简析深水裸岩高桩承台钢吊箱围堰设计及施工技巧.doc

简析深水裸岩高桩承台钢吊箱围堰设计及施工技巧【实用文档】doc
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简析深水裸岩高桩承台钢吊箱围堰设计及施工技巧
摘要：钢吊箱围堰施工方法是深水承台施工中主要施工方法,钢吊箱是深水承台施工的主要构件，它的设计是否合理会影响到整体施工质量。本文以罗屿特大桥高桩承台施工为例,论述了钢吊箱围堰的设计方案、施工技巧.
关键词：深水裸岩；高桩承台；设计及施工
1.工程概况
罗屿特大桥为跨越罗屿海峡设计,桥全长765。75m。墩台基础采用υ1。25m和υ1.5m钻孔桩，钻孔桩共计113根，最长桩长36米;桥台为矩形空心桥台,桥墩为圆端形桥墩,最高墩9。75米；桥跨为23-32m预制后张法简支T梁。8#-23＃墩承台基础采用5根钻孔灌注桩,桩顶以上设整体式高桩承台,承台尺寸为8.7(长）×8.7m(宽）×3m(高),下设封底混凝土设计厚1。5m。桥位位于海中、水深约7—16m.最低水位在—1.5m、最高潮水位在+3。92m、浪高60cm。承台设计底高程为-5。4m.根据施工水位、工程特点及工期要求等综合考虑，决定采用有底钢吊箱围堰施工.考虑到承台砼施工后需要进行防腐处理,钢吊箱围堰尺寸为10m(长)×10m（宽)×12m(高）.
2.整体式钢吊箱围堰设计
护筒外径D（m)：1。7m,承台桩数n（根)：5，设计最高水位（m）：4.6，围堰顶高程（m）:4。6，围堰底高程（m)：—6.9，承台顶高程：-2.4m，潮位差H(m):6.1，封底厚度h1（m):1.5，围堰外轮廓底面积A0（m2)：100，孔面积A1（m2)：11.4（去孔后)A=A0-A1（m2）:88.6。
2。1工况分析。工况一：150cm厚封底混凝土浇筑完成，按最低水位—1.5m考虑;吊挂及底承重系统承受吊箱围堰自重及封底砼重量(100+320=420吨）。工况二:150cm厚封底混凝土浇筑完成，抽干水阶段按最高水位+4.6m考虑；吊箱围堰承受浮力1019吨。工况三:浇筑承台混凝土施工阶段，按在最低水位-1。5m考虑;吊挂系统承受围堰自重及封底砼自重、承台砼重量、封底砼与钢护筒粘结力。浮力剩余部分重量(100+320+590—720—434=—144
吨)。故吊挂系统不受力无需验算。
2.3围堰结构组成及受力体系。？模板:吊箱侧模、底模模板采用δ=6mm钢板，?80×8mm为组合模板边框，内肋为8cm槽钢，间距为30cm。？侧板：侧板采用模板组合而成，第一层采用双16槽钢竖向布置作为整体背肋(间距为1m)、第二层采用双32工钢横向布置作为加强肋（间距为1。5m×2道+2m×3道），立柱与加强肋采用拉杆螺栓连接并焊接，加强肋与模板背肋采用焊接连接成整体。?底模及承重结构:底模采用6mm钢板拼装，在护筒处预留孔洞。模板下铺设12工钢作为分配梁，间距为20cm，分配梁长度为12米；分配梁下设4道双拼45cm工字钢作为主承重梁，每排桩基在护筒两侧各设一道,每道长度均为12m。？承吊系统：利用钢护筒作为承吊系统，由于封底混凝土浇筑后要割除钢护筒,为保证底模及侧板正常工作,在护筒内埋设υ500mm钢管,作为以后体系的转换.主承重上吊梁采用双贝雷梁(横向布置4组8片贝雷片），长度为12m,顺路线方向在护筒顶立柱横梁上安装,通过50mm圆钢与底承重梁连接，共设置横向个、纵向8个共32个吊点。
2。4吊挂系统检算。?悬吊用50mm圆钢.按工况一检算，总荷载为420t，共设置32根吊杆，考虑吊杆间受力不均匀系数1。2，吊杆承受的最大荷载为1.2×420/32=15t。单根圆钢25×25×3.14×140=27.4t，满足要求。？抗浮,按工况二检算.检算水位+4.6m,浮力计算水头差h:6.1m，围堰总计算浮力F总=A*h=1019t.围堰封底砼重量G1=320t，围堰重量G2=100t，护筒外壁与封底混凝土粘结力G3=720t。抗浮总稳定荷载？G1=1140t
3。侧板模板加强肋施工验算
结构模式：内支撑三道横向间距为1m+4m+4m+1m，内支撑直接对顶在模板外侧双拼I32工字钢的垂直面上。
计算模式:按横向三根钢管(横向间距4m)、管顶双拼I32工字钢，按二等跨连续梁计算内力。
受力分析:封底后抽干吊箱内水时最下层I32工字钢横梁承受最大水压力。（此时水头压力H=10米）
N=rHs=10KN/m3×10×8×0。26=208KNq=208/8=26kn/m
Mmax=0。125ql2=0。125×26×16=52KN.mQmax=(0.625+0.625）ql=1。35×26×4=140KN
I32力学特性:Ix=16574cm4，Wx=920。8cm3,Sx=541.2cm3，t=15。8mm
主梁横梁强度验算:σ=Mmax/Wo=52×106/（920.8×