陆水河特大桥主墩钢围堰设计施工及装备应用试卷教案.doc

陆水河特大桥主墩钢围堰设计施工及装备应用
陆水河特大桥主墩钢围堰设计施工及装备
应用
摘要，陆水河特大桥采用,88+160+88，m变截面连续箱梁桥,基础为整体式承台+群桩形式，桥址区处于陆水河一级阶地地貌及构造剥蚀岗地地貌区，所处河段无粘土覆盖层，河床以下为砂卵石层,而设计采用埋置式承台,进入岩层约3。5m，且受下游在建船闸施工封航的影响，所有施工船舶无法抵达施工现场，无法按传统的整体吊装工艺进行钢围堰施工,施工工期紧、难度大。本文以21#主墩承台为例,对该墩钢围堰设计与施工工艺、设备选择及使用进行了详细介绍，为后续类似工程提供宝贵经验
关键词，陆水河特大桥,主墩钢围堰，设计与施工
中图分类号,TV5文献标识码，A文章编号,1006―7973,2017，04-0053—04
1工程概况
陆水河特大桥位于咸宁市嘉鱼县以及赤壁市,主桥墩身采用等截面六边形实体墩,基础为群桩整体式承台基础,承台尺寸14。7×14。7×4m,配9根直径为2。2m的钻孔灌注桩
根据桥址施工条件及施工工期要求,陆水河特大桥下构
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施工采用先围堰后桩施工工艺。先行施工钢围堰可为后续桩基施工、承台施工及上构施工提供一个良好的工作平台。其中主墩承台采用双壁钢围堰现场分节组拼吊装的形式进行设计与施工
2桥址处自然条件
2。1水文、地质条件
桥址区处于陆水河一级阶地地貌及构造剥蚀岗地地貌区,微地貌为河床、河漫滩、一级阶地、岗地。主墩承台处河床以下为砂卵石层，砂卵石层层厚为3,5m,泥面标高,17.9m。其下为强风化泥质粉砂岩,钢围堰需沉放至强风化岩层之上，砂卵石层侧摩阻力约为100kPa,详见图1
根据300年设计洪水频率，本桥防洪设计流量为3000m3/s,最高通航水位32。44m，最低通航水位26m,设计洪水位32。1m，测设水位25。55m，设计水流流速1。5m/s。施工桥位下游21km处正在修建一处航电枢纽,施工期间对航道进行了封闭，所有施工船舶无法抵达施工现场,钢围堰施工设备无法按传统的整体吊装施工工艺
3钢围堰设计
3。1设计参数
,1，设计荷载取值.设计流速，1.5m/s,封底混凝土容重,24kN/m2，水的浮力10kN/m2，静水压力10kPa，设计高水位,+26。5m,设计低水位,+25。5m,设计风速，
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17.1m/s,7级，，护筒直径，φ2500，混凝土握裹力,135kN/m2,封底砼强度等级，C25
,2，结构参数取值.围堰顶标高,+28.0m,围堰底标高,+13.5m，承台顶标高，+19。8m,承台底标高，+15.8m，封底砼厚度,1.9m。钢围堰由型钢和钢板焊接而成,围堰长边为34.5m，短边16。8m，壁体厚度1m,其中刃脚高度1.3m，围堰高度14.5m,从下至上分别为7。6m、6。9m
3。2钢围堰结构布置
钢围堰由壁体、刃脚、插板和，戎С抛槌伞,谔搴腿薪胖饕，由隔仓板、水平型钢、水平直杆、水平斜杆、竖向加劲肋、内外壁板、水平环板组成,详见图2,
3.3钢围堰计算
3.3。1计算工况
钢围堰计算工况共五个，包含钢围堰起吊下放工况、钢围堰下沉工况、钢围堰浇注封底混凝土工况、钢围堰抽水工况以及钢围堰浇注承台工况，详见表1
3。3。2计算结果
3。3.2.1工况一，钢围堰起吊下放和下放计算
陆水河特大桥21#主墩承台钢围堰采用现场拼装、千斤顶下放工艺。本工况计算钢围堰第一节壁体起吊,无钢管支撑,下放时壁体以及承重架结构强度。下放时拟采用6点吊。经计算,各构件位移及应力均满足要求
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3。3.2。2工况三，钢围堰封底阶段结构强度计算
本工况计算钢围堰浇筑1。9m封底混凝土时壁体强度,取设计高水位+26.5m,夹壁内水位+21.1m,。建立钢围堰整体模型，假设在浇筑封底混凝土时，钢围堰顶口不发生位移变化，取钢围堰顶口边界条件为铰结约束。钢围堰承受自重,浮托力，静水压力,水流力,砼的侧压力，围堰夹壁外侧水对壁板静水压力。荷载布置图及有限元模型图详见图4。经计算，各构件位移及应力均满足要求
3.3。2.3工况四,钢围堰抽水阶段结构强度计算
本工况计算钢围堰抽水时结构强度,高水位+26.5m,夹壁水位+21.1m,。围堰抽水时，封底砼已达到设计强度,取封底砼与钢护筒的接触面为固结约束。钢围堰承受自重，浮托力,静水压力,水流力，围堰夹壁外侧水对壁板静水压力
，1，抽水时壁体结构分析
荷载布置图及有限元模型图详见图5
,2，抽水时封底混凝土强度计算
封底砼各向主应力如图6所示，
由图6可以看出，封底砼的最大拉应力为0.636MPa,最大压应力为0。509MPa，封底砼等级取C25，其轴心抗压强度为fc=11.9MPa,轴心抗拉强度为ft=1。27MPa。故采用厚度为1.9m等级为C25的封底砼能满足抽水后的封底砼抗弯强度要求
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，3,封底混凝