当前位置:首页 >> >>

双壁钢围堰在深水基础施工中的应用


第09卷 2009年

第6期
6月
Ch i

中国水运
na

VoI.9 June

No.6

Water

Transport

2∞9

双壁钢围堰在深水基础施工中的应用


(怀化市水利水电工程总队,湖南怀化418000)

摘要:桥梁深水基础的修建,关键是如何克服深水的影响。双壁钢围堰施工技术有着明显的优势而被广泛应用。 本文对钢板桩围堰在深水基础施工的应用做了具体综合的论述。 关键词:双壁铡;围堰;施工
中图分类号:TU473.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2009)06-0259-02

自武汉长江大桥首次采用钢板桩围堰管柱基础修建桥梁
深水基础成功之后,钢板桩围堰在:20世纪50年代和60年 代我国的桥梁深水基础修建中得到广泛地应用。但采用钢板

拆除时配合。 (2)水上浮龙门(80T)一台:主要用于双壁钢围堰水 上拼组、焊接、起吊、就位、下沉,还可以做以上项目施工
时的工作平台。

桩围堰在长扛上修建深水基础,因施工时受水位控制,施工
周期长,一般均需经过两个枯水期,即需要一年半以上的工 期,有的甚至更长。为此我国在20世纪70年代修建九江长

2.双壁钢围堰的制造和拼装
双壁钢围堰的制造:

江大桥时,首创双壁钢围堰这‘新的围堰形式,这在简化施
工工序、缩短工期方面有了新的突破,达到了在长江上仪用 一年甚至更短的时问就可修建一个桥梁深水基础的新水平。 囚为双壁钢围堰有强度更高的双壁钢壳,可承受更大的 围堰内外水头差。其施工时,在围堰封底以前的工序筒单, 加上采用围堰内预留孔,可以早封底以安全渡洪。因此,其 施工时抽水及渡洪均不受施工水位限制,任何季节均能进行

如果现场条件允许在现场加工制造最好,如果现场条件
不允许也可以在加工厂制造再运到现场。无论在什么地方加 工制造为了使钢围堰外形尺寸达到要求,制作时,首先要设 置组装用胎架。组装胎架应有足够的刚度,防止构件在组焊 过程中变形。钢围堰分块组装胎架应力求尺寸精确一致,以

保证每座胎架组焊出来的产品尺寸的一致性。制造出来的每 一块,都要在存放时做好标记存放,有利于拼装时按顺序拼 装。
双壁钢围堰的拼装:双壁钢围堰的拼装利用浮龙门吊。

施工。另外,双壁钢围堰施工基本上不受墩位处水深的限制,
若配合使用窄气幕下沉工艺,还可将围堰下沉到更深的覆盖 层内,所以双壁钢围堰能在深水、厚覆盖层的条件下采用。 因此,双壁钢围堰不仅可作为钻孔桩基础的施工辅助手

在浮船龙门吊的两艘驳船之间采用工字钢、P43钢轨、6=10 cm方木搭设拼装平台,进行钢围堰的组拼。拼装完第1、2 节后,利用浮龙门吊起双壁钢围堰,撤除拼装平台,吊装围
堰下水接高。双壁钢围堰利用自隔舱浮力可以漂浮在水面,

