某高速公路大橋水中系梁施工方案

1、水中系梁施工方案【摘要】：介紹了水中系梁采用部分預(yù)制結(jié)合分離式套箱施工方 法，并對關(guān)鍵部位進(jìn)行了驗(yàn)算。關(guān)鍵詞 ：水下系梁、分離式套箱、系梁預(yù)制、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算1 選定方案我公司承建的連鹽高速公路橋 xx 大橋位于連鹽高速公路 K113+627處，河道系天然港道、主航道，河道寬 60m左右；2#、3# 墩在河床中間，并設(shè)置橫系梁，系梁頂標(biāo)高為 0.40 ，底標(biāo)高 -0.80 。 河流通航水位 1.62 ，系梁在水下。本橋設(shè)計的系梁凈長840cm,截面尺寸為120cmX 120cm系梁底 部與樁頂齊平，距水面高度約 1.20m 左右。另外， 67 月份施工系梁 時，正值水位高峰季節(jié)，更不易施工。系梁砼方

2、量 12.1m3，適用于采 用有底鋼套箱施工。 但有底鋼套箱是利用基礎(chǔ)頂部做為承力點(diǎn)， 必須 先澆筑封底砼， 施工難度較大， 浪費(fèi)較多。因此根據(jù)本橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 并多方考證，擬采用部分系梁預(yù)制結(jié)合分離式套箱的方案進(jìn)行水中系 梁施工。2 水中系梁施工工藝2.1 系梁預(yù)制根據(jù)樁距及套箱外徑大小，擬定預(yù)制系梁長度6m系梁總重21.6T，吊裝需采用大噸位吊車安裝。系梁離河岸較遠(yuǎn)，對吊裝不利。 為此我們采用系梁直接在水上鉆孔平臺上預(yù)制，而后吊裝的方案。預(yù)制前， 首先對水中排架進(jìn)行加固， 且同時對排架樁的承載力進(jìn) 行驗(yàn)算，滿足要求后實(shí)施預(yù)制。排架加固后，鋪設(shè)型鋼與底板使之形 成平臺，而后在平臺上鋪設(shè)系梁底

3、模、 綁扎鋼筋，安裝側(cè)模并澆筑砼。 強(qiáng)度達(dá)到 75%后，拆除模板，并對端部實(shí)行鑿毛處理。預(yù)制系梁時， 縱向主筋長度按6.4m與7.4m控制。2.2 鋼套箱的結(jié)構(gòu)形式鋼套箱按底標(biāo)高 -1.30 、頂標(biāo)高 2.20 控制，即套箱豎向長度3.50m,內(nèi)徑300cm鋼套箱采用3 =10mnS勺A3鋼板加工而成，為保 證環(huán)向剛度，在套箱內(nèi)壁采用 10 型鋼進(jìn)行環(huán)向加固，加固的位置分 別在套箱底部、距頂部1.20m處。套箱底板也采用3 =10mm勺A3鋼 板,并根據(jù)測量勺護(hù)筒位置在底板上開孔, 孔洞勺直徑較護(hù)筒直徑大 10cm為保證底板剛度，在套箱底部用型鋼加強(qiáng)。套箱壁上根據(jù)計算 好勺系梁位置進(jìn)行開孔,

4、孔洞勺大小與系梁截面尺寸相吻合。 套箱與 系梁的連接是通過n型的鋼抱箍與套箱焊接而成 ，抱箍之間用螺栓連 接,抱箍與系梁之間用橡膠墊,并同時涂上早強(qiáng)型玻璃膠。對于洞口 處四周用鋼板及型鋼進(jìn)行加強(qiáng)。2.3 系梁、套箱的安裝與準(zhǔn)備吊裝安裝 將預(yù)埋于同一樁頂?shù)膬筛Q向型鋼進(jìn)行加固連成整體形成支墩, 橫梁采用箱型鋼梁,形成吊裝。套箱與系梁的加固套箱與系梁拼裝后, 為保證套箱與系梁的相對穩(wěn)固, 將套箱的上、 下部與系梁之間用型鋼做拉桿進(jìn)行固定。2.4 系梁、套箱的安裝與拆除起吊系梁及套箱： 將連接好的套箱與系梁由兩個 20t 手拉葫蘆起 吊懸掛于吊架上。拆除平臺：將系梁底部位于系梁的范圍內(nèi)的平臺拆除。系

