钢吊箱设计施工论文

钢吊箱设计施工论文（精选8篇）

钢吊箱设计施工论文 篇1

1 工程概况

鸭绿江大桥位于丹东新城区国门湾, 桥梁全长3030.4m, 全宽28.5m;其中主桥为86+229+636+229+86=1266m的H型双塔双索面钢箱梁斜拉桥。主墩基础为嵌岩群桩基础, 采用40根Φ2.5m的钻孔灌注桩, 桩长39.2m, 桩间距6.2m。承台为六角圆端形, 平面尺寸69.481×23.4m, 厚度6m。钢吊箱作为承台干施工的挡水结构和承台混凝土浇注的模板, 施工结束后作为索塔基础防船舶撞击的防撞设施。钢吊箱采用有底、双壁结构, 吊箱内轮廓尺寸为69.481×23.4m, 外轮廓尺寸71.995×25.877m, 壁厚1.2m, 壁板总高度9.9m, 采用C25混凝土封底, 厚度1m。钢吊箱构造详见图1。

2 钢吊箱设计

2.1 钢吊箱结构设计

钢吊箱主要由壁体、底板、内撑、拉压杆等几大部分组成。

壁体主要由内外壁板、隔舱板、箱梁、环板、竖向次梁、水平横撑组成, 在双层板架之间设置竖向箱形梁、垂直舱壁板作为一级支撑结构, 水平设置环形板作为二级支撑结构, 垂向设置次梁为三级支撑结构。内外壁之间通过横向联系撑和舱壁板连接而形成整体。

钢吊箱底板由I36主梁, HN200×100次梁, HM200×150加强次梁及t=8mm钢板、加强桁架、封边槽钢组成。

内撑主要由底板桁架及Φ820×8mm钢管撑组成。

拉压杆采用双拼槽18a, 包括底板主梁上拉压杆、内撑钢护筒与底板连接拉压杆、钢护筒处桁架上拉压杆、辅助桩处桁架上拉压杆。

2.2 钢吊箱计算

结合钢吊箱的实际施工工艺, 主要计算了以下五个控制工况:

工况一:钢吊箱的起吊和下放;

工况二:钢吊箱下放就位;

工况三:抽水;

工况四:浇注封底混凝土;

工况五:浇注承台混凝土。

考虑各个工况的最不利情况, 主要计算承重架、拉压杆、连接点的强度和稳定性以及封底混凝土的强度、握裹力。

3 施工准备

3.1 前场准备工作

在外围24根钢护筒上焊接钢吊箱壁体拼装牛腿、底板拼装牛腿以及整体下放导向装置。采用长臂挖掘机对河床进行清淤, 定期复测河床标高是否满足钢吊箱下放就位要求。

3.2 设备准备

前场配备两台70t桅杆吊, 上下游各布置一台。后场配备一台50t履带吊用于钢吊箱加工和起重设备转运。下放设备选用柳州雷姆产8台YCW250t穿心千斤顶, 平台中间放置下放油压中心控制室, 保证下放的同时性。

4 主要施工工艺

4.1 辅助钢管桩施沉

考虑钢吊箱跨度较大, 故在钻孔平台拆除后, 利用70t桅杆吊在钢吊箱中间位置施沉两根Φ1200×12mm的钢管桩作为辅助钢管桩, 并在辅助钢管桩上设置剪力牛腿。

4.2 壁体、底板加工制作

钢吊箱制作总体工艺采取将散件下料加工, 在场内按照设计要求分块制作成块件, 然后将块件单元转运至指定位置存放, 待前场墩位处符合拼装条件情况下, 利用起吊设备以及平板车将分块单元分批转运至前场焊接、拼装。根据块件场地制作及运输条件要求、现场起重设备起吊要求, 将底板划分为14个单元块件, 壁体划分为20个单元块件。

4.3 壁体、底板运输

钢吊箱壁体及底板通过平板车运输至墩位处, 壁体、底板块件在后场由50t履带吊起吊装车, 通过施工栈桥运输至现场。在各块件起吊装卸、搁置和运输过程中, 为避免其变形, 对吊点等受力较大且不均匀处进行局部加固处理, 同时安排专人尾随平板车。

4.4 壁体、底板拼装

4.4.1 钢牛腿拼装

在承台周边钢护筒上焊接28个牛腿作为壁体和底板的承重结构。同时, 在内部钢护筒间也增设用于底板承重的拼装牛腿。

4.4.2 底板拼装

底板块件制作完毕后利用平板车转运至现场墩位处, 利用2台70t桅杆吊按顺序对称吊装底板, 测量、定位完毕后进行底板次梁、加强次梁、拼缝区钢面板以及梁体的对接焊接。

4.4.3 壁体拼装

底板拼装完毕后, 进行吊箱壁体拼装, 钢吊箱壁体块件由主墩上下游两台70t桅杆吊, 4根长6m的Φ28钢丝绳以及4个25t卡环作为起吊的工索具, 对称起吊拼装, 单块壁体具体拼装步骤如下:

(1) 割除悬出底板封边槽钢的钢面板。

(2) 在底板上根据设计图纸及壁体单元分块线放样出壁体拼装内轮廓线及每相邻块件间的拼装接线, 并在内侧轮廓边线上焊制定位码子, 以此控制钢吊箱下口线的平面位置, 同时将手拉葫芦一端固定在钢吊箱内壁板转运吊耳上。

(4) 利用70t桅杆吊将壁体单元起吊至安装位置下口通过定位码子就位后, 与定位码子临时焊接加以固定, 上部利用手拉葫芦与另一端底板固定, 测量垂直度, 待垂直度满足要求后, 焊接型钢梁I25a作为壁体拼装过程中的临时支撑。

(5) 临时支撑焊接完毕后进行壁体与底板的焊接以及内壁板、环板、水平横撑的焊接, 并采用挂梯进行刃角位置的角钢与外壁板以及底板梁体的焊接, 刃角位置一端焊接于外壁板竖向次梁上, 一端焊接于底板次梁上, 再在壁体上口位置采用脚手板搭设行走通道。对所有壁板及隔仓板焊缝进行煤油渗透性试验, 如发现有渗水现象, 及时进行补焊。

4.5 底板加强桁架拼装

钢吊箱中部底板设加强桁架, 其主要作用在于钢吊箱下放入水后增大底板刚度, 降低底板挠曲变形, 底板加强桁架采用后场组装转运至前场进行整体拼装。

4.6 钢吊箱下放

4.6.1 下放前准备与下放结构

钢吊箱重量约700t (不含辅助施工材料以及钢吊箱下放承重系统重量) , 采用8台250t穿心千斤顶进行整体下放。下放前将承重架安装护筒接长, 在钢吊箱壁体加强位置进行挂腿制作、焊接, 在壁体和底板设置连通器。下放系统结构见图2。

4.6.2 下放设备与控制系统

钢吊箱下放系统主要由千斤顶、控制泵站、高强钢绞线、锚具、夹片及起吊装置组成。千斤顶共分两组布置在钢吊箱壁体内侧根部, 每组配置4台千斤顶。

(1) 千斤顶安装

共设置8台已安装位移传感器的250t穿心千斤顶, 千斤顶安装在钢护筒顶端平台上, 利用吊锤对千斤顶穿心孔和承重架开孔对中。

(2) 泵站

在上下游各设置一个泵站同时控制四台千斤顶。泵站工作原理是在千斤顶上安装位移传感器, 计算机采集传感器信号使液压泵站同步控制各千斤顶动作, 保证各点下放时位移偏差在3mm以内, 使得钢吊箱下放时保持平衡和精确定位。

(3) 钢绞线、锚具、夹片安装

钢绞线选用Φ15.24的高强钢绞线作为钢吊箱下放的柔性吊杆, 锚具采用10孔锚具。在千斤顶、泵站安装到位后将钢绞线的一头穿过千斤顶, 穿过后在钢绞线上安装连接头, 然后下放钢绞线, 将连接头与钢吊箱壁板挂腿连接。

4.6.3 下放步骤

(1) 下放前逐个将千斤顶进行预张拉, 检查锚具、夹片、钢绞线以及承重系统是否受损, 无误后提升钢吊箱。

(2) 割除钢牛腿。

(3) 检查钢牛腿是否完全割除, 检查其他阻碍钢吊箱整体下放的障碍物, 检查无误后开始钢吊箱整体下放。

(4) 下放就位后, 关闭液压泵站, 锁死千斤顶。

4.7 钢吊箱定位

钢吊箱下放通过导向装置和手拉葫芦控制钢吊箱的下放精度, 具体精度要求见表1。钢吊箱下放就位后进行拉压杆的安装。拉压杆安装完毕后, 下放千斤顶使拉压杆全部受力, 由于钢吊箱与护筒之间为全销接结构, 为避免在千斤顶拆除后, 对拉压杆受力产生不利影响, 故在千斤顶拆除前焊接吊箱牛腿, 牛腿采用双拼HN450×200型钢, 共设置8个。

5 封底混凝土施工

5.1 封底混凝土浇注

承台封底混凝土总方量为1300m3, C25普通混凝土, 封底混凝土厚度1m, 采用斜面浇注、逐层推进法上下游同时对称浇注。千斤顶及下放系统拆除完毕后, 利用高压水枪对吊箱内的杂物、淤泥进行清洗, 焊接底板封堵环形钢板, 关闭壁体及底板连通器, 焊接上部环形钢板及辅助钢管桩处剪力牛腿, 绑扎封底混凝土钢筋, 浇注封底混凝土。

5.2 封底混凝土养护

混凝土浇注后, 及时进行养护以降低大体积混凝土块体里外温度差和减慢降温速度, 降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度。混凝土表面压平后, 先在混凝土表面洒水, 再覆盖一层塑料薄膜, 然后在塑料薄膜上覆盖保温材料进行养护, 防止混凝土暴露。

6 结语

经过2个月的努力, 顺利完成了主墩钢吊箱的拼装下放和封底。实践证明, 鸭绿江大桥钢吊箱的设计方案合理, 施工工艺可靠, 为今后类似深水基础的施工提供了有益的参考和借鉴。

摘要：鸭绿江大桥的主桥为86+229+636+229+86=1266m的H型双塔双索面钢箱梁斜拉桥, 其中方侧主墩位于江中, 采用钢吊箱围堰施工。结合鸭绿江大桥中方侧主墩钢吊箱的设计和施工实践, 详细介绍了钢吊箱的设计要点和施工工艺。

关键词：鸭绿江大桥,斜拉桥,钢吊箱

参考文献

[1]JTG D60-2004, 公路桥涵设计通用规范[S].

