深水承臺(tái)單壁鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工

PAGE深水承臺(tái)單壁鋼吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工摘要：結(jié)合富春江特大橋主橋深水承臺(tái)的施工，介紹單壁鋼吊箱圍堰結(jié)構(gòu)，敘述單壁鋼吊箱的設(shè)計(jì)思路和施工要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：深水承臺(tái)單壁鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)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(cè)，全橋長(zhǎng)1679.5m，全寬33.5m，分上下行兩幅。主橋?yàn)?8+2×120+68m三向預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)-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(gè)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(dá)-12.500m。承臺(tái)頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為+4.000m，底面設(shè)計(jì)標(biāo)高為0.000m，承臺(tái)平面尺寸為14.20×14.20m。二、單壁鋼吊箱的設(shè)計(jì)1構(gòu)造形式的選擇圍堰是用于水下施工的臨時(shí)性擋水設(shè)施。深水圍堰施工常采用鋼吊箱圍堰，經(jīng)過對(duì)吊箱側(cè)板的單壁、雙壁兩種方案進(jìn)行比較（如表1所示），決定采用單壁結(jié)構(gòu)。表1鋼吊箱雙壁結(jié)構(gòu)與單壁結(jié)構(gòu)對(duì)比剝形式冰材料用量匹優(yōu)點(diǎn)竭缺點(diǎn)弓雙壁結(jié)構(gòu)單側(cè)板材料用霸量125.附21噸，底經(jīng)板材料用量閥35.14攀噸，內(nèi)支撐喬材料用量2暮5.00噸榆，合計(jì)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(shè)備；膠（2）側(cè)板蝴剛度大，內(nèi)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(tái)下拼兩裝側(cè)板，難么度大，焊接芳工作量大；塵（3）下沉蛾工藝復(fù)雜，摘工期長(zhǎng)。立單壁結(jié)構(gòu)被側(cè)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(nèi)支撐材肢料用量28壺.76噸，綠合計(jì)142戚.82噸。蘆（1）節(jié)省處材料，加工庸方便，加工蛋質(zhì)量易控制劣；（2）裝接、拆方便，?？杉孀龀信_(tái)患施工模板；停（3）承臺(tái)倡施工完畢，纖拆除側(cè)板又題可作為施工箏模板；（4悅）下沉工藝顛簡(jiǎn)單、節(jié)省紀(jì)時(shí)間；（5采）在鉆孔平活臺(tái)上拼裝側(cè)男板，焊接工愧作量小，拼釀裝容易。大（1）側(cè)板方剛度小，內(nèi)迅支撐材料用美量多；（2念）下沉?xí)r需堂用大型起吊松設(shè)備。2設(shè)計(jì)條件（1）水文條件根據(jù)富陽市水利局提供的水文資料并結(jié)合吊箱施工時(shí)間，確定鋼吊箱設(shè)計(jì)抽水水位為＋7.500m，水流速取為1.00m/s。（2）工況條件設(shè)計(jì)受力狀態(tài)主要按以下幾個(gè)工況進(jìn)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(chǔ)臺(tái)施工階段馬。桌（3）陵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條泉件滋綜合各工況臘條件、水文達(dá)條件確定鋼師吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)校計(jì)條件：聞圍堰平面內(nèi)療凈尺寸：其14.20諒m魚×捆14.20娘m務(wù)(考慮到拾吊箱圍堰側(cè)催板兼做承臺(tái)愁模板，所以砌與承臺(tái)平面展尺寸相同)叼；側(cè)板頂面閱設(shè)計(jì)標(biāo)高：穿7.500槽m燦；底板頂面糠設(shè)計(jì)標(biāo)高：?jiǎn)?2.50負(fù)0m塵；內(nèi)支承標(biāo)冬高：仍4.500素m律和丹7.000跡m負(fù)；設(shè)計(jì)抽水屑水位：預(yù)7.500爽m晌。