节。目前,国内普遍采用水下封底混凝土施工,由于水下清淤情况的不确定性及水下封底的不稳定性给封底混凝土质量埋下了很大的隐患。S316巢湖段改建工程市政02标裕溪河特大桥项目位于巢湖市亚夫街道团结村,南北走向,按一级公路标准建设,设计速度80km/h,桥梁全宽41m,双幅设置。跨裕溪河主桥长280m(跨径组合:75m+130m+75m)桩基全部采用钻孔灌注桩基础。主桥设计为预应力混凝土变截面直腹板连续箱梁,上部结构为单箱双室箱梁截面,单幅箱梁顶宽19m,底板宽度为14m,翼缘悬臂长度2.5m。

2技术特点

①采用干法混凝土封底技术对围堰进行封底施工,混凝土浇筑前将桩身及围堰壁上附着的泥浆冲洗干净,同时抛掷毛石护底提高下部承载能力,提高混凝土封底的整体性和强度。②在承台钢筋绑扎前,通过设置竖向和横向临时替代最下部一道支撑和围檩支撑效果来拆除最下部一道支撑和围檩,提高支撑和围檩的重复利用率。③采用干法施工,浇筑速度快,混凝土强度发展快;综合考虑,可加快封底混凝土的施工进度,节约5d~10d。

3工艺原理

围堰封底混凝土采用C30标号。一方面通过封底混凝土与桩基钢护筒、钢板桩形成一个整体,依靠其自重和封底混凝土与钢护筒、钢板桩的粘结力抵抗水浮力;另一方面在封底混凝土达到强度后对钢板桩下部形成有效支撑。采用干法混凝土封底技术对围堰进行封底施工,混凝土浇筑前将桩身及围堰壁上附着的泥浆冲洗干净,同时抛掷毛石护底提高下部承载能力,提高混凝土封底的整体性和强度。在封底混凝土底部与第二道围檩之间用工字钢竖向连接,横向用630钢管对撑加固。然后拆除第三道围檩的内支撑,将第三道围檩的压力全部转换到临时支撑上,以保证围檩拆除后钢板桩围堰的整体稳定性。通过软件对围堰的变形和应力分布情况进行计算,根据围堰的变形和应力分布情况来设置监测点,对施工过程进行全面监控,提高施工安全性。

4工艺流程

施工准备→测量放样→管桩及施工平台搭设→桩基施工→导向装置安装→围堰施工→支撑安装→基坑清底→混凝土封底→临时支撑安装→承台施工→钢板桩围堰拆除。

5操作要点

①施工准备认真审核施工设计图纸及相关地勘资料、结合现场实际地质情况确定防护方案,明确施工技术要求,做好施工技术方案讲解及技术交底工作。现场做好“三通一平”。②测量放样:设立施工水准点及辅助施工基线。并据此设立施工标志、水尺等,根据设计施工图进行放样。③管桩及施工平台搭设:根据排架的设计,放出所有管桩基础的桩位,然后用振动锤将所有管桩打入预先放好的桩位,为了保证平台的承载力,管桩打设时采用入泥深度和锤击次数进行双控控制。④桩基施工:钢筋笼在钢筋加工厂分节制作运输至施工现场,采用汽车吊分节吊装至孔内相互焊接,搭接时注意错开搭接面,并且保证每根主筋同心。混凝土采用集中拌合,钻孔桩混凝土浇筑时应浇筑至护筒顶,并确保其露出水面的混凝土质量良好。⑤导向装置安装:为保证钢板桩插打垂直度,在插打前先施工围堰导向架,作为打桩时的导向设备。导向架可设为两层,底层可设置在距离平台以下2m的位置处,通过焊接在钢护筒上的牛腿支撑导梁;上层导向框与平台平齐,通过焊接在平台的型钢作为导梁支撑。⑥围堰施工:a.运输整理。钢板桩运输到现场后,要仔细检查,凡是有弯曲、破损、锁扣不合的均要修复。b.定位、打插放样时做定位桩拉线,然后先将承台横桥向的两个边上分别任意打入一根拉森桩,然后用一根型钢岸边的定位拉森桩焊接牢固作为导向梁,其他边依次施工进而形成导向框架,确保其不晃动。c.纠偏、合龙。打插钢板桩时,由于锁口与锁口间距离较大而钢板桩底部入河床后淤泥挤压力较大,上端自由的结果就是导致钢板桩产生向远离第一根方向的倾斜,因此插打4~5根后要进行纠偏,确保钢板桩垂直度。⑦支撑安装:在围堰内,先安装钢管支撑,再安装斜向钢管支撑,斜向钢管支撑四角位置布置,钢管支撑按一侧纵向布置;在水面上按测量标高设置第一层围囹,边安装支撑边抽水。⑧基坑清底:钢板桩围堰形成后,逐层降水进行吸泥并逐层施工围檩及支撑。采用高压水泵和水力吸泥机,清理围堰基底至设计标高。⑨混凝土封底:采用了干法混凝土封底技术对围堰进行封底施工,对混凝土浇筑前将桩身及围堰壁上附着的泥浆冲洗干净,围堰底铺设篱笆,同时抛掷毛石护底提高下部承载能力,提高混凝土封底的整体性和强度。⑩临时支撑安装:a.布置竖向工字钢。将工字钢的底部埋置于封底混凝土中,上端与顶部钢围檩连接,形成竖向连接。b.安装横向对撑。在承台设计顶部以上1m位置布置横向对撑,顶住竖向工字钢,形成临时支撑加固体系。c.拆除下部围檩支撑。拆除下部围檩内支撑,支撑拆除应对称间隔拆除,拆除后确保安全开始承台施工。d.拆除临时支撑。完成承台施工后向围堰内注水至临时支撑体系对撑处,减小钢围堰内外水压力差,然后拆除临时支撑结构,拆除作业时严禁碰撞钢板桩围堰。輥輯訛承台施工:a.钢筋绑扎应按顺序进行,宜从下而上,从内向外,逐根安装到位,墩柱钢筋的定位必须准确,b.模板安装。承台采用钢模板进行拼模,模板要求平顺,模板间做到拼缝严密,缝隙不得大于2mm,模板表面涂刷脱模剂,模板采用钢管支撑,附加横带,确保牢固不移位。c.混凝土浇筑。模板施工完毕后,浇注混凝土时应分层浇筑,每层控制在30cm左右,连续作业,确保一次完成,要避免混凝土离析现象一个通病,严格控制台身顶面标高。d.拆模养护。混凝土一般采用土工布或毛毡全部严密地包裹覆盖起来,保证充足的养护。混凝土的湿养护时间一般为7d。輥輰訛钢板桩围堰拆除:在拔掉复合式钢板桩时采用振动锤进行拔除,尽量使钢板桩下部与混凝土脱离,然后再进行拔桩,拔桩时要先振动1min~2min,使钢板桩周围土松动,产生“液化”,再慢慢拔桩。

6结论

深水临岸干法混凝土封底钢围堰技术在S316巢湖至庐江公路改建工程的成功应用,提高混凝土封底的整体性和强度,处理效果好,施工速度快,获得社会各方的高度好评。该工法推进了水中承台施工技术的进步,特别适用于深水低桩承台基础钢围堰的施工具有较好的推广应用价值和广阔的市场应用前景。

参考文献

[1]JTG/TF50-2011,公路桥涵施工技术规范[S].

[2]GB50205-2011,钢结构工程施工质量验收规范[S].

[3]罗鹏.大型双壁钢围堰混凝土封底施工工艺[J].广东建材,2008(09):140-141.