[2]GB50017-2003, 钢结构设计规范[S].

[3]JTJ041-2000, 公路桥梁施工技术规范[S].

[4]交通部第一公路总公司.公路施工手册.桥涵[M].北京:人民交通出版社, 2000.

[5]辽宁省交通规划设计院.中朝鸭绿江界河公路大桥施工图设计[Z].沈阳, 2011.

钢吊箱设计施工论文 篇2

摘要：近年来，我国经济的高速发展同时也带动了交通运输行业的发展，一大批跨越江河湖海的大跨度的深水型桥梁逐渐被建设起来。其中，深水构筑物的基础施工是深水桥梁的施工难点。钢围堰、钢吊箱在目前来说是深水构筑物的基础施工的主要形式。同普通的钢围堰比较，钢吊箱施工的工期短、水流的阻力小，通航便利、施工工艺简单、经济合理等优点，因而被广泛的采用在深水桥梁桩基施工中。笔者结合京沪高速铁路济南黄河公路大桥深水桥梁桩基施工，对钢吊箱围堰在桥梁施工中的应用进行了研究。

关键词：钢吊箱围堰；深水桥梁桩基；施工技术

1.钢吊箱围堰的结构类型比选

目前，国内桥梁的施工难度越来越大，更多类型的跨越海峡的桥梁不断出现，所以如何在深水环境下进行桥梁桩基施工，也是亟待解决的问题。承台是桩基重要的组成部分，施工的难度大、环境恶劣。对该部分的工程进行针对性的施工前期准备是保证该工程项的实施顺利的保证。首要工作是确定钢围堰的结构形式，本文通过对选用单壁围堰和双壁、有底的吊箱和无底的围堰侧包底和底包侧的结构形式。等方面对围堰常见的钢围堰的形式进行了比选。

（1）双壁钢吊箱和单壁钢吊箱比选

双壁钢吊箱围堰的优点为：隔水效果好，吊箱刚度大，由于是双壁结构，所以吊箱在水中可实现自浮、易定位、易调整，适用于水深流急处，且可以作为防撞设施。但与普通吊箱结构相比，作为双壁钢吊箱拼装工序、加工制作较为复杂，且钢材用量相对较多。

单壁钢吊箱围堰有优点也有缺点，优点为：在单壁钢吊箱的制作过程中拼装浮运方便、加工制作较简单、用钢量较少。缺点为：在水中定位调整比较困难，由于是单壁结构，刚度较小，容易漏水，在水深流急区域使用风险过大。

从国内外一些桥梁桩基的施工经验来看，一般小型承台的施工多使用单壁钢吊箱。另外，通过对现场的水文、地质环境进行调查分析可得出，现场河流流速过快的钢吊箱需具有刚度大且易于定位的要求。最终选用双壁结构。

（2）无底钢围堰与有底钢吊箱比选

无底钢围堰的优点是：钢材用量相对较小，围堰在下沉时受干扰较小，施工中不受桩基影响，整个围堰承受荷载较小且围堰结构简单。而缺点就在于由于无底，故在施工过程中封底混凝土容易流失。且为了保证施工环境的干燥，围堰的刃角需入河床，对地质要求比较高，同时围堰下沉施工定位难度比较大。

有底钢吊箱的优点是：在围堰施工过程中，利用钢护筒定位，所以围堰的定位精度比较高。在吊箱下沉的时候，由于是密封的箱体结构，所以底部的封底混凝土不会出现流失现象，同时受地质情况影响较小。缺点就在于有底钢吊箱用钢量大，吊箱承受荷载较大，构造较为复杂。同时吊箱在下放过程中会受到桥梁下部桩基的影响，施工难度较高[8]。

济南的黄河大桥的桥梁基础，该桥址位置水深流速较快，水底分布大量的石块，从地质条件来看，河床位置为松软的土层，影响钢围堰的施工。综合两种结构类型的优缺点的具体因素和现场实际地质情况，最后采用有底围堰结构。

（3）侧包底的结构形式和底包侧的结构形式的比选

侧包底的结构形式的优点：底板与侧板进行交叉作业，工期缩短，现场的焊接量减少，保障了焊接的质量。底包侧的结构形式施工的工期较长，现场的焊接量增大，不能保障焊接的质量。根据对工程实际情况进行分析，侧包底结构形式明显缩短了施工工期。为保障施工现场的焊接的质量，要求专业的焊工对壁板和底板进行焊接。钢吊箱因此采用侧包底的结构形式。

2.钢吊箱围堰施工工艺比选

由于施工现场所处环境较为复杂，如何确保钢吊箱能够按照要求运送到指定的桥址位置是较关键的问题，这就需要进行钢吊箱施工工艺的比选。钢吊箱施工工艺比选的内容包括钢吊箱整体吊装吊箱的施工工序主要包括加工拼装、下沉就位、堵漏、封底混凝土浇筑、承台施工等。

（1）加工拼装形式比选

目前，对于大型的钢吊箱围堰的加工拼装常采用整体吊装和现场拼装两种形式。

所谓整体吊装，是将整个承台分为三个整体依次进行吊装而成。整体吊装的优点在于与其他分项工程交叉施工、可以较好的节省工期，由于将承台分为三部分分块进行吊装，分块下放风险较小，同时可以有效的减少现场的焊接工作量。但是这类加工形式对现场的浮吊设备要求较高，由于2号主墩面积较大，故吊箱所需的加工场地较大。

现场拼装是指将整个承台分为较多的小块进行拼装，同时对吊装设备的要求较低，加工形成的钢围堰整体性和防水性相对较好，围堰结构简单，钢材用量相对较少。但由于在现场进行散拼，现场的焊接量较大，这就对焊接质量有较高的要求。

通过实际勘察发现，桥址附近有较大的场地进行钢吊箱整体的加工。根据现场的实际情况，可聘用专业的焊工进行现场焊接以确保钢吊箱的焊接质量。考虑上面的因素，选择整体吊装工艺。

（2）下沉就位方式比选

国内外对于钢吊箱围堰下沉就位的方式主要有分节下放和整体下放两种形式。

钢吊箱分两节，下放拼装完成后的第一节钢吊箱能入水自浮，加水下沉第二节完成拼装的钢吊箱到规定位置是钢吊箱的分节下放。这类形式的工艺较成熟，施工极为方便，对下放设备的要求相对较小，而且由于分节进行，所以每次下放的重量较小，风险也相对较小。但由于分节进行吊箱的下放，整个吊箱施工的周期会较长，现场的拼装质量较差。

钢吊箱的各结构在水面以上被拼装成整体后下放到规定的位置是钢吊箱的整体下放。用这类方式进行下沉就位，围堰的整体刚度较好，拼装速度较快，有利于缩短工期。但对千斤顶设备要求较高，单次下放重量大，下放风险较高，目前我国这类大型钢吊箱围堰整体下放的技术经验相对较少。

由于分节下放的工艺成熟，施工方便，并且对下放的起吊设备要求不高，下放的风险较小。结合上述原因，本工程采用分节下放的下放工艺。

3.双壁钢吊箱围堰结构设计

与传统的围堰结构相比，钢吊箱的围堰结构具有施工的工期短、受水流影响较小、不影响通航、材料的用量少、经济合理等优点，近几年在桥梁的承台施工中广泛采用。例如三门江大桥21、22号主墩基础施工、浅海涌特大桥7、8号桥墩基础施工、重庆绕城高速长江大桥主墩基础施工、荆沙大桥3号主塔墩基础施工、湖北鄂黄大桥主桥6号墩基础施工都采用了钢吊箱围堰结构。济南黄河大桥2号主墩钢吊箱平面尺寸50m×36m。本章将主要结合济南黄河大桥2号主墩的工程背景对本工程所采用双壁钢吊箱的结构进行设计。

（1）底板结构

底板是区分钢吊箱围堰和普通钢围堰最主要的特征，在围堰中主要承受竖向荷载。济南黄河大桥2号主墩，其钢吊箱采用分配梁底板结构，其主要结构组成：面板15mm，主梁HN500×200、HN400×180，上层底板次梁∟l20×75×20，下层底板次梁∟120×75×20，底板桁架上弦杆2[20b、竖杆[18b、斜杆2[14a、上平连∟75×6。

（2）壁板结构

壁板在钢吊箱中主要承受静水压力、水流及波浪的冲刷作用。济南黄河大桥基础施工为了便于钢吊箱的就位下沉，均采用双壁钢吊箱结构施工。2号主墩钢吊箱壁板，由3节组成，首节高度为5.0m，次节高度为4.4m，第三节高度为6.6m。其结构组成为：内壁板6mm，外壁板8mm，组合箱梁翼缘板20mm、腹板16mm，縱向次梁∟75×50×6，隔舱板12mm，隔舱板加强角钢∟75×50×6，环板厚20mm，内外壁板横撑∟80×8、∟90×10、∟100×10、∟125×10。

