双壁钢套箱的拼装下沉

xx大桥主桥17#～20#墩主墩，每个桥墩分别设2个独立的承台，承台尺寸为4m×14.4m×16m，为矩形分离式实体结构。施工方案根据xx大桥主桥主墩承台平面尺寸、水文、地质情况，拟避开洪水期施工，主墩承台采用双壁钢套箱法进行施工。钢套箱为四边形,双薄壁之间为空间桁架结构，钢套箱内壁距承台边缘为10cm，双薄壁钢套箱厚度为1.2m，主桥钢套箱的底标高确定为-8m，顶标高为+7m，钢套箱最高15m。见图4-22。施工过程中注意冲刷防护，确保钢套箱的埋置深度。双壁钢套箱设计上主要考虑围堰封底抽水后围堰在最高水位时水压力作用下的强度、变形上浮和整体稳定性。钢套箱设计及制作1、双壁钢套箱结构布置（1）井壁：围堰井壁由内外两层钢板壁所组成。壁板厚度为8mm，沿壁板周围分布有水平矩形桁架，竖向为型钢加劲，将内、外井壁组合成整体。（2）井壁隔舱：主墩钢套箱在壁板间内支撑位置设有向横隔板，板厚为10㎜。（3）刃脚：刃脚加工成直角三角形形状，斜边在围堰内侧，外侧平直。（4）其它设施①吊点：每块双薄壁钢套箱壳体要设吊点，用于围堰的吊装、拼装及下沉使用。②内外连通管：为保持围堰在下沉、封底作业时内外水位的平衡，在河床附近和承台顶面以上的围堰壳体处，穿透内外井壁设置四个φ250mm的钢管，钢管与井壁密焊。钢管伸入围堰端焊有法兰盘，并配有钢板堵头，可根据工序需要由潜水员开闭堵头板。2、钢套箱及封底砼结构验算（1）钢套箱结构构，采用有限元结构分析软件MIDAS－civil进行建模计算，由于本方案中钢套箱设计成完全轴面对称结构，因此仅取结构的四分之一进行分析，这里取堰内水压为零遭遇洪水高水位作为钢套箱最不利荷载工况进行验算。封底砼以下按固结考虑，及边界条件中封底砼顶面（高程-3m）处节点设为三向轴力自由度被约束，即铰接。最大水压按20年一遇高洪水位5.89米作为承压水头。建立模型见下图4-23～4-27。钢套箱骨架计算模型图。带面板四分之一三维电算模型图经计算：洪水位水头为5.89米堰内抽空，时骨架（梁单元）应力状况如下列计算图例所示：方框架梁单尺元应力结稿果抽结果显示话：最大拉忘应力究为钩173.衡4PM因a藏，作为临察时结构，离钢材容许弄应辆力角[液σ库]=18句0MP聪a佳，因此结杨构安全。咱面板应力觉计算结果饶面板最大柔应力伯为单101.购8MP角a歉，安全储香备较大。草变形及位棒移状况计赢算结果醉最大位移钥发生在钢缸套箱长边曲距封底砼缺顶面画约抛1.处5柄米处，最翠大位移量今为妹3.0药3毯㎜，完全督可以满足薄施工要求铜。亭从计算结凉果看出双运壁钢套箱挤设计合理是。馅（能2贯）钢套箱粒抗浮稳定捎验算舍取整个封纽底砼作为睬分析对动象哗,士当套箱排撇水后，河剪道处相于企2检0敬年一遇的凭高水权位闹5.89尽m鹅，即封底捎砼受最大穿浮力时最化不利情况峰，此时封援底砼受力境情况如下抛：封底混案凝土自毙重条G受；水压央力的F版W搬（浮力）溉；封底砼继与桩基的礼握裹壮力删F拜，见蓝图抓4忙－犁2罚8跪。浆封底混凝卵土受力图么1愉)鸦、求封底忙砼自重：终取砼容重皂为溉24KN唇/m3记i铲、计入桩僻基嵌固段狱自重免眨G雨＝酸2.5红×伐14.6引×陈16.2衡×期2.4旧=14捧19.1沃2娱t团；狐i眠i妻、不计入客桩基嵌固皮段自重炊G津’暑＝项2.5那×招(琴14.6逢×渠16.2纪-9关×塔π济×宾2.3)拒×维2.4袄=102康5.93飘5河t苹；组2恐)额、浮力笨i仙、按排开奋水体积计皱算现F绝浮责=14.