水中系梁有底钢套箱围堰施工技术

/水中系梁有底钢套箱围堰施工技术摘要：文章介绍了224省道昆山周市至常熟任阳段养护改善工程七浦塘大桥主墩水中系梁施工，经多方案比选，接受了有底钢套箱围堰浇注水中系梁，提出了钢套箱的设计和施工工艺，对设计和施工中的难点作了分析。关键词：围堰；系梁施工；吊装平台；钢套箱中图分类号：U445文献标识码：A一、工程概况224省道昆山周市至常熟任阳段养护改善工程起自旧路和339省道交叉口以南200m处，路途全长约14.038Km。昆山段13.696Km，常熟段0.342Km，其中KSQ2标为一独立大桥―七浦塘大桥。该桥平面位于R=9800m的左偏圆曲线上，跨越七浦塘河及窑石公路。七浦塘河为规划Ⅵ级航道，规划航道中心线和桥梁前进方向夹角为78.3°。大桥上部结构接受22×25m装配式部分预应力混凝土组合箱梁，先简支后结构连续，梁高1.4m；下部结构接受柱式墩台，φ1.3m柱，φ1.5m钻孔灌注桩基础。二、施工方案的确定水下系梁施工可以选择以下几种方案。第一种方案是接受双壁钢围堰及船吊机，因钢围堰加工件多，占用时间长，同时钢围堰用钢量大，要求起吊设备的实力大、费用高，该方案被推翻。其次种方案是接受土石围堰，但因填筑量大及清除困难、拥塞河道不符合航道、环保等部门的要求，此方案被推翻。依据该工程水中桩施工条件及系梁结构特点，经综合考虑，接受有底钢套箱围堰施工。三、有底钢套箱围堰施工过程1挖除河底部分泥土外运，依据设计方案，套箱吊装平台底下方套箱至设计标高时，吊装平台底距离水下2.2m，因此需挖除靠近河岸一侧河床底斜坡上部分泥土，确保套箱精确下沉。2搭设支撑排架套箱内模尺寸和系梁一样，因设计系梁在水中0.5m～1.6m位置，故考虑模板高出水面0.5m，所以系梁侧模高度接受2.1m，为确保沉箱就为正确，故将原有钻孔桩平台拆除部分，部分利用，重新布置沉箱排架。依据现场实际状况原钻孔桩平台还需加高0.8m，可满足沉箱下沉，接受Φ10.8钢管在排架上搭设支撑排架，支撑排架做好各项支撑确保吊装平台的整体稳定性。3搭设吊装平台在支撑排架上搭设套箱吊挂平台及悬挂横梁，在套箱拼装前穿入吊杆（Φ32高强螺栓杆）连接底模支架，高强螺母下端固定，上端自由，可通过旋转高强螺栓杆调整平台底模支架高度。4钢套箱制作和就位下沉在吊装平台上制作、拼装钢套箱底模、侧模。依据系梁尺寸，把套箱底模尺寸定为3×270cm×270cm+2×359.2cm×100cm，用壁厚5mm的钢板制作钢套箱底模、侧模，套箱四周用[6.5号和[8号槽钢加固以抗拒抽水时外界水压使套箱变形。安装底模支架纵、横梁接受[20b号和槽钢，其相交处设套箱吊点24个，用于下放钢套箱、吊挂底模以及承受套箱重力和自重。并对套箱架设反支撑，防止套箱抽干水后上浮。5套箱和水中桩护筒四周接受C30水下砼进行封底，待砼达到强度后，进行套箱内排水，剩余部分积水汇流到集水孔中以便全部排出。6箱内安装系梁圆头模板，模板和固定侧模焊接坚实。7现场绑扎钢筋，砼浇筑具体施工工艺和陆上系梁施工相同四、主要施工技术1钢套箱施工设计钢套箱内内模尺寸和系梁一样。系梁浇筑好后，因最低水位时，系梁照旧在水下0.5-1.6米，底盘、水下部分侧模不拆除，共需底盘、侧模四套。钢套箱利用水中桩施工平台拼装完成后，旋转高强螺栓杆下放就位。对于钢套箱的定位，接受Φ10.8钢管在制作排架上搭设支撑排架，Φ32高强螺栓杆干脆将套箱吊在排架顶梁上。2砼封底封底砼的作用不仅在于堵水，而且还能平衡套箱抽水后受到的浮力。封底砼接受水下砼施工浇筑工艺，待砼达到强度后再抽水施工。3套箱受力分析底模（5mm钢板）：（2.7×2.7×3+3.529×1×2-∏×1.152×3）m2×39.25kg/m2×9.8N/kg=6.3KN[6.5号槽钢：（3.8×5×2+2.9×2×2）m×6.7kg/m×9.8N/kg=3.3KN侧模（5mm钢板）：（2.7×2.1×8+0.85×2.1×8+0.791×2.1×8）m2×39.25kg/m2×9.8N/kg=28KN[8号槽钢：（2.7×7×2+16×7×2+0.85×7×8）m×8.045kg/m×9.8N/kg=24.4KN浮力F：（2.7×2.7×3+3.529×1×2-∏×1.152×3）m2×1.61m×9.8KN/m3=259KN系梁自重：11.64m3×25KN/m3+2443.8kg×9.8N/kg=315KN依据有关资料，护筒和砼的容许摩阻力为120kPa，砼和护筒的粘接长度保守计为0.3m，则护筒的容许摩阻力：τ=∏×2×3×0.3×120=678KN当模内抽水时套箱承受向上的浮力，套箱自重，封底砼和护筒之间的摩阻力τ=315KN-（6.3+3.3+28+24.4）KN=253KN<[τ]=678KN，因此，钢套箱围堰在抽干水时不会上浮。浇筑系梁砼时，砼和护筒之间向下的摩阻力τ=315+（6.3+3.3+28+24.4）-259=108KN<[τ]=678KN故系梁浇筑时，套箱不会下沉。4钢套箱安装受力分析套箱自重W=62KN[10号槽钢：（3.1×2×2+1.4×2×6）m×10.007kg/m×9.8N/kg=2.9KN[20b号槽钢：（17×2+4.2×8×4+3.1×2×3+3.7×2×2）m×25.777kg/m×9.8N/kg=51KNΦ32高强螺栓杆：60m×6.32kg/m×9.8N/kg=3.7KN因此，套箱安装时总重为116.7KN，平均分不到24个吊点上，每个吊杆只承受5KN，依据有关资料，每个吊点可承受196KN>5KN，可满足要求。结语七浦塘大桥主墩基础系梁为水下系梁，施工难度较大，结合实际状况，接受单壁钢套箱进行施工，取得了显著效果。由于方案选择的对，平行作业工序多，已按预期目标完成两个系梁。通过运用有底钢吊箱围堰工艺进行深水墩高