水下承台范文篇5

[摘要]本文简述主墩承台的施工方法、施工工艺及质量保证的措施及取得的效果,为类似主墩承台施工提供参考。

[关键词]钢板桩围堰主墩承台钢筋加工冷却管施工

104国道宜兴段起于溧阳宜兴交界丰台,基本沿老路向东经潘家垻并跨越西溪河,于徐舍镇南改线,沿南溪河、西氿河南侧布设新线,在新街镇西侧接上342省道,与342省道共线下穿锡宜高速,于南岳村向南接上原老路,沿老路至大港收费站经洑东至终点苏、浙交界父子岭。路线全长约49.9公里。本标段设计范围为K10+960-K15+000,路线长度为4.04km。

钟张运河是一条规划为Ⅴ级航道。路线与其交叉桩号为K12+482,交角90°,桥梁上部结构采用60+95+60悬浇箱梁结构,一跨过河。主墩下部结构采用群桩基础式承台,桩基础均按摩擦桩设计,桩基直径采用150cm,主桥主跨95m,桥宽2×17m。15#主墩承台长10.5m,宽10.5m,高3.5m,正方体型结构,承台顶高程均在河床面以下。主墩承台理论浇筑方量C30砼385.9立方。公务员之家

一、钢板桩围堰施工

根据施工图纸,并结合现场水位调查,在桥位区内,水位变化不大,常水位1.4米,15#主墩承台顶高程为-1.8米,承台底标高为-5.3米;16#主墩承台顶高程为-0.1米,承台底标高为-3.6米;考虑到河区汛期的冲刷、地下水位较高以及开挖深度较大,基坑开挖采用钢板桩围堰,钢板桩长度为15m。围堰采用方型结构,围堰内平面尺寸分别为:12.8m×12.8m。钢板桩围堰采用的钢板桩型号为:德国拉森Larssen-Ⅳ型。经过钢板桩整理→钢板桩插打→围囹支撑施工→水下开挖→水下封底后进行主墩承台施工。

二、主墩承台施工

1.钢筋加工与冷却管施工

用全站仪在封底混凝土上精确放出承台轮廓线,首先将基桩钢筋予以嗽叭型成型,再按照设计图纸及有关规范要求进行绑扎钢筋。钢筋在加工场集中制作,运至现场绑扎。

钢筋施工顺序:承台底层防裂钢筋网→承台架立钢筋→冷却管→承台侧面钢筋→墩身预埋钢筋→承台顶层钢筋→施工预埋件

钢筋应存放在地面以上0.3m的平台、垫木或其它支承上,并应保护不受机械损伤及由于暴露于大气而产生锈蚀和表面破损。

根据现场放样,并以此进行钢筋绑扎施工。钢筋骨架按施工设计图要求制作,按规范验收,做到施工技术交底清楚,电焊工持证上岗,现场挂牌施工。对弯曲变形钢筋应校正后使用,锈蚀严重的钢筋禁止使用,钢筋骨架定型加工,根据来料规格分段制作,钢筋焊接端应在垂直于钢筋的轴线方向切平,两焊接端面平行。焊渣必须清除。主筋搭接且在同一截面上接头不超过50%。钢筋搭接长度、焊缝外形尺寸应符合规范和设计要求。对制作好的钢筋半成品进行编号,挂标识签,平卧堆放在干净、平整的场地上,在运输、绑扎过程中要采取措施防止变形,钢筋骨架在处理好的基底现场绑扎成型。钢筋骨架成品首先在班组内按规范要求项目进行自检。

桩基钢筋与承台底层钢筋交叉发生矛盾时,适当调整基桩或承台钢筋,但必须保证承台钢筋顺直。墩身预埋钢筋为保证预埋位置准确,先校准下墩身钢筋位置,将定位钢筋点焊固定在承台钢筋上,然后再绑扎。当墩身钢筋与承台钢筋位置冲突时,可适量调整承台钢筋,保证墩身钢筋位置准确。

在钢筋骨架制作成型后,需经监理工程师检验合格后方可立模,并固定好保护层垫块。

2.冷却管施工

冷却管采用内径为50mm,厚2.5mm的钢管,热传导性能较好且有一定的强度。安装时保证管道通畅,接头处可靠,不漏水,上中下层冷却管均固定在相应位置的承台钢筋上,且保证冷却管水管的顺畅。进水口和出水口引到工作平台上,且高出承台顶面不小于30cm,循环用水使用现场河水。当冷却管与墩身预埋钢筋有矛盾时,可适当调整冷却管位置。3.模板支立

承台侧模板使用钢木组合模板,采用竹胶板做面板,间距30cm10cm×10cm方木作内撑,外侧用间距50cm12工字钢作围囹,模板与模板之间以及模板与封底混凝土之间接缝贴高强海绵条密封,外侧采用15×15方木支撑在围堰上,承台内侧采用25圆钢进行对拉,对拉螺杆间距为50cm×60cm,施工现场采用浮吊配合进行模板安装。模板与钢筋制作配合进行,安装侧模时,防止模板移位和突出,在模板外设立支撑固定模板安装完毕后,应对其平面位置、顶部标高、节点联系及纵横向稳定性进行自检并报验,监理工程师签认后方可浇筑混凝土。

4.混凝土施工

优化混凝土配合比,掺入适量优质粉煤灰,减少水泥用量,即减少混凝土水化热。

混凝土浇筑:采用一辆拖泵,一辆汽泵同步浇筑施工。拖式泵前端软管接长,前接串筒,串筒出料口处混凝土堆积高度不宜超过1.0米。混凝土按一定厚度、顺序、和方向分三层浇筑,应在下层混凝土初凝前浇筑完上层混凝土。上下层同时浇筑时,上层和下层前后浇筑的距离应保持在1.5m以上。在倾斜面上浇筑混凝土时,应从低处开始逐层扩展升高,保持水平分层。混凝土浇筑时,采用插入式振捣器振实。插入式振捣器移动间距不应超过振捣器作用半径的1.5倍;与侧模应保持50-100mm的距离;插入下层混凝土50-100mm,每一处振动完毕后边振动边徐徐上提,避免振动棒碰撞模板及其它预埋件。对每一振捣部位,须振捣密实即混凝土停止下沉,不再冒出气泡,表面呈现平坦、泛浆。混凝土浇筑完后,立即进行混凝土裸露面修整、抹平,待收浆后再抹第二遍并压光处理。

承台混凝土温度采取内降外保措施进行控制,控制混凝土内外温差不大于25℃。为避免冷却管周围混凝土温差过大,采用循环水冷却,在混凝土覆盖住底层冷却管后即通循环水,保证水压满足施工要求,同时进水口处设置阀门,调控水流量大小,以此调控混凝土内部温度。混凝土顶面用塑料布覆盖,塑料布上以及侧模外加盖两层草帘进行保温。

在承台内设置测温孔,测温频率1次/2小时,作好记录,通过分析,调整循环水流量大小,控制混凝土内外温差在25℃内。

在混凝土强度达到规范要求后拆模,拆模后及时将混凝土裸露面进行覆盖保温,并且继续循环水降温,当承台中心温度基本恒定,并与外界温差小于20℃时,停止冷却循环水,继续温度观测12小时,如混凝土内外温差不超过25℃,进行下道工序施工。

三、水中承台施工工艺流程

施工准备工作→测量放样→钢板桩围堰→封底、围堰支撑加固→桩基无破损检验→绑扎钢筋→安装模板→浇筑混凝土→养生→围堰拆除。

参考文献:

[1]公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000).北京:人民交通出版社.

水下承台范文篇6

根据以往施工经验,一般采用加高钢板桩围堰和加强内支撑来防止洪水淹没墩台;但同时我们也考虑了一种漫水钢板桩围堰,也就是在洪水期可以淹没围堰,洪水过后又能保持钢板桩围堰顶在正常水位以上,方便度汛以后墩台的施工。经过反复的现场调查和方案比选,确定采用方案二。从施工技术要求、难度以及施工安全风险、投入成本来看还是方案二比较合适。因为方案一不确定因素多随之带来的后续施工风险太大。

2钢板桩围堰总体设计方案

2.1钢板桩围堰主要功能

钢板桩围堰作为水中和岸上承台施工的防护和防水结构,除承受围堰四周及底部的土体和水的压力外,还受到黄河河道内水流和冬季冰凌的作用,钢板桩围堰需要满足以下要求:①在工作状态下,围堰应满足在最高水位情况下的安全性和可靠性要求,能够为承台施工作业提供合适的空间和场地,满足承台及墩身施工全过程的作业需要,并具有足够的安全储备。②在非工作状态下,主要指冬季度凌汛和夏季洪汛达到围堰停止工作的状态,钢板桩围堰内停止施工人员作业,此时钢板桩围堰应能满足整体安全性的要求。在河床经水流冲刷至最低冲刷线后基础具有足够的稳地性和抗冲刷能力,在冬季冰凌通过时具有足够的抗冲击能力和整体稳定性,允许出现局部可修复的损坏。

