试论深水裸岩高桩承台钢吊箱围堰设计及施工试卷教案.doc

试论深水裸岩高桩承台钢吊箱围堰设计及施工

试论深水裸岩高桩承台钢吊箱围堰设计及施工
摘要：钢吊箱围堰施工方法是深水承台施工中的一种主要施工方法。钢吊箱作为深水承台施工的主要构件，其设计的合理与否关系到整个桥梁的施工质量。以罗屿特大桥高桩承台施工为例，介绍柱式钢吊箱围堰的设计与施工。重点介绍钢吊箱围堰的设计方案、施工工艺及施工要点等技术细节。同时对钢吊箱围堰施工中的注意事项进行了阐述。工程实践表明，该钢吊箱设计合理，能满足工程的需要。
关键词：深水裸岩；高桩承台；钢吊箱围堰；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。湄州湾罗屿海峡属于规则半日潮类型，并且低潮位时水位比较低，施工受大风、高潮差的影响较大。桥位区域地质情况从上至下依次为淤泥质土、粉质粘土、全风化混合岩、强风化混合岩、弱风化混合岩。地质资料显示不均匀性，地质条件比较复杂.
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
(1）钢围堰相关参数
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
围堰自重G1(t）:100，封底自重G2=2.4xAh1（t）:320，围堰承受最大浮力（t)：1019
封底砼与钢护筒粘结力（t)：720,每平方米18吨
（2)工况分析
钢吊箱围堰作业时段，设计受力状态可按照以下工况条件进行分析.
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。
(3）围堰结构组成及受力体系介绍
？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。
(备注说明：考虑到节省吊箱封底砼、吊箱大小重量及后续承台施工方便，吊箱模板设置在外侧为背肋和加强肋结构，因此在封底完成抽干水后吊箱整体结构各个部位焊点处于受拉状态，故在吊箱整体焊接过程一定要按规范要求做到模板和背肋、背肋和加强肋之间紧密焊接.)
?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4个、纵向8个共32个吊点。
?内支撑及封底分仓：为防止侧板在水压下内倾及吊箱下沉定位,在钢护筒与侧模之间设置两道竖向支撑,在封底完成后在为保证吊箱整体稳定性，在吊箱内横向设置三道内支撑(采用200mm钢管)间距为1m+4m+4m+1m;竖向设置两道:一道在承台顶标高上来50cm处，另一道布置在离第一道顶标高四米处。
（3)吊挂系统检算
?悬吊用50mm圆钢
按工况一检算，总荷载