（3）内支撑结构

西江特大桥双壁钢吊箱设计与施工 篇3

西江特大桥是广珠城际轨道交通工程的重难点控制工程。本文主要针对142号桥墩, 研究大型钢吊箱在施工过程中各工况的受力特性。根据勘察和设计资料, 施工水位达到21 m, 因此设计时采用双壁吊箱结构。

2 吊箱结构

钢吊箱围堰为双壁圆角矩形, 其平面尺寸为:24.53 m×18.9 m (水流方向) ×21.5 m (高度) , 吊箱内外壁之间相距1.4 m。吊箱在高度方向上分三节 (6 m, 7.5 m, 8 m) , 吊箱内部在高度方向上设有两道内支撑。根据现场起吊和运输能力可对吊箱每节进行分块, 以便钢吊箱的吊装、运输和拼组;壁板为6 mm厚钢板, 壁板水平方向设置加劲角钢, 竖向在壁仓内设置隔舱板, 隔舱板与壁板相交处设置10 mm×300 mm补强板, 同时在隔舱板上设置加劲肋;底板厚度6 mm, 大龙骨为焊接工字钢600 (500×20/560×16/500×20) mm, 小龙骨为焊接工字钢400 (300×20/360×12/300×20) mm, 小龙骨为间断, 并在间断处与大龙骨焊接连接;水平设两道水平支撑, 采用ϕ720×12 mm;设26根抗压 (拉) 柱, 每根柱由2[36a槽钢拼成箱形断面, 长20.894 m, 每根抗压 (拉) 柱都要与中间内支撑用钢板焊接连接, 以便减小自由长度, 增加抗压 (拉) 柱的稳定性。在抽水过程中, 间隔3 m用20a槽钢两根与钢护筒之间焊接一道连接杆件;封底采用C25混凝土, 厚度为3 m。

3 工况计算与应力分析

3.1 有限元结构分析

本文借助大型通用有限元软件MSC-Patran/Nastran, 考虑整体结构对称性, 选取二分之一结构, 建立三维空间有限元结构模型。钢材材料参数:弹性模量E=210 GPa, 泊松比v=0.3, 密度ρ=7 850 kg/m3, 采用线弹性本构模型模拟。单元选取时除了底板加劲肋和水平桁架采用梁单元以外, 其余所有构件均采用板单元模拟, 使有限元模型尽量接近实际结构, 计算结果更准确。

3.2 工况及载荷分析

工况一:钢吊箱下沉及封底混凝土浇筑。吊箱为双壁结构, 通过壁仓注水下沉, 靠浮力来抵制吊箱结构重力, 此时壁板和底板主要承受由于壁间内外水头差产生的水压力。考虑3.4 m封底混凝土一次浇筑时, 由于封底混凝土未固结, 没有刚度, 底板还承受封底混凝土产生的压力。

工况二:封底混凝土固结后, 抽干吊箱内部的水。为了使得上浮力较小, 往壁舱内注水与壁仓外水位相平, 此时只有吊箱内壁受水压力作用。封底混凝土固结, 与底板结合成整体, 整体上浮力靠封底混凝土与钢护筒之间的粘结力和拉压杆一起承受。

工况三:底节支撑拆除。为了有足够的空间进行桥墩施工, 第一节承台 (5 m) 混凝土固结后拆除底节支撑, 承台替代下层支撑受力。主要验算壁板、隔舱板、上层支撑的变形和受力。

工况四:调整顶节支撑形式。承台顶面与施工水位相差13 m, 不能直接拆除顶节支撑进行墩身施工, 第一次墩身施工到顶节支撑附近后调整支撑形式后再进行墩身施工, 同时往吊箱内部注水至施工位置, 减小内外水头差。

设计载荷除了考虑由于水头差产生静水压力和混凝土对壁板压力以外, 还考虑沿水流方向引起的流水压力, 设计流速按v=2 m/s计算, 在水流方向产生的流水压力为0.004 MPa, 按均布载荷加载。

3.3 吊箱计算结果及分析

分四种工况形式对整个施工过程进行了计算, 计算结果列入表1。

从表1的计算结果可以看到, 结构的最大应力和最大变形都出现在工况一, 主要是由于封底混凝土未固结前对底板的竖向压力而产生的, 封底混凝土固结后与钢吊箱底板以及大小龙骨组合成整体一起受力, 因此工况二、三、四计算中不用考虑底板的破坏, 工况一为底板最不利工况;壁板、隔舱板、水平角钢及围檩的最大应力分别为128 MPa, 143 MPa, 134 MPa和149 MPa, 出现在工况二, 工况二为封底混凝土固结后抽水工况, 吊箱内外水头差接近18 m, 为吊箱施工最不利工况, 相比而言水平桁架受力较小, 内外壁板的传力主要通过隔舱板来连接, 设计时通过沿壁仓周长方向间隔1.5 m～2 m设置一道隔舱板, 从位移变形可以看到, 吊箱围堰的整体变形很小, 水平桁架主要起保持结构整体稳定性作用;工况三与工况二相比, 承台替代了底节支撑, 除了内支撑应力有所减小外, 其余构件受力没有明显变化;整个计算过程除了底板局部最大应力达到172 MPa外, 其余构件应力均在170 MPa以内, 并且整体结构变形也相对较小, 满足施工要求, 为安全施工, 可以采取对封底混凝土分两次浇筑, 从而可以减小封底混凝土对底板作用, 减小底板应力。

4 整体计算

4.1 整体屈曲分析

对四种工况进行对比分析, 工况二与工况三两种情况下, 壁舱与吊箱内的水头差最大分别为17.9 m和12.9 m, 从计算也可以看到, 内支撑、围檩以及隔舱板所受压应力相对较大。因此分别选择工况二与工况三两种情况进行屈曲分析。同样借助MSC-Nastran进行分析。

最后计算得到, 工况二与工况三两种情况下的屈曲系数分别为4.1和4.77, 均大于4, 说明整体结构的稳定性也能得到保证。

4.2 整体抗沉浮计算

26根拉压杆按均匀受力考虑, 吊箱总重G=760 t, 吊箱底面积St=344.96 m2, 壁仓底面积S2=107.2 m2, 护筒面积S3=90.5 m2, 钢吊箱的沉浮主要由拉压杆控制, 混凝土与钢护筒的粘结力作为安全储备, 计算工况一、二单根拉压杆的受力分别为F1=61.5 t和F2=-102.8 t。压杆长度按10 m考虑, 拉压杆的承载力为:F拉=207 t和F压=153 t, 因此整体抗沉浮满足要求。

4.3 桩的抗弯与抗拉验算

当封底混凝土固结后与钢护筒结合成整体, 吊箱所承受的水流冲击力为非对称力, 使得桩承受一定的弯矩, 流水压力按前面计算取最大值0.004 MPa, 为倒三角形式分布, 同时竖直方向吊箱底部承受水压力为0.135 MPa。直径2.8 m的钻孔桩承受的最大轴力和弯矩分别为:3.85×106 N和3.96×108 N·mm, 桩的最大拉应力为0.81 MPa<1.42 MPa, 不考虑桩配筋作用下都满足安全要求。

5 吊箱围堰的下沉过程

双壁钢吊箱采取注水悬浮方式下沉, 整体施工主要分以下几个过程:1) 在钢护筒上焊接牛腿作为拼装平台, 根据底板分块在钢护筒上设置吊架, 并且用吊架分别吊住每块底板, 吊放设备采用手葫芦。在牛腿上拼组焊接, 第一节吊箱焊接好后 (包括底板、壁板和拉压柱) , 检查拼接焊缝, 确保泌水;2) 采用手葫芦 (20 t手葫芦36个) 将第一节钢吊箱提起, 拆除牛腿, 使钢吊箱下沉, 36个手葫芦同步操作, 每次下放1.22 m, 倒换一次手拉葫芦的链条;3) 吊箱下沉到干悬高度接近1 m时, 停止下沉, 通过手葫芦以及拉压柱将吊箱吊放在钢护筒上, 拼装并焊接第二节钢吊箱;4) 重复操作直到钢吊箱全部拼装并下沉至设计标高, 通过连接钢板将拉压柱与钢护筒焊接相连;5) 在每个钢护筒外侧套入两个半圆形堵漏圈, 沿护筒下放到底板上堵住底板与护筒缝隙, 然后进行封底混凝土浇筑;6) 封底混凝土凝固后开始抽水, 凿除拉压柱与护筒见混凝土, 将拉压柱下端用连接板与钢护筒焊接, 割除混凝土以上钢护筒及拉压杆;7) 进行承台与墩身施工。

6 结语

西江特大桥双壁钢吊箱施工水位高, 施工难度大, 设计时采用板壳结合形势, 与桁架形势相比刚度要大, 并且加工方便。通过对整个施工过程的分析与计算可以得到:钢吊箱结构的应力在材料的允许应力范围以内, 并且结构变形很小, 拉压杆受力能够抵制吊箱结构的下沉与上浮, 吊箱结构在施工过程中不会发生屈曲, 满足安全施工要求。

摘要：结合西江特大桥双壁钢吊箱围堰施工实例, 采用结构分析软件MSC-Patran对钢吊箱的整个施工过程进行计算, 并且对吊箱结构的整体屈曲和抗沉浮进行了分析, 计算结果表明, 吊箱结构应力和变形满足要求, 为安全施工提供必要保证。

关键词：钢吊箱,有限元方法,围堰施工

参考文献

[1]GB 50017-2003, 钢结构设计规范[S].

[2]王国正, 翟履谦.钢结构原理与设计[M].北京:清华大学出版社, 1993.

[3]魏钟明.钢结构[M].武汉:武汉理工大学出版社, 2002.

[4]刘自明.桥梁深水基础[M].北京:人民交通出版社, 2003.

