沿江高速深水區(qū)吊箱圍堰施工技術(shù)分析范文

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摘要：文章通過對(duì)廣深沿江高速公路（深圳段）項(xiàng)目海上深水區(qū)承臺(tái)施工中預(yù)制混凝土底板吊箱圍堰施工方案進(jìn)行研究，對(duì)本跨海橋梁承臺(tái)圍堰底板及支撐結(jié)構(gòu)等進(jìn)行力學(xué)分析，結(jié)合實(shí)際比較了圍堰各受力階段的變形特征，確定圍堰結(jié)構(gòu)受力的最不利工況。

關(guān)鍵詞：深水區(qū)；預(yù)制底板；吊箱圍堰施工；高速公路；承臺(tái)施工

1工程概況

廣深沿江高速公路（深圳段）項(xiàng)目機(jī)場(chǎng)特大橋承臺(tái)全部位于海中，其中機(jī)場(chǎng)特大橋91#～114#墩區(qū)域?qū)儆谏钏畢^(qū)，海水深度較大。結(jié)合墩位處地質(zhì)、水位情況采用了預(yù)制鋼筋混凝土底板吊箱套箱圍堰方案進(jìn)行承臺(tái)施工。機(jī)場(chǎng)特大橋91#～114#墩，橋墩結(jié)構(gòu)為單幅雙柱墩，每個(gè)承臺(tái)下為4根Φ1.8m鉆孔樁基結(jié)構(gòu)，該部分樁基均采用嵌巖樁，承臺(tái)結(jié)構(gòu)為矩形，承臺(tái)下有75cm厚封底混凝土，承臺(tái)尺寸為10.2×7.0×2.8m，承臺(tái)底標(biāo)高＋0.3m，頂標(biāo)高＋3.10m。

2方案簡(jiǎn)述

該吊箱圍堰側(cè)板采用單壁鋼模板；底板結(jié)構(gòu)為預(yù)制鋼筋混凝土底板，在鉆孔平臺(tái)上組拼下放到位后，在低潮位時(shí)堵漏，干施工封底混凝土。吊箱圍堰整個(gè)承重結(jié)構(gòu)同樣為預(yù)埋吊掛系統(tǒng)，在下放到位后，承重結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換到鋼護(hù)筒上，承臺(tái)施工時(shí)無吊掛系統(tǒng)，混凝土重量由底板承受。吊箱圍堰主要采用履帶吊機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊裝組拼并采用吊掛系統(tǒng)下放鋼圍堰的施工方案，施工材料采用施工棧橋與岸上連接形成運(yùn)輸通道，方便施工。

3圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

本圍堰設(shè)計(jì)為單壁鋼圍堰形式，側(cè)模高度為4.3m，圍堰側(cè)模頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為＋3.8m，側(cè)模底面設(shè)計(jì)標(biāo)高為－0.5m。側(cè)模面板采用6mm鋼板、側(cè)模橫向加勁肋由間隔350mm的63角鋼組成。圍堰在標(biāo)高為＋3.5m的側(cè)模位置設(shè)置橫向內(nèi)支撐，底模是350mm厚預(yù)制鋼筋混凝土底板，下放到位后施工封底混凝土作為圍堰承重結(jié)構(gòu)。

4吊箱圍堰工況分析及結(jié)構(gòu)計(jì)算

本吊箱圍堰受力工況分析如下：

4.1工況一

在水位處于高水位情況下，當(dāng)?shù)跸鋰呦路诺轿磺一炷恋装迮潘螅瑖哳A(yù)制底板受到圍堰自重以及最大浮力的作用，圍堰側(cè)模受到海水最大側(cè)壓力作用。

4.2工況二

在水位處于底水位時(shí)，當(dāng)?shù)跸鋰攥F(xiàn)澆封底施工后，圍堰預(yù)制底板受到自重以及封底混凝土重量作用，側(cè)模未受到海水側(cè)壓力作用。

