深水承臺單壁鋼吊箱圍堰設計百度文庫

1、筑龍網(wǎng) W W W . Z H U L O N G . C O M 深水承臺單壁鋼吊箱圍堰設計1概況xx 高速公路是浙江省公路水路交通建設規(guī)劃（20032020）公路網(wǎng)主骨架“兩縱兩橫十八連三繞三通道”之一連“杭新景高速公路”的組成部分，也是杭州市“交通西進”公路建設規(guī)劃“一繞、三線、三連、四大接口”公路網(wǎng)主框架的“一線”。某特大橋是xx 高速公路杭州至桐廬段第四合同項目中的一座特大橋，全橋長1679.5m ，全寬33.5m ，分上下行兩幅。其中主橋長367m ，為68+2120+68m預應力混凝土剛構-連續(xù)組合梁橋。主橋下部基礎為群樁基礎，高樁承臺。主橋61#、62#、63#墩每個墩單幅樁基

2、為9根2.0m 鉆孔灌注樁，橫橋向3排，每排3根，承臺頂面設計標高為+4.00m，底面設計標高為0.00m ，承臺平面尺寸為14.2014.20m 。主橋墩位于富春江深水區(qū)，最深高程在-10.0m 至-12.5m 之間。經(jīng)綜合比較分析，主橋墩61#、62#、63#承臺圍堰采用單壁鋼吊箱施工。2 單壁鋼吊箱的設計圍堰是用于水下施工的臨時性擋水設施。 鋼吊箱圍堰的作用是通過吊箱圍堰側板和底板上的封底混凝土圍水，為承臺施工提供無水的干處施工環(huán)境。根據(jù)鋼吊箱使用功能，將其分為底板、側板、內支撐、吊掛系統(tǒng)四大部分。其中，側板、底板是鋼吊箱圍堰的主要阻水結構并兼作承臺模板。鋼吊箱圍堰是為承臺施工而設計的臨

3、時阻水結構，其作用是通過吊箱圍堰側板和底板上的封底混凝土圍水，為承臺施工提供無水的干處施工環(huán)境；封底混凝土作為承臺施工的底模板，吊箱側板作為承臺施工的側模板。2.1 構造形式的選擇國內深水承臺施工，多采用沉井、鋼圍堰或鋼吊箱法。由于沉井和鋼圍堰施工工序繁鎖，工期長，材料用量大，而鋼吊箱工藝操作簡單，節(jié)約工期，材料用量合理并能回收再利用，技術上可行。所以我們確定采用鋼吊箱施工方案，并對筑龍網(wǎng) W W W . Z H U L O N G . C O M吊箱側板的單壁、雙壁兩種方案進行了比較，結合本工程工期、結構特點及施工經(jīng)驗等，本項目鋼吊箱側板采用單壁結構。形式 材料用量 優(yōu)點 缺點雙壁結構側板材

4、料用量125.21噸，底板材料用量35.14噸，內支撐材料用量25.00噸，合計185.35噸。（1）吊箱拼裝及下沉充分利用水的浮力，下沉不用大型起吊設備；（2）側板剛度大，內支撐材料用量少。（1） 材料用量多，加工難度大；（2）在鉆孔平臺下拼裝側板，難度大，焊接工作量大；（3）下沉工藝復雜，工期長。單壁結構側板材料用量83.71噸，底板材料用量30.35噸，內支撐材料用量28.76噸，合計142.82噸。（1）節(jié)省材料，加工方便，加工質量易控制；（2）裝、拆方便，可兼做承臺施工模板；（3）承臺施工完畢，拆除側板又可作為施工模板；（4）下沉工藝簡單、節(jié)省時間；（5）在鉆孔平臺上拼裝側板，焊接工

5、作量小，拼裝容易。（1）側板剛度小，內支撐材料用量多；（2）下沉時需用大型起吊設備。2.2 設計條件根據(jù)鋼吊箱圍堰施工工作時段及設計受力狀態(tài)，可按以下幾個工況進行分析： 拼裝下沉階段； 封底混凝土施工階段； 抽水后承臺施工階段。筑龍網(wǎng) W W W . Z H U L O N G . C O M 根據(jù)富陽市水利局提供的近年的水位資料,2002年的最高水位為7.411m ，根據(jù)杭州市氣象水文預報2004年仍為偏旱年，與2002年的降雨量相當，參照2002年的水位和我部3月、4月自己測量的水位情況，再結合吊箱施工進度安排（67月），確定鋼吊箱的頂標高為7.50m(當施工水位接近或高于7.5m 時，增