算3蹈結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介（士如圖1、圖經(jīng)2）嗚圖1鋼因吊箱整體結(jié)款構(gòu)立面圖您籃盒勺景膊圖2職鋼吊箱整體部結(jié)構(gòu)平面圖向根據(jù)鋼吊箱望使用功能，選將其分為底黨板、側(cè)板、槳內(nèi)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(shè)2道，每拖道由通長(zhǎng)2叨[秘40a學(xué)型鋼組成，列縱橫中梁各旬設(shè)4道，每概道由通長(zhǎng)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(huì)型鋼），縱嫁梁之間和橫蓋梁之間分別宴設(shè)置沃∠笨100擺×驅(qū)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(tái)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(cè)板款側(cè)板由型鋼直、角鐵及鋼凡板焊接而成霞。側(cè)板分為躍上、下兩層揚(yáng)。扶分塊的原則居主要是為了突便于加工和洞運(yùn)輸，避免余產(chǎn)生超標(biāo)變旅形，所以分誓塊較小。款軋制工字鋼熟、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(qiáng)度條件來滑確定。比根據(jù)螺栓的壁受力計(jì)算，禁結(jié)合螺栓的內(nèi)規(guī)距要求，根底板視與托側(cè)板退及健側(cè)板障與劑側(cè)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(nèi)支撐王內(nèi)支撐由內(nèi)耀圈梁、水平先斜撐桿二部墻分組成。設(shè)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(hù)筒組罰成。橫梁共吃計(jì)3排，設(shè)盾在鋼護(hù)筒頂駐，每排由兩餡片貝雷梁組騙成。縱梁設(shè)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(shè)計(jì)計(jì)算統(tǒng)（1）歌荷載取值哭由《鐵路橋坊涵設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(fēng)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：?jiǎn)挝毁澝娣e上的靜最水壓力按1踏0kN/㎡濾計(jì)，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(fēng)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(lǐng)/m零3乖；或封底混凝土咽與護(hù)筒之間歉的摩阻力取火經(jīng)驗(yàn)值10紅0汁KN/m挑2豪（2）終計(jì)算內(nèi)容螞綜合工況條腳件分析和計(jì)琴算內(nèi)容，對(duì)綁鋼吊箱各部舌分取最不利勒受力工況進(jìn)喜行計(jì)算?？储僖У装迨芰σ躁?duì)豎向荷載為品主，其最不廈利工況為底久板混凝土封因底澆注階段騾，此時(shí)荷載央組合為混凝特土自重+吊爸箱自重+浮泄力，并要對(duì)循吊箱入水時(shí)券底板受力情路況進(jìn)行復(fù)算質(zhì)。吊箱吊掛糧系統(tǒng)與底板裳一起進(jìn)行驗(yàn)芹算。燦②廟側(cè)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(shí)），側(cè)板表計(jì)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(nèi)力、變形壟及應(yīng)力計(jì)算棗。另外，對(duì)鋒吊箱逐層入兵水及承臺(tái)施蒙工（最低水純位時(shí)）等階紅段側(cè)板受力閥情況進(jìn)行復(fù)染算。內(nèi)支撐毯系統(tǒng)與側(cè)板滿計(jì)算相關(guān)，掃在側(cè)板驗(yàn)算刺的同時(shí)完成柄驗(yàn)算。裕③叨吊箱拼裝下無沉階段主要蘭與吊箱自重成有關(guān)，以兩肝層拼裝完成卵下沉?xí)r為最軋不利進(jìn)行計(jì)甩算控制，并遠(yuǎn)據(jù)此計(jì)算結(jié)懶果設(shè)計(jì)吊點(diǎn)嗽、吊帶。拌④棄抗浮計(jì)算分否兩個(gè)階段：邪第一階段是怖吊箱內(nèi)抽完埋水后灌筑承茫臺(tái)混凝土前冠，吊箱自重各+封底混凝挖土自重+粘舟結(jié)力>浮力遍（最高施工爽水位時(shí)）；懶第二階段是乖澆筑完承臺(tái)何且混凝土初監(jiān)凝前。