4.3工況三

在水位處于低水位情況下，承臺(tái)澆筑混凝土?xí)r，預(yù)制混凝土板和封底共同承受自重以及承臺(tái)重力作用，側(cè)模受到混凝土最大側(cè)壓力。建立吊箱圍堰整體模型，圍堰側(cè)模面板采用面單元模型，圍堰側(cè)模加勁肋采用梁?jiǎn)卧Ｐ停嫌?jì)1438個(gè)單元，圍堰底口螺栓位置按鉸結(jié)考慮。經(jīng)過MIDAS有限元程序計(jì)算分析，吊箱圍堰面板最大應(yīng)力為工況一，吊箱圍堰加勁梁最大應(yīng)力為工況三，吊箱圍堰最大正變形為工況一，吊箱圍堰最大負(fù)變形為工況三，底板采用實(shí)體單元，鋼筋采用梁?jiǎn)卧⒄w模型，分析得預(yù)制鋼筋混凝土底板最大應(yīng)力和最大變形均為工況一。

5工藝流程簡(jiǎn)述

預(yù)制鋼筋混凝土底板吊箱圍堰進(jìn)行承臺(tái)施工的工藝流程如下：在平臺(tái)上拼裝預(yù)制底板→拼裝吊掛系統(tǒng)→圍堰側(cè)板安裝→拆除施工平臺(tái)進(jìn)行圍堰下放施工→低潮水時(shí)焊接底板與鋼護(hù)筒之間錨固鋼筋→預(yù)制混凝土底板的濕接頭施工→混凝土封底施工→圍堰吊掛系統(tǒng)拆除→承臺(tái)鋼筋綁扎施工→承臺(tái)混凝土澆筑施工→承臺(tái)混凝土養(yǎng)護(hù)→圍堰側(cè)板拆除。

6圍堰施工工藝特點(diǎn)

采用雙層貝雷梁現(xiàn)澆支架施工方案后，由于在水中不需設(shè)置鋼管樁支撐，鋼管樁全部支撐于承臺(tái)上。基本解決了由于水中鋼管樁不均勻沉陷影響現(xiàn)澆支架結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量的問題，使支架結(jié)構(gòu)預(yù)拱度、承受荷載后變形更容易計(jì)算和控制，同時(shí)減少了水中鋼管樁插打的施工工序，加快了現(xiàn)澆箱梁施工進(jìn)度，同時(shí)使現(xiàn)澆支架安全及質(zhì)量控制工作更為容易。（1）圍堰結(jié)構(gòu)底板采用預(yù)制鋼筋混凝土板，運(yùn)輸?shù)绞┕て脚_(tái)上現(xiàn)澆濕接縫，底板不需要拆除，預(yù)制底板可提前制造，可縮短工期；（2）不需要預(yù)埋鋼結(jié)構(gòu)到承臺(tái)混凝土中；（3）圍堰吊掛系統(tǒng)作為圍堰混凝土底板下放的輔助結(jié)構(gòu)，而預(yù)制混凝土底板與后澆鋼筋混凝土封底結(jié)構(gòu)共同作為承臺(tái)施工的主要受力結(jié)構(gòu)，封底混凝土與承臺(tái)之間作用力通過鋼護(hù)筒與鋼筋的焊接傳力；（4）水下混凝土封底在低潮位時(shí)干施工，封底混凝土質(zhì)量更容易控制，吊掛系統(tǒng)施工快捷方便。

7結(jié)語

由于該跨海橋梁深水區(qū)海水深度較大，該項(xiàng)目工期要求緊、安全風(fēng)險(xiǎn)高、承臺(tái)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求高。通過該預(yù)制鋼筋混凝土底板吊箱圍堰的技術(shù)應(yīng)用，較好地解決了深海區(qū)承臺(tái)施工難度大的問題，滿足了項(xiàng)目進(jìn)度、安全、質(zhì)量等方面的要求，降低了項(xiàng)目施工成本，為以后深海區(qū)跨海橋梁承臺(tái)施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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作者：金嵋 單位：中鐵大橋局集團(tuán)（沈陽）工程有限公司