钢吊箱设计施工论文 篇4

1.1 工程地理位置

西江特大桥位于江门支线, 起于中山市古镇, 止于江门市外海镇, 起讫里程JDK53+599.87～JDK57+394.75, 中心里程JDK55+504.365, 全长3809.99m, 线路呈东西走向, 横跨西江。

1.2 工程结构设计简介

主桥为 (100+2×210+100) m独塔斜拉连续刚构组合结构, 全长621.6m, 有碴轨道桥面。主桥共5个桥墩位于水中, 其中73#墩距离中先大堤约222m, 水深约30m。基础为直径2.8m的钻孔摩擦桩, 共12根。承台为高桩承台。设计分两层, 第一层高5m, 第二层高2m。孔跨布置详见图1。

1.3 工程地质、水文

西江水文情况为:1/100洪 (潮) 水位为5.246m, 洪峰流量为23516m3/s;1/300洪 (潮) 水位为5.594m, 洪峰流量为25309m3/s;设计施工水位4.164m, 设计流速2.31m/s。墩位处地质情况依次为:表层为第四系海相沉积为主的海陆混合相沉积, 地层主要为灰白色、灰色、灰黑色流塑状淤泥土, 中部夹有粉细砂、圆砾土, 大部分地段厚约 (15～30) m, 最大厚度大于40m。下伏基岩为细砂岩、泥质粉砂岩, 强风化～弱风化。

1.4 工程施工重点和技术难点

1.4.1 工程施工重点

73#、74#墩水中平台、钢吊箱围堰设计与施工。

1.4.2 技术难点

(1) 水文地质条件复杂, 施工难度大, 施工水深达30m, 河床淤泥覆盖层达10m以上, 地质条件复杂。

(2) 承台距水面1 8 m, 承台底距河床12m, 工期紧, 施工难度大。

(3) 每天受涨落潮影响较大。

2 钢吊箱设计

钢吊箱围堰是为承台施工而设计的临时阻水结构, 其作用是通过侧板和封底混凝土为承台提供无水的施工环境, 同时吊箱内壁板可作为第一层承台的外模板。

2.1 钢吊箱设计条件

2.1.1 水文条件

设计图提供的施工水位+4.164m, 以此水位条件进行钢吊箱结构设计。

2.1.2 施工工况条件

根据钢吊箱围堰施工作业时段, 设计受力状态按下述四种工况进行分析: (1) 钢吊箱整节下沉工况; (2) 封底混凝土施工工况; (3) 抽水施工工况; (4) 灌注承台施工工况。

2.1.3 施工要求

73#墩钢吊箱设计时综合考虑了钢吊箱运输方式为分块在厂内加工、汽车运至码头, 驳壳船运至墩位, 在墩位处拼装、整节下沉, 并根据第一层承台结构尺寸22.6×1 6.6×5m确定其平面内尺寸为2 2.8×16.8m (每边比承台尺寸放大0.1m) 。钢吊箱顶标高设计为+4.666m, 底标高-13.214m, 吊箱高度17.88m。钢吊箱设计分为三节。

2.2 钢吊箱结构简介

钢吊箱由底板、壁板、内支撑、悬吊及下放系统、定位系统及其它组成, 具体结构见图2。

(1) 底板:底板由吊梁 (2HN350×175×7) 、主梁 (HN350×175×7) 、次梁 (HN200×150×5.5) 、围肋[32a组成格构梁形式, 与底板面板 (δ=10mm) 焊接。底板上纵、横向共设计5道桁架梁。

(2) 壁板;壁板采用双壁结构, 内外壁间距1.2m。由内、外侧面板 (δ=6mm) 、竖向加肋、竖向钢箱梁、水平桁架构成空间结构, 各节段在平面内共分10个舱, 要求水密。

(3) 钢吊箱内支撑:内支撑共设两层, 分别在标高-3.154m和+2.746m处, 内支撑用φ1200×12钢管和法兰盘组成。

(4) 钢吊箱悬吊系统。

(1) 底板封底混凝土悬吊系统:由底板上8根组合吊梁和48个底板吊耳组成, 48根吊杆垂直悬吊锚固在钢护筒高程+4.806m托架上。

(2) 下沉吊放系统:钢吊箱整节加工完成后, 下放系统是利用16根φ32精轧螺纹钢筋吊杆下部吊在底板吊耳上, 上部用扁担梁锚固在高程+6.1m钢护筒顶, 用千斤顶实现整节下放。

(5) 定位系统:定位系统分水平及竖向定位系统。

(1) 水平定位系统:水平定位系统根据分节按三层设计, 第一层, 共设八个导向装置;第二、三层均设八个限位装置。考虑到钢护筒的偏位情况, 设计水平定位装置与钢护筒间的间隙为200mm。

(2) 竖向定位系统:竖向定位系统在钢护筒顶共设反压梁8根。

(6) 联通管设置:吊箱联通管设在高程+0.5m处, 布置Φ300mm联通管10根。

(7) 封底及壁舱混凝土:封底混凝土标号为C30, 厚度2.5m。壁舱混凝土标号为C20, 灌高5m。

2.3 结构验算

2.3.1 荷载组合

荷载的取值依据为《公路桥涵设计通用规范》荷载组合V考虑钢吊箱围堰设计组合。

水平荷载:静水压力+流水压力。

竖直荷载:吊箱静载+封底混凝土恒载+填砂载+浮力。

2.3.2 计算内容

钢吊箱围堰结构尺寸拟定后, 根据施工工况分析进行结构设计验算, 主要计算内容如下。

(1) 钢吊箱下放工况阶段计算;

(2) 浇注封底混凝土施工工况计算;

(3) 抽水施工工况计算;

(4) 灌注承台混凝土施工工况计算。

2.3.3 结构验算

综合工况条件和计算内容, 对其各部分选取最不利工况进行计算。

(1) 底板:主要承受封底混凝土恒载和吊箱壁板自重, 其受力以竖向荷载为主。计算工况分两种, 一是第一节整节下放施工工况, 二是浇注封底混凝土工况。

(2) 侧板:以承受水平荷载为主, 其最不利受力工况为抽水工况, 在侧板计算同时完成内支撑计算。

(3) 钢吊箱吊装下沉计算:主要与吊箱自重有关, 以竖向荷载为主, 控制计算以第一节下放为控制工况。

(4) 抽水施工工况的计算。

(1) 抗浮稳定计算:以吊箱内抽完水后, 浇注承台前为计算控制工况, 抗浮安全系数为:

式中:K1—抗浮安全系数;

[K1]—许用安全系数, 取1.2;

G1—封底混凝土重;

G2—吊箱壁板内混凝土重;

G3—吊箱壁板内灌水重;

G4—钢吊箱自重;

G5—封底混凝土与钢护筒握裹力, 握裹系数取10t/m2;

F—吊箱浮力 (初始设计时按设计施工水位+4.164m计算) ;

(2) 封底混凝土强度计算:偏于安全忽略底板上的桁架梁与底板钢结构与封底混凝土的共同作用, 仅取封底混凝土板计算, 计算时将封底混凝土板简化为空间梁构, 钢护筒中心简化为支点, 进行计算, 见图3。

(5) 浇筑承台时的抗下滑计算, 以浇筑承台混凝土后, 初凝前为计算工况, 此时安全系数为K2:

式中:K2—抗下滑安全系数;

[K2]—许用抗下滑安全系数, 取1.2;

G1—封底混凝土重;

G2—吊箱壁板内混凝土重;

G3—吊箱壁板内灌水重;

G4—钢吊箱自重;

G5—沙垫层重;

G6—承台重 (第一层承台按全高一次灌注计算) ;

F1—吊箱浮力 (初始设计时按设计施工水位+4.164m计算) ;

F2—封底混凝土与钢护筒握裹力, 握裹系数取10t/m2;

钢吊箱在设计过程中按上述工况进行验算, 其结构强度和稳定性均满足要求, 且安全储备足够。

2.4 钢吊箱结构优化

通过复核验算, 对结构进行了以下几方面的优化。

(1) 将原设计的侧板与底板靠焊改为底板包侧板焊, 加工更容易保证结构尺寸和精度, 进一步减少了底板下放时应力。

(2) 将原方案一、二节焊接后整体下放改为第一节整体下放, 减小了下放难度。

(3) 钢吊箱整节下放系统原设计为多点倒链下放改为千斤顶下放, 解决了倒链下放受力不均的问题。

(4) 将原方案封底混凝土的悬吊系统由吊耳斜拉方改为正吊, 能有效张紧吊杆, 吊杆受力较好。

2.5 抗浮、抗下滑稳定校核

由于钢吊箱设计至施工有一相当长的间隔时间, 至73#墩钢吊箱下放入水施工时, 西江处于枯水期。经过连续观察该段时间西江每天最高水位为+2.2m, 最低水位+0.8m。最低水位比设计水位减少3.364m, 浮力与设计相比减少了1288t, 此时低水位时灌注承台工况为控制工况, 钢吊箱抗下滑安全系数不满足要求。经调整决定一级5m承台分两次灌注, 抗浮、抗下滑稳定校核结果为抗浮安全系数1.22, 抗下滑安全系数1.3均满足要求。

3 钢吊箱主要施工工艺

3.1 钢吊箱加工及运输

根据工地现场设备的起吊运输及浮运能力分块在工厂加工底板、壁板、底板桁架梁、吊杆等钢吊箱结构件, 在钢护筒高程+3.0m处焊接钢吊箱拼装平台。将加工好的底板单元件用汽车运至码头后再用驳船运输至拼装平台。

3.2 钢吊箱原位拼装及接高下沉流程

第一节原位拼装→安装第一节水平导向装置→安装悬吊下放系统→第一节整体下沉→临时锚固→第一节、二节对接→安装第二层水平定位装置→解除临时固结→加载下沉到位临时固定→拼装第三节→解除临时固定, 整体下放入水→加载下沉至设计位置。

