廣州某特大橋主墩承臺整體式鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)與大體積混凝土施工技術(shù)

XX特大橋主墩承臺整體式鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)與大體積混凝土施工技術(shù)摘要介紹173t整體式鋼吊箱圍堰在XX特大橋深水高樁承臺施工中的應(yīng)用及大體積混凝土承臺施工的溫控措施。鋼吊箱吊桿采用拉壓桿方式，設(shè)計(jì)受力明確，制造簡單，下放定位準(zhǔn)確，施工速度快；大體積承臺砼施工溫控措施得當(dāng)，效益顯著。關(guān)鍵詞深水高樁承臺鋼吊箱圍堰大體積混凝土溫控措施工程概況XX特大橋是國道主干線廣州繞城公路西環(huán)南段上跨越XX主航道的一座特大橋，主橋?yàn)椋?5+136+75）m懸臂現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋。其中23#、24#主墩位于約26m的深水中，每個(gè)主墩基礎(chǔ)采用12根φ250cm鉆孔灌注樁，樁長為88米，樁頂以上設(shè)整體式高樁承臺，承臺尺寸為39.75m（長）×10m（寬）×4m（高），承臺C30混凝土方量為1534.7m3，封底混凝土設(shè)計(jì)厚1m。本工程跨越XX東平水道（Ⅲ級航道），施工期間不得斷航，枯水季節(jié)XX水位在＋0.5m～2.5m，水深為26m左右；汛期水位在＋5.0m左右，江水流速在1.1～1.4m/s左右。承臺設(shè)計(jì)標(biāo)高為＋4.0m。根據(jù)施工水位及工程特點(diǎn)，主橋水中承臺施工采用有底鋼吊箱施工，在河岸分桿件加工，在鋼護(hù)筒上搭設(shè)拼裝平臺，利用浮吊拼裝模板和各桿件，并采用人工手拉葫蘆的下沉方案，然后澆筑水下封底混凝土。2整體式鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)2.1工況分析鋼吊箱圍堰作業(yè)時(shí)段，設(shè)計(jì)受力狀態(tài)可按照以下工況條件進(jìn)行分析：工況一：100cm厚封底混凝土澆注完成，尚未抽水階段工況二：100cm厚封底混凝土澆注完成，抽干水階段工況三：澆注第一次承臺混凝土施工階段2.2受力體系介紹吊箱底板為工字鋼組成的平面桁架結(jié)構(gòu)，吊箱支撐受力點(diǎn)，主要是以鋼護(hù)筒和鋼管樁作為聯(lián)合支撐體系，共同支撐鋼吊箱和封底混凝土以及第一次承臺混凝土的重量，在鋼護(hù)筒兩側(cè)焊接型鋼吊帶，吊帶與底板的主橫梁相連并作為橫梁的主支點(diǎn)；在平臺兩側(cè)鋼管樁頂?shù)呢惱琢荷希O(shè)置精軋螺紋鋼吊桿，下端與底板主橫梁的兩端相連作為副支點(diǎn)，形成一個(gè)多跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。吊箱所有的重量全部由鋼護(hù)筒和鋼管樁來承受。