2.2钢板桩围堰的结构形式

①围堰平面设计。主桥承台平面尺寸为33.2×17.3m,综合考虑承台后续施工以及空间要求钢板桩围堰平面设计为矩形,尺寸为43×20m,净尺寸为41.88×18.88m。钢板桩围堰采用德国拉森Ⅳ型钢板桩,单根钢板桩长度为18m。

②内支撑体系设计。根据以往的施工经验,钢板桩的内支撑一般采用型钢,结构形式多为围堰外侧为一圈内围囹,其余为型钢支撑。结构简单,受力明确,不过这种形式的支撑只能用于尺寸较小的围堰,尺寸过大将导致型钢的长细比过大,压杆稳定性差,为此,本钢板桩围堰采用ф630×10mm的螺旋管作为支撑。内支撑水平向设置3道,分别形成稳定的平面桁架。每层内支撑体系采用由多层I56a组合内圈梁,上下设置I32a反力牛腿保证内圈梁与钢板桩连接成稳定体系,同时亦起到分点限制圈梁自由度作用增强稳定性。内支撑钢管现场采用法兰对接,纵横向Φ630mm×10mm钢管交错布置,采用专门设计的十字形卡箍连接。钢管内支撑与内圈梁之间采用可调节伸缩装置,保证内支撑安装后提供一定的预推力,防止围堰抽水吸泥后由于支撑之间的间隙造成围堰变形过大。每层钢管内支撑在短边方向竖向设置为桁架,保证三层内支撑体系竖向形成稳定支撑体系。

3水中钢板桩围堰设计与验算

工况1:钢板桩施工完成后,围堰内抽水到10.0m,进行第一道内支撑安装,短支撑标高为11.0m,长支撑在短支撑上,标高为11.63;验算钢板桩和内支撑受力。工况2:第一道内支撑安装完成后,进行围堰内开挖。将围堰内开挖到第二道短支撑设计位置以下1.0m,标高为7.0m;验算在安装第二道支撑前钢板桩和第一道支撑的受力。工况3:安装好第二道内支撑,继续开挖,将围堰内挖土到第三道短支撑设计位置以下1.0m,标高为0m;验算钢板桩和第一、二道内支撑受力。工况4:安装好第三道内支撑,继续挖土,直至围堰底部设计标高1.85m,在此过程中将有地下水涌出;采用高压水枪配合水泵进行水下清淤至围堰底部。清淤抽水完成后进行混凝土封底;验算在封底前三道支撑和钢板桩的受力。需要注意的是,所有工况下,均需要验算由于水流的冲击加大围堰的受力;封底混凝土满足强度要求后,接下来进行承台施工,承台混凝土分两次浇筑,第一次为0m厚,第二次为3.0m厚。承台第一次混凝土浇筑完成后,强度满足要求后拆除侧模板,将围堰底部以上0m范围杂物清理彻底。然后在围堰底部以上0m承台和钢板桩围堰间注水减小钢板桩和支撑的作用力,拆除下层内支撑,利用圆木支撑于钢板桩与下层承台上将支撑力分配到其它支撑上,继续施工完承台墩座后拆除钢板桩围堰内支撑,待洪水退去后清理承台表面继续进行墩座和墩身施工,期间根据具体情况适时拆除钢板桩围堰。

4钢板桩围堰施工及安全度汛

主桥水中墩位于黄河主河道,施工条件复杂。待钻孔桩施工完成后,拆除钢板桩顶部范围内的钢平台,平台剩余部分可作为钢板桩临时存放场地和施工作业场地。钢板桩施打采用40t龙门吊机、50t履带吊配合液压震动锤进行。拆除平台与施打钢板桩同步进行,有效提高施工效率。待承台施工完且承台下部内支撑体系拆除完毕后,利用已经施工的承台顶面设置加强支撑体系保证安全度汛,特别是利用连通器原理在钢板桩水面以下1米左右安装一个进水阀门,保证围堰内外水位平衡,减少洪水对围堰冲击压力。根据实际量测,当年洪水位标高约13.5m,与前期预测一致。度汛以后,经检查,钢板桩围堰本体并没有损伤,只是围堰内淤积严重,不影响抽水后施工墩台。

5钢板桩围堰施工总结

水下承台范文篇7

关键词:桥梁工程;水中墩;下部结构

1工程概况与气象条件

中国交建马来西亚东海岸铁路项目四分部83桥桥梁全长1.467km,里程范围为CH202+240.5~CH203+707.3,P30和P31为水中墩,承台为多边形结构,横向最长为27.2m,纵向最长为14.4m,厚度为4m。承台混凝土方量为1387.5m3,混凝土标号为C40。采用钢套箱进行施工。东部滨海带(主线CH0+000~CH341+000)降雨量约为2750~3500mm,年均气温为25℃~30℃。需要注意的是降雨通常以伴随雷暴的形式发生,瞬时降雨量较大,在东部滨海平原带及中央山地带的沿河或低洼地区、城区等处均易引发洪涝灾害,对拟建铁路影响范围较大。

