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珠江大桥吊箱围堰设计


珠江特大桥吊箱围堰设计
工程技术部 1、工程概况 广州南部快速路珠江特大桥主墩承台平面尺寸为 35.9×20.6m,厚 5m, 2 3 平面面积 704.2m , 承台砼共 3521 m 。 承台底面标高+3.0m, 顶面标高+8.0m。 横桥向两端设计成长轴 20.6m,短轴 8m 的半椭圆形。见《珠江特大桥主墩 承台一般构造 图》 本工程两主 墩承台属高桩承 台,采用吊箱围 堰法施工。承台 砼按大体积混凝 土施工方法施 工,分二层浇注 砼 : 第 一 层 2m 高,浇注方量为 3 1408.4m ,第 二 层 3m 高,方量 3 2112.6 m ;施工 时采用全断面连 续分薄层浇筑的 方法。 由于珠江特 大桥属于广州市 的重点工程,工 期非常紧,本桥 主墩承台的施工 工期将直接到珠江特大桥的施工工期。 因此, 主墩承台施工吊箱围堰采取岸 上组拼, 一次整体吊装就位的施工方法, 从而可以缩短主墩承台的施工工期, 为能按期完成珠江特大桥工程提供有利条件。 2、吊箱围堰设计 本桥承台施工时间在七八月份,故吊箱围堰的设计最高及最低水位根据 现有资料按二 00 一年同一时期珠江的最高及最低水位考虑,即设计最高水 位为+7.5m,最低水位为+4.5m,则吊箱围堰最大吃水深度 4.5m,最小吃 水深度 1.5m。 2.1 吊箱围堰结构

为了使承台的结构尺寸符合设计要求,吊箱围堰的内空同样设计成两端 由半椭圆过渡的长条形。其结构主要由侧板、底板、内支撑、起吊及吊挂系 统组成。见《珠江特大桥主墩吊箱围堰总体布置图》 2.1.1 侧板 围堰侧板由钢模板和型钢构成。其中面板采用δ =6mm 钢板,小肋采用 L100×63×10 的等边角钢,竖向最大间距 300mm;大肋采用腹板为 300×8 mm、翼缘板为 140×8 mm 的 T 形截面,横向最大间距 2600mm。

为了便于运输和组拼,侧板在平面上分为十块,各分块之间采用螺栓连 接,接缝间加垫泡沫橡胶皮,胶皮表面热敷沥青,并由 6mm 厚压缩至 2mm; 同时,对接缝内外侧浇注沥青后,用塑料薄膜覆盖,再用纤维胶带包裹完成 (注意内表面保证大面平整度) 。 围堰侧板主要承静水压力、静水压力、砼侧压力、风力等水平荷载。 2.1.2 底板 由钢模板和型钢构成。其中面板采用δ =6mm 的钢板,小肋采用 L100× 75×10 的等边角钢,纵向最大间距 400mm;大肋采用腹板为 300×8 mm、翼 缘板为 240×8 mm 的 T 形截面,横向最大间距 2600mm。

底板在平面上分为十二块,各分块之间采用焊缝将底板的横肋、竖肋及 面板焊连,焊后作焊缝强度及泌水检测。焊缝检查合格后,用加热后的沥青 油膏覆盖焊缝处理。 钢模板在钻孔桩Φ 2.7m 钢护筒位置处开洞作底模导向, 底模在开洞位置 按照施工现场准确测设的钢护筒的位置及倾斜数据、 并预留 12cm 富余空间, 以利套箱整体顺利下放;为了便于今后堵漏,将底模导向孔设置成喇叭口。 侧模与底板之间采用螺栓连接。为了防止错孔无法连接,将底板上的螺 栓孔开成长圆形,栓接时加垫垫板覆盖螺栓孔;接缝间加垫泡沫橡胶皮,胶 皮上下表面热敷沥青,并由 6mm 厚压缩至 2mm;同时,对接缝内外侧浇注沥 青油膏后,用塑料薄膜覆盖,再用纤维胶带包裹完成。 底板由众多吊杆通过围堰内支撑吊挂于围堰挑梁上,主要承受水头差产 生的浮力、砼自重等竖向荷载。 2.1.3 围堰内支撑 为了使得围堰底板和侧板在强度、刚度和整体性上均能满足规范及施工 要求,故在围堰内部设置了空间支撑桁架,支撑桁架的杆件主要由φ 152× 10 和φ 102×7 的钢管、L100×75×10 和 L75×75×8 的角钢、 [22b 型槽钢 及δ =10mm 的钢板组成。 围堰内支撑各杆件之间全部采用螺栓连接,这大大的方便了内支撑的拆 装。 围堰内支撑和底板一样,主要承受水头差产生的浮力、砼自重等竖向荷 载 2.1.4 起吊系统 起吊系统包括围堰挑梁和吊点。 围堰挑梁采用腹板均为 1176×10 mm、翼缘板均为 700×12 mm 的全焊箱 形截面,一套围堰共 用四根, 单根长 36 米, 与围堰内支撑之间通 过内支撑节点板连 接,承受由围堰内支 撑传来的各种荷载。 吊 点 用 于 围堰 整 体吊装,由于围堰采 用八点整体吊装,因 此每根围堰挑梁上设 置吊点两个,共八个。 吊点采用钢板制作而 成,用于固定起吊钢 丝绳。见《主墩吊箱围堰吊点布置图》