2.3鋼吊箱圍堰結(jié)構(gòu)鋼吊箱圍堰由側(cè)板、底板、外側(cè)框架、支撐系統(tǒng)、吊掛系統(tǒng)等5部分組成，設(shè)計(jì)總重173t。如圖1。2.3.1吊掛系統(tǒng)如吊掛系統(tǒng)虛由廉2I嘉45a援工字鋼底橫梁幸、挖2爬【謎28a嚴(yán)槽鋼主吊帶、罪鋼護(hù)筒、承臺尿四周鋼管樁以惰及其上的縱、臣橫向貝雷片承驢重梁武、劑φ隱25mm藥精軋螺紋鋼吊棄桿組成。射吊箱龍承受扛的所有重量僅通希過己2幕【壽28a嶄雙拼槽鋼主吊壟圖盛1摸見鋼吊箱結(jié)構(gòu)圖弱帶爬和有φ趨25mm重精軋螺紋鋼吊遼桿最后迫全部勁傳遞至宅鋼護(hù)筒和鋼管敵樁來承受。純吊箱在起吊下仁放過程中采鴉用塔4拐8帥個(gè)圓10榴t植手拉葫蘆整體壇下放?？兊鯍煜到y(tǒng)如英圖騙2助所示?；貓D明2呆洞吊掛系統(tǒng)圖污以下僅澤對敢2線【核28a跨主吊帶作應(yīng)力誕檢算。岸按汁工況太三顯，澆注謹(jǐn)完終第一次弄1.5m棋厚活承臺混凝土耐，取最低施工達(dá)水位溉+本0.5m籠，吊箱承受主綿要召荷載為自重、糕封底混凝土重嬸量、叛第一次承臺混郊凝土重量和水測浮力。放吊箱自重憑：呈G冊1莫=講173數(shù)t經(jīng)，決封底混凝土重斜：向G倉2笑=384×1僻.滑0厲×2.6=喬998.4巷t蕩第一次承臺混盯凝土重由量然:G紗3夠=384×1蝶.5×2.6掉=1挺497.6擾t和，魯水浮辜力廟F=鍬1.6傭×384×1頁.0=6嘩14.4絨t爛吊箱承受豎直軍向下的永力羽G=G礦1載+G匙2潤+G轉(zhuǎn)3費(fèi)－犁F=2促054.6衛(wèi)t穩(wěn)。呀利邪用為SAP200絹0村程序建模電宇算花，每根主吊帶躬所受拉應(yīng)力點(diǎn)。龍索2啄.聲3仆.2盤憤支撐系統(tǒng)散在吊箱頂部高億程糧+黨4.0m探處設(shè)置一但層辭I年25a吼工字鋼支撐系蘭統(tǒng)，支撐節(jié)點(diǎn)會和外側(cè)框罵架撫2I32營b鄰工字鋼豎梁對慕應(yīng)。撐桿與外格側(cè)框架豎梁間超通過聯(lián)結(jié)鋼板允相連，并與外斧框架豎梁、底薦板橫梁共同形裂成一個(gè)平面剛攤架體系，以抵倆抗水的側(cè)壓力釣。努2闊.蜂3帳.3嗓睛側(cè)板和底板嗚底板工為捉平面桁架結(jié)構(gòu)咸，短邊方向?yàn)橥?I典45啟a嚇工字鋼吃主橫梁惜，按照字2.6鄭m液和戀3.4灶m險(xiǎn)間距布置，長坊邊方向?yàn)榉鵌壁25筐b去工字鋼桌分配梁豈，按照傅70cm臭和簽1借m舌的間距布置債。焊接在鋼護(hù)泛筒兩側(cè)場2課【簡28a摩的槽鋼吊帶，晌在底端與興I泉45周a沾主骨架工字鋼匯焊接在一起，運(yùn)作為田底板結(jié)構(gòu)屋的仗主衫支點(diǎn)，在兩側(cè)暢和中間鋼管樁早頂端的承重梁名上，設(shè)置直徑投25mm不的精軋螺紋鋼敞吊帶，下端與父主骨架工字鋼俯兩端相連，作踩為湖底板結(jié)構(gòu)肆的講副右支點(diǎn)。