吊箱清自重+承臺(tái)喘混凝土重+掃封底混凝土襖自重<粘結(jié)狠力+浮力（收最底施工水旺位時(shí)）廉⑤污封底混凝土模計(jì)算：一是對(duì)驗(yàn)算封底混常凝土周邊懸陵臂時(shí)的拉應(yīng)帶力和剪應(yīng)力燭，以及中間殊封底混凝土樂的拉應(yīng)力和蠻剪應(yīng)力，二纏是驗(yàn)算封底財(cái)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(nèi)抽干箭水后所受到憑的浮力；梢③棋澆筑完承臺(tái)恰且混凝土初驚凝前利用封卡底混凝土與功護(hù)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(zhì)量茂，鋼吊箱模微板應(yīng)在工地乒車間的胎架辯上以平臥的堅(jiān)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(duì)象于易變形模擾板制作時(shí)，臥模板上方可婚予以配重加倉壓及加設(shè)定辟位卡來控制牢其變形，焊炕接時(shí)采取先暈斷焊后補(bǔ)焊級(jí)的施工工藝?guó)f，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(xùn)，在每個(gè)護(hù)魄筒處分別以蟲鋼護(hù)筒頂部攜圓心A、鋼溝護(hù)筒在鋼吊弓箱底標(biāo)高處動(dòng)的圓心B、鞏設(shè)計(jì)中心O席為圓心，按迷比鋼護(hù)筒半與徑大出夢(mèng)10cm示的半徑畫圓蔥，以這三個(gè)烈圓的外包絡(luò)頂線切割開挖瘦孔洞?？锥磰W開好后，將劇吊箱運(yùn)輸至易平臺(tái)位置，噴利用80t激浮吊就位，霧先將其中一寨塊套入護(hù)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(hù)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(hù)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(shè)晨Φ惠48mm敘鋼管作套管遺，作用是防船止?jié)不炷炼葧r(shí)吊桿與混凍凝土粘結(jié)成凝整體，造成胡鋼吊箱底板橋拆除困難。鐘（2）側(cè)板怪安裝：鋼吊威箱側(cè)板吊裝摟時(shí)為減小起有吊高度及防奶止變形過大柴，采用扁擔(dān)抖梁四點(diǎn)起吊逆。先安裝下?lián)窆?jié)側(cè)板，待楊下節(jié)側(cè)板下貪沉到便于上雅節(jié)側(cè)板安裝撥的位置后，甩安裝上節(jié)側(cè)膀板。在用螺怪栓將鋼吊箱骨側(cè)板和底板盟固定時(shí)，螺察栓要從下往暑上穿，以利段于日后潛水財(cái)員水下拆除視。安裝側(cè)板耳的關(guān)鍵是確鮮保側(cè)板的密臺(tái)封性，茄底板與側(cè)板問及側(cè)板與側(cè)戒板的譯拼縫間設(shè)置而10mm毯厚肅橡膠止水帶牧，止水帶長(zhǎng)鄙度不夠需接娃長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)采壟取生膠接長(zhǎng)糠，以防在止閣水帶接頭處膀滲水森。止水帶應(yīng)舟事先作止水鹿試驗(yàn)，合格襖后才能使用遠(yuǎn)[洪4圓]盒。缸（3）內(nèi)支兔撐：內(nèi)圈梁絨直接焊在上廊下層的側(cè)板凡上，內(nèi)圈梁醒焊接時(shí)要用式千斤頂配合盒反力架使芒圖3鋼田吊箱拼裝實(shí)晌圖溪圈梁調(diào)直并番與側(cè)板密貼本，內(nèi)圈梁四川個(gè)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(tái)100噸黎液壓穿心千描斤頂與雙肢額I56型鋼濫組成活動(dòng)扁孟擔(dān)梁式提放膠裝置，用精長(zhǎng)軋螺紋螺帽葛來調(diào)整各吊息點(diǎn)高程，下裹沉?xí)r使各沉盾放點(diǎn)速度同燒步，以確保辮套穗圖3剝鋼吊箱拼裝咱實(shí)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(cè)板設(shè)有導(dǎo)獨(dú)向定位裝置殺（該裝置是舉根據(jù)護(hù)筒的樸實(shí)際偏位設(shè)脖計(jì)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(nèi)石。用鋼楔將帳導(dǎo)向與護(hù)筒吧之間的間隙區(qū)抄死，用角梁鋼把圍堰頂行口與鋼護(hù)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(zhuǎn)菠現(xiàn)象。乎然后用兩臺(tái)揮千斤頂從上座下游兩端對(duì)慌稱地逐一對(duì)窗36根吊桿脂進(jìn)行調(diào)整，厚使其受力均鐵勻李（施工中嚴(yán)攤禁使精扎螺疏紋筋導(dǎo)電）讓。赴護(hù)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(hù)筒裁以達(dá)到封堵拿的目的。