鋼套箱圍堰結(jié)構(gòu)形式及特點

1、鋼套箱圍堰近年來，由于鋼材價格的下降，以及鋼結(jié)構(gòu)加工、運輸、下沉 方便等方面的優(yōu)越性，鋼套箱圍堰越來越廣泛地應(yīng)用于大型深水橋 梁的基礎(chǔ)施工中。1結(jié)構(gòu)形式和特點 鋼套箱圍堰按形狀可分為矩形（圓端形）和圓形，其中每種圍 堰又有單壁、雙壁以及單雙壁組合式鋼圍堰。圓形圍堰，由于在水壓力作用下，只產(chǎn)生環(huán)向軸力，可不設(shè)內(nèi) 支撐，因此能夠提供足夠的施工空間，另外，由于其截面可以導(dǎo)流， 因此抗水流能力強，它適用于流速較大的深水河流的低樁承臺的施 工中。但是，由于承臺尺寸一般為矩形，因此，其封底的截面積較 大，封底混凝土的量較大。矩形或圓端形圍堰，可按承臺的尺寸形狀設(shè)計，減少了圍堰鋼 壁的用鋼量以及封底混凝土的

2、用量。 但是由于該圍堰需加設(shè)內(nèi)支撐， 給后續(xù)工程的施工帶來諸多不便。另外，其抗水流沖擊能力和整體 性較差，不宜在流速較大的河流中使用。單、雙壁的構(gòu)造主要是考慮鋼圍堰下沉的需要而設(shè)計，由于鋼 圍堰重量輕，在需要人土較深的情況下僅靠自重難以下沉，需灌注 配重混凝土，因此必須設(shè)置雙壁結(jié)構(gòu)；如果下沉較淺，借自重可以 下沉，可設(shè)計為單壁結(jié)構(gòu)；如在滿足下沉需要的前提下，又要節(jié)省 材料，可設(shè)計成單、 雙壁組合式結(jié)構(gòu)。 單臂圍堰的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單， 加工方便；缺點是下沉較為困難。雙臂圍堰的優(yōu)點是下沉中充分利 用水的浮力，通過調(diào)節(jié)隔艙內(nèi)的水位，來調(diào)節(jié)圍堰位置，主動性強； 雙臂圍堰的缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大。鋼圍

3、堰結(jié)構(gòu)形式的確定受多種因素的制約，如水文、地質(zhì)、起 重設(shè)備等。平面形狀的確定主要受承臺平面尺寸的影響以及水深的 影響。我們曾做過比較，當承臺的平面尺寸長寬比小于 15 時，采 用圓形圍堰更為合理， 但水深大于 15m 的情況下，若采用矩形圍堰， 需加設(shè)多層內(nèi)支撐，施工空間難以保證，同時也大大增加了鋼材的 用量，此時采用圓形圍堰更為合理。2. 施工工藝及施工要點(1) 施工工藝流程(圖5)(2) 施工要點a. 圍堰的加工為運輸方便，一般選擇船運比較方便的工廠進行加工。 為減少 墩位處拼裝工作量，一般根據(jù)現(xiàn)場起重能力分節(jié)在工廠加工。其加工順序為，先分單元在胎具上加工成型，然后在浮體上組拼。矩形圍

4、堰由于較輕，一般是分塊加工，一次拼裝成型。b. 圍堰的浮運圍堰的浮運根據(jù)下沉的設(shè)備情況而定，如果采用大型浮吊下沉，可用平駁進行浮運；如果采用組拼的龍門浮吊下沉，可直 接用浮吊 進行浮運。C.圍堰的下沉 矩形圍堰由于重量較輕，可一次拼裝到位，因此，精確定位后， 可一次放置于河床上。而雙壁或單、雙壁組合式圍堰由于體積大，需 在水中邊下沉邊接高。其作業(yè)步驟為：將第一節(jié)放入水中定位，利用 雙壁所產(chǎn)生的浮力自浮于水中， 然后接高第二節(jié)，灌水或混凝土下沉， 再繼續(xù)接高下一節(jié)，直至圍堰全高。在圍堰上搭設(shè)吸泥平臺，布置吸 泥機進行下沉。圍堰設(shè)計時，雙壁間應(yīng)設(shè)隔倉，灌注時應(yīng)分倉對稱進 行，以防鋼圍堰的偏移。d.