段,也可作为大面积承载的直接基础,当然是主要对基底落
在覆盖层内的情况。这样,在同一座桥上,在不同地质条件

情况下,也可用相同的施工方法修建深水基础,这有利于设
备的利用、降低成本,也便于施工管理。一般来说,双壁钢 围堰的卜部均能重复使用,可充分发挥材料的利用率。下面

当接高到一定程度,可向隔舱内灌水使钢围堰下沉便于钢围
堰接商。直至拼装结束。 3.双壁钢围堰的定位

就以麻阳县江【1水电站公路桥双壁钢围堰钻孔桩基础为例, 对双壁钢围堰的结构和施工作一介绍。
一、工程简介

双壁钢围堰的定位主要靠浮龙门船先大致定位,后把浮 龙门船通过锚碇设备固定,再在浮龙门船上准确确定双壁钢 围堰的位置,当双壁钢围堰的位置基本定好后,向隔舱内灌 水使钢围堰下沉,当双壁钢围堰快接触到河床时,停止注水, 派潜水员下去观察双壁钢围堰刃脚与河床的位置情况。在双 壁钢围堰刃脚与河床相距较大的位置(双壁钢围堰刃脚一圈
均匀)设置支点以保证双壁钢围堰着床后平稳,支点可以用

麻阳县江口水电站,装机3,500×3=10,500kw,坝高
6m,河床式厂房,有公路桥、溢流坝、非溢流坝、翻板闸门。

本单位承担电站大坝、厂房土建工程施工及金属结构制作安
装施工。 二、双壁钢围堰施工 1.双壁钢围堰施工的机械设备

钢结构也可以用砂子加5%水泥装袋(下一步堵漏要用)堆
码后铺垫钢板组成。 4.双壁钢围堰的封底

(1)水上浮吊(10T)一台:主要用于水上其他设备的 吊装拼组,双壁钢围堰的水上拼组焊接,安装护筒,水下混 凝±封底施工时的配合,承台及墩身施工配合,双壁钢围堰
收稿日期:2009—04—16 作者简介:卢平,怀化市水利水电工程总队。

(1)封底砼厚度设计及强度验算(以3号墩为例计算,
以下均同):

万方数据

260

中国水运

第09卷 混凝土的拌合:混凝土全部在拌合站拌制,利用双壁钢

封底砼厚度应首先满足围堰封底抽水后抗浮力的要求。

①围堰封底抽水后总浮力为:F2=7【×10.78× 10.7814×(7.95-h)×1=725—91h围堰封底抽水后,承 受最大的水浮力。水浮力由围堰自重、封底砼重、填充砼、 封底砼与钻孔桩之间握裹力及围堰外侧与土层间的摩阻力克
服。 封底砼重量:
P=10.78×10.78×3.14h×2.4=875.7h

围堰搭设作业平台作为封底混凝土施工工作平台,封底混凝 土采用C20混凝土,掺粉煤灰等量法取代水泥用量30%, 按水泥重量掺0.85%缓凝高效减水剂和0.75%泵送剂,其配 合比为水泥:砂:碎石:水:粉煤灰:缓凝高效减水剂:泵
送剂=1:2.85:5.25:0.73:0.43:0.0086:0.0073。

塌落度初始不小于22cm,入管口不小于20cm,混凝土初
凝时间10小时以上,流动半径不小于4m。

围堰自重:G=1 19t

封底混凝土的运输、灌注:泵送管道由浮桥上作业平台 通过固定排架接储料斗上口,灌注时控制好第一斗混凝土的 量,保证导管埋在混凝土中的深度不小于1.0m,然后拆除
料斗,接入下一导管,做好冲底混凝土的灌注准备。施工中, 通过浮吊来提拔导管。防止混凝土由于出现假凝或凝固以至 导管拔不动,但要控制好导管的埋深。每隔30分钟对各测

封底砼与钻孔桩之间握裹力计算
则抗浮力FI=P+G+GI+F0
=875.7h+1

19t+288.52t+=407.52+875.7h

要求F1>F2则407.52+875.7h>725—91 h h>0.4m考虑到封底混凝土在抽水后,混凝土承受很大

的弯矩,封底砼厚度必须满足抗弯要求故封底厚度设计为
1.5m。

点的标高进行测量,并进行记录和分析,以便随时掌握水下
混凝土灌注情况。灌注过程中要随时观察钢围堰的平面位置

②封底混凝土抗弯计算:封底混凝土在抽水后,混凝土 承受很大的弯矩,故抽水前必须检验混凝土的强度,达到设
计强度后方可抽水。封底混凝土强度验算如下。

和垂直度是否有变化。如有异常应及时停止灌注,分析原因。
双壁钢围堰的封底结束后48小时就可以进行钻孔桩施 工,钻孔桩施工结束后,封底混凝土强度达到100%后,方 可进行钢围堰内抽水施工承台、墩身。抽水时的河面水位应