封紹堵板的設(shè)置童詳見機(jī)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(shè)限位裝置丹，以使能在孝平面位置做席適當(dāng)?shù)幕瑒?dòng)撕，以滿足護(hù)叛筒適量偏位鑒的需要，套勞箱下沉到位遭并精確定位應(yīng)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(diǎn)是水下混接凝土灌注面沸積大、脆水位深，混磁凝土隨時(shí)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(zhì)量雖，在施工中艦采取了以下殊幾點(diǎn)措施：樹（1）晌根據(jù)計(jì)算魔的刷首也批慮混凝土方量放，加工儲(chǔ)料宣斗，按水下漢混凝土灌注膛方法進(jìn)行封巾底施工噴，爐封底用泵送僑混凝土乎對(duì)角線四騎點(diǎn)快速舅同時(shí)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(guān)鍵，其墾單管計(jì)算見絨公式3勢(shì)[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(jiǎng)/4）譯……………世……………吉……愉（3）弦D巧—富混凝土擴(kuò)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(dǎo)管內(nèi)混凝承土頂面至工算作堆混凝土隆頂?shù)母叨?，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(lǐng)w蔽w匆—參水的容重；暴Υ結(jié)c尤—冶混凝土的容內(nèi)重。遙（2）水封愚時(shí)潛水員逐晚一對(duì)每根護(hù)叨筒四周進(jìn)行礦檢查，以確勉保封底時(shí)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(hù)筒表稅面氧化層及成附著物，確組保封底混凝驕土與鋼護(hù)筒呀間粘結(jié)力歉。機(jī)（4）子為了防止封貓底時(shí)吊箱內(nèi)桑水位高于箱誼外水位，可盒預(yù)先在吊箱駝上節(jié)側(cè)板（暴箱外水位處方）開孔，封譽(yù)底時(shí)排出箱赤內(nèi)封底混凝臟土置換出的啊水量昆。肌5迅承臺(tái)施工格封底混凝土牢達(dá)到一定強(qiáng)啄度后，即可鼻按照常規(guī)施雹工方法進(jìn)行痰承臺(tái)施工。見在澆注承臺(tái)策混凝土?xí)r，文根據(jù)公路橋款涵施工技術(shù)帆規(guī)范的規(guī)定番，當(dāng)滲入水獎(jiǎng)上升速度較璃小（參考值低小于孟6mm釣/min）泡時(shí)，可采用遇在空氣中灌增注混凝土玩[經(jīng)6蕩]囑。鋼吊箱進(jìn)掉行混凝土封扣底時(shí)，在吊輔箱底板設(shè)置矮集水井，在換澆注承臺(tái)混擾凝土?xí)r，用枯自吸泵將水遭排出，但在浩開始灌注時(shí)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(yīng)盡可滋能加快，以離使混凝土底塘板和側(cè)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(tái)施工完忍后，利用潛物水員拆除水劉下連接螺栓糟，先側(cè)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(jié)語及體會(huì)輪富春江特大刪橋承臺(tái)在施獲工完畢，經(jīng)冷檢測(cè)其成品運(yùn)質(zhì)量，承臺(tái)叉平面偏位、相平整度、幾渴何尺寸等技沫術(shù)指標(biāo)均滿隔足設(shè)計(jì)與規(guī)兔范要求，說冊(cè)明丈單壁慢鋼吊箱施工妹是成功的。倆設(shè)計(jì)鋼吊箱躍的關(guān)鍵是選雖取束支撐方式，敘模擬各工礦邪受力要準(zhǔn)確激，對(duì)其各部燕分取最不利飲情況進(jìn)行計(jì)濃算。檔由于此處單聯(lián)壁鋼吊箱兼雖做承臺(tái)施工鈔的外模，所鉗以單壁鋼吊賓箱的定位至扛關(guān)重要。鋼醉吊箱在護(hù)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(diǎn)：寒①連吊箱與護(hù)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(shí)，當(dāng)首批掌混凝土灌注之后若需重新跌布置下料點(diǎn)病，布點(diǎn)完畢富嚴(yán)禁二次用倚大型料斗進(jìn)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(dāng)需要重新閱布點(diǎn)時(shí)，應(yīng)瓜該將灌注用西的導(dǎo)管插到鼓鋼吊箱底板奮上，并