6、設防浪板，保證正常的施工和安全, 設計抽水水位為7.50m （可根據(jù)施工時的水位隨時調整）。水流速取為1.50m/s。綜合各工況條件、水位條件和施工時間，確定鋼吊箱結構設計條件（61#63#墩）：圍堰平面內凈尺寸：14.20m 14.20m (與承臺平面尺寸相同, 考慮吊箱圍堰側板兼做承臺模板 ；側板頂面設計標高：7.50m （保證承臺施工在干燥無水的條件下進行，根據(jù)施工時間安排，此時預計施工水位最低在4.00m 左右，最高為7.50m ）；底板頂面設計標高：-2.50m （封底混凝土厚度為2.50m, 承臺的底標高為0.00m ）；內支承標高：4.50m 和7.00m （最不利工況處）；設計

7、抽水水位：7.50m ；根據(jù)自然水位變化及鋼吊箱施工作業(yè)時段，設計施工受力結構主要按照最高水位時，吊箱內抽干水后側板所受水壓力為設計依據(jù)，最低水位時，現(xiàn)澆承臺砼側壓力進行校核，考慮最高水位時，鋼吊箱抗浮措施。2.3荷載取值依據(jù)由鐵路橋涵設計規(guī)范 （JTJ021-98）荷載組合V 考慮鋼吊箱圍堰設計荷載組合。水平荷載：Hj 靜水壓力+流水壓力+風力+其他；豎直荷載：Gj 吊箱自重+封底混凝土重+浮力+其他；筑龍網(wǎng) W W W . Z H U L O N G . C O M其中：單位面積上的靜水壓力按10kN/計，水壓隨高度按線性分布；風速很小，在此可忽略；封底混凝土容重; =24.0kN/m3；

8、水的浮力:=10kN/m3；封底混凝土與護筒之間的摩阻力取經(jīng)驗值150KN/m22.4計算綜合工況條件分析和計算內容，對鋼吊箱各部分取最不利受力工況進行計算。 底板主要承受封底混凝土重量和吊箱自重。荷載組合為混凝土自重+吊箱自重+浮力，此外，還要對吊箱入水時底板受力情況進行復算。吊箱吊掛系統(tǒng)與底板一起進行驗算。 側板以承受水平荷載為主，最不利受力工況為抽水階段，側板計算包括豎肋、水平加勁肋、面板、豎肋拼接處及焊接的內力、 變形及應力計算。另外，還要對吊箱逐層入水及承臺施工等階段側板受力情況進行復算。內支撐系統(tǒng)與側板計算，在側板驗算的同時完成驗算。 吊箱拼裝下沉階段主要與吊箱自重有關，以兩層拼裝

9、完成下沉時為最不利進行計算控制，并據(jù)此計算結果設計吊點、吊帶。 抗浮計算分兩個階段：一個階段是吊箱內抽完水后灌筑承臺混凝土前，另一個階段是澆筑完承臺且混凝土初凝前。吊箱自重+封底混凝土重+粘結力（方向向下）浮力吊箱自重+承臺混凝土重+封底混凝土重粘結力+浮力（方向向上） 封底混凝土強度驗算：要驗算封底混凝土周邊懸臂時的拉應力和剪應力，以及中間封底混凝土的拉應力和剪應力。 封底混凝土厚度計算。筑龍網(wǎng) W W W . Z H U L O N G . C O M 5鋼吊箱結構簡介 底板底板的作用一是與側板共同組成阻水結構，變承臺及部分墩身水上施工為陸上施工，二是作為吊箱、承臺的承重結構。吊箱底板分成

10、四塊，吊箱底板由底模托梁和底模組成。底板平面凈尺寸為14.2 m14.2m ，底板高0.408m ，重量為30.35噸。底模托梁為井字梁結構，縱橫邊梁各設2道，每道由通長2 40a組成，縱橫中梁各設4道，每道由通長單根I40a 組成?？v、橫梁之間的斜撐（除吊桿梁處）為2 22a，吊桿梁處為240a?？v梁之間和橫梁之間分別設置100808角鋼加勁肋。頂板為=8mm鋼板。橫梁與縱梁用焊接連接，底板與側板、側板之間均用20螺栓連接，焊縫連接及螺栓連接強度計算按路橋施工計算手冊設計。吊桿設在縱梁上，吊桿采用32的930級高強度精軋螺紋鋼，共36根。 側板側板采用單壁結構，由25a 做縱肋、75505做

