水中系梁施工方案

1、水中系梁施工方案【摘要】：介紹了水中系梁采用部分預(yù)制結(jié)合分離式套箱施工方法，并對關(guān)鍵部位進(jìn)行了驗算。關(guān)鍵詞：水下系梁、分離式套箱、系梁預(yù)制、結(jié)構(gòu)驗算1 選定方案我公司承建的連鹽高速公路橋海河大橋位于連鹽高速公路K113+627處，河道系天然港道、主航道，河道寬60m左右；2#、3#墩在河床中間，并設(shè)置橫系梁，系梁頂標(biāo)高為0.40，底標(biāo)高-0.80。河流通航水位1.62，系梁在水下。本橋設(shè)計的系梁凈長840cm，截面尺寸為120cm120cm。系梁底部與樁頂齊平，距水面高度約1.20m左右。另外，67月份施工系梁時，正值水位高峰季節(jié)，更不易施工。系梁砼方量12.1m3，適用于采用有底鋼套箱施工。

2、但有底鋼套箱是利用基礎(chǔ)頂部做為承力點(diǎn)，必須先澆筑封底砼，施工難度較大，浪費(fèi)較多。因此根據(jù)本橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并多方考證，擬采用部分系梁預(yù)制結(jié)合分離式套箱的方案進(jìn)行水中系梁施工。2 水中系梁施工工藝2.1 系梁預(yù)制根據(jù)樁距及套箱外徑大小，擬定預(yù)制系梁長度6m，系梁總重21.6T，吊裝需采用大噸位吊車安裝。系梁離河岸較遠(yuǎn)，對吊裝不利。為此我們采用系梁直接在水上鉆孔平臺上預(yù)制，而后吊裝的方案。預(yù)制前，首先對水中排架進(jìn)行加固，且同時對排架樁的承載力進(jìn)行驗算，滿足要求后實施預(yù)制。排架加固后，鋪設(shè)型鋼與底板使之形成平臺，而后在平臺上鋪設(shè)系梁底模、綁扎鋼筋，安裝側(cè)模并澆筑砼。強(qiáng)度達(dá)到75%后，拆除模板，并對端部

3、實行鑿毛處理。預(yù)制系梁時，縱向主筋長度按6.4m與7.4m控制。2.2 鋼套箱的結(jié)構(gòu)形式鋼套箱按底標(biāo)高-1.30、頂標(biāo)高2.20控制，即套箱豎向長度3.50m，內(nèi)徑300cm。鋼套箱采用=10mm的A3鋼板加工而成，為保證環(huán)向剛度，在套箱內(nèi)壁采用10型鋼進(jìn)行環(huán)向加固，加固的位置分別在套箱底部、距頂部1.20m處。套箱底板也采用=10mm的A3鋼板，并根據(jù)測量的護(hù)筒位置在底板上開孔，孔洞的直徑較護(hù)筒直徑大10cm。為保證底板剛度，在套箱底部用型鋼加強(qiáng)。套箱壁上根據(jù)計算好的系梁位置進(jìn)行開孔，孔洞的大小與系梁截面尺寸相吻合。套箱與系梁的連接是通過型的鋼抱箍與套箱焊接而成,抱箍之間用螺栓連接，抱箍與系

4、梁之間用橡膠墊，并同時涂上早強(qiáng)型玻璃膠。對于洞口處四周用鋼板及型鋼進(jìn)行加強(qiáng)。2.3 系梁、套箱的安裝與準(zhǔn)備吊裝安裝將預(yù)埋于同一樁頂?shù)膬筛Q向型鋼進(jìn)行加固連成整體形成支墩，橫梁采用箱型鋼梁，形成吊裝。套箱與系梁的加固套箱與系梁拼裝后，為保證套箱與系梁的相對穩(wěn)固，將套箱的上、下部與系梁之間用型鋼做拉桿進(jìn)行固定。2.4 系梁、套箱的安裝與拆除起吊系梁及套箱：將連接好的套箱與系梁由兩個20t手拉葫蘆起吊懸掛于吊架上。拆除平臺：將系梁底部位于系梁的范圍內(nèi)的平臺拆除。系梁及套箱就位：平穩(wěn)下放系梁及鋼套箱至設(shè)計標(biāo)高。套箱封底：用砂袋塞封底套箱底板與護(hù)筒的縫隙，然后在套箱內(nèi)的鋼護(hù)筒外側(cè)澆筑水下砼，進(jìn)行套箱底部

