深水承臺單壁鋼吊箱結構設計與施工

PAGE深水承臺單壁鋼吊箱結構設計與施工摘要：結合富春江特大橋主橋深水承臺的施工，介紹單壁鋼吊箱圍堰結構，敘述單壁鋼吊箱的設計思路和施工要點。關鍵詞：深水承臺單壁鋼吊箱圍堰設計施工一、工程概況杭州至千島湖高速公路杭州至桐廬段富陽富春江特大橋位于富陽市東洲街道的張家村以南至靈橋鎮(zhèn)北側，全橋長1679.5m，全寬33.5m，分上下行兩幅。主橋為68+2×120+68m三向預應力混凝土剛構-連續(xù)組合梁橋，主橋下部為下部采用薄壁空心墩。主橋61#、62#、63#墩每個墩單幅樁基為9根Φ2.0m鉆孔灌注樁，橫橋向3排，每排3根，主橋墩位于富春江深水區(qū)，最深高程達-12.500m。承臺頂面設計標高為+4.000m，底面設計標高為0.000m，承臺平面尺寸為14.20×14.20m。二、單壁鋼吊箱的設計1構造形式的選擇圍堰是用于水下施工的臨時性擋水設施。深水圍堰施工常采用鋼吊箱圍堰，經過對吊箱側板的單壁、雙壁兩種方案進行比較（如表1所示），決定采用單壁結構。表1鋼吊箱雙壁結構與單壁結構對比剝形式冰材料用量匹優(yōu)點竭缺點弓雙壁結構單側板材料用霸量125.附21噸，底經板材料用量閥35.14攀噸，內支撐喬材料用量2暮5.00噸榆，合計18逗5.35噸戀。夜（1）吊箱猛拼裝及下沉軋充分利用水詠的浮力，下夕沉不用大型魚起吊設備；膠（2）側板蝴剛度大，內志支撐材料用骨量少。襲（1）材料窄用量多，加軋工難度大；柜（2）在鉆廈孔平臺下拼兩裝側板，難么度大，焊接芳工作量大；塵（3）下沉蛾工藝復雜，摘工期長。立單壁結構被側板材料用央量83.7灑1噸，底板困材料用量3烤0.35噸幻，內支撐材肢料用量28壺.76噸，綠合計142戚.82噸。蘆（1）節(jié)省處材料，加工庸方便，加工蛋質量易控制劣；（2）裝接、拆方便，停可兼做承臺患施工模板；停（3）承臺倡施工完畢，纖拆除側板又題可作為施工箏模板；（4悅）下沉工藝顛簡單、節(jié)省紀時間；（5采）在鉆孔平活臺上拼裝側男板，焊接工愧作量小，拼釀裝容易。大（1）側板方剛度小，內迅支撐材料用美量多；（2念）下沉時需堂用大型起吊松設備。2設計條件（1）水文條件根據富陽市水利局提供的水文資料并結合吊箱施工時間，確定鋼吊箱設計抽水水位為＋7.500m，水流速取為1.00m/s。（2）工況條件設計受力狀態(tài)主要按以下幾個工況進行分析：①拼裝下沉階段；②封底混凝土施工階段；者③疊抽水后、承儲臺施工階段馬。桌（3）陵結構設計條泉件滋綜合各工況臘條件、水文達條件確定鋼師吊箱結構設校計條件：聞圍堰平面內療凈尺寸：其14.20諒m魚×捆14.20娘m務(考慮到拾吊箱圍堰側催板兼做承臺愁模板，所以砌與承臺平面展尺寸相同)叼；側板頂面閱設計標高：穿7.500槽m燦；底板頂面糠設計標高：嗚-2.50負0m塵；內支承標冬高：仍4.500素m律和丹7.000跡m負；設計抽水屑水位：預7.500爽m晌。算3蹈結構簡介（士如圖1、圖經2）嗚圖1鋼因吊箱整體結款構立面圖您籃盒勺景膊圖2職鋼吊箱整體部結構平面圖向根據鋼吊箱望使用功能，選將其分為底黨板、側板、槳內支撐、吊紋掛系統(tǒng)四大掉部分。（1）底板曲吊箱底板由滔底模托梁和伴底模組成，就縱橫邊梁各糧設2道，每拖道由通長2叨[秘40a學型鋼組成，列縱橫中梁各旬設4道，每概道由通長單岔根I棍40a廈型鋼組成。貓縱、橫梁之中間的斜撐為帥2[遙22a弦型鋼（吊桿橡梁處為2[繼40a會型鋼），縱嫁梁之間和橫蓋梁之間分別宴設置沃∠笨100擺×驅80固×才8角鋼加勁員肋。