2施工流程

钢箱(吊箱)拼接平台施工→钢箱(套箱)安装→吊梁安装→钢箱(套箱)下降→封底并浇筑混凝土→泵水找平→钢筋混凝土承台施工→钢箱(套箱)拆除。

3水中墩施工技术

3.1钢套箱施工

钢套箱由唐山尚来金属制品有限公司进行专项设计和加工制造,侧模板由6mm的钢板+[10的横肋+工22a的竖肋组成,承吊系统由I45a的主梁+I36a的分配梁+I32a的端梁组成。考虑到钢套箱就位时可能造成倾斜、误差及变形等问题,钢套箱内口尺寸每边放大50mm。经计算,钢套箱抽水后上浮稳定系数为2.26>1.15,钢套箱最低水位时抗下沉稳定系数为1.54>1.1,均满足要求。3.1.1河床开挖找平经现场实测,P30墩位处河床标高为-2.8m,承台底标高为-2.507m,钢套箱底标高为-4.007m,地质钻孔资料揭示套箱底为松散、灰色的粗砂,标准贯入试验值N为8。P31墩位处河床标高为-2.9m,承台底标高为-2.68m,钢套箱底标高为-4.18m,地质钻孔资料揭示套箱底为高度风化砂岩,标准贯入试验值N为50/60。河床面与承台底之间的距离均不满足封底混凝土所需的1.5m空间,拟采用长臂挖机对河床进行挖除整平作业。挖除整平作业之前,先进行地基承载力试验,根据钢套箱设计计算要求,河床承载力特征值要求≥67kPa,根据试验结果确定是否需要换填及换填深度,确保基础承载力符合设计要求和封底混凝土顺利浇筑。3.1.2钢套箱拼装平台搭设在护筒标高2m处,在顺桥向设置12根I32a×3000mm的牛腿,牛腿顶面标高误差要<1mm,依次安装第一层8根工字钢横梁I25a,长度为29.963m,第二层16根工字钢纵梁I25a,长度为17.152m。平台搭设完毕后,由测量人员在拼装平台上放出钢套箱位置,在钢套箱位置内外两侧采用20槽钢铺出0.8m宽的作业通道,槽钢与工字钢之间采用焊接,通道绕套箱一圈布置,在通道外侧用ϕ48mm钢管施作临边护栏,以保证施工安全。3.1.3钢套箱的拼装首先,测量并放样装配平台钢套箱的平面轮廓和块分割线,操作时要随拼装随调整。先安装下层侧模板(H=1200mm),包括临时支撑。下钢套箱安装需要严格控制平面的位置、尺寸和垂直位移。经测试符合要求后固定和安装临时支架。下层侧模板的平面位置和垂直度验收合格后,开始安装上层侧模板(H=5867mm),安装方法同下层侧模板。考虑到第二层模板高度较高,在未形成闭合成环之前,应在单块套箱背面用10#槽钢设置两道斜撑,支撑于支栈桥分配梁骨架上或者安装平台工字钢上,采用焊接固定。横向和竖向的拼接缝需按照设计安装两道封水胶垫,确保钢套箱接缝处严密不漏水。在组装特定截面时,发现其平面位置的尺寸和垂直度与设计位置的误差较大时,应重新核对确认加工是否有误,必要时由厂家负责改装,组装时尽量减少较大的累积误差。确保钢套箱两侧外壁板垂直度≤1%,以保证合龙段顺利嵌入;在一天当中的低温时段将合龙段嵌入并固定,再用螺栓拧紧,以确保钢套箱整体尺寸的精度。3.1.4悬吊系统的安装在拆除钻孔桩作业平台之前,将1号、4号、9号、12号桩基钢护筒接长至护筒顶标高11m,接长时先对20mm厚的钢护筒进行坡口处理,然后将对接部分与钢管对齐。对位时,原钢护管上需要制作挡块,对位后进行坡口焊接。再以这4个护筒顶为支撑点并下设牛腿,搭设双拼I45a型钢作为主梁,在主梁上安装扁担梁和空心千斤顶。接着在其下方通过精轧螺纹钢反吊双拼I36a分配梁,在分配梁上设置双拼I32a端梁。悬吊系统主要由空心千斤顶、扁担梁、主梁、分配梁、端梁和精轧螺纹钢组成。钢套箱下放总共设8处吊点,共8根ϕ32mm精轧螺纹钢,安装之前检查、调试好空心千斤顶,保证下放顺利完成。3.1.5钢套箱的下放钢套箱拼装完毕后,检查吊装结构的安全性,钢套箱起吊上升10cm后静止30min,检查吊装结构变形及可靠性,并再次检查钢套箱顶口的平面位置是否正确(在顶口位置正确的情况下,底口的平面位置可吊垂线)。当吊装结构稳定良好时拆除钢套箱拼装平台。具体下放步骤如下。1)在平台上设置围堰及下位指挥平台,负责收集、分析各施工阶段的技术信息,操作规程。2)上扁担梁精轧螺纹钢螺帽拧至距千斤顶顶面17cm处,千斤顶供油起顶。3)下扁担梁精轧螺纹钢螺帽拧至标记好的15cm处,每次下放行程严格按15cm控制。4)千斤顶收回油缸,钢套箱下放。5)完成一次下放行程后,拧紧下扁担梁精轧螺纹钢螺母。6)重复上述2)~5)步骤直到钢套箱下放完成。过程中需注意以下事项:①注意千斤顶的同步,每下降1cm报一次数,以保证下降同步,如果围堰下降时有5级强风,应立即停止作业,加强现有结构稳定性,以确保安全;②钢套箱放置完毕后,根据复测结果稍微调整位置,以保证钢套箱位置符合要求,垂直调整采用钢臂千斤顶进行微调,水平调整采用导向架螺丝进行微调,在调整过程中加强监控,确保钢套箱位置偏差符合要求[1];③钢套箱下放到位及位置复核完成后,拆除端梁、分配梁、主梁以及临时支撑,完成体系转换。3.1.6钢套箱内抽水及堵漏、平整底板混凝土封底施工前,再一次测量确认底面标高,符合要求后安排潜水员摸查箱底状况,针对有缺口的地方用沙袋封堵外侧,采用高压水枪冲洗黏附在护筒外侧的泥土。利用钢套箱拼装平台拆除后的材料,在未接高护筒的顶部搭设封底作业平台,成井字型布置,钢套箱封堵混凝土采用天泵垂直导管法浇筑完成,导管应进行水密性试验,准备2个料斗、2套导管,施工过程中,1个料斗浇筑,另一个料斗固定好位置,每套导管10m长,浇筑顺序由两边向中间汇聚,扩散半径为3.5m。第一次浇筑采用顶塞法,在管道安装过程中,需要在每个接头上安装一个橡胶圈。导管放入钢套箱底部,再抬高20cm,首先使用1.5m3收集料斗储存材料,储料斗装满1m3后将剪球倒入第一批混凝土中。混凝土浇筑顺序为先边角后中间,从边角浇筑至中间后,再从另一侧边角开始浇筑,再次浇筑至中间。封底混凝土顶部的高度应比平台底部的高度低20cm。水下封堵混凝土达到设计强度后泵送钢套管。钢套箱内抽水拟采用2台大功率离心式潜水泵同时作业。如果在泵送过程中出现泄漏,应采取堵漏措施。封堵完成后继续泵送直至密封件混凝土表面暴露[2]。

3.2承台施工

3.2.1钢筋加工和安装承台钢筋统一在南岸钢筋加工场加工,利用随车吊运输至施工点安装。钢架应在外侧挂一块与保护层标号相同的混凝土垫板。垫板按每m24个或更多的梅花形垫块进行排列,使钢保护层的厚度符合设计需求。3.2.2冷却水管埋设承台冷却水管层间间距、距离承台上下顶面、冷却管水平间距均为1m,每层水管位置和高度可根据承台内钢筋布置适当调整,冷却水管采用热传导性能较好、公称直径48mm的标准铸铁水管,在埋设和灌注过程中,应防止冷却管道泄漏和撞击导致的损坏。水管接头应弯头,保证连接严密并用冷胶布包裹以防止漏水。冷凝器的进水口和出水口必须安装阀门。将ϕ10mm钢筋加工成U型卡,连接平台钢筋时预埋冷却管,钢管通过焊接固定在平台钢棒上。安装冷却循环水管后需要进行水流试验,确认管道和接头畅通无阻,无渗漏。在确保接缝处没有泄漏后可以注入混凝土。大体积混凝土测温采用埋设测温传感器的方法,温度传感器头的垂直位置分别设置为上、中、下3层,深度为距表面300、700、2000mm处。在2000mm处设置5处温度感应头,300mm和700mm处分别设置1处温度感应头,传感器布置应充分考虑结构的几何尺寸。在混凝土注入过程中观察混凝土温度,并记录混凝土入模温度。混凝土浇筑10h后,3d内每2h观测温度一次,4~6d内每4h观测一次,7~14d内每6h观测一次,对所有测量点进行编号。如在测温过程中发现温差超过25℃,应及时调整流量、加强保温或延迟拆除绝缘层。冷却水管使用完毕后用灌浆堵住孔洞,切掉承台上表面突出的部分。3.2.3墩身钢筋预埋墩身钢筋按设计图纸施工,待平台钢筋及模板安装完成后开始墩身预埋钢筋施工。预先留置承台外面的墩身钢筋长为1.5m和2.735m。因墩身钢筋留置时间长,墩身钢筋在混凝土浇筑完成后需涂刷水泥浆进行防护,避免钢筋长时间露天放置而生锈。墩身钢筋的加工和安装按墩身施工工艺有关技术要求进行,埋入承台内的墩身钢筋与承台顶层和底层钢筋接触处均应进行绑扎,防止桥墩钢筋在混凝土注入过程中变形或移位。3.2.4临时支墩预埋钢板、塔吊基础预埋件加工和安装临时支墩预埋钢板、塔吊基础预埋件严格按设计图和钢结构加工和焊接规范加工制作。临时支墩预埋钢板由总经理部统一采购,塔吊基础预埋件由塔吊厂家负责提供,现场负责安装。预埋件材料到场后应细致检查,确保规格、型号、质量符合设计要求。塔吊设置4个支腿,每个支腿设置8根地脚螺栓,预埋件的几何位置和尺寸误差必须在可接受的范围内。临时支墩预埋钢板尺寸为1100mm×1100mm×32mm,在注入混凝土之前,预埋件必须按照图纸要求进行填充。采用机械和人工配合的方式安装。测量时应精密定位,如有必要应安装并固定钢支架,防止其在混凝土注入过程中接触或移动,以确保精度和硬度。