页6×16除.2×(衔5.89盖m--葛5.5m顶)×1=败269向3.96战3鸽t异；争i魔i赠、按水压宋力作用面超计算：叉F译浮程’牵=(14顺.6×1剧6.2好-立π亲×2.3善×9)×呢(5.8穗9m-双-5.5孩m)×1头=19磁53.2缩61略t唱；凯3铺)吧、封底砼口对单个桩所头的固爷力桨f标锚（根据汪疏通大桥戏抗拔试验四结器果思,附取剖Γ唉b=1扎0t/m鼓2隶安全可靠窜）状画掀f携锚寄＝休π踢dh翻踩Γ骗b击＝旁π辣×2.2带×2.5妈×1墙0宜＝茎180.忌64积t泄∴腐上F址锚＝矩f宏锚巨i轻＝击9×窃f伐锚溪＝叹1625右.774遗t穷故抗浮稳园定系丽数碧K游浮委=军F炊锚皮/(型F丘浮恒-G)终i贡、封底砼举计入桩基泰嵌固段自首重嘉,拥浮力按拍姜开水体积房计算胃时俭,队K槽浮高=162哲5.77虎/(26慎93.9缴63-1夺419.知12)=私1.27慕i朗i冰、封底砼丽计不入桩姓基嵌固段叨自熄重载,诚浮力按水请压力作用俱面计算时屋：顶K碍浮乖=162虹5.77陆/(19会53.2搭6-10秧25.9糠35)=珠1.76呜,宿无论采用蒜何种方式蕉计杏算良,晌K枝浮均大哪于轻1.2麦,希因此钢套淡箱抗浮稳决定性满足润要求。嘴承台部分寄封底砼强训度验算：村因为封底水砼所受的抬所有外力学均为其几悟何中心及蓬对称轴对在称分布的笑均布荷载女，故可取倍图中矩幻形遍ABC寄D稼单元的最蜂不利位置谈的内力验腊算封底砼两的强度，乞若矩形单诊元推ABC萌D哄的最大应范力小于封沾底砼的容校许应力值快则结构安攀全赶：台ABC雨D堤矩形单元气内力按四陆边钦嵌板灰进行计算政：舅封底混凝间土计算宽绞度示意图发采用结构捉有限元分到析软昨件蜓Mida晴s-ci摔vi鼓l棉取图扇中醒ABC讽D郊方块进行扣建模分析义，模型按吉四角点与柏桩周接触珍节点简支寸，划分鞭为鼻380艰0献个实体单题元建立，处四边限制停相应轴向野位移设置阵边界条件费进行模拟名。堰内无绝水压，堰陈外水头膊为鉴5.89混m绕（二十年返一遇的高宪水位），御经电算结含果见魄图煌4-3冰0找～梯4-3脏3愉：显σ艺1贱主应力云逼图丸主应力云引图显示：,决满足封底叹需要。些σ剪2洒主应力云母图彻σ熄3劈主应力云淡图梳封底砼的昏变形情况塑：最大位茂移章量显W=0.徒01祖3吓㎜，即几央乎没有发乳生移移。截位移等值闲线图峰3躬、钢套箱需的制作狐钢套箱竖宜向根据水炼位篮分辞4毛节，每节玩各分块钢杠套箱由加宵工厂施焊冷成型，经寨试拼检查管合格后，议用运输车育通过栈桥篇将钢套箱雕块段运输剑至现场分此层拼焊成责整体下沉沉。怎双壁钢套厅箱的拼装纤下沉授采用在墩建位现场搭汽设拼装平线台及吊装羡平台进行练钢套箱的幻拼装及下达沉，主桥缠钢套箱下阳沉示意图邻见赌图现4-3谁4热～营4-3惜6纽。推主桥钢套倒箱下沉示见意图寇桩基施工田完成后采恳用型钢在圾图示位置敞连接钢护凑筒在桩顶肢安装反力灶架及千斤屠顶，将第痛一接钢套腔箱及平台你装形成围闹堰拼装平杜台，拼装盾第一节围采堰整体提妨升筐10c些m档，拆除支鸟撑平台，轧逐步下放访。钳主桥钢套呜箱下沉示令意图翻第一节围顾堰下沉到陶一定深度刑（顶面低锈于钻孔平油拼装第二会节钢套箱晚并淘沙下瓣层台）结呈稳定后，祝拆除反力为架。顺主桥钢套盾箱下沉示表意图工钢套箱下陶沉到设计亏标高后，钱清空堰内蛛河床堆灌盗注堰内水桑下封底砼菠至承台底简标高。境1蜘、钢套箱谋现场拼装稻：搭设钢连套箱拼装鄙平台及吊六装平台，于设置悬吊巷下沉系统典。在拼装灭平台上测周量放样，棚以便控制航钢套箱的怀平面位置宝。在主护饱筒上设置黄钢套箱下由沉导向，蛇导向采用卫型钢制作摆，导向与杏钢套箱之美间的间隙胞采此用婶3蛋～渐5c范m与，导向长抵度民为么6复～县8醋m中。坊利用平板谱车将钢套纱箱运输至插墩位后进说行底节钢溜套箱的拼毁装。每条眯接缝均采渠用双面焊锤缝，焊缝粉宽度及厚吵度应满足偏规定要求芹。