2.1.5 吊挂系统 吊挂系统包括预埋立柱和反力梁。 预埋立柱埋在已灌注的钻孔桩内,每根钻孔桩预埋一根,主要承受由围 堰挑梁传来的所有荷载,采用格构式缀板拉压柱,截面外轮廓尺寸为 1306 ×694mm,分肢由 4 根[28b 型槽钢组成,缀板采用 150×8 的板条和 L63× 63×6 的角钢。 反力梁用来将吊箱围堰固定在预埋立柱上,同时将由吊箱围堰排水产生 的上浮力传递给预埋立柱。 2.2 计算工况及计算荷载 在设计吊箱围堰时,按以下两种工况考虑: 工况一 吊箱围堰吊装就位,在设计最高水位时抽干围堰内的水。 此时吊箱围堰主要承受的荷载有:A 吊箱围堰自重;B 水头高度产生的 侧压力, 成三角形分布向内作用于吊箱围堰侧板上; 吊箱围堰排水产生的 C 上浮力,成均布荷载向上作用于吊箱围堰底板上;D 流水压力,成倒三角形 分布荷载从上游向下游方向作用于吊箱围堰侧板上; 风力, E 作用于吊箱围 堰侧板上。 工况二 在设计最低水位时浇注完第一层承台砼。 此时吊箱围堰主要承受的荷载有:A 吊箱围堰自重;B 水头高度产生的 侧压力, 成三角形分布向内作用于吊箱围堰侧板上; 吊箱围堰排水产生的 C 上浮力,成均布荷载向上作用于吊箱围堰底板上;D 2m 厚砼自重,成均布 荷载向下作用于吊箱围堰底板上;E 砼产生的侧压力,成梯形分布向外作用 于吊箱围堰侧板上; 流水压力, F 成倒三角形分布荷载从上游向下游方向作 用于吊箱围堰侧板上;E 风力,作用于吊箱围堰侧板上。 3 吊箱围堰制造及安装 # # 本工程水中两主墩(11 、12 )承台采用吊箱围堰法施工,吊箱围堰兼 防水结构及模板的作用,所有结构总重量在 340t 左右(一套吊箱围堰) ,整 体一次起吊吊重在 300t 左右。 3.1 吊箱围堰的制造 3.1.1 吊箱围堰施工设计图纸进行加工制造。 3.1.2 围堰侧板和底板作为承台模板,必须保证其加工制作精度;执行 《公路桥涵施工技术规范》 (JTJ041-2000)对钢模板的相关规定。 3.1.3 围堰制造分块进行: (1)侧模按设计图分块制造,并预拼编号; (2)底模根据进料尺寸、加工制作方便及设计图纸要求等分块(分块 时既要考虑拼缝尽量减少,又要考虑方便于加工及运输组拼,分十二块制 造) ,按分块要求进行加工制作,并预拼编号; (3)所有模板应做好编号,并标明上、下游及南北方向,以便于吊箱 围堰在码头精确组拼、在墩位处准确吊装;

(4)吊箱悬吊系统的支承立柱部分先行制作,在钻孔平台拆除前预埋 完成; (5)内支撑加工时,应与侧模配套加工,以确保结构尺寸及必要的加 工精度; (6)吊装系统加工配套吊船的吊装工艺要求,并确保吊装精度。 3.2 吊箱围堰的组拼及安装 3.2.1 在工厂制作好的吊箱围堰,按标识编号分块运至南岸下江码头处 组拼;在组拼场地支垫位置上先组拼底模,然后组拼侧模及其支撑系统,最 后组拼吊装系统及悬挂系统。 3.2.2 对组拼完的吊箱围堰进行全面检查,检查结构尺寸、偏扭情况、 倾斜度及接缝严密情况等, 并填写大临设施检查表, 签认合格后方准进行吊 装工作。 3.2.3 吊箱围堰的吊装 利用大型吊船 500t 吊起吊箱围堰,经绞锚绳及拖轮拖运至墩位处,吊 起套箱后先由绞锚绳及拖轮初步定位并逐步下放,利用吊船副钩和 5~10t 倒链等手段, 辅助测量精确定位的微调工作并继续下放套箱, 直至套箱下放 到位并精确定位, 通过将围堰挑梁支承于预埋立柱上达到锁死固定套箱; 最 后解除吊船吊钩,完成吊箱围堰下放。 3.2.4 吊箱围堰吊装完成后的堵漏工作 (1)吊箱围堰下沉至设计标高并精确定位后,通过受力转换由悬吊系 统固定其位置,以防水流冲击、风力作用下跑位。 (2)下放就位的围堰堵漏工作包括围堰开口与Φ 2.7m 钢护筒之间的缝 隙、封底混凝土堵漏及局部渗漏的处理。 (3)围堰开口与Φ 2.7m 钢护筒之间的缝隙:在低潮水位时,潜水工用 不离析砼堵缝隙口,再填充水下细石砼封堵;抽干水后,焊钢板封口。 (4)待底模孔口堵漏完成后,进行围堰内抽水工作,若发现围堰内还 有漏水情况时,可用堵漏灵等措施进行局部封堵;最后,在底模上进行封底 C20 混凝土浇注,完成堵漏工作。


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