3.3混凝土工程

承台混凝土浇筑拟采用1台天泵和2台地泵(1台备用)及1个自卸料点同时卸料,混凝土浇筑应结合现场实际情况,进一步降低混凝土水化热,拟采用水平分层、竖向分块自流满铺浇筑方案,分层厚度为30cm。严格控制混凝土原材料的质量和技术标准,严格控制砂石料含泥量,优化混凝土配合比,选用中低热水泥品种,减少水泥用量,降低水化热温升。3.4钢套箱拆除先拆除钢套箱外周梁,钢套箱模板的拆除顺序原则上先拆除一块边角模板,然后顺着一侧逐块拆除。应选择水位低的时候进行拆除,水下部分由潜水员下水对螺栓进行拆除,水上部分由作业人员通过挂爬梯的形式进行螺栓拆除,拆除顺序先水下再水上。确定无障碍后指挥55t履带吊吊装已拆除的钢套箱模板,运至钢套箱存放点。3.5墩柱施工1)测量放样。复测承台标高,然后按设计图纸放样出墩柱边线,并经测量监理工程师复测合格后用墨线划出边线并引出墩柱轴线。2)搭设施工平台。墩身在进行钢筋安装之前,先沿墩身四周搭设施工脚手架作为操作平台,对钢管排架四周均设置安全防护网一道,防护网与排架绑扎牢固。脚手架在马来西亚持证架子工的指导下搭设,搭设完毕后应由持证架子工验收并挂绿牌方可投入使用。3)墩身钢筋绑扎。钢筋加工前,首先将钢筋表面油渍、漆皮、鳞锈等清除干净,对弯曲变形的钢筋进行调直。依据图纸设计进行下料,弯制加工,并按图纸钢筋编号对钢筋分类编号存放。墩身预埋钢筋在凿除接触面浮浆后用压力水冲洗干净,清理掉钢筋表面的浮浆,然后对钢筋进行调直。钢筋在钢筋加工棚加工成型,用随车吊运到现场安装,P30和P31墩柱高度均为6.5m,主筋为ϕ25mm螺纹钢,接头位置可设置在同一断面,但搭接长度需满足1.4倍搭接长度,可一次安装到顶。钢筋接头采用搭接,搭接要求同承台钢筋搭接要求。4)墩柱预埋件安装。墩顶围栏附着预埋件:共设置上下2层预埋套筒,层间距为25cm,上层预埋套筒距离墩顶1.27m。安装时注意预埋套筒之间的相对位置。预留支座锚栓孔,墩柱施工时参照支座图纸,提前预留出支座锚栓孔。泵管附着预埋件,混凝土输送泵管依附在钢管上,每2节与墩身附着以保证泵管的整体性,减小混凝土灌注时的晃动。5)模板安装。为保证墩柱的外观和质量,墩柱模板采用组合钢模板,模板由国内专业模板厂家加工,运输至马来西亚。模板安装之前进行试拼和编号。模板安装时底部用砂浆塞缝和找平,防止出现漏浆烂根,模板与模板之间用建筑双面胶带堵塞板缝,保证浇筑混凝土时无漏浆。6)混凝土浇筑。浇筑混凝土前,应检查支架、模板、钢筋和预埋件并做好记录,符合设计要求后方可浇筑。清理干净模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢。模板如有缝隙应填塞严密,模板内面应涂刷脱模剂。浇筑混凝土前检查混凝土的均匀性和坍落度。

4结束语

83桥位于马来西亚登嘉楼州龙运县,跨越龙运河,经过对施工方案的紧急反复讨论,制定了水中墩施工方案,不仅详细阐述了施工过程中的技术要点,而且在施工期间采取了各项防护、止水措施,既保证了桥梁施工的安全和质量,又起到了积累经验的重要作用,能够为同类型施工提供参考。

参考文献:

[1]王南昌.桥梁水中墩施工技术[J].交通世界,2020,27(31):140-141.

水下承台范文篇8

关键词:深水承台单壁钢吊箱围堰设计

1概况

杭州至千岛湖高速公路是浙江省公路水路交通建设规划(2003~2020)公路网主骨架“两纵两横十八连三绕三通道”之一连“杭新景高速公路”的组成部分,也是杭州市“交通西进”公路建设规划“一绕、三线、三连、四大接口”公路网主框架的“一线”。富春江特大桥是杭千高速公路杭州至桐庐段第四合同项目中的一座特大桥,位于富阳市东洲街道的张家村以南至灵桥镇北侧,全桥长1679.5m,全宽33.5m,分上下行两幅。其中主桥长367m,为68+2×120+68m预应力混凝土刚构-连续组合梁桥。主桥下部基础为群桩基础,高桩承台。主桥61#、62#、63#墩每个墩单幅桩基为9根Φ2.0m钻孔灌注桩,横桥向3排,每排3根,承台顶面设计标高为+4.00m,底面设计标高为0.00m,承台平面尺寸为14.20×14.20m。主桥墩位于富春江深水区,最深高程在-10.0m至-12.5m之间。经综合比较分析,主桥墩61#、62#、63#承台围堰采用单壁钢吊箱施工。

2单壁钢吊箱的设计

围堰是用于水下施工的临时性挡水设施。钢吊箱围堰的作用是通过吊箱围堰侧板和底板上的封底混凝土围水,为承台施工提供无水的干处施工环境。根据钢吊箱使用功能,将其分为底板、侧板、内支撑、吊挂系统四大部分。其中,侧板、底板是钢吊箱围堰的主要阻水结构并兼作承台模板。钢吊箱围堰是为承台施工而设计的临时阻水结构,其作用是通过吊箱围堰侧板和底板上的封底混凝土围水,为承台施工提供无水的干处施工环境;封底混凝土作为承台施工的底模板,吊箱侧板作为承台施工的侧模板。

2.1构造形式的选择

国内深水承台施工,多采用沉井、钢围堰或钢吊箱法。由于沉井和钢围堰施工工序繁锁,工期长,材料用量大,而钢吊箱工艺操作简单,节约工期,材料用量合理并能回收再利用,技术上可行。所以我们确定采用钢吊箱施工方案,并对吊箱侧板的单壁、双壁两种方案进行了比较(如表1所示),结合本工程工期、结构特点及施工经验等,本项目钢吊箱侧板采用单壁结构。

形式

材料用量

优点

缺点

双壁结构

侧板材料用量125.21吨,底板材料用量35.14吨,内支撑材料用量25.00吨,合计185.35吨。

(1)吊箱拼装及下沉充分利用水的浮力,下沉不用大型起吊设备;(2)侧板刚度大,内支撑材料用量少。

(1)材料用量多,加工难度大;(2)在钻孔平台下拼装侧板,难度大,焊接工作量大;(3)下沉工艺复杂,工期长。

单壁结构

侧板材料用量83.71吨,底板材料用量30.35吨,内支撑材料用量28.76吨,合计142.82吨。

(1)节省材料,加工方便,加工质量易控制;(2)装、拆方便,可兼做承台施工模板;(3)承台施工完毕,拆除侧板又可作为施工模板;(4)下沉工艺简单、节省时间;(5)在钻孔平台上拼装侧板,焊接工作量小,拼装容易。

(1)侧板刚度小,内支撑材料用量多;(2)下沉时需用大型起吊设备。

表1

2.2设计条件

2.2.1工况条件

根据钢吊箱围堰施工工作时段及设计受力状态,可按以下几个工况进行分析:

①拼装下沉阶段;

②封底混凝土施工阶段;

③抽水后承台施工阶段。

2.2.2水位条件

根据富阳市水利局提供的近年的水位资料,2002年的最高水位为7.411m,,根据杭州市气象水文预报2004年仍为偏旱年,与2002年的降雨量相当,参照2002年的水位和我部3月、4月自己测量的水位情况,再结合吊箱施工进度安排(6~7月),确定钢吊箱的顶标高为7.50m(当施工水位接近或高于7.5m时,增设防浪板,保证正常的施工和安全),设计抽水水位为7.50m(可根据施工时的水位随时调整)。水流速取为1.50m/s。

2.2.3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(61#~63#墩):围堰平面内净尺寸:14.20m×14.20m(与承台平面尺寸相同,考虑吊箱围堰侧板兼做承台模板);

侧板顶面设计标高:7.50m(保证承台施工在干燥无水的条件下进行,根据施工时间安排,此时预计施工水位最低在4.00m左右,最高为7.50m);

底板顶面设计标高:-2.50m(封底混凝土厚度为2.50m,承台的底标高为0.00m);

内支承标高:4.50m和7.00m(最不利工况处);

设计抽水水位:7.50m;

根据自然水位变化及钢吊箱施工作业时段,设计施工受力结构主要按照最高水位时,吊箱内抽干水后侧板所受水压力为设计依据,最低水位时,现浇承台砼侧压力进行校核,考虑最高水位时,钢吊箱抗浮措施。