形成框騙架后，上面鋪編設(shè)磚組合鋼模律板，相鄰板塊蒼之間救點(diǎn)愉焊鐵連蛋接在一起，形腰成吊箱底板。短吊箱的側(cè)板采律用蓮6mm亡嫂的鋼板、四周哨L提7.溪5按號角鋼加勁肋刺、愈【嘗6.廊3帥號槽鋼橫肋悔、屬60×鞠6mm艘扁鋼小豎肋和迎雙拼部【搖1沿0萍號槽鋼大豎肋目分塊加工制作單而成，針塊與塊之間采啦用法蘭膨連接，法蘭之繳間采用止水橡耀膠圈，防止?jié)B組漏。鹿按三不等跨連伸續(xù)梁綁檢擊算波，底敘板弊2I霉45a可主橫梁應(yīng)力為碰：義3霉慢整體式鋼吊箱哭圍堰施工圓3.托1凈．吊箱加工敏⑴鍵尤底模和側(cè)模均斷在岸邊分塊加觀工制作，底模歐在樁基位置處吸要先開孔洞，里以利吊箱整體價(jià)順利下放，開擋洞位置為按照估樁基完成后現(xiàn)蒸場實(shí)測嘗的劃φ質(zhì)2.8虹m峽鋼護(hù)筒位置準(zhǔn)投確定位，開洞遵尺寸為鋼護(hù)筒謹(jǐn)直徑每側(cè)加大蔬10cm會的預(yù)留量。剩⑵逗袍所有模板均做骨好編號，并標(biāo)軋明上、下游方拋向，以便于現(xiàn)此場吊裝。遲⑶約察吊掛系統(tǒng)圖的穿2畏【索28a益槽鋼主吊帶提判前通過聯(lián)結(jié)鋼處板息與災(zāi)2I愧45a兩工字鋼底橫梁慈焊成整體，以協(xié)利于下一步的迅吊箱拼裝。悲3.典2都．吊箱拼裝下焦放之⑴媽齒在樁基礎(chǔ)施工或完成后，姨搭設(shè)吊箱拼裝丟平臺，用運(yùn)輸賀船運(yùn)輸各部件雙到平臺上進(jìn)行欠拼裝。拼裝順倦序?yàn)殪F：峰2I夫45a艘底板主橫梁（畫含主吊帶撒】栽→腥I街25b康分配解梁掏→短外側(cè)框繭架斜→斥底模悟板等→鐵側(cè)模板。贈⑵樣堤整體下落吊箱摘，飾在鋼護(hù)筒上沿怪高度方向事先傲抄平并作出標(biāo)褲尺，統(tǒng)一指揮發(fā)，每下放劣10cm來檢查一次，按坦照設(shè)計(jì)位置下速落就位。下落刃過程中注意各勞手拉仔葫蘆諒受力均勻期。鉗⑶包貪當(dāng)?shù)跸涠ㄎ缓蠛?，焊盾接禿2[神28a獸槽鋼旋吊啦帶找在樁基礎(chǔ)護(hù)筒庫上，將整個(gè)吊旱箱固定在群樁晃上肅。擊3.糾3剝．封堵孔隙罪安排潛水員封欲堵樁和底板之王間縫隙，采用明膠墊和鋼板抱屋箍宵進(jìn)行臉封堵。席3.鋤4支．封底混凝土矩施工混圍堰封底設(shè)計(jì)戒為清C2湊0罷混凝土，厚竟1m玉，設(shè)計(jì)混凝土仇方量畝324.8m秒3腫。圍堰封底是柄鋼吊箱施工的倆一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)握，封底質(zhì)量的蚊好壞直接關(guān)系饅到圍堰施工的購成功與否，為懂了確保封底的肢成功，在施工畜中采取了如下剝措施：亭⑴蓮示將封底混凝土孟標(biāo)號提高籮到仆C3嫂0飯混凝土。它⑵膏堵封底順序?yàn)閺拇掠蔚缴嫌我烙芜M(jìn)行。猶⑶合事加特工倦4慈個(gè)萬6m傘3刃容積的漏斗，捏以確保首批混母凝土灌注能夠積埋住導(dǎo)管一定跪的深度。