3.3 钢吊箱下沉就位后锁定

水平定位分两层锁定, 下层潜水员入水锁定, 上层用型钢替换千斤顶锁定水平位置, 水平锁定应在平潮期进行。竖向定位是在低潮位时在钢护筒上焊接反压梁锁定。

灌注混凝土时吊杆上部锚固在钢护筒设计位置, 锚固吊杆时用倒链收紧使吊杆有一定的初张力。

3.4 钢吊箱抽水完成力系转换

钢吊箱锁定完成后, 潜水工水下清理杂物, 安装钢护筒封堵板, 沿封堵板填塞小袋袋装水泥, 封堵钢护筒与底板间的环隙。灌注封底混凝土, 封底混凝土达到强度以后, 灌注余下的壁舱混凝土至设计高度后开始抽水, 边抽水边加内支撑。抽水过程中逐渐完成吊杆由拉杆转换为压杆。

4 结语

西江特大桥73#墩钢吊箱的设计与施工实践, 成功地解决了在深水、动水并受涨落潮影响大的江河中修建承台的施工方法, 并有效的利用了固定式工作平台对钢吊箱进行定位。投入使用情况良好, 有以下几个方面值得类似工程参考。

(1) 封底混凝土计算可简化为封底混凝土板计算, 计算模型简单, 受力明确。

(2) 钢吊箱设计与施工有一个较长的施工过程, 一定要在实际施工时根据实际水位对钢吊箱的施工阶段进行工况校核。

(3) 钢吊箱底板开孔应根据实测钢护筒位置放样, 才能确保钢吊箱的顺利下沉。

摘要：本文针对广珠城际轨道工程西江特大桥主桥73#墩高桩承台的结构设计和工程地质、水文情况, 详细介绍了深水高桩承台的钢吊箱结构设计与施工技术, 并在施工过程中对方案进行了优化设计。

钢吊箱设计施工论文 篇5

海南东环线位于海南省东海岸,北起海南省省会海口市,南至著名热带滨海旅游度假胜地三亚市,线路全长308.11正线公里。

万泉河双线特大桥位于琼海,桥全长3971.92m,其中51#墩~70#墩跨越万泉河,为水中墩,基础为群桩钻孔桩基础、矩形承台;本桥承台置于局部冲刷线以上,属高桩承台;其结构尺寸见下表。

桥址百年一遇河道设计洪(潮)水位为10.47m,设计流量为17060m3/s,断面平均流速2.23m/s;设计测时水位3.0m,施工水位考虑3.0m。本桥位于近海地带,受季节降雨、台风及上游水库影响,河道水位值相差较大,现场实测水位落差可达4.0m。

2 总体施工方案

考虑整个施工方便和综合管理需要,拟采用搭设钢栈桥及钻孔平台,遵循“先桩后堰”的工法施工。由于本桥承台属于高桩承台,最深水深为7m,因此采用单壁钢吊箱的施工方法。

3 钢吊箱设计与施工

3.1 钢吊箱构造形式设计

单壁钢吊箱围堰的作用是通过吊箱围堰侧板、底板和封底混凝土围水,为承台施工提供无水的施工环境。根据有底钢吊箱使用功能,将其分为侧板、底板、内支撑、吊挂系统四大部分。其中,侧板、底板和封底混凝土是钢吊箱围堰的主要阻水结构并兼作承台模板。

设计条件主要考虑以下几点:一为工况条件,根据钢吊箱围堰施工作业时段,设计受力状态可按以下几个工况进行分析:拼装下沉阶段;封底混凝土施工阶段;抽水后承台施工阶段。二为水位条件,桥址多年平均潮水最高为7~9月份6m,枯水季节平均水位为3m,而根据吊箱施工时间安排,吊箱围堰抽水将在枯水季节进行,目前水位为1.9m,基于此,我们确定钢吊箱设计抽水水位为+3.00m,以此水位条件控制钢吊箱设计。洪水来临之际,暂不施工。三为结构设计条件,综合各工况条件,潮位条件确定钢吊箱结构设计条件:58#墩(水最深,以此墩为例)围堰平面内净尺寸:11.4m×9.4m(比承台平面尺寸大10cm,考虑吊箱围堰侧板兼做承台模板);侧板顶面设计标高+3.99m;底板顶面设计标高-3.01m;侧板高7m;内支撑标高+3.99m,+1.49m(承台高度范围内无支撑);设计抽水潮位+3.0m。

钢吊箱构造主要形式如下:

(1)底板:吊箱底板为井字梁结构,由型钢梁和δ=8mm钢板焊接而成。底板平面尺寸为11.5m×9.5m,桩间设置纵、横肋。纵梁(顺桥向)为主梁,横梁(横桥向)为次梁,设置2[20a工字钢外。纵、横梁之间设置∠75×50×6角钢加劲肋,间距30cm,总重13.7t。底板与8根钢护筒相交平面位置各留有直径为2.054m圆孔洞(比钢护筒直径大12.7cm),以利于下沉吊箱。

(2)侧板:侧板采用单壁结构,由型钢和8mm厚钢板焊制而成。分块的原则主要是便于加工及运输,避免产生超标变形。侧板标准块为3.2m×7.0m,单块重量为3t,L型块为(3.1m+0.9m)×7.0m,单块重3.7t;侧板长边分块尺寸为3块3.2m×7.0m,2块0.9m×7.0m;短边分块尺寸为1块3.2m×7.0m,2块3.1m×7.0m。侧板总重为38.8t。吊箱侧板与底板及侧板之间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。

侧板的横肋均为[10槽钢,间距为400mm×10+500mm×6;竖肋为8mm厚8cm宽的扁钢,间距为400mm。面板为8mm钢板。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,另一用途是兼作承台施工的外模板。

(3)吊箱内支撑:内支撑由内圈梁、水平支撑柱及竖向支撑柱三部分组成。内圈梁:内圈梁分为上、下二层,设在吊箱侧板内侧,高程分别为+3.99m,+1.49m,为I25工字钢,内圈梁的作用主要是承受侧板传递的荷载,并将其传给水平支撑柱。除下层内圈梁与侧板之间采用连接焊缝焊接外,其余均采用间断焊接;圈梁与水平支撑柱之间采用连续焊缝焊接。

水平斜支撑柱:分为上、下二层,分别支撑在两层内圈梁上,承受圈梁传递的荷载,为I25工字钢;支撑柱斜方向设置。

竖向支撑柱:竖向支撑柱焊接在侧板外侧,为I25工字钢,竖向支撑柱的作用主要是支撑水平支撑柱及内圈梁。

(4)吊箱支吊系统:支吊系统由手拉葫芦、抗浮拉杆组成。支吊系统的作用是承担吊箱自重及封底混凝土的重量。

3.2 钢吊箱设计计算

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。底板受力以竖向荷载为主,其最不利受力工况应为封底混凝土浇注阶段,此时底板受力荷载组合取封底混凝土重+吊箱自重+浮力进行验算。

(2)侧板以承受水平荷载为主,其最不利受力工况为抽水阶段,取此工况受力荷载组合进行侧板计算。侧板计算包括楞、水平加劲肋、面板、接缝螺栓及侧板焊缝等物件的内力、变形及应力计算。

(3)内支撑系统与吊箱侧板计算相关,所以在侧板验算的同时完成内支撑的验算。

(4)吊箱支吊系统和底板一样,以承受竖向荷载为主,受力验算亦与底板计算一起完成。

(5)抗浮计算分两个阶段:一个阶段是吊箱内抽完水后浇筑承台混凝土前,另一个阶段是浇筑完承台混凝土后承台混凝土初凝前;分别计算封底混凝土与钢护筒间粘结力及吊箱围堰的上浮力。

由《公路桥涵设计通用规范》(D60-2004)荷载组合V考虑钢吊箱围堰设计荷载组合。采用空间有限元法对钢栈桥进行计算分析,利用MIDAS软件建立框架结构计算模型,进行检算能满足要求。

3.3 钢吊箱的施工

钢吊箱的拼装利用钻孔桩施工平台。钻孔桩施工完成后,撤离钻机,整理施工平台,在钢管桩与钻孔桩钢护筒间焊接型钢作为首节钢吊箱的施工平台,利用25T汽车吊进行吊装分节组拼、接高等相关吊装作业。

封底混凝土灌注是吊箱围堰施工成败的一大关键,主要难点是水下混凝土灌注面积大,而且水位深,在吊箱混凝土封底中,混凝土随时可能被水冲刷稀释而解散,质量难以保证。针对这些问题,施工中我们采取以下措施:

(1)吊箱下沉前,用钢丝刷清除封底混凝土高度范围护筒表面氧化层及附着物,确保封底混凝土与钢护筒间粘结力。

(2)提高封底混凝土坍落度及强度级别,将混凝土坍落度控制在18~20cm;水下混凝土采用C40高流动性自密实免振捣混凝土,提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间。

(3)为了防止封底时吊箱内水位高于箱外水位,可预先在吊箱上节侧板(箱外水位处)开孔,封底时排出箱内封底混凝土置换出的水量。吊箱内抽水时,用钢板封焊堵孔。

(4)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垫上,以防浇筑时混凝土外渗。

待封底混凝土强度达到设计要求后,进行抽水,使吊箱内部达到与陆上相同的干燥环境。凿开桩基钢护筒处底板处混凝土,把抗浮抗拉杆、钢板主肋与桩顶标高以下的钢护筒通过L形钢板焊接,为再度转换力系做好准备。力系转换完成后割除桩顶标高以上的钢护筒、抗浮抗拉杆。最后进行钢筋绑扎,浇筑承台混凝土并养生。

4结束语

吊箱施工时封底混凝土作用一是作平衡重的主体;二是防水渗漏;三是抵抗水浮力在吊箱底部形成的弯曲应力;四是作为承台的承重底模,因此封底混凝土灌注是吊箱围堰施工成败的一大关键,应当予以重视。

参考文献

[1]JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范[S].