頂板為率δ俱=奧8mm銀鋼板。塑吊箱分塊的皮作用：是為貴了在承臺施裙工完畢后，布方便吊箱的蒼拆除，以減殖少材料的損筒耗，降低成列本。（2）側板款側板由型鋼直、角鐵及鋼凡板焊接而成霞。側板分為躍上、下兩層揚。扶分塊的原則居主要是為了突便于加工和洞運輸，避免余產生超標變旅形，所以分誓塊較小?？钴堉乒ぷ咒撌?、槽鋼的焊脂接拼裝，采步用拼接連接醬板，并按被坊拼接的工字普鋼、槽鋼截念面面積的等臨強度條件來滑確定。比根據螺栓的壁受力計算，禁結合螺栓的內規(guī)距要求，根底板視與托側板退及健側板障與劑側板待的連接都采繭用散Φ渠20mm幸的普通螺栓醉[捧1士]注。返（3）吊箱輕內支撐王內支撐由內耀圈梁、水平先斜撐桿二部墻分組成。設的上下兩層。壤（4）蓮吊箱吊掛系子統(tǒng)：果吊掛位系統(tǒng)由縱、峽橫梁、吊桿望及鋼護筒組罰成。橫梁共吃計3排，設盾在鋼護筒頂駐，每排由兩餡片貝雷梁組騙成?？v梁設借置在貝雷梁漏上，共6排紛，由2I5雷6型鋼組成這。吊桿是由膝Ф蓬32mm痕精扎螺紋粗祥鋼筋及與之秒配套的連接感器、螺帽組彎成。晨4鬼設計計算統(tǒng)（1）歌荷載取值哭由《鐵路橋坊涵設計規(guī)范廢》羅播[群2材]稼荷載組合V梁考慮鋼吊箱太圍堰設計荷野載組合。不水平荷載絮∑槐Hj與豎直響荷載迎∑變Gj分別見咐式1、式2鏈。判∑程Hj＝靜水鞋壓力+流水暢壓力+風力展+其他境……………緞……………任……………寸………激（1）帳∑汗Gj＝吊箱逮自重+封底法混凝土重+木浮力+其他汽……………聾……………豆……………智…絮（2）安其中：單位贊面積上的靜最水壓力按1踏0kN/㎡濾計，水壓隨濃高度按線性渣分布；滑流水壓力劉P=襖0.8A繞γ端v桑2浴/(休2g饒)嗓[哀3衛(wèi)]影風速很小，照在此可忽略快；右封底混凝土討容重;制γ治=25.0晝kN/m且3奪；訪水的浮力:轎γ桑=10kN領/m零3乖；或封底混凝土咽與護筒之間歉的摩阻力取火經驗值10紅0汁KN/m挑2豪（2）終計算內容螞綜合工況條腳件分析和計琴算內容，對綁鋼吊箱各部舌分取最不利勒受力工況進喜行計算?？储僖У装迨芰σ躁犡Q向荷載為品主，其最不廈利工況為底久板混凝土封因底澆注階段騾，此時荷載央組合為混凝特土自重+吊爸箱自重+浮泄力，并要對循吊箱入水時券底板受力情路況進行復算質。吊箱吊掛糧系統(tǒng)與底板裳一起進行驗芹算。燦②廟側板以承受府水平荷載為拌主，其最不展利受力工況喊為抽水階段忘（最高水位僅時），側板表計算包括豎折肋、水平加棒勁肋、面板鋪、豎肋拼接涼處及焊接的躲內力、變形壟及應力計算棗。另外，對鋒吊箱逐層入兵水及承臺施蒙工（最低水純位時）等階紅段側板受力閥情況進行復染算。內支撐毯系統(tǒng)與側板滿計算相關，掃在側板驗算刺的同時完成柄驗算。裕③叨吊箱拼裝下無沉階段主要蘭與吊箱自重成有關，以兩肝層拼裝完成卵下沉時為最軋不利進行計甩算控制，并遠據此計算結懶果設計吊點嗽、吊帶。拌④棄抗浮計算分否兩個階段：邪第一階段是怖吊箱內抽完埋水后灌筑承茫臺混凝土前冠，吊箱自重各+封底混凝挖土自重+粘舟結力>浮力遍（最高施工爽水位時）；懶第二階段是乖澆筑完承臺何且混凝土初監(jiān)凝前。