觀音沙特大橋主橋墩承臺圍堰設(shè)計與施工

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1、觀音沙特大橋主橋墩承臺圍堰設(shè)計與施工左少華薛建波（中鐵大橋局股份有限公司江西九江332000）摘要：廣州番禺觀音沙特大橋主橋墩承臺為深水高樁大體積混凝土承臺施工，結(jié)合工地實際情況，經(jīng)方案比選，施工中采用鋼板樁圍堰、吊架平臺方案從而使大橋主橋墩承臺圍堰的施工，速度快、安全可靠、質(zhì)量優(yōu)、效益好。關(guān)鍵詞：橋梁工程；觀音沙特大橋；主橋墩承臺；鋼板樁圍堰；吊架平臺；設(shè)計；施工0前言觀音沙特大橋位于廣州番禺市瀝和沙灣水道兩條大型河流上，均屬珠江水系，是京珠高速公路北段的控制工程之一，大橋全長2471m，分南、北兩引橋和主橋三部分，主橋為65m+2×120m+65m四跨變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)，全長370m。觀

2、音沙特大橋主橋墩基礎(chǔ)采用10根Ф2.2m的鉆孔灌注樁，左右幅各5根，布置按“品”字型排布，整體式承臺，樁長（承臺以下）46～47m不等。承臺設(shè)計為高樁承臺，承臺尺寸為37.7m（長）×9.6m（寬）×3m（高），承臺頂面標(biāo)高+2.1m，底面標(biāo)高－0.9m，河床底標(biāo)高－6.5m。承臺采用鋼板樁圍堰（詳見圖1）、吊架平臺方案施工。圖1鋼板樁及內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)示意圖1施工方案的比選表1吊箱圍堰、鋼板樁圍堰的比較內(nèi)容方案優(yōu)點缺點選擇方案鋼板樁圍堰施工簡單、快捷、鋼板樁可租用、無封底混凝土、成本低、無需大型起吊設(shè)備，承臺施工完側(cè)模可作墩身模板整體剛度小，內(nèi)支撐設(shè)置較強√吊箱圍堰圍堰可兼做承臺模板，承臺施工完側(cè)

3、?？勺鞫丈砟０宀牧嫌昧慷啵庸るy度大，拼裝、下沉?xí)r間長，工期長，需大型起吊設(shè)備2鋼板樁圍堰及吊架平臺的設(shè)計鋼板樁圍堰是為承臺施工而設(shè)計的臨時阻水結(jié)構(gòu)，其目的是通過鋼板樁圍水利用水泵降低鋼板樁內(nèi)水位，通過吊架平臺澆筑承臺混凝土，為承臺施工提供無水的干處施工環(huán)境。2.1設(shè)計條件2.1.1工況條件①圍堰內(nèi)降水至承臺底以下1m的階段；②吊架平臺拼裝完，澆筑第一層（1.2m）承臺混凝土階段。2.1.2水位條件廣東番禺市橋瀝和沙灣水道兩大河流均屬珠江水系，距入?？诩s20km。沙灣水道水流平緩，漲潮時流速較小，退潮時流速較大，平均流速為1.12m/s，河流水位受潮汐影響大，潮差最大達(dá)2m，沙灣水道三百年一遇

4、設(shè)計水位+3.464m。2.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計條件根據(jù)工況條件及水位情況，確定鋼板樁圍堰結(jié)構(gòu)設(shè)計條件：鋼板樁圍堰尺寸：41.0m×11.5m鋼板樁頂標(biāo)高：+4.0m內(nèi)支撐標(biāo)高：頂層為+2.7m，底層為-1.9m設(shè)計水位：+3.464m2.2圍堰構(gòu)造簡介2.2.1鋼板樁圍堰①鋼板樁：鋼板樁采用德國拉森Ⅲ型槽式鋼板樁，單根長15m，板樁入土深度4.5m；②圍堰內(nèi)支撐系統(tǒng)：內(nèi)支撐由內(nèi)圈梁和水平支撐柱組成；a、內(nèi)圈梁分頂、底兩層，設(shè)在圍堰內(nèi)側(cè)，高程分別為+2.7m，-1.9m。分別為2I45a，2I36a工字鋼，主要承受鋼板樁傳遞的荷載，并將其傳給水平支撐柱。b、水平支撐柱均由雙拼I36a工鋼組成，水平支

5、撐柱與內(nèi)圈梁之間采用焊接連接。2.2.2吊架平臺結(jié)構(gòu)（詳見圖2）圖2吊架平臺結(jié)構(gòu)圖①底梁：底梁采用С30鋼筋混凝土梁，斷面尺寸為0.4m×0.6m，梁長38.8m，采用分節(jié)安裝，每節(jié)9.4m.底梁先分節(jié)在岸上預(yù)制，然后在現(xiàn)場濕接成整節(jié)梁段，濕接段長0.4m.預(yù)制底梁間鋼筋連接采用等強焊接。②底板：底板亦采用預(yù)制С25鋼筋混凝土預(yù)制板，底板厚12cm，在岸上精確放樣共分成16塊分塊預(yù)制編號，現(xiàn)場按編號拼裝濕接成整板。③混凝土臨時承重立柱：立柱采用與承臺同標(biāo)號混凝土預(yù)制，承臺內(nèi)鋼筋層在其相應(yīng)位置處按規(guī)范要求預(yù)留，施工時與承臺鋼筋焊接。承重立柱為保證其穩(wěn)定性施工時埋入樁基內(nèi)1m，樁基在澆筑時事先欠灌

6、1m，待混凝土立柱安裝完后澆筑剩余1m混凝土與樁基固結(jié)。④吊架支吊系統(tǒng)：支吊系統(tǒng)由縱、橫梁、吊桿組成。支吊系統(tǒng)的作用是承擔(dān)底板及承臺第一層（1.2m）混凝土重量。a、橫梁：橫梁（順?biāo)鞣较颍?，共?排，設(shè)在混凝土立柱上，每排采用1組3片貝雷梁組成。貝雷梁的作用是支承縱梁，并將縱梁傳遞的荷載傳遞（通過立柱）給樁基。b、縱梁：縱梁（順橋向）設(shè)置在貝雷梁上，共6排，每排由2I45a工鋼組成。縱梁是用來支承吊桿，并將吊桿荷載傳遞給貝雷梁。c、吊桿：吊桿由Ф32精軋螺紋鋼筋與之配套的連接器，螺帽等組成，共計24根吊桿穿過底板，固定在鋼筋混凝土預(yù)制底梁上（底梁在預(yù)制時預(yù)先設(shè)置Ф40mm吊孔）。2.3設(shè)計計

7、算2.3.1荷載取值鋼板樁：水平荷載靜水壓力+流水壓力+漂浮物沖擊力等其中靜水壓力按10kN/平方米計，水壓隨高度按線性分布流水壓力按橋址斷面平均流速V設(shè)=1.12m/sP動=CPρV2/2（CP壓力系數(shù)）吊底平臺：豎直荷載底梁底板自重+第一層澆筑1.2m混凝土重+施工荷載（施工人員，施工料具行走運輸、堆放荷載）混凝土容重按r=25kN/m32.3.2計算①鋼板樁主要承受圍堰內(nèi)外水位差而產(chǎn)生的水壓