5、砼封底。封底厚度由計算所得。系梁澆筑：待封底砼達(dá)到一定的強(qiáng)度后，抽于套箱及護(hù)筒內(nèi)的水，清理樁頭，切割部分鋼護(hù)筒，按照設(shè)計要求調(diào)整樁頭鋼筋，并按設(shè)計長度接長系梁縱向主鋼筋，綁扎箍筋及樁頭鋼筋，支立系梁接長段模板，澆筑樁頭及系梁部分砼，切割樁頭以上的鋼護(hù)筒。鋼套箱待立柱完成以后進(jìn)行水下切割拆除。3 驗算3.1 地基承載力的計算搭建鉆孔及系梁預(yù)制平臺的木排樁如右圖所示：根據(jù)勘測的地質(zhì)報告所示，2#、3#墩所在的12層地質(zhì)參數(shù)如下：地質(zhì)層：0-0.90層為亞粘土；-0.90-5.0層為亞粘土。亞粘土層內(nèi)摩擦角=15.3；土的容重： r1=19.9kN/m3， r2=19.3 kN/m3。天然孔隙比：e

6、1=0.653，e2=0.792。亞粘層土0=150 kPa。圓木樁為落葉松,樁長按6m設(shè)計，木樁進(jìn)入第一層土h1=0.9 m，進(jìn)入第二層土h2=3.1 m。由于b2 m，h 3 m，且h/ b4，故修正后的地基容許承載力按下式計算：= 0+k1r1(b-2)+ k2r2(h-3)=169.4kPa其中，由驗算手冊可知，亞粘土層的寬度修正系梁取k1=0、深度修正系數(shù)值取k2=1.5，r2=rihi/hi=19.4 kN/m3。3.2 排架樁承載力計算考慮群樁作為整體基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)可視為如右圖所示的ABCD范圍內(nèi)的假想實體：則： a=a0+2htg(/4)=10.53mb= b0+htg(/4)=

7、3.77m其中，a0=10m，b0=3.5m，h=4.0m，=15.3作用在樁基礎(chǔ)上的豎向荷載：系梁重量G1 、木樁重量G2、澆搗過程中砼傾倒荷載（4.0 kPa）及砼振搗產(chǎn)生的荷載（2.0 kPa），模板重量可忽略不計。N=216+45.2+6.0x10x3.5=471.2 kN由公式：max=rl+N/A=19.4x4.0+471.2/(10.53x3.77)=89.4 = 169.4kPa 合符要求其中，系梁砼重量:G1=1.2x1.2x 6x 25=216 kN;木樁：G2=40x(x0.202/4x6.0x6)=45.2 kN;3.3 系梁吊裝系統(tǒng)的計算豎向支撐桿件采用型號為I12.

8、6工字鋼A3鋼材，查手冊所得:A=18.10cm2，ix=5.19cm，桿件長度L0=5.5m。軸向應(yīng)力=140 MPa橫向桿件采用箱型鋼梁，截面如右圖所示：查得W=4026cm3，構(gòu)件長L=10m，型鋼重G3=33.91kN（型鋼每延米重3.391 kN），彎曲應(yīng)力w=145 MPa。單個套箱重G4=x1.502x3.5x78.5=25.9 kN1）豎向支撐構(gòu)件穩(wěn)定性計算由= L0/ ix=106，得=0.548。由=N/A=（G1 +G3 +2G4）/（4A）=41.5MPa0.548= 76.7MPa 符合要求2）橫向構(gòu)件穩(wěn)定性計算根據(jù)橫梁承重形式，橫梁受力如右圖所示：由N1=N2=（G

9、1+2G4）/2=133.9 kNRa= Rb= （N1+N2+ G3）/2=150.85 kNMmax=ql2/8+ Rax5- N1x2.5=461.76 kNm由=x (L/ h) x (rx/ry)=50，得=0.828。其中，焊接件系數(shù)取值為1.8，正方形截面的回轉(zhuǎn)半徑rx 、ry相同。由max= Mmax/W=461.76x1000/4026=114.7 MPa 0.828w=120 MPa 符合要求3.4 封底砼厚度的計算套箱底端的封底砼厚度必須滿足：F-（G4+W1/2）Dh計算所得：封底砼厚度h0.41m；F單個套箱所受的浮力。F=KrwV=2.0x10xx1.52x2.92=412.8 kND內(nèi)護(hù)筒直徑,2.0m； 鋼護(hù)筒與封底砼之間的容許摩擦力，取100 kN/ m2；rw水的容重，10 kN/ m2；V套箱體積,1.2x1.2x6.0；K安全系數(shù)，取2.0；W1預(yù)制系梁水中的重