11、橫肋和8mm 鋼板做面板焊接而成。側板高度方向分為上、下兩層，分別為2.50m 、7.50m 。每層分為8塊，其中長邊和短邊各4塊。上層長邊壁板單塊重為2.348噸，上層短邊壁板單塊重為2.279噸，下層長邊壁板單塊重為8.452噸，下層短邊壁板單塊重為7.848噸，側板總重83.71噸。分塊的原則主要是為了便于加工和運輸，避免產(chǎn)生超標變形，所以分塊較小。吊箱下層側板與底板及上、下層側板之間的水平縫和豎縫均采用螺栓連接，縫間設置10mm （壓縮后為34 mm）泡沫橡膠墊以防漏水。側板的面板為8mm 鋼板，豎楞（接縫角鋼除外）均為I25a 工字鋼，間距為660mm ，水平加勁肋為 =8mm，h=

12、250mm的鋼板，間距為300mm 、400mm 、450mm 和500mm 。側板的作用：是與底板（包括封底混凝土）共同組成阻水結構，變承臺及部分墩身水上施工為陸上施工，另一作用是兼做承臺施工的外模板。 吊箱內支撐 內支撐由內圈梁，水平斜撐桿二部分組成?？傊貫?28.76 噸。 內圈梁：內圈梁設二層，設在吊箱側板的內側，高程為 4.50m 和 7.00m 處， 由下層 4I40c 和上層 2I32c 結構組成的水平四邊形，焊在側板內壁鋼板上。內圈 梁的作用主要是承受側板傳遞的荷載，并將其傳給水平斜撐桿。 水平斜撐桿：為菱形支撐結構，桿端與內圈梁焊接連接成一體，水平撐桿由 吊箱吊掛系統(tǒng)： 工作

13、平臺用過的）組成?？v梁的作用是支承吊桿，并將吊桿荷載傳遞給橫梁。 吊桿： 吊桿是由 32 mm 精扎螺紋粗鋼筋及與之配吊的連接器、螺帽組成， 共 36 根吊桿，重 3.13 噸， 吊桿下端固定到底板的托梁上，上端固定到吊掛系 統(tǒng)的縱梁上。吊桿的作用是將吊箱自重及封底混凝土的重量傳給縱梁。在使用前 做試驗，滿足施工要求方能施工；在施工過程中，對吊桿要充分保護好，禁止碰 撞，以免影響施工的安全。 吊箱定位系統(tǒng) 鋼吊箱下沉入水后受流水壓力的作用，吊箱圍堰會向下游漂移，為便于調整 吊箱位置，確保順利下沉，在吊箱側板內壁與鋼護筒之間設上下兩層導向系統(tǒng)， 第一層設在距圍堰底板 2.00 m 處，第二層設在

14、距圍堰底板 6.00 m 處，每層 8 個 筑 龍 網(wǎng) WW 縱梁：縱梁（順水方向）設置在貝雷梁上，共 6 排，由 2I56 工字鋼（搭設 W. 的作用是支承縱梁，并將縱梁傳遞的荷載（通過護筒）傳遞至基樁。 ZH 貝雷梁支點設專用支座（牛腿）焊接于護筒內側的專用支座（牛腿）上，貝雷梁 UL 橫梁：橫梁（順橋向）共計 3 排，均設在鋼護筒頂，每排由兩片貝雷梁組成。 ON 及封底混凝土的重量。 G. 吊掛系統(tǒng)由縱、橫梁、吊桿及鋼護筒組成，吊掛系統(tǒng)的作用是承擔吊箱自重 CO M 2I32c 組成。 導向。定位系統(tǒng)由導向鋼板、定位孔、定位器（短型鋼）及調位千斤頂組成。導 向板為厚度16mm 鋼板，端部

15、制成圓弧，分別焊于吊箱 4 個角部位的縱、橫 內圈梁上，導向板端部至鋼護筒外壁之間留一定的空隙；定位孔是利用吊箱底板 上靠上游的前排 3 個護筒孔洞作為定位孔， 其位置必須和護筒-2.50m 處位置保持 一致；導向鋼板及定位孔的作用是控制下沉吊箱的平面位置。調位時用調位千斤 頂進行。定位是在吊箱下沉到位后，封底混凝土凝固前，為防止水流壓力、波浪 力及靠船力等動荷載對自由懸掛的鋼吊箱發(fā)生撓動， 影響封底混凝土質量而設置 固定裝置。 定位主要利用鋼護筒的穩(wěn)定性將下沉到位的鋼吊箱通過定位器與 4 個 鋼吊箱總重約 142t，采用在駁船上逐塊散拼，80t 浮吊分體吊裝的方式進行 施工。施工荷載及自重主要由吊帶和支承架傳遞與樁基承受。 6 結束語 某特大橋主橋承臺圍堰施工方案的設計，無論從經(jīng)濟技術的可行性，還是從 現(xiàn)場組織施工的結果都取得了成功，節(jié)約了工期，降低了成本，為后序施工打下 了堅實的基礎。 筑 龍 網(wǎng) WW 箱及封底砼自重通過精