悼⑷年隆經(jīng)試驗(yàn)證明，輛澆注水下混凝否土?xí)r，導(dǎo)管口流離底登板買2埋0甜～切30c俱m草，混凝土的擴(kuò)行散半徑約為雜3.5m給，圓錐體率約距為痕1/句5每～夫1/1碎0察，考慮到護(hù)筒幣壁的阻擋等因奮素，封底時(shí)確喊定布店置觸5監(jiān)根灶φ嬸300mm迎導(dǎo)管，確保了糠封底混凝土的墨連續(xù)均勻上頂責(zé)。硬⑸燦閱封底混凝土采絨用泵送，每根斷導(dǎo)管首次混凝爪土的坍落度控享制甜為今1呈8季～膽20c嗎m包，以后坍落度鐵控制槳為路2美0離～戴22c阻m帥，配備兩臺炮1000L摟的混凝土拌合牌站集中供料，嘩產(chǎn)量為址60m林3夜/膝h揚(yáng)，確保了混凝逆土的質(zhì)量和供健應(yīng)量。臣⑹戒投在混凝土的灌谷注過程中，隨衰時(shí)測量導(dǎo)管底律口附近的混凝隔土頂面高程，高確保了混凝土掠的埋深滿足要墨求，避免了混花凝土紡的喜“顛洗貓?jiān)枞奔m現(xiàn)象。愚⑺砍塵本橋位處受潮金汐漲落拆在讓1娃～撇1框.5m湯左右，考慮封宋底砼受水位變呆化影響，在吊機(jī)箱上下游方向每側(cè)板剪20cm傘高度處各開兩賽個(gè)直堆徑酸φ稠5cm休的疏水孔，以皮平衡吊箱內(nèi)外晌水壓，防止水六壓力可能造成歲的對新澆筑封扒底混凝土的破巖壞。名封底混凝土導(dǎo)掙管布置如潑圖率3美所示。匠圖壺3陣造封底混凝土導(dǎo)滋管布置圖作圍堰封底僅用袋了征7撕個(gè)多小時(shí)，確待沃3胳天后抽水表明攝，封底混凝土禾表面平整，基捉本無滲漏水現(xiàn)溝象，證明采取亮的措施取得了庸良好的效果。即3.疼5葉．鋼吊箱受力廁轉(zhuǎn)換再⑴枝搭等封底混凝土辰達(dá)到設(shè)計(jì)盆強(qiáng)度后，蟲關(guān)閉吊箱兩側(cè)戀的疏水孔，盯抽干吊箱內(nèi)的達(dá)水，檢查吊箱摧內(nèi)是否有滲水喜，如果有必須淘處理后，才能亂進(jìn)行承臺施工挨。式⑵犯跌清理并整平封蘆底混凝土表面鄙，用鋼板將吊持帶誰焊接在設(shè)計(jì)樁就頂護(hù)筒側(cè)面上梁（承臺設(shè)計(jì)底倚標(biāo)高賀為能±文0.0m露，樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)奴高箭為廁+泥0.2m硬）豈，似為拔保證焊接質(zhì)量筒，榮要求角帝焊縫厚度飾10mm奮；根據(jù)每個(gè)主騾吊帶慢最大拉力今為所T=817.猾57K圖N渣，翠，瓦要求保證主吊濃帶焊縫渾長度購800mm扔。待吊箱內(nèi)全蝦部吊鋒帶復(fù)焊接完成后，疤割斷樁頂以上果吊叢帶菠和利鋼耐護(hù)筒構(gòu)，評鑿除樁頭懇達(dá)設(shè)計(jì)要求盈，記完成鋼吊箱受除力轉(zhuǎn)換以。完4麻漸大體積混凝土售承臺施工辜23熊#裳、換24諷#踢主墩承臺，每序個(gè)承坡臺剖C3冰0晚混凝土方量達(dá)粱1534.7捐尾m截3帝，按大體積混盲凝土的施工方吵法進(jìn)行施工。符為了防止大體浪積混凝土水化窮熱產(chǎn)生溫度裂親縫，施工中從嫌減少和控制水飲化熱溫度、內(nèi)奶外溫差、溫度層變化速率以及琴提高混凝土品妥質(zhì)等方面采取菌了措施。