桩距为4m,钢护筒直径为1.7m,取Im宽混凝土验算。
弯矩M=1/8q12=l/8×10.262X42=20.524t?m 截面抵抗矩W=bh216=l×1.52/6=0.375m3 则应力o=M/w=20.524 =S.5kgIcm2


不得高于检算水位,如大于检算水位应重新检算。抽水过程 要分阶段,每抽2m经观察无异常变化时,方可继续抽水。
抽至承台顶面时应停下来观察12小时以上,各方面均无异 常,方可抽水完毕。抽水过程巾及时观察钢围堰有无渗漏、

105/(0.375×106)

混凝土应力很小,采用C1 5混凝土即可。但考虑施工速 度,尽快抽水,决定使用C20混凝土作为封底砼。
(2)双壁俐围堰的堵漏

变形移位、上浮,若有异常,应及时停止抽水,分析原因, 进行处理。严禁抽水一步到位。钢围堰内水抽完后,应迅速 进行基底清理,确保在最短时间内完成承台、墩身的施工, 以保证钢围堰的安全。
5.双壁钢围堰的切割清除

双壁钢嗣堰的堵漏的目的主要是:在封底时保证封底混
凝十不向围堰外流I酊造成损失,同时也保证围堰内封底混凝 土不受外部水渗泡Ifi『降低强度。所以钢围堰的堵漏关系重大,

双壁钢围堰的切割清除,水下潜水员切割,水上浮吊配 合,通过运输船运到岸。切割线设于最低水位以下2-3m, 离围堰壁内混凝土面0.5m一1.Om没.在切割之前,先沿围堰 内壁切割线设4对支座,支座位置的内壁先作好处理,以便 在切割后能保持上下部钢壳的连接。另外,在已筑的墩身和
围堰之间设两层木撑,以承受切割时或切割后围堰可能受到 和水流力和船撞力。

是深水基础施工中的重要环节,堵漏的质量直接影响到封底 是否成功,而封底是否成功是整个双壁钢围堰施工的关键, 但双壁钢围堰刃脚与河床存在很大的间隙,对此,我们采用 了扣式插板。扣式插板使双壁钢围堰刃脚与河床问的间隙变 得狭小用砂子加5%水泥装袋堆码就可以堵住,这样使堵漏 变得简单化也使堵漏的质量变得有保证。
(3)双壁钢围堰的封底

内壁的切口选择在钢壳两层水平桁架之间,为便于以后
潜水员工作,切口宽度应大于70cm。内壁切割完后,用木

导管布置的有关技术参数:
双壁钢围堰的面积 A=10.78×10.78×3.14/4=91.223 m2 钻孔桩护筒所占面积
A1=1.7×1.7×3.14÷4×5=11.343 m2

条镶固在外壁板内侧,形成周圈切割线,以便潜水员沿此线 进行水下切割。潜水切割完成后,将上下支座间的联合结螺 栓改为插销。这样,就为整体拆除围堰上部钢壳作好准备内 壁的切口选择在钢壳两层水平桁架之间,为便于以后潜水员
工作,切口宽度应大于70cm。内壁切割完后,用木条镶固 在外壁板内侧,形成周圈切割线,以便潜水员沿此线进行水 下切割。潜水切割完成后,将上下支座问的联合结螺栓改为 插销。这样,就为整体拆除围堰上部钢壳作好准备。 割除的钢围堰高约2.5m,重约96T。考虑到围堰长期 浸水,表面锈蚀且沾有泥污,故设计的起吊能力有所富余。