2.3荷载取值依据

由《铁路桥涵设计规范》(JTJ021-98)荷载组合V考虑钢吊箱围堰设计荷载组合。

水平荷载:∑Hj=静水压力+流水压力+风力+其他;

竖直荷载:∑Gj=吊箱自重+封底混凝土重+浮力+其他;

其中:单位面积上的静水压力按10kN/㎡计,水压随高度按线性分布;

风速很小,在此可忽略;

封底混凝土容重;γ=24.0kN/m3;

水的浮力:γ=10kN/m3;

封底混凝土与护筒之间的摩阻力取经验值150KN/m2

2.4计算

综合工况条件分析和计算内容,对钢吊箱各部分取最不利受力工况进行计算。

①底板主要承受封底混凝土重量和吊箱自重。荷载组合为混凝土自重+吊箱自重+浮力,此外,还要对吊箱入水时底板受力情况进行复算。吊箱吊挂系统与底板一起进行验算。

②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,还要对吊箱逐层入水及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吊箱拼装下沉阶段主要与吊箱自重有关,以两层拼装完成下沉时为最不利进行计算控制,并据此计算结果设计吊点、吊带。

④抗浮计算分两个阶段:一个阶段是吊箱内抽完水后灌筑承台混凝土前,另一个阶段是浇筑完承台且混凝土初凝前。

吊箱自重+封底混凝土重+粘结力(方向向下)>浮力

吊箱自重+承台混凝土重+封底混凝土重<粘结力+浮力(方向向上)

⑤封底混凝土强度验算:要验算封底混凝土周边悬臂时的拉应力和剪应力,以及中间封底混凝土的拉应力和剪应力。

⑥封底混凝土厚度计算。

5钢吊箱结构简介

①底板

底板的作用一是与侧板共同组成阻水结构,变承台及部分墩身水上施工为陆上施工,二是作为吊箱、承台的承重结构。吊箱底板分成四块,具体分块图见图3,吊箱底板由底模托梁和底模组成。底板平面净尺寸为14.2m×14.2m,底板高0.408m,重量为30.35吨。底模托梁为井字梁结构,纵横边梁各设2道,每道由通长2[40a组成,纵横中梁各设4道,每道由通长单根I40a组成。纵、横梁之间的斜撑(除吊杆梁处)为2[22a,吊杆梁处为2[40a。纵梁之间和横梁之间分别设置∠100×80×8角钢加劲肋。顶板为δ=8mm钢板。横梁与纵梁用焊接连接,底板与侧板、侧板之间均用Ф20螺栓连接,焊缝连接及螺栓连接强度计算按路桥施工计算手册设计。吊杆设在纵梁上,吊杆采用Ф32的930级高强度精轧螺纹钢,共36根。

②侧板

侧板采用单壁结构,由Ⅰ25a做纵肋、∠75×50×5做横肋和8mm钢板做面板焊接而成。侧板高度方向分为上、下两层,分别为2.50m、7.50m。每层分为8块,其中长边和短边各4块。上层长边壁板单块重为2.348吨,上层短边壁板单块重为2.279吨,下层长边壁板单块重为8.452吨,下层短边壁板单块重为7.848吨,侧板总重83.71吨。

分块的原则主要是为了便于加工和运输,避免产生超标变形,所以分块较小。吊箱下层侧板与底板及上、下层侧板之间的水平缝和竖缝均采用螺栓连接,缝间设置10mm(压缩后为3~4mm)泡沫橡胶垫以防漏水。侧板的面板为δ=8mm钢板,竖楞(接缝角钢除外)均为I25a工字钢,间距为660mm,水平加劲肋为δ=8mm,h=250mm的钢板,间距为300mm、400mm、450mm和500mm。

侧板的作用:是与底板(包括封底混凝土)共同组成阻水结构,变承台及部分墩身水上施工为陆上施工,另一作用是兼做承台施工的外模板。

③吊箱内支撑

内支撑由内圈梁,水平斜撑杆二部分组成。总重为28.76吨。

内圈梁:内圈梁设二层,设在吊箱侧板的内侧,高程为4.50m和7.00m处,由下层4I40c和上层2I32c结构组成的水平四边形,焊在侧板内壁钢板上。内圈梁的作用主要是承受侧板传递的荷载,并将其传给水平斜撑杆。

水平斜撑杆:为菱形支撑结构,杆端与内圈梁焊接连接成一体,水平撑杆由2I32c组成。

④吊箱吊挂系统:

吊挂系统由纵、横梁、吊杆及钢护筒组成,吊挂系统的作用是承担吊箱自重及封底混凝土的重量。

横梁:横梁(顺桥向)共计3排,均设在钢护筒顶,每排由两片贝雷梁组成。贝雷梁支点设专用支座(牛腿)焊接于护筒内侧的专用支座(牛腿)上,贝雷梁的作用是支承纵梁,并将纵梁传递的荷载(通过护筒)传递至基桩。

纵梁:纵梁(顺水方向)设置在贝雷梁上,共6排,由2I56工字钢(搭设工作平台用过的)组成。纵梁的作用是支承吊杆,并将吊杆荷载传递给横梁。

吊杆:吊杆是由φ32mm精扎螺纹粗钢筋及与之配吊的连接器、螺帽组成,共36根吊杆,重3.13吨,吊杆下端固定到底板的托梁上,上端固定到吊挂系统的纵梁上。吊杆的作用是将吊箱自重及封底混凝土的重量传给纵梁。在使用前做试验,满足施工要求方能施工;在施工过程中,对吊杆要充分保护好,禁止碰撞,以免影响施工的安全。

水下承台范文篇9

关键词:大跨径连续桥梁;桥梁类施工;应用;施工技术

1有关大跨径连续的桥梁施工技术的相关理论和概述

1.1连续桥梁施工技术的特点。深水承台、地下连续墙、大型沉井共同组成了连续的桥梁施工的基础,其中地下连续墙的施工是这几项中最基础的施工。地下连续墙的施工工艺相比于其他几个施工来说很复杂,不仅需要钻孔成槽,还需要涉及混凝土浇筑及接头等工程的施工。在大跨径连续的桥梁施工中,地下连续墙的作用就是防渗、防噪音、防磨合防振动。在进行大型沉井的施工时,主要包括基础处理、清基、封顶、下沉、接高等内容,因此,在对大型沉井进行实际的施工前,最主要的是测量好相关的数据,确保整个沉井的施工状态都是安全的。关于承台的施工,主要包括钢构箱和钢套箱的施工,在这两种施工的需要将水流和水压对孔桩的影响进行重点的关注。1.2连续桥梁施工工艺的流程。在桥墩上方沿着相邻的跨径方向平衡对称而且进行分段施工的方法就是悬臂施工法,包括悬臂拼装和悬臂浇筑两种形式[1]。悬臂拼装指的是在桥墩的两侧设立好支架,用平衡原理按量逐渐的在跨中完成混凝土梁体预制件的悬臂拼装,再对拼装好的预制件分段均匀地施加预应力的施工方法。悬臂浇筑指的是将工作平台设置在桥墩的两侧,同样,也是利用用平衡原理按量逐渐均匀地向跨中的悬臂施加预应力,从而完成混凝土浇筑的施工方法。结合以前的研究和实际的施工经验,不难看出采用悬臂浇筑时连续的桥梁施工中使用频率最高的方法,下图是其工艺流程。

2大跨径连续的桥梁施工中涉及的基本施工技术

2.1基础的施工。对于大跨径连续的桥梁施工,其基础的施工有下面三个方面的内容:第一,深水承台的施工。在整个施工的过程中,水流会一直影响深水承台,这样会让孔桩之间的间距持续性的缩小,承台本身的尺寸就很大,持续性的影响会让整个施工更加困难。就目前对于深水承台的施工而言,钢套箱施工和钢吊箱施工是比较常用的施工方式,施工的流程是:首先,用整体吊装的方法对大型钢吊箱进行施工,然后在水下进行封底和安装作业,这种施工的方法相对而言精准度比较高;再次,进行深水大型钻孔平台的施工时,因为水下的土质比较松散软绵,水流湍急,还伴有漩涡,再者河面和钢吊箱平台之间含有一定的距离,河面还会有不同方向的横风,这些都会让施工的困难加大,在施工时,要将顶板安装在筒顶的位置并做好固定。第二,地下连续墙的施工。大跨度桥梁施工的基础就是地下连续墙,对于地下连续墙的施工主要包括清底、钻孔等内容。将地下连续墙的施工和传统的施工技术进行比较会发现其具有振动小、噪音小、防渗透性强等优点。第三,大型沉井的施工。沉井施工对精度的要求很高,而且其施工的尺寸相对比较大,一般都是用钢混合的方法进行施工的。通常情况下,清底、处理基础、钢壳沉井等是大型沉井施工的主要工序。助沉措施是整个施工过程中用来导向的参考,它也能为沉井制定比较科学的着床实际[2]。2.2索塔施工。下表记录的是索塔施工的工序和基本内容。