油4.擠1奸．溫控標(biāo)準(zhǔn)起在施工期內(nèi)誓，流為保證承臺蘭混凝土宿表面不出現(xiàn)溫丘度裂縫原，統(tǒng)參照以甩往的經(jīng)驗(yàn)，采扛取以下溫控標(biāo)憶準(zhǔn)：耐⑴六察混凝土內(nèi)表溫沖差，即混凝土莊內(nèi)部平均最高護(hù)溫度與表面溫水度之差不超過遭25伍0事C燈。翼⑵噸序混凝土內(nèi)部平辜均最高溫度不與超過噸51汽0蔬C逆。鼓⑶其廣混凝土最大水犯化熱溫升不應(yīng)滋大于劫40弊0異C磨。稱4.栗2太．防裂措施惱4駐.禿2啊.情1精貌嚴(yán)把材料關(guān)，獵優(yōu)化混凝土配填合比耍水化熱與水泥摔品質(zhì)、用量以拘及其他原材料緩等密切相關(guān)，運(yùn)選擇級配良好慢的砂、石料，電在保證強(qiáng)度的腐前提下適量降肅低水泥用量，燥采用優(yōu)質(zhì)的緩逐凝高效減水劑嗽和適量摻用粉沿煤灰禽的醒“只雙態(tài)摻凍”曲技術(shù)措施是降逐低混凝土內(nèi)部夏水化熱溫升的具主要措施。現(xiàn)劍場選定的原材天料為：席42.素5蘿普硅水泥（因踢水泥為甲供料茶，無法采用低篩水化熱的其它扎水泥），經(jīng)試冰配，水泥用量每較原設(shè)計(jì)配比紙降低了固15kg墳/m難3肆。餃粉煤灰采用廣演州黃埔電廠生達(dá)產(chǎn)敲的馳Ⅱ趁級粉煤灰，摻訂量為膠凝料用插量擦的竟16.7醋%助。覽砂采用頓XX踐生產(chǎn)喇的痛Ⅱ日區(qū)中砂，細(xì)度釀模數(shù)管為遭2.粘2腰～烈2.盛7蘿，含泥量扭＜抹1帝%傅。繩碎石采用廣東唇新會生產(chǎn)的二略級配碎石浪，赴5踐～詳16m史m漁占粉30聾%鵲，姥1感6冒～辮31寒.5mm診占搞70即%病。橫外加劑采用緩儲凝高效減水劑木，摻量為膠凝拌料用量塑的桑1.3冊%利。悅每離m俗3歪C乘3慰0作承臺混凝土的騾材料用量為：桃42.間5中普硅水泥貓350緊乘kg榴，中砂浸722僵蝕kg鄭，小石交311戲斧kg蛇，大石與726仗畢kg肺，水醫(yī)180保裙kg旬，粉煤灰叢70講章kg曲，緩凝高效減饞水劑惕5.6取堆kg瘋。熔4窩.往2嘴.2蜘軌降低混凝土原棋材料溫度扛⑴柔銀水泥罐車裝運(yùn)拖水泥進(jìn)入拌合羊站的水泥儲藏年罐后應(yīng)存帽放貼3巖天以上以降溫永；雖⑵掛幼粗骨料采用加密棚遮蓋，并在賄使用前噴灑水錯霧降溫；濟(jì)⑶嘉叢拌合用水采用牧在蓄水池內(nèi)加兆冰塊的辦法冷幼卻降溫。敏4體.腰2隊(duì).3歪夾泵送管道降溫?cái)R在混凝土泵送向過程中，對泵圈送管道進(jìn)行麻全袋覆蓋，并派厘專人不停地澆處水降溫。柜4落.詠2眠.4械竄混凝土分層澆狂筑躍由于混凝土水嬸化熱的溫升值栗大小與混凝土智澆筑厚度密切瘋相關(guān)，因此選逼擇適當(dāng)?shù)臐仓h厚度，可增加隔散熱面，延長澡散熱時(shí)間，使政水化熱最高溫合升值降低。霉XX甩特大橋主墩承透臺厚唉4m穩(wěn)，分兩層澆筑身。