[2]JTJ024-85公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[3]JTJ025-86公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].

钢吊箱设计施工论文 篇6

1 工程概况

毛川高速公路任河大桥为67+110+67 m预应力混凝土连续刚构桥,跨越任河水库。桥全长256 m,基础为2.5 m钻孔灌注桩,主墩承台尺寸:9.5 m×9.5 m×4.0 m。水库常水位410.98 m,低水位409.00 m。常水位下最大水深19.0 m,设计承台底标高为406.5 m。

单壁钢吊箱参数确定。

根据任河水库水文及该工程特点,拟采用钢吊箱工艺进行该桥的高桩承台施工,施工水位按412.0 m考虑。以钢吊箱做为承台施工模板,吊箱底比承台底低1.9 m,顶口高于施工水位0.5 m。单壁钢吊箱设计为矩形,内部净尺寸为9.8 m×9.8 m×8.2 m。顶标高为412.5 m、底标高404.6 m,高度7.9 m,分节拼装,下节4.0 m,上节3.9 m。

侧板和底板按钢结构要求设计,底板、侧板均采用6 mm钢板,竖向加劲肋板均采用L100×50×8 mm型号角钢,横向加劲肋板采用-100×8 mm型号扁钢,间距35 cm。在侧板上的背面布置由[20b槽钢拼焊的横纵向连接加劲肋。底板布置由I25b工字钢拼焊的纵、横向加劲骨架。吊箱内部支撑采用Φ325 mm、壁厚6 mm钢管。吊带采用16根[]14槽钢,即每个钢护筒分布4个吊点,对称布置,每根吊带长不少于9 m。吊带穿过底板后,兜底吊在底板I32b吊梁上,吊带与吊梁采用高强螺栓联接并施焊加固。吊带上部在露出水面部分与钢护筒焊接。

2 钢吊箱验算

2.1 结构稳定性验算

承台尺寸9.5 m×9.5 m×4 m,套箱内平面尺寸9.6 m×9.6 m,钢护筒外径2.8 m,壁厚10 mm。拟定封底混凝土厚1.6 m,找平层0.3 m。共计1.9 m。吊箱自重及施工荷载按650 k N计算。

承台钢筋混凝土重9.5×9.5×4×2 6=9 3 8 6 k N;封底砼重9.6×9.6×1.6×24=3 53 9 k N。混凝土找平层自重9.6×9.6×0.3×24=664 kN。

2.2 封底混凝土与钢护筒之间的粘结力

(注:摩擦系数f,根据孙英学等在《大型钢吊箱封底混凝土与钢护筒共同作用研究》,在线性阶段,C35号封底混凝土与钢护筒接触面的平均单位摩阻力可取0.28 MPa。本吊箱封底混凝土标号为C20,按比例折算摩擦P系数f取0.16 MPa。)

封底混凝土达到强度、抽水完成后:

F下=650+353.9+664+9003=1385 6 kN

系数=13856/4998=2.8(不会上浮)

封底混凝土浇筑后、形成强度前:

系数=12342/8106=1.52(不会下滑)

低水位状态下一次浇筑4 m厚承台:

2.3 封底砼强度验算

在施工水位条件下,工况1。

封底砼强度达到后,抽完水时:

工况2:低水位状态下浇筑第一层承台(厚2 m):

按工况2状态下验算,将封底混凝土看

作四点支承的简支板,取半幅按外伸梁计算。如图1。

2.4 底板验算

面板采用6 mm厚钢板,主加劲梁采用I2 5b工字钢,间距2.3 m,纵横布置。I25 b主要参数:A=5 3.5 1 c m 2,I x=5 2 7 8 c m 4,W x=4 2 2.2 c m3,G=4 2.0 1 k g/m,容许应力[σ]=14 0 MPa,荷载按最不利情况,即浇筑封底砼阶段验算。不计底板自重,封底混凝土荷载强度:q1=1.6×24-10=22.4 k N/m2

3 钢吊箱制造和安装

3.1 制造

钢吊箱在钢结构厂配料、下料及制作。根据结构尺寸、运输、水上浮吊起重能力等情况,将底板骨架分成4个单元体。底板在穿过桩基钢护筒的位置设4个φ310 cm预留孔。侧板按设计分节加工。吊箱纵横平面连接系统按单杆件制造。

3.2 吊装及下沉

吊箱经厂家试拼并验收合格后运至施工现场。采用两台25T浮吊将吊箱底板整体吊至墩位。安装前,先做好如下准备工作:(1)拆除钻孔桩水中钢作业平台。(2)准备16根单根长度为8 m的[]14槽钢,用做吊杆。(3)准备16台5 t(最大行程10 m)手拉葫芦。

底板安装调平后,在钢护筒顶上设置I32b工字钢,用作吊箱下放时的支撑吊梁,每个吊梁的两边距钢套箱内侧距离为30 cm。

为方便套箱侧板拼装,利用钢护筒上的支撑吊梁搭设临时简易操作平台。作业人员将手拉葫芦固定在钢护筒上的支撑吊梁上,并将其勾挂住底板上的吊梁,使底板悬挂在已成桩的4根钢护筒上,底板顶面高出水位0.3 m以上。

调平底板后,先将16根[]14吊杆顺着钢护筒下穿过底板与底板吊梁用高强螺栓联结牢固,并焊接到底板吊梁上,每个钢护筒旁设置4根吊杆。侧板用浮吊分块吊装就位,分块侧板之间采用M20螺栓联结,各分块与底板骨架之间采用焊接。下节侧板与底板骨架现场拼装好后,操作手拉葫芦使之均匀下沉。当下节顶面下沉到水面以上约50 cm时,重复上述吊装方法进行上节的拼装及下沉。节与节间通过M20螺栓联结,缝间填10 mm厚的硬橡胶止水垫。当将整个吊箱下沉到位后,整体调平,锁定手拉葫芦(如图2)。

将每根吊杆露出水面的部分与钢护筒外壁焊接牢固,焊接时严格按照规范操作,每根吊带与钢护筒的双面贴角焊缝不少于三道,每道长度不少于50 cm。同时在钢护筒与吊带焊接结合部的钢护筒内部用20槽钢作十字撑加固。此项工作完成后,松开并取出手拉葫芦。此时的钢吊箱即是通过16根钢吊杆进行悬挂(如图3)。

3.3 封底混凝土

采用C20混凝土封底,搅拌站集中拌合,坍落度控制在18~22 cm,并添加缓凝减水剂,初凝时间不少于4 h。根据以往施工经验,考虑钢护筒对砼扩散有一定的影响,导管作用半径按3.0 m取值。导管内径350 mm,底口距吊箱基底顶面20~30 cm。采用泵送混凝土法多点快速灌注,2根导管交替移动,从一端向另一端浇注。灌注过程中用垂球随时测量控制混凝土顶面高度,边浇注边观测,以判别各浇注点是否达到浇注标高。

封底混凝土总厚190 cm,水下灌注完成16 0 cm。待水下混凝土强度达到设计要求后,边抽水边加设套箱内部钢管支撑。套箱内抽完水后,将吊杆露出混凝土面以上30 cm高范围内再次与钢护筒外壁焊接在一起。凿毛清楚表面浮渣后,浇注完余下的30 cm高封底混凝土找平层,要确保找平层混凝土顶面与承台底设计标高一致。割除混凝土面以上部分钢护筒及吊杆,并对桩头进行凿除和清理。待桩基检测合格后,即可进行承台施工。

4 结语

钢吊箱围堰因其施工方便、实用性强、经济科学等优点,在桥梁深水高桩承台中有广泛应用,本例钢吊箱通过型钢吊带附着于钢护筒上进行悬挂,不仅节省了精轧螺纹吊杆等材料,加快了桩基钢平台的周转,使操作也变得简便快捷,值得借鉴。吊箱安装下放就位后,吊带与钢护筒的焊接以及连接部位钢护筒内口的加固尤为关键。需要严格按规范操作并加强质量监测。

参考文献

[1]JTGD60—2004,公路桥涵设计通用规范[S].人民交通出版社,2004.

[2]JTJ267-98,港口工程混凝土结构设计规范[S].人民交通出版社,1998.

[3]JTJ041-2000,公路桥涵施工技术规范[S].人民交通出版社,2000.

[4]周永兴,何兆益.路桥施工计算手册[M].人民交通出版社.

[5]孙英学,陈志坚.大型钢吊箱封底混凝土与钢护筒共同作用研究[M].海河大学学报,33(5).