吊箱清自重+承臺喘混凝土重+掃封底混凝土襖自重<粘結狠力+浮力（收最底施工水旺位時）廉⑤污封底混凝土模計算：一是對驗算封底混常凝土周邊懸陵臂時的拉應帶力和剪應力燭，以及中間殊封底混凝土樂的拉應力和蠻剪應力，二纏是驗算封底財混凝土各種勉工況下要滿三足施工條件院：五①踐抵抗鋼吊箱涂封底后向上養(yǎng)的水壓力；祝②別依靠其自身喜重力抵抗鋼屢吊箱內抽干箭水后所受到憑的浮力；梢③棋澆筑完承臺恰且混凝土初驚凝前利用封卡底混凝土與功護筒之間的減摩阻力作為華平衡重的主澇體。娛三、古單壁鋼吊箱箭的施工普1勝鋼吊箱的加音工展為保證鋼吊開箱加工質量茂，鋼吊箱模微板應在工地乒車間的胎架辯上以平臥的堅形式制造，脾并且在組裝靜后翻身，盡貞量避免立焊拌或仰焊。對象于易變形模擾板制作時，臥模板上方可婚予以配重加倉壓及加設定辟位卡來控制牢其變形，焊炕接時采取先暈斷焊后補焊級的施工工藝鴉，以減少模大板的累積焊好接變形。昂2株吊箱拼裝及膊下沉疏（見圖3）剪（1）底板熊組裝：吊箱紗試拼合格后訓，在每個護魄筒處分別以蟲鋼護筒頂部攜圓心A、鋼溝護筒在鋼吊弓箱底標高處動的圓心B、鞏設計中心O席為圓心，按迷比鋼護筒半與徑大出夢10cm示的半徑畫圓蔥，以這三個烈圓的外包絡頂線切割開挖瘦孔洞?？锥磰W開好后，將劇吊箱運輸至易平臺位置，噴利用80t激浮吊就位，霧先將其中一寨塊套入護筒齒沉放至水面室以上駝1m圍左右，用4方只5t倒鏈寇吊在護筒上蓬，然后再沉湯放另一塊至慎同一位置，巖用4只5t聚倒鏈吊在護炒筒上，再連淋接成整體，改迅速安裝支菊吊系統(tǒng)，吊卻桿外周設晨Φ惠48mm敘鋼管作套管遺，作用是防船止?jié)不炷炼葧r吊桿與混凍凝土粘結成凝整體，造成胡鋼吊箱底板橋拆除困難。鐘（2）側板怪安裝：鋼吊威箱側板吊裝摟時為減小起有吊高度及防奶止變形過大柴，采用扁擔抖梁四點起吊逆。先安裝下?lián)窆?jié)側板，待楊下節(jié)側板下貪沉到便于上雅節(jié)側板安裝撥的位置后，甩安裝上節(jié)側膀板。在用螺怪栓將鋼吊箱骨側板和底板盟固定時，螺察栓要從下往暑上穿，以利段于日后潛水財員水下拆除視。安裝側板耳的關鍵是確鮮保側板的密臺封性，茄底板與側板問及側板與側戒板的譯拼縫間設置而10mm毯厚肅橡膠止水帶牧，止水帶長鄙度不夠需接娃長時，應采壟取生膠接長糠，以防在止閣水帶接頭處膀滲水森。止水帶應舟事先作止水鹿試驗，合格襖后才能使用遠[洪4圓]盒。缸（3）內支兔撐：內圈梁絨直接焊在上廊下層的側板凡上，內圈梁醒焊接時要用式千斤頂配合盒反力架使芒圖3鋼田吊箱拼裝實晌圖溪圈梁調直并番與側板密貼本，內圈梁四川個角要焊接愉固定。踩（腎4）吊箱下遇沉：鋼吊箱下下沉采用四章臺100噸黎液壓穿心千描斤頂與雙肢額I56型鋼濫組成活動扁孟擔梁式提放膠裝置，用精長軋螺紋螺帽葛來調整各吊息點高程，下裹沉時使各沉盾放點速度同燒步，以確保辮套穗圖3剝鋼吊箱拼裝咱實圖睜箱下沉的平委穩(wěn)安全，避堵免扭曲變形昨。局3字吊箱定位與愉堵漏戲由于在圍堰刑側板設有導獨向定位裝置殺（該裝置是舉根據護筒的樸實際偏位設脖計的），因脾此，吊箱下執(zhí)沉到位后其賞平面位置偏圾差均在施工撓規(guī)范允許誤好差范圍以內石。用鋼楔將帳導向與護筒吧之間的間隙區(qū)抄死，用角梁鋼把圍堰頂行口與鋼護筒歌焊牢，確保窄吊箱圍堰在旁后續(xù)的水封眾施工中不得獵有平面位移賠。賤采用上下兩涂層定位固定緊，確保吊箱方圍堰在施工仆中沒有平面右位移及翻轉菠現(xiàn)象。乎然后用兩臺揮千斤頂從上座下游兩端對慌稱地逐一對窗36根吊桿脂進行調整，厚使其受力均鐵勻李（施工中嚴攤禁使精扎螺疏紋筋導電）讓。赴護筒開口封現(xiàn)堵板用橡膠迅皮帶，將橡買膠皮帶分條熔用螺栓固定捎在圓形壓板肺上。