第一次澆筑淋厚度為扎2.5m塊，混凝土方量逝為五959深凡m鋪3銷，第二次澆筑寬厚度為碼1.5m輕，混凝土方量剃為參576瑞蝦m方3買。敞4咐.腦2敵.5宵響通水冷卻案通過設(shè)置冷卻矛管來控制混凝避土內(nèi)部最高溫嗎度、內(nèi)表溫差求、降溫速率。夫XX背特大唇橋型23爭#蘇、有24福#奶主墩承臺均布怕置耗3斥層冷卻管通水坦降溫，垂直間辮距為居1.3m耀，水平間距為沙1.5m歇。冷卻水管采淘用內(nèi)倍徑屋φ贏2掉5叛mm鎮(zhèn)、壁厚配2減攜mm匆的黑鐵管，冷攤卻水為江水，談冷卻水管埋設(shè)債按照由熱中心副區(qū)流向邊緣區(qū)婆的原則，進(jìn)水話管設(shè)在靠近承輔臺中心，出水羅管設(shè)在靠近承悄臺邊緣，每層項(xiàng)進(jìn)、出水管相偵互錯開。不冷卻管使用應(yīng)康注意如下事項(xiàng)圈：部⑴鮮夸使用前進(jìn)行壓養(yǎng)水試驗(yàn)，防止絲漏水、阻水。青⑵顏址從混凝土澆筑精到各層冷卻管音位置開始通水怕冷卻，一般時(shí)鬼間得為設(shè)1混4禿天，具體時(shí)間文根據(jù)量測結(jié)果峰確定，在出水姐中設(shè)置控制流細(xì)量的水閥及測床流量的設(shè)備，知要求出水口流供量不小于素20L脂/mi朵n程。載⑶好稼嚴(yán)格控制進(jìn)出基水口溫差及冷燦卻水與混凝土徒內(nèi)部最高溫度蛋之差。施工中綠采用循環(huán)水作盼為冷卻水。語4銹.破2字.6扭打采用粉煤灰與犧緩凝高效減水哨劑箭“乎雙省摻炭”始技術(shù)銅為提高混凝土標(biāo)的品質(zhì)，降低鑄混凝土的水化滔熱，同時(shí)提高續(xù)混凝土的可泵鳥性，施工中采島用粉煤灰與緩擱凝高效減水艙劑貝“芬雙削摻唇”號技術(shù)，對防止慚大體積承臺產(chǎn)毯生溫度裂縫起碑到了一定的作雪用。粉煤灰摻便量為膠凝料用桑量笛的好16.7土%懸。緩凝高效減類水劑摻量為膠廣凝料用量瘡的磁1.3獻(xiàn)%疑。慈4渴.貌2胞.7僑扎保溫養(yǎng)護(hù)辮實(shí)踐證明，加張強(qiáng)養(yǎng)護(hù)對混凝菌土的強(qiáng)度正常卸增長及防止收誦縮裂縫具有重濱要意義，混凝拿土終凝后在承崗臺頂面覆蓋土誕工布蓄水養(yǎng)護(hù)瓶，養(yǎng)護(hù)水采用丘冷卻管流出的妖循環(huán)水，以控脈制混凝土的內(nèi)莫表溫差在寺25晃0此C攏以內(nèi)。同時(shí)，喉合理安排拆模商時(shí)間，傭XX黨特大橋由于兩暑個(gè)主墩承臺為揭同步施工，不蒼急于周轉(zhuǎn)模板頑，拆模時(shí)間確便定奏為難1趁4眼天。內(nèi)4暮.表2爪.8摘互混凝土內(nèi)部溫?cái)R度監(jiān)測刪在承臺混凝土遙內(nèi)部布瞇置拜8造個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，對適混凝土內(nèi)部平帥均最高溫度進(jìn)粗行監(jiān)測。從混習(xí)凝土澆筑開始頓，毯每屈2頃h辦測一次短，總3誕天后膊每告4孟h鹽測