为了确零保接缝的瞒焊接质量浑，在每条站竖向接缝纹上再辱贴穷15c翅m撒宽的钢板追条并焊拉肉牢固、密灯实。按照混拼装底节旋的相同程渔序拼装第捏二节钢套宵箱。水平配接缝的焊叔接要求与乞竖向接缝最相同。斤2额、钢套箱折下沉采用担加重和堰鼻内除土的闲方法。钢绩套箱刃脚泥混凝土采很用压浆混搬凝土施工蜻，加重的纤方式可采什向钢套箱傻隔舱灌水客和加片石谢。井内除减土的方式主可采用高毫压射水、雪吸泥。泥在钢套箱菠接高节段碧完成后，坛就向钢套摊箱的隔舱破加片石，牧片石要对下称施加，访避免造成命偏压导致脊钢套箱倾裙斜，一般魂下什沉痛1.0葡m熊观察一次闪平面位置汽及垂直度匪。怕利用位于涂钢套箱中满心桁架平丧台上安装院的严5醒t唤双臂轨道缩式旋转吊茄机，双臂的对称起吊暂吸泥机，拦进行吸泥亮，可不变池幅沿堰周糕吸泥。网围堰下沉散中随时掌博握土层变舍化情况，书作好下沉绒量、倾斜差和偏位的泡测量，控符制堰周附孤近除土量合，注意纠币偏，使围皇堰均匀平宾稳地下沉宣。在吸泥顽过程中，阵要连续向水围堰内加俊水，尽量已使堰内水震位不低于乓堰外，防胶止翻沙。庙当钢套箱锈下沉到离铜标高以优上招2确m泪左右时，音控制刃脚陡随近除土与量，注意塌调平围堰阅，避免围角堰发生突滋然大量下朝沉或大的尤偏斜，难惩以下沉至秀设计标高亦。对于高联底刃脚的宋钢套箱下照沉，刃脚机进入覆盖棍层后，因蔬入土部分糠侧面积不慧同，摩阻嫌力不同，绢以致长刃踢脚一侧不方易下沉，芽围堰易向亦短刃脚一梨侧偏斜，宁故下沉时鼓先在邻近阔高刃脚一泊侧井孔内雹取土，以困减小偏斜乐。然后在科井内对称卷取土。茫3案、钢套箱防现场拼焊燥的质量控拨制烈（磨1惠）、测量篇放线及检蚂查：在钢拍套箱拼装丙平台上测辈量放出钢案套箱刃脚传位置线，俭底节钢壳乔拼装时通沫过刃脚底仓口中心与使刃脚平面测的垂线作挠为中心线含，控制钢龙壳上口半遗径。以后哥分层接高积皆以此中古心线投点抽在吊装下欢沉平台上类进行放样专和校核，覆其半径误储差不得大兔于纠3c酒m疏。亚（痒2摘）、拼装盐时要求：甜隔舱板对悠齐；各相生邻水平环拣形板对齐艺；上下不燃能对接焊禁时，可采然用搭接焊锦或贴板焊偿接，但必朽须满焊，问并保证水垂密。脖（黎3网）、刃脚萝部分经检公查合格清透洗干净后馋方可灌注栋压舱混凝鼠土。距（绑4屋）、所有撒壁板和隔借舱的工作坟焊缝，必马须做煤油仙渗透试验活，并对不步合格的焊分缝，要求雀修补直至需合格为止太。帅4衡、清底及疗基底处理察：钢套箱践下沉到位竹后潜水工蛋及时进行赠清理基底牲和护筒四押周的泥垢雕，并清除年钢套箱壁抬的泥垢。东回虏填哥2.5伏m坟厚的片石蕉、碎石并型整平，作泽为围堰内愤垫层，以径便进行桩扑基承台施狮工。恐5厦、浇注封社底砼：基叔底处理合营格后即进颂行封底砼娃的浇注。现6惜、围堰防拨洪措施酿主桥钢套五箱安排在贺枯水期进庸行施工。钢当不能避吵开洪不汛造期进行钢饥套箱施工舱时，从两诚方面着手酸考虑围堰环防洪。一漠方面是从漆围堰结构音设计上考铲虑：首先锤双薄壁钢用套箱井壁彻内水平向绪设计有支淡撑体系，慨并将钢套锹箱顶标高棕提高堡至伞+6.5革m消，底面标萌高降低至轮洪水期局摔部冲刷线间以下，对血抗洪水有次利；其次臂在围堰井质壁内灌注束砼，增加更围堰井壁症的重量及涉抗弯截面艰模量，提溉高围堰抗莫洪水能力婆；另外，斯当围堰落蛛床稳定后想，围堰内雹壁与护筒利之间用型鹅钢剪刀支鹊撑，在预隐防围堰偏卷斜的同时厦，增加抗捕涌潮及洪碧水能力。炕另一方面悲从防冲刷慰考虑，及扬时检查围滔堰外围的仆河床标高漆，并抛砂约袋等围护血；当围堰梦外河床冲边刷严重时骑，在围堰锅外围一定葬距离打一闻排钢管桩粗，减少塌围堰外围祥的河床冲诵刷。射承台砼施周工勉1屡、施工准丝备肿（谅1仙）支撑设粗置：在围