利用橡腎膠皮帶的剛丹度包緊護筒裁以達到封堵拿的目的。封紹堵板的設置童詳見機圖籃4繪。耕圖桃4辱晌鋼吊箱封板笨立面圖市壓板周圍要政設限位裝置丹，以使能在孝平面位置做席適當的滑動撕，以滿足護叛筒適量偏位鑒的需要，套勞箱下沉到位遭并精確定位應后，由潛水載員下水檢查消，以確保封郵堵效果。磁4午灌注封底混賽凝土弊封底混凝土蠶灌注主要難魯點是水下混接凝土灌注面沸積大、脆水位深，混磁凝土隨時可搖能被水沖刷除稀釋,憶水位不穩(wěn)定絮。為了保證天混凝土質量雖，在施工中艦采取了以下殊幾點措施：樹（1）晌根據計算魔的刷首也批慮混凝土方量放，加工儲料宣斗，按水下漢混凝土灌注膛方法進行封巾底施工噴，爐封底用泵送僑混凝土乎對角線四騎點快速舅同時虜灌注悼。首批混凝淚土澆注的澆美注量是大體溪積水下混凝劑土施工成敗將的關鍵，其墾單管計算見絨公式3勢[奉5病]派。洽V=h伍×潮（婦π附d挎2修/4）+（耽H芹c帥/3）佳×虹（債π廈D賭2獎/4）譯……………世……………吉……愉（3）弦D巧—富混凝土擴散南直徑；H堡c窮—墨首批混凝土僅工作堆的高叛度；h旋—膜導管內混凝承土頂面至工算作堆混凝土隆頂的高度，妖而h=Hw蝶Υ委w為w描/汽Υ掠c；Hw撓—晶封底區(qū)水深亮（底為鋼吊地箱底板）；宮Υ領w蔽w匆—參水的容重；暴Υ結c尤—冶混凝土的容內重。遙（2）水封愚時潛水員逐晚一對每根護叨筒四周進行礦檢查，以確勉保封底時吊仔箱底板不漏盈混凝土。狀（3）蘆吊箱下沉前婦，用自制的緊圓筒形鋼絲蟲刷清除封底徐混凝土高度先范圍護筒表稅面氧化層及成附著物，確組保封底混凝驕土與鋼護筒呀間粘結力歉。機（4）子為了防止封貓底時吊箱內桑水位高于箱誼外水位，可盒預先在吊箱駝上節(jié)側板（暴箱外水位處方）開孔，封譽底時排出箱赤內封底混凝臟土置換出的啊水量昆。肌5迅承臺施工格封底混凝土牢達到一定強啄度后，即可鼻按照常規(guī)施雹工方法進行痰承臺施工。見在澆注承臺策混凝土時，文根據公路橋款涵施工技術帆規(guī)范的規(guī)定番，當滲入水獎上升速度較璃?。▍⒖贾档托∮诿?mm釣/min）泡時，可采用遇在空氣中灌增注混凝土玩[經6蕩]囑。鋼吊箱進掉行混凝土封扣底時，在吊輔箱底板設置矮集水井，在換澆注承臺混擾凝土時，用枯自吸泵將水遭排出，但在浩開始灌注時問，底面水深耳不宜超過嗓5cm鋼，且混凝土她初期灌注的同速度應盡可滋能加快，以離使混凝土底塘板和側板的劇壓力盡快的誰大于滲水壓鏈力，從而阻杠止水滲入。股承臺施工完忍后，利用潛物水員拆除水劉下連接螺栓糟，先側模后碌底模，在潛織水工配合之吧下，利用浮判吊依次拆除嶄。緊四、立結語及體會輪富春江特大刪橋承臺在施獲工完畢，經冷檢測其成品運質量，承臺叉平面偏位、相平整度、幾渴何尺寸等技沫術指標均滿隔足設計與規(guī)兔范要求，說冊明丈單壁慢鋼吊箱施工妹是成功的。倆設計鋼吊箱躍的關鍵是選雖取束支撐方式，敘模擬各工礦邪受力要準確激，對其各部燕分取最不利飲情況進行計濃算。檔由于此處單聯(lián)壁鋼吊箱兼雖做承臺施工鈔的外模，所鉗以單壁鋼吊賓箱的定位至扛關重要。鋼醉吊箱在護筒泉處的堵漏還牲可采取由潛奔水員水下圍畢蛇形砂袋的耍方法。勇混凝土封底定布料要注意截以下幾點：寒①連吊箱與護筒呀之間的夾角粒的布料，確屠保封底厚度臥均勻。茂②股鋼吊箱封底火混凝土施工較時，當首批掌混凝土灌注之后若需重新跌布置下料點病，布點完畢富嚴禁二次用倚大型料斗進停行沖擊法灌漁注，以防沖趁散先灌注的奏混凝土。刮③娛當需要重新閱布點時，應瓜該將灌注用西的導管插到鼓鋼吊箱底板奮上，并