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1、渝怀铁路嘉陵江特大年夜桥13墩承台单壁钢吊箱围堰设计与施工宝典渝怀铁路嘉陵江特大桥13墩承台单壁钢吊箱围堰设计与施工 渝怀铁路嘉陵江特大桥13墩承台单壁钢吊箱围堰设计与施工 作者,张爱花 渝怀铁路嘉陵江特大桥13#墩承台 渝怀铁路嘉陵江特大桥13#墩承台 单壁钢吊箱围堰设计与施工 单壁钢吊箱围堰设计与施工 张爱花 贾卫中 张爱花 贾卫中 (中铁大桥局集团一公司) （中铁大桥局集团一公司） 摘要 井口嘉陵江特大桥13#主桥墩为深水高桩大体积混凝土承台基础，位于摘要 井口嘉陵江特大桥13主桥墩为深水高桩大体积混凝土承台基础,位于嘉陵江主河槽，采用单壁钢吊箱围堰施工承台，速度快,质量优，效益好. 嘉
2、陵江主河槽,采用单壁钢吊箱围堰施工承台，速度快,质量优，效益好. 关键词 井口嘉陵江大桥 主桥墩基础承台 钢吊箱 设计 施工 关键词 井口嘉陵江大桥 主桥墩基础承台 钢吊箱 设计 施工 1 工程概况 1 工程概况 井口嘉陵江大桥为？级铁路双线桥,其主桥为84+144+84m预应力混凝土连井口嘉陵江大桥为?级铁路双线桥,其主桥为84+144+84m预应力混凝土连续刚构。13主桥墩基础采用16根2.5m的钻孔灌注桩横桥向共6排中续刚构.13#主桥墩基础采用16根2.5m的钻孔灌注桩横桥向共6排中间四排每排3根横向间距除距桥轴线一排为5。6m外其余为5.2m纵向间四排每排3根横向间距除距桥轴线一排为
3、5.6m外其余为5。2m纵向间距为6.8m两边各一排每排2根与中间桩呈梅花布臵横向间距为间距为6。8m两边各一排每排2根与中间桩呈梅花布臵横向间距为3。94m与纵向间距为6.8m桩长42。0m。承台为台阶式下台阶厚4.0m3。94m与纵向间距为6.8m桩长42。0m.承台为台阶式下台阶厚4。0m上台阶厚3。0m承台横截面为园端形下台阶顺桥向宽17。7m横桥向总长上台阶厚3。0m承台横截面为园端形下台阶顺桥向宽17.7m横桥向总长29。0m上台阶顺桥向宽13.2m横桥向总长22.23m下台阶承台顶面标高29。0m上台阶顺桥向宽13.2m横桥向总长22。23m下台阶承台顶面标高+165.27m底面
4、标高+161.27m上台阶承台顶面标高+168.27m。13墩位于+165。27m底面标高+161。27m上台阶承台顶面标高+168.27m.13墩位于嘉陵江主河槽墩位处河床标高142。63,148.38m按施工水位+173.5m计嘉陵江主河槽墩位处河床标高142.63，148.38m按施工水位+173.5m计墩位处水深达30多米设计流速V1/300=3.62m/s。为此采用钢吊箱围堰的墩位处水深达30多米设计流速V1/300=3。62m/s。为此采用钢吊箱围堰的施工方法进行承台施工。 施工方法进行承台施工。 2 钢吊箱设计条件 2 钢吊箱设计条件 钢吊箱围堰是为承台施工而设计的临时阻水结构其
5、作用是通过吊箱围堰侧钢吊箱围堰是为承台施工而设计的临时阻水结构其作用是通过吊箱围堰侧板和底板上的封底混凝土围水为承台施工提供无水的干处施工环境。 板和底板上的封底混凝土围水为承台施工提供无水的干处施工环境。 2。1 工况条件 2.1 工况条件 根据钢吊箱围堰施工工作时段及设计受力状态可按以下几个工况进行分根据钢吊箱围堰施工工作时段及设计受力状态可按以下几个工况进行分析: 析： ? 拼装下沉阶段， ? 拼装下沉阶段， ？ 封底混凝土施工阶段， ? 封底混凝土施工阶段， ？ 抽水后承台施工阶段. ? 抽水后承台施工阶段。 2.2 水位条件 2。2 水位条件 根据嘉陵江井口大桥水文资料分析成果报告及