钢吊箱设计施工论文 篇7

达州市化工产业区铁路专用线州河特大桥全长842.46m, 主跨为72+128+72m单线连续刚构, 跨州河。本桥通航条件为Ⅲ级。4#~9#墩为水中墩, 承台位于水面以下, 桥梁基础设计总计为151根钻孔灌注桩。本工程施工区域的水文地质特点是深水、流速缓慢、河床覆盖层少。其跨度和所在河流深度在同类桥梁中名列前茅。

桥梁下部基础为高桩基承台, 每个承台下有8~20根直径2.0m钻孔灌注桩。承台高3m, 施工时承台底在水面下6.5m, 承台顺桥向尺寸9.0m, 横桥向13.0m。主墩位于14m左右的深水区, 8#、9#墩两个承台分别采用钢吊箱围堰法施工。

2 吊箱围堰构造

钢吊箱围堰主要由承重梁式定型底板、单壁钢模侧模板、吊挂拉压柱等三部分组成, 钢吊箱结构见图1。

钢吊箱围堰内净空尺寸为9.1m×13m。底板共分9块制造, 侧板共分20块制造, 钢吊箱围堰总重60.1t, 各部件数量和重量见表1。

2.1 吊箱承重梁式定型底板

底板面板采用10mm厚的钢板, 承重底板梁采用I36a工字钢。顺桥向长9.5m, 共6根;横桥向长13.5m, 共6根在钻孔灌注桩两侧均匀布置。承重梁间设置型号为[20a的槽钢肋板, 其间距30cm×30cm。

2.2 单壁钢模侧板

钢吊箱围堰的侧模板采用6mm厚的钢板, 在围堰底板的承重部位相应处设置型号为[20a的立柱, 立柱与承重结构的梁焊接在一起。立柱间设置型号为[10的槽钢肋板, 间距为0.3m×0.3cm。

2.3 吊挂拉压杆

吊挂拉压杆采用型号[20a的槽钢组焊, 长4.5m。拉压杆焊接在桥梁钻孔桩的钢护筒上。吊挂拉杆截面组合如图2所示。

3 钢吊箱围堰的设计及计算

3.1 钢吊箱围堰参数设计

9#墩承台钢吊箱围堰呈长方形, 长13m, 宽9m, 吊箱底位于水面下7.5m位置, 吊箱露出水面1.0m, 吊箱围堰高8.5m。按照水流流速3m/s设计, 标号C30砼进行封底, 混凝土厚度1.0m。

当浇筑1.2m承台混凝土后, 钢吊箱重力与浮力保持平衡, 拉杆受力趋于0;在封底并浇筑1.2m以下承台混凝土时钢吊箱吊挂拉压杆处于受压状态, 在浇筑1.2m以上承台砼后钢吊箱吊挂拉压杆变为受拉状态。

3.2 钢吊箱围堰的工况计算

钢吊箱围堰采用midas/civil有限元计算软件按四个工况进行建模计算, 即:

工况一:浇筑封底混凝土完成;工况二:抽干围堰箱体内水之后;工况三:承台浇筑2.0m厚度砼;工况四:浇筑完成承台混凝土。采用梁单元和板单元建模后在各工况下分析结果见表2所示。

4 钢吊箱围堰的制造和安装

4.1 钢吊箱围堰的制造

钢吊箱围堰在钢结构加工场按照设计图纸要求分块下料加工制造。围堰侧板共20块, 最大分块尺寸为3.0m×4.75m。围堰底板共9块, 最大分块尺寸3m×4.5m, 在工地加工场将底板拼装成整体后吊装运输至安装作业面。面板焊缝处必须经专业工程师进行渗透检查, 检查合格后方可进行下道工序施工。

钢护筒施工完成后其最大倾斜率一般为5‰左右, 在底板上预留与桩基数量等同, 半径为130cm的孔洞。依据现场实测数据, 在底板上放样后进行切割。最后, 在钢结构加工场焊接底板的起吊吊耳。加工完成的钢吊箱围堰按照《钢结构工程施工质量验收规范》 (GB50205-2001) 要求进行验收。

4.2 钢吊箱围堰的安装

利用25t浮吊将吊箱围堰分块安装。先分别安装三块底板, 就位后每个钢护筒位置采用4个10t倒链葫芦通过底板吊耳悬挂在钢护筒上。调整围堰整体后焊接成一个稳定体并在承重梁上焊接吊挂立柱, 完成底板安装。底板安装完成后, 按顺序逐一安装侧板。侧板与侧板、侧板与底板之间均采用双排M30高强螺栓连接, 板缝内安装10mm厚的泡沫橡胶垫止水。安装吊挂拉压立柱与倒链葫芦的位置如图3所示。

每根桩基钢护筒上设置4个由I16型钢焊接成的钢牛腿, 钢牛腿主要起拉压作用: (1) 封底混凝土结束后, 将钢套箱内水抽干, 此时主要作用为起抗浮; (2) 抽水之后, 绑扎承台钢筋并浇筑承台混凝土, 此时主要作用从抗浮转成受拉, 同时起主要承力结构作用。拉压牛腿的下端焊钢板, 钢板尺寸为350×250×16mm, 在钢板与I16型钢之间加焊加劲板, 一端埋入封底混凝土中, 另一端 (上端) 与钢护筒焊接。在钢吊箱围堰封底砼浇注完成后, 进行抽水过程时要求进行受力体系转换。将牛腿与伸入承台的钢护筒之间焊接牢固并加焊劲板, 割除高出钢护筒的部分。牛腿支撑如图所示 (图4) 。

4.3 钢吊箱围堰下放

对结构尺寸、焊接质量和止水性能进行验收合格后, 进行整体下沉。此时, 共有24个手拉葫芦悬吊, 下沉时24人根据信号指令同时将围堰进行下放, 每下沉10cm位置检查并调整一次, 直到下放至设计标高。钢吊钢箱围堰底板位置安装的允许设计偏差为-100mm~+30 mm。下放到位标高后, 将吊挂拉压立柱与钢护筒焊接通过拼接钢板焊接在一起, 然后解除倒链葫芦。同时在钢吊箱围堰上口设置围囹内支撑。

4.4 钢吊箱围堰封底及堵漏

先进行吊箱围堰底板与钢护筒间的缝隙封堵, 由潜水员将实测加工的弧段钢板盖在缝隙上, 再用砂浆布袋盖压封堵。

水下封底混凝土浇筑顺序:其灌注顺序从低处至高处, 周边至中心。在灌注过程中, 导管应随混凝土面升高而徐徐提升, 导管埋深应与导管内混凝土下落深度保持一定高差。同时, 应根据混凝土的堆积高度和流动扩散情况, 适当调整混凝土塌落度和导管的埋深, 保证混凝土灌注后形成适宜的堆积高度和较缓的扩散坡度, 并在拔拆导管过程中保持密闭无透水。混凝土面的最终高度应高出设计高度10mm左右, 待封底混凝土强度达到设计强度后, 再抽水并凿除表面混凝土至设计高程。在抽水过程中及时安装钢吊箱围堰的内支撑。

5 割除护筒及吊挂立柱侧板拆除

待钢吊箱围堰内抽水结束后, 将钢护筒与立柱下部焊接, 将上部钢护筒和吊挂立柱割除。对焊接质量进行检查, 合格后浇筑0.2m厚的混凝土找平层。找平层达到强度后进行承台钢筋的绑扎和浇筑混凝土工作。

结束语

州河特大桥承台所用的钢吊箱围堰全部利用普通型钢加工制作, 结构形式简单, 受力明确, 适用于深水高桩基桥梁的承台施工。此类通过与钢护筒焊接吊挂下放钢吊箱围堰既节省材料又节约成本。达州州河特大桥8#、9#深水高桩承台, 成功采用钢吊箱围堰施工为类似工程提供了技术借鉴。

摘要：四川达州州河特大桥是一座深水承台及桩基的高墩柱桥梁, 其承台采用钢吊箱围堰的方法进行施工, 利用加工定制的型钢拉压柱作为围堰的吊挂结构, 将钢吊箱围堰悬挂在钻孔桩钢护筒上, 施工操作便捷、成本低, 是一项值得推广和应用的深水承台施工技术。

关键词：高桩承台,吊箱围堰,施工

参考文献

[1]《铁路桥涵施工技术规范》TB10424-2010.

[2]《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001.

钢吊箱设计施工论文 篇8

安徽省望东长江公路大桥为国家高速公路网G35 (济南至广州高速公路) 中最为便捷的过江通道, 也是北京、山东、河南通往江西、福建、广东等地的重要通道, 全线长38.025km。主桥为五跨连续组合梁、双塔双索面半漂浮斜拉桥, 跨径布置为78m﹢228m﹢638m﹢228m﹢78m=1250m。北主桥墩 (44#) 水位深 (水深21m) 、水流急, 承台为水中墩高桩钻孔承台, 平面尺寸为47m×25m, 厚8m。承台底标高-1.0m, 顶标高+7.0m。承台下设32根Φ3.0m钻孔灌注桩, 按端承桩设计, 桩底标高-43.0m, 桩基伸入承台0.2m, 桩长为42.2m。桩基呈梅花型布置, 顺桥向桩距5.0m, 横桥向桩距7.0m。

2 方案确定

望东长江大桥北主桥墩位于长江中央, 施工处水深流速大, 且长江航道行船密度大, 对江中主墩施工干扰严重, 承台本身为整体式大体积高桩承台。根据施工水位、承台位置、承台标高与河床的关系、工程特点及工期要求等综合考虑, 确定北主桥墩承台采用有底双壁钢吊箱围堰施工。围堰封底采用C25水下混凝土, 厚度为2.6m, 封底顶标高为-1m, 总方量为2190m3。承台采用C35混凝土, 分3次浇筑, 浇筑厚度依次为3m、3m、2m, 总方量为8914m3。

3 双壁钢吊箱围堰设计

3.1 工况分析

钢吊箱围堰作业时段, 设计受力状态可按照以下工况条件进行分析:

工况一:钢吊箱起吊工况;

工况二:浇筑封底混凝土工况;

工况三:抽水工况;

工况四:浇筑第一层承台混凝土工况。

3.2 受力体系介绍

在底板上焊接设置铰支座, 在钢护筒上搁置固定米字型支架, 铰支座和米字型支架之间连接Φ40mm精轧螺纹钢筋, 每个钢护筒处设置6根精轧螺纹钢筋。钢吊箱的全部重量通过精轧螺纹钢筋最终传递给钢护筒, 则32根钢护筒是整个钢吊箱的承重载体。

3.3 钢吊箱围堰的结构形式

图1所示, 双壁钢吊箱内轮廓尺寸为47.03m×25.03m, 外轮廓尺寸为50.03m×28.03m, 壁体厚度1.5m, 壁体总高度20.1m, 内设四道钢管撑, 重量约1400t。钢吊箱由壁体、底板、内支撑系统、拉杆装置等组成。