3工程案例分析

此工程项目的起点在K0+788.986的冯家江大桥,向东北方向延伸跨过冯家江,终点在江对岸K1+626.180位置,整个工程全长837.194米,其中主桥是独塔双索面斜拉桥的冯家江大桥全长530米,东引道宽约40米,长约307米。此工程的主要内容是:新建一座冯家江大桥、排水工程、一端接线道路工程和其他的附属工程。下图是主桥横断面的分解示意图。下面是此项工程的施工设计方案:第一,对于此桥梁的施工,PK断面钢箱梁是主梁中跨使用的主要箱梁,用钢丝斜拉索是斜拉索的主要物料,边跨采用的是混凝土PK箱梁,对于主跨中涉及钢混合的梁段,在施工时统一采用整体节段吊装,剩下的梁段则使用悬臂拼装的方式。边跨混凝土梁的施工采用的是支架现浇的方法,“凤翎”式结构广泛的应用于索塔的下塔柱及其连接段、上中塔连接段、上塔和下横梁等结构中;在整体的施工中,强度为C50的混凝土是索塔施工中最常用的物料,上塔柱固定索塔锚的区域布设有混凝土和钢组合而成的钢锚箱;从整体上来看,下横梁和上中塔连接段的位置都是预应力的混凝土结构,中下塔柱则采用的是钢筋混凝土;将限位支座和抗风支座等竖向的支座设置在主梁索塔过渡墩和下横梁的位置;需要依据施工的实际情况来确定设置的标准,以保证大跨径连续桥梁施工的质量[3]。第二,根据桥梁的具体设计以及现有的连续桥梁施工技术的特点不难看出,此工程中的桥面较宽,就会让边中跨的施工难度加大,所以,要以工程的特点和施工的实际为基础将整个工程进行分段施工,而且要掌握施工过程中所用技术的要点,保证在大跨径连续的桥梁施工过程中先进施工技术的使用效果。

4运用大跨径连续的桥梁施工技术时需要控制的特殊点

4.1安全控制。安全是所有施工项目中最主要的内容,但是因为施工中存在的风险都会给施工带来一定的影响,与此同时,我国对于安全施工的宣传又不多,这会让从事项目建设的施工人员缺乏一定的安全意识,这些都会让桥梁施工时的质量得不到全方位的保证,甚至会引发实际施工中的安全事故,不仅给承包工程建设的企业带来经济上的损失,也会危及施工作业人员的生命。所以,在施工前和施工时不断加强有关安全的宣传教育和控制,才能在最大程度上防止安全生产事故的发生,从而保证桥梁施工的质量[4]。4.2稳定性的控制。我国交通事业在不断的发展,桥梁类工程的数量也在不断的上涨,当然,需要修建的大跨径连续的桥梁数量也在不断地增长,业内人士以及民众关注桥梁荷载的程度也在不断上涨。因为桥梁荷载不达标而导致桥梁在投入使用后失去稳定性引发的桥梁事故居多,近几年则越来越常见。桥梁在完工后的使用性能在很大程度上是由桥梁的稳定性决定的,因此,在大跨径连续的桥梁施工过程中,对其稳定性的控制是比较关键的施工项目。4.3线形控制。从大跨度桥梁施工技术的使用上看,需要特别注意的施工风险是桥梁的扭曲变形。会让桥梁产生变形扭曲的原因有许多,它会让整个桥梁施工的难度增大,现代的桥梁都是预制梁连接起来的,如果预制梁发生变形扭曲,会使得桥梁的主体无法正常的合拢,所以,很有必要对桥梁的线性进行控制[5]。

5结论

结合上面的内容可以看出,本文讨论分析的是大跨径的桥梁在进行连续施工时使用到的技术的特点和其具体的应用要点,这对于促进该项技术应用效果的提升有很重大的意义。但是,在将施工技术应用到实际的施工中时,必须要严格的遵守各项规定,并按照施工工艺的要求和流程来进行,只有施工工艺能符合要求、达到相应的标准,才能确保大跨径的桥梁在进行连续施工时用到的技术在最大程度上发挥作用,才能保证整个桥梁的施工质量。目前,对于大跨径桥梁的连续施工工艺已经有很丰富的研究成果及实际的施工经验,所以,本文只是在分析实际案例的基础上对其进行的补充。

参考文献

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[4]邢伟夫.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用分析[J].中国高新技术企业,2015,22(29):109-110.

水下承台范文篇10

关键词:深中通道;桥梁工程;海中悬索桥;斜拉桥

深中通道的桥梁工程全长约17.034km,规模宏大,包括伶仃洋大桥、中山大桥、泄洪区非通航孔桥、浅滩区非通航孔桥和陆域引桥,涵盖超大跨径悬索桥、大跨径斜拉桥、大型钢梁连续梁桥和预应力混凝土连续梁桥以及小箱梁桥等众多类型结构物,技术难度大。桥址区受到航空限高、海事通航、水利防洪、环保、台风、潮汐和不均匀地质等诸多条件制约,建设条件复杂。项目地处粤港澳大湾区核心位置,是跨越珠江口的战略性通道,同时也是跨海超级工程,社会关注度高,桥梁工程又是项目建设的亮点和看点,需要高标准地开展建设,因此该项目桥梁工程的建设面临很大挑战。为了从源头上控制好项目品质,该项目在建设前期严谨、审慎地开展了桥型方案研究比选和设计工作,为项目后续的建设实施打下了坚实的基础。

1建设条件

全桥跨越了珠江口多条高等级主航道及主要泄洪通道,同时受到深圳机场航空限高影响,建设条件复杂。桥位处最大海水深度约12m,同时西侧存在长距离的浅滩区,水深仅1~2m,受半日潮影响(平均潮差为0.85~1.70m),潮退滩露。浅滩区临近南沙湿地自然保护区,环保要求高。此外,桥位处于台风影响区,正面袭击热带气旋年平均有23个,最大中心风速曾达40m/s,影响时段每年可达5个月(6—10月)之久。桥位区软土分布范围广、厚度大,淤泥层普遍厚达20~30m,稳定性极差。场区基岩主要为花岗岩及花岗闪长岩,岩面东高西低,风化差异显著,风化层厚度大,且厚薄不均,地基均匀性总体较差,属抗震不利地段。

2桥梁设计方案

2.1伶仃洋大桥

(1)总体布置及结构体系。伶仃洋大桥跨径布置为(500+1666+500)m,矢跨比为1/9.65,主缆横向间距为42.1m。采用三跨吊全漂浮体系悬索桥,在主塔处设横向抗风支座、纵向限位阻尼、过渡墩处设置竖向支座、横向抗风支座。伶仃洋大桥主桥立面图如图1所示。(2)加劲梁采用流线形整体钢箱,梁高4m、宽49.7m,采用实腹式横隔板,间距为3.2m。桥面板重车道处厚18mm,其余厚16mm。标准横断面图如图2所示。箱梁外侧设置风嘴及水平稳定板,以满足颤振稳定性要求,同时避免涡振振动风险。(3)索塔采用门式塔造形,基础采用56根D3.0m钻孔灌注桩,按嵌岩桩设计。承台采用分体圆形,厚8m,通过下横梁连接成整体,以增强抗船撞性能。受航空限高(275m)制约,塔顶高程设为270m。塔柱采用八角形截面,形成晶体切面的建筑外形,视觉上简洁、现代。沿塔高方向依次设置了上、中、下3道横梁,尺寸逐级增大,形成向上收分的稳定感。横梁采用领结形设计,使得塔柱风格和谐统一。上、中横梁均为预应力混凝土构件,下横梁按普通钢筋混凝土构件设计,设部分预应力作为储备。塔冠为主索鞍鞍室和塔顶横向平台,采用不锈钢结构,鞍罩与通道分离,横向平台可供检修通行及观光。(4)锚碇采用分体式锚体,外形设为晶体切面建筑元素。锚碇基础采用直径65m的8字形地连墙基础,墙厚1.5m,嵌入中风化岩层中不小于5m。设计推荐采用钢管桩和钢板桩结构圆形筑岛,筑岛直径150m。东锚淤泥层厚8.3~12.3m,西锚淤泥层厚14.1~15.5m,采用水泥搅拌桩进行地基处理。锚碇基坑外采用抛石护堤防护。(5)主缆设计采用预制平行钢丝索股(PPWS),吊索采用镀锌钢丝绳,梁端限位拉索采用平行钢丝拉索。主索鞍为常规鞍体结构,散索鞍采用摆轴式结构,都采用铸焊结合的结构形式,鞍槽用铸钢铸造,底座由钢板焊成。铸钢件采用ZG340-550H高强材质。主缆采用多股成品索锚固系统锚固。