6、吊箱施工时间安排确定根据嘉陵江井口大桥水文资料分析成果报告及吊箱施工时间安排确定钢吊箱设计抽水水位为,168。0m. 钢吊箱设计抽水水位为,168。0m。 2。3 结构设计条件 2.3 结构设计条件 综合各工况条件、水位条件确定钢吊箱结构设计条件: 综合各工况条件、水位条件确定钢吊箱结构设计条件： 围堰平面内净尺寸：29。0m17.7m,圆端形，半径为14。5m（与承台平面尺寸相围堰平面内净尺寸：29.0m17.7m,圆端形，半径为14.5m（与承台平面尺寸相同,考虑吊箱围堰侧板兼做承台模板)， 同,考虑吊箱围堰侧板兼做承台模板), 侧板顶面设计标高：168。5m， 侧板顶面设计标高:168。
7、5m, 底板顶面设计标高：159。57m, 底板顶面设计标高:159.57m， 内支承标高:165.72m, 内支承标高:165.72m， 设计抽水水位：168.0m, 设计抽水水位：168。0m, 钻孔平台下弦系统线标高：172.0m。 钻孔平台下弦系统线标高：172。0m. 2。4 工期要求: 2。4 工期要求： 该桥为渝怀线十大重点控制工程之一工期十分紧张主墩必须在一个枯水该桥为渝怀线十大重点控制工程之一工期十分紧张主墩必须在一个枯水期内施工出水面。只有在二00二年三月底将承台灌筑完毕才能保证墩身期内施工出水面。只有在二00二年三月底将承台灌筑完毕才能保证墩身在四月底施工到+186m这一
8、洪水期水位之上. 在四月底施工到+186m这一洪水期水位之上. 3 设计依据： 3 设计依据: 3。1 井口嘉陵江特大桥设计图 3.1 井口嘉陵江特大桥设计图 3。2 铁路桥涵设计手册,TBJ-96, 3.2 铁路桥涵设计手册,TBJ-96, 3.3 钢结构设计手册,GBJ1788版， 3.3 钢结构设计手册,GBJ1788版， 4 钢吊箱的构造简介： 4 钢吊箱的构造简介: 4。1 构造形式选择 4。1 构造形式选择 根据钢吊箱使用功能将其分为侧板、底板、内支撑、吊挂系统四大部分.根据钢吊箱使用功能将其分为侧板、底板、内支撑、吊挂系统四大部分。其中侧板、底板是吊箱围堰的主要阻水结构根据钢吊箱
9、设计条件我们其中侧板、底板是吊箱围堰的主要阻水结构根据钢吊箱设计条件我们对吊箱侧板结构的单壁、双壁两种方案进行了比较比较结果见表，。 对吊箱侧板结构的单壁、双壁两种方案进行了比较比较结果见表，。 吊箱侧板单、双壁方案比较 吊箱侧板单、双壁方案比较 表, 表, 内容 方案 优 点 缺 点 选择方案 内容 方案 优 点 缺 点 选择方案 单壁结构 ,、 节省材料加工方便加工质量易控制,，、 装、拆方便单壁结构 ，、 节省材料加工方便加工质量易控制，,、 装、拆方便可兼做承台施工模板，？、 承台施工完毕拆除侧板又可作为梁部,块的可兼做承台施工模板,?、 承台施工完毕拆除侧板又可作为梁部，#块的施工模
10、板,，、 下沉工艺简单、节省时间，,、 在钻孔平台下拼装侧板施工模板，,、 下沉工艺简单、节省时间,、 在钻孔平台下拼装侧板焊接工作量小拼装容易。，、 侧板材料用量135吨底板材料用量66。6焊接工作量小拼装容易。，、 侧板材料用量135吨底板材料用量66.6吨内支撑材料用量40吨合计241.6吨 侧板刚度小内支撑材料用量多 吨内支撑材料用量40吨合计241。6吨 侧板刚度小内支撑材料用量多 双壁结构 ，、 吊箱拼装及下沉充分利用水的浮力,，、 侧板刚度大内双壁结构 ，、 吊箱拼装及下沉充分利用水的浮力，,、 侧板刚度大内支撑材料用量少,？、 下沉不用大型起吊设备,，、 侧板材料用量200吨支
11、撑材料用量少，?、 下沉不用大型起吊设备，,、 侧板材料用量200吨底板材料用量80吨内支撑材料用量20吨合计:300吨 材料用量多加底板材料用量80吨内支撑材料用量20吨合计：300吨 材料用量多加工难度大在钻孔平台下拼装侧板难度大,焊接工作量大,下沉工艺复杂工难度大在钻孔平台下拼装侧板难度大,焊接工作量大，下沉工艺复杂工期长 工期长 由表，可以看出侧板单壁节省材料加工方便拼装简单质量容易控制由表,可以看出侧板单壁节省材料加工方便拼装简单质量容易控制投入少工期短故侧板选用单壁结构. 投入少工期短故侧板选用单壁结构。 4.2 结构构造简介，见图,， 4。2 结构构造简介,见图,， ? 底板 ?
