雙壁鋼吊箱施工設(shè)計

第雙壁鋼吊箱施工設(shè)計

摘?要結(jié)合南平市閩江大橋的承臺施工設(shè)計，主要系統(tǒng)研究了雙壁鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)問題的解決及施工要點。關(guān)鍵詞南平市閩江大橋；雙壁鋼吊箱；施工設(shè)計中圖分類號U445文獻標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-（2012）111-0124-02

1簡介

隨著我國近年來橋梁工程的迅速發(fā)展，深水高墩承臺設(shè)計結(jié)構(gòu)日趨成熟，施工方法也多種多樣，而目前尚沒有一套系統(tǒng)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，容易造成比較大的材料浪費。筆者以南平市閩江大橋工程為例系統(tǒng)設(shè)計了該大橋的雙壁鋼吊箱結(jié)構(gòu)及施工方法，希望為同類工程案例有所借鑒。

閩江大橋主橋全長607米，為雙塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋。大橋主跨272米，橋跨組合為45+160+272+130米，為半漂浮雙索面雙塔斜拉橋—連續(xù)梁協(xié)作體系。

2雙壁鋼吊箱圍堰設(shè)計

1）設(shè)計原則：鋼吊箱圍堰的設(shè)計本著受力條件好、穩(wěn)定性強、方便施工、節(jié)約材料的原則進行設(shè)計。根據(jù)主橋承臺的尺寸和形狀以及樁基鋼護筒的平面布置形式設(shè)計，吊箱長寬方向考慮1.2米模板作業(yè)空間，底標(biāo)高以承臺底標(biāo)高加上封底混凝土厚度為準(zhǔn)，頂面標(biāo)高根據(jù)常水位情況確定。閩江大橋經(jīng)過計算比選設(shè)計鋼吊箱長21.2米、寬13.1米，內(nèi)外壁間距均為0.8m。

2）結(jié)構(gòu)形式：雙壁鋼吊箱圍堰結(jié)構(gòu)主要由底板系統(tǒng)、壁板系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、內(nèi)支撐系統(tǒng)等幾部分組成。

鋼吊箱底板結(jié)構(gòu)示意圖

3）細(xì)部結(jié)構(gòu)：底板系統(tǒng)由型鋼格構(gòu)梁和面板組成，主次梁分別為Ⅰ32a和[14，面板為8mm厚的Q235鋼板，主要用來承受封底混凝土的荷載。雙壁鋼吊箱圍堰各節(jié)段內(nèi)外壁面板及隔艙板均采用5mm厚鋼板；雙壁鋼吊箱圍堰內(nèi)部為空間桁架結(jié)構(gòu)，水平主桁加強圈采用[10槽鋼和∠75×75×8角鋼組成，豎向1米；豎向加勁肋采用[8槽鋼，環(huán)向間距0.5米；桁架空間拉結(jié)綴條采用∠75×75×8角鋼，法蘭連接角鋼采用∠100×100×10角鋼。懸吊系統(tǒng)采取拉壓桿形式，截面2[14b，為剛性結(jié)構(gòu)，抽水后經(jīng)過處理能夠承受一定的壓力。每個護筒四周布置4個拉桿，周邊受力較大的部位適當(dāng)增加吊點。雙壁鋼吊箱圍堰頂部采用I40大型工字鋼進行橫向支撐，以增強雙壁鋼吊箱圍堰的整體性，支撐梁沿圍堰縱向每7.5米設(shè)置一道支撐梁。圍堰底口封底范圍內(nèi)壁鋼板外側(cè)設(shè)置剪力鍵，以增強封底混凝土與鋼吊箱圍堰壁板的粘結(jié)力；剪力筋采用十字狀鋼板制作，單件長度為0.5米，沿內(nèi)壁鋼板外側(cè)縱、橫向間距均為1米交錯布置。

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4）整體結(jié)構(gòu)：鋼吊箱圍堰總高6.2m，第1節(jié)高1.2m，與封底混凝土同高不做周轉(zhuǎn)使用，第2節(jié)高為5m，待承臺施工完成后拆除移至下一承臺周轉(zhuǎn)使用。單節(jié)雙壁鋼圍堰分為14塊段。

3雙壁鋼圍堰拼裝下沉

雙壁鋼圍堰按自下而上的順序進行拼裝，即先底板和拉壓桿后依次各分層鋼圍堰段。

在樁基鋼護筒外壁焊接臨時支撐牛腿，然后按照設(shè)計圖紙吊裝安放主梁，形成底板主骨架；再安裝焊接次梁及面板，最后安裝拉壓桿并臨時固定在護筒周圍，待壁板安裝完成下放至制定位置后與護筒焊接形成整體，承受吊箱向下的重量。