3.3.1 底板结构

钢吊箱底板结构由面板、次梁、主梁、加强梁、封边槽钢组成。主梁及加强梁采用HN350×175mm型钢, 次梁采用HN150×75mm型钢, 面板为8mm钢板, 封边槽钢采用[36槽钢。

3.3.2 壁体结构

钢吊箱壁体结构由外壁板、内壁板、纵向次梁、水平环板、水平横撑、组合梁、隔舱板等部分组成。外、内壁板采用6mm钢板;纵向次梁采用L80×50×6mm角钢;水平环板14mm钢板;水平横撑采用L100×8mm角钢与L90×8mm角钢;组合梁翼缘板采用16mm钢板, 腹板采用14mm钢板;隔舱板采用8mm钢板与14mm钢板。

3.3.3 内支撑系统

内支撑共设置4道, 水平撑采用Φ800×12mm钢管, 竖向撑采用Φ600×8mm钢管。

3.3.4 吊挂系统

拉杆采用Φ40mm精轧螺纹钢筋, 下端与底板设置的铰支座连接, 上端锚固在米字型支架上 (见图2) 。

4 钢吊箱加工

底板、壁体、内支撑全部集中在指定厂家分块制作:底板总重约150t, 分成4块, 单块最大重量约37.5t。底板在桩基位置要预先开孔, 以利于钢吊箱整体顺利沉放, 开孔位置为按照桩基完成后现场实测的Φ3.3m钢护筒位置准确定位, 开孔尺寸为钢护筒直径每侧加大200mm的预留量。同时事先在底板的各个钢护筒区周围焊接设置连接精轧螺纹钢筋的铰支座。

钢吊箱壁体总高度20.1m, 双臂高度18.7m, 单壁高度1.4m。双臂部分成3层, 分别为6.4m、6.0m、6.3m, 第一、二层分层8块, 第三层分成12块, 共计28块。壁体总重量约820t, 单块最大重量约50t。所有的壁体单元均做好编号, 并标明上下游和南北方向, 以免现场拼装混乱。

钢管内支撑分4组, 高度方向分1组, 平面分4组, 总重量约243t。内支撑做成4个整体单元, 到现场安装, 只需将4个整体单元相连即可。

5 钢吊箱拼装

钻孔桩施工结束后, 拆除护筒区平台, 从上游往下游方向拆除。平台拆除按照搭设的相反方向进行, 拆除同时进行钢吊箱拼装平台施工, 然后开始拼装钢吊箱。

5.1 底板组拼

底板按照从上游往下游方向的顺序进行拼装。具体拼装步骤为:

(1) 拼装平台施工完毕后, 在平台顶面放样底板轴线位置, 并拉出轴线。

(2) 起吊钢吊箱底板, 将其套入钢护筒内, 根据轴线初步定位。

(3) 用手拉葫芦和机械千斤顶精确调整平面位置和标高 (平整度) , 合格后, 焊接固定。

(4) 按照上述方法逐块安装其它底板, 检查其整体平整度。

(5) 主梁拼装和焊接。

(6) 纵、横面板安装。

5.2 壁体组拼

钢吊箱壁体组拼顺序为:从中间往两侧对称逐块拼装, 在两端合龙。壁体上下层接缝错开, 钢吊箱壁体组拼施工步骤如下:

(1) 底板组拼完后, 根据底板中心线放样出壁体内外轮廓线, 并做好标示。

(2) 在底板上设置限位块, 起吊壁体置于限位块内, 检查底部位置是否满足要求。用手拉葫芦 (或机械千斤顶) 调整垂直度, 吊垂线检查。

(3) 在壁体两端的内外侧同时将壁体与底板焊接固定。

(4) 继续吊装第二块壁体, 调整垂直度及端部焊缝宽度之后与底板焊接固定, 同时在壁体顶部焊接相邻壁体之间的环板。

(5) 从两侧依次拼装第一层壁体至合龙段, 安装合龙段时根据实际合龙口宽度配切合龙段。

(6) 第一层壁体焊接的同时, 在其顶部内外侧安装施工平台, 便于第二层壁体安装。

(7) 按照第一层壁体的拼装方法, 组拼第二、三层壁体。

(8) 在钢吊箱顶面焊接护栏, 安装顶层单壁体。

5.3 内支撑组拼

内支撑分4组, 高度方向每4层1组, 平面分4组。先安装整体构件, 后安装连接单件。整体构件安装前在壁体上焊接临时牛腿, 便于构件搁置, 钢管一端与壁板直接焊接, 另一端与壁板采用哈夫接头连接。

5.4 拉杆安装

拉杆为Φ40mm精轧螺纹钢筋, 长约20m, 分2根用连接器相连。拉杆下端与铰支座连接, 上端挂在临时平台上。

5.5 其他附属设施安装

在钢吊箱顶面焊接栏杆, 便于人员行走。在钢吊箱北侧壁体的内、外侧设置爬梯, 便于施工人员翻越壁体, 进出钢吊箱。

5.6 壁体水密性试验

对于内外壁板的所有对接焊缝、底板对接焊缝、隔舱板对接焊缝、内外壁板与底板的角焊缝及内外壁板与隔舱板的角焊缝均采用渗油法检验焊缝的水密性。

6 钢吊箱沉放

钢吊箱重约1400t, 采用1台1200t浮吊和1台800t浮吊共同起吊沉放, 分别承担800t和600t的起重量。具体沉放步骤为:

(1) 钢吊箱组拼完后, 提前拆除底板护筒区内支撑梁 (HN350×175mm型钢) , 使底板自重传递至壁体下支撑梁, 拆除顺序为:从底板中心往四周方向拆除, 预留四周壁体位置支撑梁。

(2) 浮吊在指定位置抛锚定位, 提前1d栓接吊具, 做好起吊准备工作。

(3) 起吊钢吊箱, 使其脱离平台30cm, 此时钢吊箱底板仍然套在钢护筒上, 割除四周壁体支撑梁。

(4) 钢吊箱支撑体系割除完后, 检查钢吊箱平面位置, 浮吊缓慢下放钢吊箱至入水自浮, 钢吊箱入水自浮状态时, 吃水深度约为6.68m。

(5) 钢吊箱入水自浮后保持浮吊起吊状态, 吊具钢丝绳收紧但不受力, 对称均匀注水并观测钢吊箱顶面高程, 保持平稳下沉。通过注水精确调整顶面高程和壁体的垂直度, 直至钢吊箱下沉至设计标高。同时调整钢吊箱的顶面平面位置。

(6) 钢吊箱沉放到位后, 在钢护筒顶口安装米字型支架, 将拉杆上端锚固于支架上, 用扭矩扳手将拉杆螺母拧紧, 并切断拉杆固定环。拉杆安装前, 长江水位变化大于100cm时, 应及时根据水位情况增减钢吊箱壁体内水深度。

(7) 由潜水员在水下安装哈夫板, 封堵钢护筒与钢吊箱底板的间隙, 并在哈夫板上堆码一层袋装混凝土。

钢吊箱顶面高程和平面位置调整, 钢吊箱注水下沉过程中在2#、5#、7#、13#、20#、26#、28#、31#钢护筒上焊接牛腿, 牛腿顶面标高+13.67m, 钢吊箱内壁设置有反向牛腿, 牛腿底面标高+13.7m。牛腿布置如图3、图4所示。

钢吊箱注水下沉至距离设计高程30cm位置后, 测量钢吊箱顶面高程, 通过注水精确调整顶面高差;继续均匀注水下沉至距离设计高程5cm位置后, 根据测量结果精确调整顶面高程至满足精度要求, 此时测量每组牛腿之间的实际间隙, 用钢板调整间隙差;再继续均匀注水下沉至每组牛腿之间接触, 通过牛腿控制顶面高程。

每组牛腿之间接触后, 测量钢吊箱顶面平面位置, 在钢护筒牛腿顶面设置30t (或50t) 千斤顶, 调整平面位置至满足精度要求, 并在牛腿之间焊接限位装置以固定平面位置。上下游水流力较大, 在上游位置布置2个50t千斤顶, 其它位置布置15t千斤顶。平面位置调整结束后, 各仓内继续均匀注水30~80cm, 使所有牛腿之间紧贴, 并焊接固定。考虑水流力影响, 下游侧壁体内注水深度大于上游侧壁体, 以便顶面平衡。

7 结语

望东长江大桥北主桥墩自2013年4~6月顺利完成了钻孔平台拆除、钢吊箱组拼、沉放、封底和承台混凝土浇筑等全部工作, 在6月10日长江最高水位来临之前完成了承台第一层混凝土浇筑, 解除了北主桥墩整个施工过程中的最大风险。受到了业主及监理单位的一致肯定, 证明此深水高桩承台有底双壁钢吊箱围堰设计与施工技术对缩短工期、降低成本、保证承台施工质量起到了很好的效果, 为类似工程提供了借鉴。

摘要：随着高速公路、铁路建设的飞速发展, 大跨径深水桥梁基础多采用群桩基础, 大体积混凝土承台, 水中承台与钢吊箱围堰的设计施工密不可分。双壁钢吊箱围堰结构强度高、防水性能好, 并且结构简单、施工方便, 适用于桥梁深水高桩承台的施工。本文根据以往施工的经验, 结合安徽省望东长江大桥北主桥墩承台钢吊箱的施工实际, 探讨双壁钢吊箱围堰的设计和施工, 为同类工程提供参考。

关键词：高桩承台,钢吊箱,围堰,设计,施工

参考文献

[1]中国工程建设标准化协会.GB50017-2003钢结构设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社, 2006.

[2]中交公路规划设计院.JTG D60-2004公路桥涵设计通用规范[S].北京:人民交通出版社, 2004.

[3]交通运输部, 中交第一公路工程局有限公司.JTG/T F50-2011公路桥涵施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2011.