2.2中山大桥

(1)总体布置及结构体系。中山大桥采用整幅式钢箱斜拉桥方案,跨径组成为(110+185+580+185+110)m,边中跨比为0.509,采用半漂浮结构体系。边跨设置辅助墩,大桥的立面布置见图3。(2)加劲梁采用流线形扁平钢箱梁,梁高4m,采用双边腹板构造,与H形塔索面布置对应。箱内采用桁架式横隔板,不设纵隔板,截面用料省,通透性好,方便后期检查维护。梁段标准长度18m,最大吊重约501t,采用桥面吊机安装。梁段间工地接缝除顶板U肋采用高强度螺栓连接外,其余均采用焊接。中山大桥主梁标准横断面图见图4。(3)索塔采用门式塔造形,与伶仃洋大桥主塔外形风格保持一致,形成前后呼应、和而不同的姊妹桥格局。基础采用28根D3m钻孔灌注桩,按嵌岩桩设计。(4)斜拉索采用7高强镀锌钢丝束斜拉索,标准强度为1960MPa。斜拉索在主塔上的锚固采用钢锚梁锚固,传力明确,同时有效加快塔柱施工进度,后期便于维护检查、换索。拉索横向间距为41.5m,东、西主塔每侧各有15对斜拉索,梁上索距为18m。斜拉索在主梁上采用锚拉板形式锚固,传力途径明确,构造简单,后期方便检查维护。

2.3非通航孔桥及陆域引桥

(1)泄洪区非通航孔桥上部结构主梁采用分幅式单箱三室钢箱梁,梁高4m,顶板宽20m,底板宽9.5m。钢梁边跨跨中、次边墩和中墩墩顶底板及加劲肋、次边墩和中墩墩顶中腹板及加劲肋采用Q420D,其余部位采用Q345D。钢箱梁整体在工厂预制,通过船机设备运至现场并架设。首节钢箱梁长133.5m、重约1500t。下部结构采用整体式大挑臂T形墩,盖梁长30m、高5m;墩身截面为六边形,宽为8~12.2m、厚为4m;承台为10.5m×16.5m×5m(纵×横×竖),配6根2.5m桩。(2)浅滩区非通航孔桥上部结构主梁采用分幅式单箱双室预应力混凝土箱梁,梁高3.5m,顶板宽20m,底板宽9.578m,悬臂长3.5m。受运架设备吊重及吊具几何参数限制,在万顷沙互通影响区部分变宽剧烈的主梁采用了钢箱梁方案,共18片。箱梁在岸上预制厂整孔预制,通过船机设备运至现场,整孔吊装就位,再进行先简支后结构连续的体系转换。桥墩与泄洪区非通航孔桥的建筑外形风格一致,盖梁顶宽33m、高6m。墩宽9.2~10.6m,厚4m;承台为17m×10.75m×4.5m(纵×横×竖),配6根D2.5m桩。(3)陆域引桥陆域引桥全长1600m,分幅布置,部分区段受横门互通影响,单幅桥面宽度为16.25~34.65m。引桥跨径为40m,采用预制混凝土小箱梁(梁高2.2m),先简支后结构连续。桥墩采用大挑臂墩,基础采用D1.8m、D1.5m的钻孔灌注群桩基础。

3主要技术难点

项目桥梁工程技术难点主要集中在伶仃洋大桥和非通航孔桥。

3.1伶仃洋大桥

(1)大桥位于珠江口伶仃洋开口水域,属于超强台风频发区,跨径超大、桥面超高,抗风安全问题突出,主梁抗风断面选型是设计的难点。通过组织多家权威机构平行开展风洞模型试验,反复比选主梁气动外形和气动措施,最终提出了“整体钢箱梁+水平导流板+上下稳定板+高透风率栏杆”组合的新型气动控制技术,将1500m以上超大跨径宽幅式整体钢箱的颤振临界风速提升至88m/s,极大地拓展了该类梁型的使用范围。(2)西塔处于风化深槽上,需要穿越60~80m的断裂破碎带,桩长达到了108~136m,对于实施阶段钻孔成桩提出了挑战,实际施工时需要通过精细化的钻孔工艺和优质的护壁泥浆来确保成桩质量。(3)由于主桥是全离岸结构,两个大型锚碇处于海中,考虑潮汐影响水深达到6~8m,海床面以下存在15m以上厚度的淤泥层,地质条件复杂。为实现锚碇地连墙基础的实施条件,设计提出了钢管-钢板桩围堰筑岛方案。在深层软基上确保围堰结构及岛体的稳定具有一定挑战,后续施工主要以施工监控为抓手,通过监测数据来把控施工节奏,确保施工全过程风险可控。(4)悬索桥主缆防腐是世界性难题,考虑到该项目处于高温高湿的亚热带地区,同时在路网中具有重要性,需高度重视。从国际技术发展动态来看,主要是提高主缆钢丝自身的防腐性,如采用大直径高强主缆钢丝等。

3.2非通航孔桥

(1)泄洪区非通航孔桥受防洪要求制约,承台需要埋入海床。在临近西人工岛区段,平均水深为10m以上,最大水深13.5m,如何顺利实现水下基坑开挖、止水、承台钢筋网绑扎及混凝土浇筑等面临很大挑战。后续施工主要通过打设加强刚度的帽形钢板桩来形成止水围堰,围堰内设置围檩及水平撑来共同抵抗水压力。(2)与伶仃洋大桥两端对接的四孔泄洪区非通航孔桥桥面标高较高(最高近70m),由于受到锚碇筑岛、主缆位置的限制,无法使用船机设备架梁,只能采用支架架梁。考虑到此处还存在15m以上厚度的淤泥层,为确保高空支架的安全性需加强施工监测。(3)浅滩区非通航孔桥部分区段水深较浅,平均水深1m左右,受半日潮影响,多数时间潮退滩露,船机设备很难驶入,栈桥、施工平台等临时工程的建设有一定难度。后续施工主要是选择水深条件较好的位置搭设起始栈桥和物料码头,主要通过钓鱼法在已搭设的栈桥上逐步推进架设。(4)万顷沙互通立交的匝道下穿主线桥,工作面在空间上存在交织,由于都是水上作业且工期较紧,架梁船机设备的使用与下部结构施工存在矛盾。施工时需要通过良好的工序衔接来解决上述难题。

4结语

截至2020年年底,桥梁下部结构大部分已出水,水中栈桥及锚碇围堰成功抵御了2018年超强台风“山竹”的正面袭击,西塔超长桩基均顺利成桩,东西锚碇基础均已完成基坑开挖,非通航孔桥深水埋置式承台完成过半,新型主缆钢丝已通过800t小批量试生产鉴定,伶仃洋大桥钢箱梁已准备制造,等。上述成果的取得正是建设前期的精心准备和细致策划的成果,由于设计成果针对难点问题均提出了详细、明确的解决方案,因此确保设计方案具备可实施性,同时安全风险、工期可控,造价合理,这些扎实的研究成果在为该项目建设保健护航的同时也可为未来类似项目的前期策划提供有价值的参考。

参考文献:

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