觀音沙特大橋主橋墩承臺(tái)圍堰設(shè)計(jì)與施工

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1、觀音沙特大橋主橋墩承臺(tái)圍堰設(shè)計(jì)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(tái)為深水高樁大體積混凝土承臺(tái)施工，結(jié)合工地實(shí)際情況，經(jīng)方案比選，施工中采用鋼板樁圍堰、吊架平臺(tái)方案從而使大橋主橋墩承臺(tái)圍堰的施工，速度快、安全可靠、質(zhì)量?jī)?yōu)、效益好。關(guān)鍵詞：橋梁工程；觀音沙特大橋；主橋墩承臺(tái)；鋼板樁圍堰；吊架平臺(tái)；設(shè)計(jì)；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(zhǎng)2471m，分南、北兩引橋和主橋三

2、部分，主橋?yàn)?5m+2×120m+65m四跨變截面預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)，全長(zhǎng)370m。觀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(tái)，樁長(zhǎng)（承臺(tái)以下）46～47m不等。承臺(tái)設(shè)計(jì)為高樁承臺(tái)，承臺(tái)尺寸為37.7m（長(zhǎng)）×9.6m（寬）×3m（高），承臺(tái)頂面標(biāo)高+2.1m，底面標(biāo)高－0.9m，河床底標(biāo)高－6.5m。承臺(tái)采用鋼板樁圍堰（詳見(jiàn)圖1）、吊架平臺(tái)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(diǎn)缺點(diǎn)選擇方案鋼板樁圍堰

3、施工簡(jiǎn)單、快捷、鋼板樁可租用、無(wú)封底混凝土、成本低、無(wú)需大型起吊設(shè)備，承臺(tái)施工完側(cè)?？勺鞫丈砟０逭w剛度小，內(nèi)支撐設(shè)置較強(qiáng)√吊箱圍堰圍堰可兼做承臺(tái)模板，承臺(tái)施工完側(cè)模可作墩身模板材料用量多，加工難度大，拼裝、下沉?xí)r間長(zhǎng)，工期長(zhǎng)，需大型起吊設(shè)備2鋼板樁圍堰及吊架平臺(tái)的設(shè)計(jì)鋼板樁圍堰是為承臺(tái)施工而設(shè)計(jì)的臨時(shí)阻水結(jié)構(gòu)，其目的是通過(guò)鋼板樁圍水利用水泵降低鋼板樁內(nèi)水位，通過(guò)吊架平臺(tái)澆筑承臺(tái)混凝土，為承臺(tái)施工提供無(wú)水的干處施工環(huán)境。2.1設(shè)計(jì)條件2.1.1工況條件①圍堰內(nèi)降水至承臺(tái)底以下1m的階段；②吊架平臺(tái)拼裝完，澆筑第一

4、層（1.2m）承臺(tái)混凝土階段。2.1.2水位條件廣東番禺市橋?yàn)r和沙灣水道兩大河流均屬珠江水系，距入海口約20km。沙灣水道水流平緩，漲潮時(shí)流速較小，退潮時(shí)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設(shè)計(jì)水位+3.464m。2.1.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)水位：+3.464m2.2圍堰構(gòu)造簡(jiǎn)介2.2.1鋼板樁圍堰①鋼

5、板樁：鋼板樁采用德國(guó)拉森Ⅲ型槽式鋼板樁，單根長(zhǎng)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，水平支撐柱與內(nèi)圈梁之間采用焊接連接。2.2.2吊架平臺(tái)結(jié)構(gòu)（詳見(jiàn)圖2）圖2吊架平臺(tái)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(zhǎng)38.8m，采用分節(jié)安裝，每節(jié)9.4m

6、.底梁先分節(jié)在岸上預(yù)制，然后在現(xiàn)場(chǎng)濕接成整節(jié)梁段，濕接段長(zhǎng)0.4m.預(yù)制底梁間鋼筋連接采用等強(qiáng)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(hào)，現(xiàn)場(chǎng)按編號(hào)拼裝濕接成整板。③混凝土臨時(shí)承重立柱：立柱采用與承臺(tái)同標(biāo)號(hào)混凝土預(yù)制，承臺(tái)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(shí)與承臺(tái)鋼筋焊接。承重立柱為保證其穩(wěn)定性施工時(shí)埋入樁基內(nèi)1m，樁基在澆筑時(shí)事先欠灌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

7、統(tǒng)的作用是承擔(dān)底板及承臺(tái)第一層（1.2m）混凝土重量。a、橫梁：橫梁（順?biāo)鞣较颍?，共?jì)2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(guò)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?？v梁是用來(lái)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(jì)24根吊桿穿過(guò)底板，固定在鋼筋混凝土預(yù)制底梁上（底梁在預(yù)制時(shí)預(yù)先設(shè)置Ф40mm吊孔）。2.3設(shè)計(jì)計(jì)算2.3.1荷載取值鋼板樁

8、：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(jì)，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(dòng)=CPρV2/2（CP壓力系數(shù)）吊底平臺(tái)：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(yùn)輸、堆放荷載）混凝土容重按r=25kN/m32.3.2計(jì)算①鋼板樁主要承受圍堰內(nèi)外水位差而產(chǎn)生的水壓