底板拼裝完成后，利用駁船將鋼吊箱圍堰壁板各塊段運至指定水域，再采用起重船對稱拼裝各塊段；上、下層鋼吊箱圍堰通過水平法蘭進行連接。

鋼圍堰下沉前，準(zhǔn)確測定鋼圍堰在水中的平面位置，再在樁基鋼護筒與鋼圍堰間設(shè)至反力架，通過倒鏈水平牽引以調(diào)整鋼圍堰的平面位置直至符合要求；然后在樁基鋼護筒外側(cè)面安裝限位裝置，以使鋼圍堰按要求的平面位置下沉。采用I32工字鋼進行焊制限位裝置。

用水泵向圍堰的各隔倉均勻灌水，由岸上測量人員進行鋼圍堰的精確定位，達到設(shè)計要求后，立即將拉壓桿焊接固定在護筒外壁上，自護筒頂往下每30cm設(shè)一道焊接。

4雙壁鋼圍堰封底施工

雙壁鋼吊箱圍堰準(zhǔn)確定位并封堵完成后，在鋼吊箱圍堰及樁基鋼護筒頂部采用I40a工字鋼及5cm厚木板搭設(shè)混凝土灌注腳手平臺，再在平臺上拼裝混凝土輸送泵管，然后開始封底混凝土澆注施工。

鋼吊箱圍堰封底混凝土采用垂直導(dǎo)管法進行多點灌注。為提高封底混凝土的流動性和延長封底混凝土的初凝時間，采用C20水下不分散混凝土，以滿足施工需要。

根據(jù)鋼吊箱圍堰的尺寸和鉆孔樁鋼護筒阻擋情況布置混凝土灌注點，確保水下砼能澆注并流動到每一個角落，從而保證封底效果。

封底混凝土的澆注方法同普通水下混凝土的灌注方法，每個灌注點均須進行首盤封底混凝土的灌注施工。封底混凝土灌注施工采用內(nèi)徑300mm導(dǎo)管及2m3容量的料斗，料斗及導(dǎo)管采用25t起重船進行提升，在混凝土輸送泵管端部安裝90°彎頭泵管插入料斗以進行混凝土的灌注施工。導(dǎo)管吊放時應(yīng)保持軸線順直，同時導(dǎo)管口應(yīng)下沉至距巖面約20cm處。封底混凝土的灌注高度應(yīng)高出承臺底設(shè)計標(biāo)高10cm，在堰內(nèi)抽水后鑿除封底混凝土頂面的松弱層至設(shè)計標(biāo)高。為保證鋼圍堰混凝土封底效果，鋼吊箱圍堰內(nèi)承臺施工工作寬度范圍內(nèi)可適當(dāng)加高封底混凝土的厚度。

水下混凝土澆筑過程中應(yīng)注意的事項：用測深錘每隔一段時間，測出混凝土表面標(biāo)高，將原始資料記錄下來，隨時通報現(xiàn)場值班技術(shù)員，用以指導(dǎo)導(dǎo)管提升、下料及灌注點的布置，同時也避免導(dǎo)管埋置過淺而使導(dǎo)管懸空，混凝土澆筑終結(jié)時，盡量調(diào)平混凝土表面平整度。

封底混凝土達到設(shè)計強度后，采用水泵向雙壁鋼吊箱圍堰各分艙內(nèi)注水壓重，以防止在高水位時，鋼圍堰出現(xiàn)上浮而導(dǎo)致出現(xiàn)工程事故。雙壁鋼吊箱圍堰注水壓重時，應(yīng)做到均勻、對稱隔艙加水；注水高度通過鋼吊箱圍堰抗浮力計算后確定。

5支撐與抽水

封底混凝土達到設(shè)計強度后，即可進行圍堰抽水，采用4～6臺6寸水泵進行抽水。在抽水過程中應(yīng)密切灌注鋼吊箱圍堰的變形情況以及圍堰漏水、滲水情況，對出現(xiàn)的問題應(yīng)及時進行處理。

為增強雙壁鋼圍堰的整體性，在進行堰內(nèi)抽水前，應(yīng)在雙壁鋼圍堰頂部設(shè)置拉結(jié)橫梁。拉結(jié)橫梁采用I40a工字鋼制作，沿鋼圍堰縱向每7.5米設(shè)置一道，拉結(jié)橫梁兩端應(yīng)與鋼吊箱圍堰頂層水平桁架焊接牢固。布置拉結(jié)橫梁時，應(yīng)避開主墩墩身位置。

抽水完成后正常進入承臺混凝土施工工序。

6經(jīng)驗總結(jié)

通過南平閩江大橋工程的承臺施工設(shè)計，主要系統(tǒng)研究了雙壁鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計、關(guān)鍵技術(shù)問題的解決