飛云江三橋主墩承臺施工

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1、飛云江三橋主墩承臺施工熊偉峰楊峰(江西交通工程咨詢監(jiān)理中心南昌330009)摘要:飛云江三橋主橋墩承臺為特大體積混凝土承臺,位處飛云江出???,采用鋼吊箱圍堰進(jìn)行設(shè)計施工,即保證了工程質(zhì)量,又加快了施工進(jìn)度。關(guān)鍵詞:橋梁工程;飛云江三橋;主墩承臺;鋼吊箱;設(shè)計;施工280前言特大體積承臺水下混凝土施工,不僅要保證承臺的水下施工質(zhì)量,同時也要解決聚集的水化熱在混凝土內(nèi)外散熱不均勻以及受到內(nèi)外約束的情況時的溫度控制。溫州瑞安飛云江三橋主墩承臺鋼吊箱圍堰施工就是一個典型示例。1工程概況1.1工程概況瑞安飛云江三橋主橋為240m+170m+60m三跨一聯(lián)獨塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝

2、土邊箱梁斜拉橋,全長2956m,橋?qū)?3m(雙向六車道),主塔由36根ф2.5m的鉆孔樁組成的群樁基礎(chǔ),設(shè)計樁長109m,主墩承臺為圓柱型,承臺頂面標(biāo)高為+4.35m,厚5.0m,直徑44m,體積之大在工程開工之際為國內(nèi)第一。1.2水文地質(zhì)飛云江三橋位于出海口5km處,橋址區(qū)為強(qiáng)感潮河段,受潮汐影響大,河口潮差大、潮流作用強(qiáng),一天內(nèi)潮汐兩漲兩落,屬不規(guī)則半月潮。瑞安站平均年最高水位4.43m,最低水位-2.809m,平均潮差5m左右,為半日潮,每天2次潮漲潮落,年內(nèi)潮差變幅不大。根據(jù)在橋位區(qū)實際觀測的數(shù)據(jù)最高潮位約+2.6m,最低潮位約-2.8m。橋位區(qū)地質(zhì)情況如

3、下:自地表往下分為淤泥、淤泥亞粘土全新統(tǒng)海相沉積地層和圓礫、亞粘土上更新統(tǒng)陸相沖積相地層和海相沉積地層兩個工程地質(zhì)層,可進(jìn)一步細(xì)分為六個地質(zhì)亞層,分別為:Ⅰ1淤泥(Q4m)、Ⅰ2淤泥質(zhì)亞粘土及亞粘土(Q4m),Ⅱ1圓礫(Q3al)、Ⅱ2亞粘土(Q4m)、Ⅱ3圓礫(Q3al)、Ⅱ4亞粘土(Q3mc)。2承臺施工方案比選按以上潮汐資料可知,在漲潮階段主墩承臺基本位于水面以下,根據(jù)主墩承臺結(jié)構(gòu)尺寸及具體施工條件的綜合分析,擬采用鋼吊箱圍堰施工。2.1方案一:不封底套箱施工方案不封底套箱施工方案主要思路是:利用最低潮位承臺底標(biāo)高露出水面的條件,在護(hù)筒上焊接主梁,然后焊接次

4、梁、背楞及面板(中間區(qū)域面板暫不焊以消除反水壓力),最后拼裝壁板,焊接中間區(qū)域面板。2.2方案二:有底套箱施工方案主要思路是:封底厚度3.0m,封底混凝土底標(biāo)高-3.65m,頂標(biāo)高為-0.65m。其施工步驟如下:焊接鋼牛腿→底板拼裝→懸套系統(tǒng)安裝→首節(jié)鋼套箱下沉→次節(jié)鋼套箱下沉→鋼套箱下沉就位→潛水員堵漏→澆注封底混凝土。不封底套箱方案,施工過程中主要存在的困難有兩點:1、標(biāo)高-1.5m以下水位保持時間,僅約4h-5h;2、套箱底板焊接量偏大,質(zhì)量要求高,并且存在底板被浮力反壓穿的情形。而方案二比方案的施工難度較小,安全性較高。具體比較如表1所示。表1不封底與封底

5、套箱方案施工方案比選內(nèi)容不封底套箱方案封底套箱方案施工難度施工安全施工受潮水影響,施工難度較大,對焊縫要求高。常規(guī)施工方案,施工難度較小,施工受潮水影響較小。方案實施后將來對結(jié)構(gòu)物的影響(1)樁基氧化作用和鹽化作用侵蝕作用較大,會使樁基鋼筋腐蝕速度加快,對橋的使用壽命產(chǎn)生影響;(2)樁基暴露在水面以上不利美觀;(3)增加了漂流物撞擊的幾率和強(qiáng)度,同時由于承臺下36根樁未形成一個整體,漂流物或船舶撞擊時有可能撞向單根樁,基礎(chǔ)抗沖擊大大減弱。(1)增強(qiáng)了基礎(chǔ)的抗撞性,由于3m高封底混凝土的存在,漂流物或船舶撞擊時不可能再撞向單根樁,整個撞擊面為3m高的封底混凝土、5m

6、高的承臺以及36根樁基礎(chǔ)組成的強(qiáng)大的整體;(2)樁基礎(chǔ)不會暴露在水面以上,有利于美觀;(3)樁基礎(chǔ)不會暴露在水面以上,有利于樁基鋼筋的防腐蝕。通過施工難度、施工安全以及施工后對結(jié)構(gòu)物的影響等各方面的比較可看出,不封底套箱方案施工難度稍大,對結(jié)構(gòu)物的影響非常不利,而封底鋼吊箱圍堰方案施工難度稍小,施工安全度較高,實施后有利于結(jié)構(gòu)物防腐、美觀、有利于結(jié)構(gòu)物防撞。3鋼吊箱的實施28在主塔樁基施工完畢后,以樁基為依托,拼裝鋼吊箱,并下沉到設(shè)計位置,水下混凝土封底,在封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度后,吊箱內(nèi)抽水,封底整平,干澆混凝土。3.1鋼吊箱初步結(jié)構(gòu)擬定用鋼吊箱圍堰是為承臺施工而設(shè)

7、計的臨時阻水結(jié)構(gòu),其作用是通過鋼吊箱圍堰側(cè)板和底板上的封底混凝土圍水,為承臺施工提供無水的干處施工環(huán)境;本方案擬定的鋼吊箱初步設(shè)計尺寸為:承臺輪廓尺寸+吊箱壁厚,本鋼吊箱圍堰外徑47m,內(nèi)徑44m,壁厚1.5m,吊箱底板底標(biāo)高-4.15m,吊箱頂標(biāo)高+7.0m。底籃和吊裝平臺利用型鋼及鋼護(hù)筒周邊的牛腿,采用“底包側(cè)”方案;吊箱側(cè)壁由面板、豎向背肋、水平環(huán)向桁片、豎向鋼肋、防浪板、內(nèi)支撐組成,豎向鋼肋、水平環(huán)向桁片和內(nèi)支撐是鋼吊箱的主要承重部位,基本構(gòu)造如圖1所示。圖1鋼吊箱基本構(gòu)造3.2鋼吊箱初步設(shè)計驗算根據(jù)鋼吊箱圍堰施工作業(yè)時段,鋼吊箱施工驗算可分為以下幾個工況

8、:1、拼裝

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