廣深沿江高速深水區(qū)預制底板吊箱圍堰施工技術(shù)研究

1、    廣深沿江高速深水區(qū)預制底板吊箱圍堰施工技術(shù)研究    金嵋摘要：文章通過對廣深沿江高速公路（深圳段）項目海上深水區(qū)承臺施工中預制混凝土底板吊箱圍堰施工方案進行研究，對本跨海橋梁承臺圍堰底板及支撐結(jié)構(gòu)等進行力學分析，結(jié)合實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)；預制底板；吊箱圍堰施工；高速公路；承臺施工 ：a：u443 ：1009-2374（2017）06-0121-02 doi：10.13535/ki.11-4406/n.2017.06.0611 工程概況廣深沿江高速公路（深圳段）項目機場特大橋承臺全部位于

2、海中，其中機場特大橋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)、水位情況采用了預制鋼筋混凝土底板吊箱套箱圍堰方案進行承臺施工。機場特大橋91#114#墩，橋墩結(jié)構(gòu)為單幅雙柱墩，每個承臺下為4根1.8m鉆孔樁基結(jié)構(gòu)，該部分樁基均采用嵌巖樁，承臺結(jié)構(gòu)為矩形，承臺下有75cm厚封底混凝土，承臺尺寸為10.2×7.0×2.8m，承臺底標高+0.3m，頂標高+3.10m。2 方案簡述該吊箱圍堰側(cè)板采用單壁鋼模板；底板結(jié)構(gòu)為預制鋼筋混凝土底板，在鉆孔平臺上組拼下放到位后，在低潮位時堵漏，干施工封底混凝土。吊箱圍堰整個承重結(jié)構(gòu)同樣為預埋吊掛系統(tǒng)，在下放到位后，承重結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)

3、換到鋼護筒上，承臺施工時無吊掛系統(tǒng)，混凝土重量由底板承受。吊箱圍堰主要采用履帶吊機進行現(xiàn)場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輸通道，方便施工。3 圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計要點本圍堰設(shè)計為單壁鋼圍堰形式，側(cè)模高度為4.3m，圍堰側(cè)模頂面設(shè)計標高為+3.8m，側(cè)模底面設(shè)計標高為-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)計算本吊箱圍堰受力工況分析如下：4.1 工況一在水位處于

4、高水位情況下，當?shù)跸鋰呦路诺轿磺一炷恋装迮潘?，圍堰預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，當?shù)跸鋰攥F(xiàn)澆封底施工后，圍堰預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，承臺澆筑混凝土時，預制混凝土板和封底共同承受自重以及承臺重力作用，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)模加勁肋采用梁單元模型，合計1438個單元，圍堰底口螺栓位置按鉸結(jié)考慮，其圍堰結(jié)構(gòu)整體模型如圖3所示：經(jīng)過midas有限元程序計算分析，吊箱圍堰面板最大應力

5、為工況一，吊箱圍堰加勁梁最大應力為工況三，吊箱圍堰最大正變形為工況一，吊箱圍堰最大負變形為工況三，底板采用實體單元，鋼筋采用梁單元建立整體模型，分析得預制鋼筋混凝土底板最大應力和最大變形均為工況一。5 工藝流程簡述預制鋼筋混凝土底板吊箱圍堰進行承臺施工的工藝流程如下：在平臺上拼裝預制底板拼裝吊掛系統(tǒng)圍堰側(cè)板安裝拆除施工平臺進行圍堰下放施工低潮水時焊接底板與鋼護筒之間錨固鋼筋預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)拆除承臺鋼筋綁扎施工承臺混凝土澆筑施工承臺混凝土養(yǎng)護圍堰側(cè)板拆除。6 圍堰施工工藝特點采用雙層貝雷梁現(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上

6、?；窘鉀Q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)預拱度、承受荷載后變形更容易計算和控制，同時減少了水中鋼管樁插打的施工工序，加快了現(xiàn)澆箱梁施工進度，同時使現(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)底板采用預制鋼筋混凝土板，運輸?shù)绞┕て脚_上現(xiàn)澆濕接縫，底板不需要拆除，預制底板可提前制造，可縮短工期；（2）不需要預埋鋼結(jié)構(gòu)到承臺混凝土中；（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)共同作為承臺施工的主要受力結(jié)構(gòu)，封底混凝土與承臺之間作用力通過鋼護筒與鋼筋的焊接傳力；（4）水下混凝土封底在低潮位時干施工，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，該項目工期要求緊、安全風險高、承臺質(zhì)量標準要求高。通過該預制鋼筋混凝土底板吊箱圍堰的技術(shù)應用，較好地解決了深海區(qū)承臺施工難度大的問題，滿足了項目進度、安全、質(zhì)量等方面的要求，降低了項目施工成本，為以后深海區(qū)跨海橋梁承臺施工積累了寶貴的施工經(jīng)驗和技術(shù)。參考文獻1 黎建寧，鮮亮，謝海根，胡昆鵬，王曉亮.海域