5、梁及套箱就位：平穩(wěn)下放系梁及鋼套箱至設(shè)計標(biāo)高。 套箱封底：用砂袋塞封底套箱底板與護(hù)筒的縫隙，然后在套箱內(nèi) 的鋼護(hù)筒外側(cè)澆筑水下砼， 進(jìn)行套箱底部砼封底。 封底厚度由計算所 得。系梁澆筑：待封底砼達(dá)到一定的強(qiáng)度后， 抽于套箱及護(hù)筒內(nèi)的水， 清理樁頭，切割部分鋼護(hù)筒，按照設(shè)計要求調(diào)整樁頭鋼筋，并按設(shè)計 長度接長系梁縱向主鋼筋， 綁扎箍筋及樁頭鋼筋， 支立系梁接長段模 板，澆筑樁頭及系梁部分砼，切割樁頭以上的鋼護(hù)筒。鋼套箱待立柱 完成以后進(jìn)行水下切割拆除。3 驗(yàn)算3.1 地基承載力的計算搭建鉆孔及系梁預(yù)制平臺的木排樁如右圖所示：根據(jù)勘測的地質(zhì)報告所示， 2#、3#墩所在的 12 層地質(zhì)參數(shù)如下：地質(zhì)

6、層： 0-0.90 層為亞粘土； -0.90 -5.0 層為亞粘土。 亞粘土層內(nèi)摩擦角® =15.3 ° 土的容重：r i=19.9kN/m3, r 2=19.3 kN/m3。 天然孔隙比：ei=0.653 , e2=0.792。亞粘層土 6。=150 kPa。圓木樁為落葉松，樁長按6m設(shè)計，木樁進(jìn)入第一層土 hi=0.9 m , 進(jìn)入第二層土 h2=3.1 m 。由于b>2 n h >3 m，且h/ b<4，故修正后的地基容許承載力按 下式計算：6 = 6 o+k ir i(b-2)+ k 22(h-3)=169.4kPa其中，由驗(yàn)算手冊可知，亞粘土層的

7、寬度修正系梁取k1 =0、深度修正系數(shù)值取 k2=1.5 ,2二刀 r ihi/ 刀 h =19.4 kN/m3。3.2 排架樁承載力計算考慮群樁作為整體基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)可視為如右圖所示的ABCD范圍內(nèi)的假想實(shí)體：貝卩：a=a0+2htg( ®/4)=10.53mb= bo+htg( ® /4)=3.77m其中，a°=10m bo=3.5m, h=4.0m,® =15.3 °作用在樁基礎(chǔ)上的豎向荷載：系梁重量 G1、木樁重量G2澆搗 過程中砼傾倒荷載(4.0 kPa )及砼振搗產(chǎn)生的荷載(2.0 kPa ),模 板重量可忽略不計。N=216+45.

8、2+6.0x10x3.5=471.2 kN由公式：6 max=rl+N/A=19.4x4.0+471.2/(10.53x3.77)=89.4< 6 = 169.4kPa 合符要求其中，系梁砼重量 :G1=1.2x1.2x 6x 25=216 kN;木樁：G2=40x(n x0.20 /4x6.0x6)=45.2 kN;3.3 系梁吊裝系統(tǒng)的計算豎向支撐桿件采用型號為 I12.6 工字鋼 A3 鋼材，查手冊所得:A=18.10cm2, i x=5.19cm,桿件長度 L°=5.5m。軸向應(yīng)力6 =140 MPa橫向桿件采用箱型鋼梁，截面如右圖所示：查得 W=4026cm構(gòu)件長L=

9、10m型鋼重G=33.91kN (型鋼每延米 重 3.391 kN )，彎曲應(yīng)力 6 w=145 MPa。2單個套箱重 G二 n x1.50 x3.5x78.5=25.9 kN1 )豎向支撐構(gòu)件穩(wěn)定性計算由入二 Lo/ i x=106,得© =0.548。由6 =N/A=(G1 +G3 +2G4)/(4A)=41.5MPa<0.5486 = 76.7MPa 符合要求2)橫向構(gòu)件穩(wěn)定性計算 根據(jù)橫梁承重形式，橫梁受力如右圖所示：由 N1=N2=(G1+2G4)/2=133.9 kNRa= Rb= (N1+N2+ G3)/2=150.85 kN2Mmax=ql2/8+ Rax5-

10、N1x2.5=461.76 kN ? m由入=a x (L/ h) x (rx/ry)=50，得© =0.828。其中，焊接件系數(shù)a取值為1.8，正方形截面的回轉(zhuǎn)半徑rx、ry相同。由6 max= Mmax/W=461.76x1000/4026=114.7 MPa <0.828 6 w=120 MPa 符合要求3.4 封底砼厚度的計算套箱底端的封底砼厚度必須滿足：F- (G4+W1/2 <n D t h計算所得：封底砼厚度h> 0.41m;F單個套箱所受的浮力2F二KwV=2.0x10x n x1.5 2x2.92=412.8 kND內(nèi)護(hù)筒直徑,2.0m ;2t 鋼護(hù)筒與封底砼之間的容許摩擦力，取100 kN/ m ;2rw水的容重，10 kN/ m ；V套箱體積，1.2x1.2x6.0；K安全系數(shù)，取2.0 ;