实际封底混凝I二面积A2=9 1.223—11.343=79.88 m2

导管有效灌注半径r取3.50m 封底混凝土的导符布置,根据双壁钢围堰的内半径为 5.39m,导符有效效灌注半径为3.50m,导管沿半径为 3.50m的半径均匀布置4根,双壁钢围堰中心布置1根,共 布置5根导管进行双壁钢围堰水下封底混凝土灌注。
双壁钢围堰水下封底混凝土灌注

除将浮龙门船塔架加高至26m外,另将顶

(下转264页)

万方数据

264

中国水运

第09卷

点绘湖水、淡水两种水体1 6年系列历年蒸发量变化曲
线,见图1。从图1中可看出:两种蒸发量年际变化趋势一 致,湖水蒸发量年际变幅为380.9ram,淡水蒸发量为

关图,如图3所示。从图3分*f.-7知,湖水、淡水多年年平
均蒸发量的相关系数为0.964 1,且湖水、淡水年平均蒸发量 的系数为0.96 1 1,这与前面分析所得的折算系数0.96一 致。

487.2mm,淡水的年际变化较湖水大。
点绘湖水、淡水两种水体1 6年系列各月平均蒸发量过 程曲线,见图2。从图2中可看出:两种蒸发量各月平均蒸

鲫 彻 哪 锄 彻
^昏v蛹越撼《器

发量时程分配趋势一致。实测最大值均出现在5月份,最大 值与最小值之比值湖水为15.3,淡水为16.2,较为接近。
可见,两种水体的蒸发时程分配特点为:在多年年平均变化

过程上,湖水始终小于淡水;在月变化上,冬季11~2月蒸
发量湖水大干淡水。

季} 拗
1200 1300 l∞0
1500

16∞l|700

1800

1900

2000

淡水蒸发量(ram)

图3

由20cm蒸发皿湖水与淡水历年蒸发量相关图

用(p20cm蒸发皿所观测湖水、淡水的历年各月平均蒸发 量点绘相关图,如图4所示。从图4分析可知,两种蒸发量
历年各月平均蒸发量的相关系数0.992,线形相关显著,且 湖水、淡水的月平均蒸发量的系数为0.9479,这与前面分析

所得的折算系数0.96也很接近。

图2湖水、淡水多年月平均蒸发量过程曲线 2.蒸发量折算系数

r.p20cm蒸发皿湖水与淡水蒸发量折算系数k值按下式 计算:
k=cp20cm湖水蒸发量/(p20cm淡水蒸发量计算结果见

表1和表2。从表1可以看出:湖水、淡水历年各月平均蒸 发量(1~12月)的折算系数为0.96;冬季11~2月蒸发
量的折算系数为1.07;3~10月各月蒸发量的折算系数在 0.90~O.99之问,与年蒸发量(1~12月)的折算系数0.96

图4

20cm蒸发皿湖水与淡水历年各月平均蒸发量的相关图 五、结论 以上分析表明,利用q020cm蒸发皿观测的湖水与淡水蒸

发量之间具有良好的相关关系,其折算系数k可选为0.96。 依据这初步分析得出的湖水与淡水的蒸发折算系数,可为有 效利用长序列q】20cm蒸发皿淡水蒸发量资料利用器测法推 算湖面自然水体的蒸发量提供一些依据。
参考文献 【1】杨永胜,赵琪,圄斌,吕建辉.E601型蒸发器与币20cm 蒸发皿观测资料的相关分析.水文.2003,23,(5),42—
44.

差别不大。表2中得出的(p20cm蒸发皿湖水、淡水多年平
均蒸发量折算系数为0.96。

由表1和表2综合分析.--T知,下社水位站q)20cm蒸发
皿湖水与淡水年蒸发量折算系数为0.96。利用此折算系数乘

以下社水位站现今观测的(p20cm蒸发皿淡水蒸发量,即可推
算出(p20cm蒸发皿湖水蒸发最。 四、两种蒸发量相关性分析

用q)20cm蒸发皿所观测湖水、淡水的历年蒸发量点绘相

(f=接260页)

部连接形成门形吊架,设4个吊点。每个

【1J1周璞,杜亚凡.桥梁深水基础的发展及展望.中国铁道学会
桥梁工程委员会学术交流论文集,1997.