5、封底混凝土的施工鋼圍堰沉至設(shè)計標高， 灌注封底混凝土之前， 要求潛水員用高壓 水槍進行清理，整平河床面，同時，為了保證封底混凝土與樁身、箱 壁的良好結(jié)合， 達到止水效果， 潛水員應(yīng)用高壓水槍將樁身和箱壁上 附著的泥漿沖洗干凈。封底混凝土的施工采用垂直導(dǎo)管法。 水下混凝土靠自身流動性向 四周攤開。導(dǎo)管一般采用 © 300mm無縫管，頂部設(shè)漏斗，導(dǎo)管數(shù)量 根據(jù)鋼圍堰內(nèi)凈空面積確定。 對于矩形鋼圍堰由于封底混凝土數(shù)量巨 大，可分成幾個倉，分次灌注封底混凝土?；炷烈话阌砂渡习韬险?或大型拌合船供應(yīng)，泵送至澆注位置。3. 雙臂鋼圍堰雙臂鋼圍堰是我國橋梁技術(shù)人員發(fā)明的一種新的圍堰形式， 它首

6、次出現(xiàn)于上世紀 70 年代九江長江大橋，目的在于解決洪水期施工問 題及圍堰渡洪安全問題。 相比其它形式的圍堰而言， 雙臂鋼圍堰具有 如下優(yōu)點： 能夠承受較大的水壓 （蕪湖長江大橋施工時圍堰抽水水 頭差達42m），使得洪水期施工成為可能；雙臂鋼圍堰剛性大， 能夠承受向內(nèi)向外的壓力，安全性更高；雙壁鋼圍堰工序簡單，在 水中是灌水下沉，主要工作就是圍堰組拼，圍堰內(nèi)沒有內(nèi)支撐，吸泥 清基方便；雙臂鋼圍堰頂部施工平臺，載荷能力強，有利大型鉆孔 機械施工。所以它一經(jīng)產(chǎn)生，就得到了廣泛的運用。（1）雙臂鋼圍堰的結(jié)構(gòu)組成雙臂鋼圍堰為全焊接水密結(jié)構(gòu)， 結(jié)構(gòu)主要由井壁、 隔艙板、刃腳、 頂部支座四部分組成。（2）

7、雙臂鋼圍堰的施工a 制造安裝 雙臂鋼圍堰制造時，應(yīng)對所有焊縫做沒有滲透試驗。 現(xiàn)場拼裝的所需設(shè)備機具：導(dǎo)向船、拼裝船、內(nèi)外腳手架?，F(xiàn)場拼焊施工及質(zhì)量控制：鋼圍堰半徑誤差3cm ;上下隔艙板、水平環(huán)形板對齊、 上下豎肋與水平環(huán)形板焊牢， 內(nèi)外壁板的焊接必須 滿焊，并保證水密。b 圍堰浮運及定位浮運時，拼裝船位于兩導(dǎo)向船中間， 依靠拖輪帶動前移至墩位處， 然后兩導(dǎo)向船通過錨繩與預(yù)先設(shè)置好的前后定位船相連接， 并利用錨 繩的收放調(diào)整導(dǎo)向船的位置。c 圍堰的接高、下沉和落底 雙臂鋼圍堰是分段接高、下沉河落底的。利用導(dǎo)向船只上吊架， 提起鋼圍堰，待拼裝船退出后， 圍堰開始下放。當圍堰刃腳進入河床， 圍堰

8、鋼殼內(nèi)所加水量， 應(yīng)滿足吊架放松時進入河床; 吊架施力時 離開河床。此時使用錨繩、 拉纜、圍堰下端的前后兜纜對圍堰位置進 行調(diào)整，是圍堰精確定位和刃腳底口對中，落底穩(wěn)固后抽出兜纜。圍 堰下沉?xí)r根據(jù)需要輔以高壓射水、吸泥等措施。圍堰著床后， 導(dǎo)向船任然是浮體， 應(yīng)采取措施既可以使得導(dǎo)向船 上下移動，有保持其余鋼圍堰的水平位置不變。（3）雙臂鋼圍堰封底及基礎(chǔ)鉆孔樁施工a 清基清基過程中， 潛水員一定要認真賭賽縫隙， 將巖面的泥沙清理干 凈。b 安裝施工平臺 圍堰清基完成后，在圍堰頂安裝鉆孔施工平臺。c 安裝鉆孔樁鋼護筒 在施工平臺設(shè)置導(dǎo)向架，并安裝鋼護筒。鋼護筒底口接觸巖面， 上端高于封底混凝土面 1.0m ，護筒頂有固定架將所用鋼護筒連在一 起，以保證相對位置。施工時固定架先拼裝成整體，在施工平臺安裝 前懸掛于圍堰內(nèi)， 待施工平臺安裝完成后， 將固定架與鋼護筒一起吊 放下面的巖面。d 封底及鉆孔 圍堰封底使用水下導(dǎo)管灌注法。封底后，將圍堰內(nèi)水排干，拆除 鋼護筒固定架， 利用臨時導(dǎo)向護筒將護筒接高。 臨時導(dǎo)向護筒可多次 倒用。（4）圍堰拆除上壁鋼