12、 底板 吊箱底板由底模托梁和底模组成底板平面尺寸为18。4 m29。7m底板高吊箱底板由底模托梁和底模组成底板平面尺寸为18。4 m29。7m底板高0。361m重量为66.6吨。底模托梁为井字梁结构桩间设臵纵、横梁。纵梁0。361m重量为66.6吨.底模托梁为井字梁结构桩间设臵纵、横梁。纵梁，顺桥向,为主梁共设10道每道由通长2 28a组成横梁 (顺水方向),顺桥向，为主梁共设10道每道由通长2 28a组成横梁 (顺水方向)为次梁，间距为0。77m ，1。15m由I22b组成横梁与纵梁用螺栓连接水封 为次梁,间距为0。77m ,1.15m由I22b组成横梁与纵梁用螺栓连接水封 吊杆设在纵梁上.
13、底模为肋板式焊接结构底板为,6mm ，肋为,6mm 板吊杆设在纵梁上.底模为肋板式焊接结构底板为，6mm ，肋为,6mm 板条分12种型号共75块臵于底模托梁上并与其焊接。 条分12种型号共75块臵于底模托梁上并与其焊接. ? 侧板 ? 侧板 侧板采用单壁结构为肋板式焊接结构由型钢和8mm钢板焊接而成.侧侧板采用单壁结构为肋板式焊接结构由型钢和8mm钢板焊接而成。侧板高度方向分为上、中、下三层分别为3。35m、3。0m、2。58m.每层分为板高度方向分为上、中、下三层分别为3.35m、3。0m、2.58m。每层分为26块其中圆端形方向分6块直线段方向分7块共计78块。单块最重26块其中圆端形方
14、向分6块直线段方向分7块共计78块。单块最重为1。8吨侧板总重135吨。分块的原则主要是为了缩短基础施工周期在为1.8吨侧板总重135吨。分块的原则主要是为了缩短基础施工周期在钻孔桩施工的同时侧板拼装要在钻孔平台以下与水面以上净空为4 m范围内钻孔桩施工的同时侧板拼装要在钻孔平台以下与水面以上净空为4 m范围内进行加上无法使用大的起吊设备所以分块较小。吊箱下层侧板。与底板进行加上无法使用大的起吊设备所以分块较小。吊箱下层侧板.与底板及上、中、下层侧板之间的水平缝和竖缝均采用坡口焊缝焊接以防漏水。及上、中、下层侧板之间的水平缝和竖缝均采用坡口焊缝焊接以防漏水.侧板的面板为，8mm钢板竖楞均为I2
15、5a工字钢间距为640mm或侧板的面板为,8mm钢板竖楞均为I25a工字钢间距为640mm或655 mm水平加劲肋为 L6340角钢或,10mm钢板组焊成“T”字型加655 mm水平加劲肋为 L6340角钢或，10mm钢板组焊成“T”字型加劲间距为500mm，700mm随水深而变化。为了保证竖楞I25a外翼缘不劲间距为500mm，700mm随水深而变化。为了保证竖楞I25a外翼缘不失稳及全截面受力且避免在运输过程中侧板产生超标变形在上、中、下失稳及全截面受力且避免在运输过程中侧板产生超标变形在上、中、下侧板适当位臵每层设了由，10mm钢板组焊成“T字型水平加劲两道侧板适当位臵每层设了由，10mm钢板组焊成“T”字型水平加劲两道“T字型的外边与I25a外翼缘平齐。 “T”字型的外边与I25a外翼缘平齐. ？ 吊箱内支撑 ? 吊箱内支撑 内支撑由内圈梁水平撑杆及竖向支架三部分组成。 内支撑由内圈梁水平撑杆及竖向支架三部分组成. 内圈梁：内圈梁设一层设在吊箱侧板的内侧高程为165.72m由2I45b内圈梁:内圈梁