吊点的起吊重量为25T,共能起吊lOOT。因门形吊架能有 效的改善塔架及导向船上联结梁的受力情况,如若需要还可

【2】周一桥.桥梁深水基础的新动向,公路交通技术. 【3】都育森译.明石海峡大桥1号锚墩的设计与施工.国外桥
梁,2003(3).

适应更大的起重。本桥3号墩围堰上部钢壳拆除后,整体接 高于4号墩上使用。
参考文献

f4】黎祖华,桥梁基础的发展动态.铁路工程建设科技动态报 告文集.铁路桥梁工程分册,1989.

万方数据


赞助商链接
相关文章:
深水基础施工
双壁钢围堰及沉井围堰的适用范围、施工工艺等做了...支架工作平台 在受潮水和台风影响的深水基础施工中,...已有设备情况选用,一般的,桁架和型钢组合平台应用较多...
双圆形双壁钢套箱围堰在深水基础的应用
双圆形双壁钢套箱围堰在深水基础的应用_建筑/土木_工程科技_专业资料。双圆形双壁钢套箱围堰在深水基础的应用 [摘要]:本文结合某桥承台水文地质条件,介绍了在双...
深水基础钢板桩围堰与双壁钢围堰方案比选
浅谈深水基础钢板桩围堰与双壁钢围堰的方案比选 摘要:钢板桩围堰与双壁钢围堰作为两种不同的围堰类型,在大 型桥梁深水基础施工中都得到了广泛应用。本文通过京沪...
锁口钢套箱围堰运用于深水基础的可行性研究与探讨
锁口钢套箱围堰运用于深水基础的可行性研究与探讨 【摘要】在目前深水基础施工当中,绝大多数技术方案采用单/双壁钢套箱 或钢吊箱围堰。单/双壁钢围堰确实有...
桥梁深水基础双壁钢围堰施工工艺
阐述了施工中的注意事项 桥梁深水基础双壁钢围堰施工工艺 摘要:结合工程实践,针对双壁钢围堰的施工技术进行了总结, 并就就围堰的拼装、起吊、下沉定位等几个方面,...
双圆形双壁钢套箱围堰在深水基础的应用
[摘要]:本文结合某桥承台水文地质条件,介绍了在双圆形双 壁钢套箱围堰在深水基础应用的施工技术 [关键词]:双圆形双壁钢套箱围堰深水基础施工技术 中图分类号:...
钢围堰毕业设计
同 其他深水基础施工技术相比双壁钢围堰施工有着明显的优势:(1)结构简单、刚度...这就是双壁钢围堰技术这些年来运用越来越多的主 要原因。 二、国内外研究现状...
锁口钢套箱围堰运用于深水基础的可行性研究与探讨
锁口钢套箱围堰运用于深水基础的可行性研究与探讨 【摘要】在目前深水基础施工当中,绝大多数技术方案采用单/ 双壁钢套箱或钢吊箱围堰。单/双壁钢围堰确实有...
桥墩的深水基础施工
本文以桥墩深水基础施工中的 双壁钢围堰为研究对象,在对其应用现状进行概述的基础上阐述了 两种主要双壁钢围堰技术施工办法,同时对双壁钢围堰的稳定性进 行了分析...
《单双壁结合钢围堰施工技术》申报书
随着深水基础施工技术和机械的发展,围堰结构在深水基础施工中的应用日 益广泛。 双壁钢围堰是我国桥梁深水基础施工中所常用的一种围堰类型。双壁钢围堰 的刚度大,...
更多相关标签: