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1、目 录一、工程概况1二、钢围堰设计方案1三、结构计算43.1钢围堰结构分析43.2套箱抗浮性能分析83.3套箱抗滑移性能分析103.4套箱抗倾覆性能分析113.5套箱抗撕裂性能分析123.6套箱抗大块漂石撞击性能分析123.7封底混凝土抗折验算133.8内支撑钢管受力验算13四、封底混凝土前施工准备144.1钢围堰的调平144.2钢护筒定位154.3砂包抛填围堰外侧进行堵漏154.4钢围堰加固16五、封底混凝土过程控制165.1混凝土浇注顺序165.2混凝土灌注165.3混凝土运输道路交通疏导17六、质量安全保证措施186.1质量管理186.2安全管理19石梯巴河特大桥水中墩基础辅助设施施工方
2、案一、工程概况石梯巴河特大桥中心里程为DK90+723，桥跨布置：124+1032+(48+280+48)连续刚构+2532+124m，采用280m主跨跨越巴河主航道，桥梁全长1462.94m。12#、13#、14#三个主墩位于水中，主墩墩高为69m，3个主墩承台平面尺寸均为15.8m19.3m，高度4m，承台底面设计高程均为244.748m。基础为梅花形布设的17根2 m桩基础构成，其中12#墩桩基深22m，13#墩桩基深19m，14#墩桩基深16m。根据大桥施工图结构布置情况以及墩位处水文地质情况，12#、13#、14#墩采用双壁钢围堰方案进行承台施工。二、钢围堰设计方案钢围堰设计方案如下
3、：围堰壁厚采用I10工字钢作为竖肋，1001006等边角钢作为横肋，75756等边角钢作为腹杆新城空间框架结构，双侧附以6厚钢板形成组品快件，整个围堰分为三节制作。单节分为14块，其中一号快10件，2号块2件。2号块对称件2件。块件间采用10厚连接板焊接连接。平面尺寸设计为18.8m22.412m，围堰内外壁间距为1m，内壁承台边线最小距离为50。结构如下列图示：平面布置图1号块结构图2号块结构图三、结构计算力学计算分为两部分。包括钢围堰结构最不利工况抗力分析与验算及整体抗浮验算。3.1钢围堰结构分析本工程采用midas-civil有限元分析软件对钢围堰进行力学分析，力学模型建模思路，竖肋及横
4、肋按量单元考虑。横竖肋交点按分离式节点设置，交叉节点间采用刚度较大的弹性连接。弹性连接类型考虑两节点间相对位移接近完全约束。不考虑横肋竖肋间相互传递力矩。腹杆按桁架单元考虑，即忽略腹杆杆端焊接对力矩的传递。壁板按板单元考虑。壁板与竖肋间连接视为节点刚接。边界条件设置：围堰刃脚底面节点仅约束竖向位移自由度，封底混凝土顶面的围堰内壁板节点约束水平方向的两个位移自由度。由于围堰结构关于承台纵横轴线对称，故模型可简化为实际结构的四分之一进行分析即可。对称轴位置设置相应轴向位移自由度约束及三轴扭转自由度约束。验算最不利工况：堰内水抽空，堰外水位达到253m高程时围堰漫顶前最大水压力作用下围堰受力工况。电
5、算情况如下：1、 电算模型：平面模型三维模型2、 横肋、竖肋梁单元应力水平横肋竖肋最大应力为max=162.7Mpa，出现在第二层角支撑的支点位置，另外围堰拐角及封底顶面横桥向对称轴位置也出现=137MPa左右的应力。但作为临时结构，相对于永久结构其容许应力可适当增大通常控制在1.3=1.3140=182MPa。因此max=162.7MPa=182MPa。结构安全。3、 腹杆桁架单元应力水平情况 腹杆（桁架单元）应力最大为max=162.37MPa，同样出现在第二层角支撑的支点位置，max=162.37MPaK0=1.1结论：套箱整体能够满足抗浮要求3.3套箱抗滑移性能分析1、钢套箱流水压力计
6、算作用于钢套箱上的流水压力可按下式计算：取K=1.47，g=10m/s2,v=4.76m/s（为洪水时的最大流速）,则：A=9.6318.8=181m2P=1.47181104.762/(210)= 3014kN2、抗滑移验算套箱所受总竖直力为：G- F1=51881-40554=11327kN,所受总水平力为P=3014KN。根据铁路桥涵地基和基础设计规范TB10002.5-2005的规定，套箱滑动稳定系数Kc=(G - F1)/P=0.4*11327/3014=1.51.2注：河床底为泥岩，按照规范规定，软质岩的基地摩擦系数为0.4-0.6，计算中取0.4。结论：钢套箱能满足抗滑移要求。3
7、.4套箱抗倾覆性能分析经分析，最有可能沿下游侧刃脚倾覆，此时竖向力对其提供的稳定力矩为：（G- F1）*a/2=11327*18.8/2=106473KN.m水平推力对其提供的倾覆力矩为：P*h/2=3014*9.53/2=14361KN.m由此可见，套箱的稳定力矩远大于倾覆力矩，完全能够满足抗倾覆性要求。3.5套箱抗撕裂性能分析面板的极限抗拉强度为140MPa。最大洪水时，其水平推力对面板产生的应力为：p/A=3014/18.8/9.53/1000=0.017MPa由此可见，最大洪水对面板产生的撕裂应力远小于面板的极限抗拉强度，套箱完全可以满足抗撕裂要求。3.6套箱抗大块漂石撞击性能分析从卫
8、星地图上我们可以看出，石梯巴河特大桥上游约3km，下游约1.2km处各有一处河滩。经现场测量，巴河经过两处河滩时水深约1m，而石梯巴河特大桥套箱处目前最大水深约10m。由此可以推断，两处河滩间为一水槽，钢套箱所在位置相对上游河滩的最大高差约9m。经现场调查，石梯巴河特大桥上游3km范围内，两侧河岸稳定，大块岩石滑落河道的可能性极低。大块漂石通常来自上游。当漂石通过套箱上游3km处的河滩时，其可能的最大速度为最大洪水流速4.76m/s。从河滩至套箱的距离约3000m，需用时至少3000/4.76=630秒。考虑到洪水时，水面标高还将上涨约20m，套箱处的最大水深约30m。通过计算，岩石在30m深
9、的水里，从水面到水底的沉底时间约3.2秒。即洪水时，套箱上游3000m处水面出现的漂石，3.2秒时间内即已沉到河床。此时，漂石仅向下游运行了15m。考虑到河床的摩擦阻力及河水在双壁套箱所在地的水槽段流速将大大降低等因素，河水经过2985m将漂石搬运到套箱处时，漂石对套箱的冲击势能将是极其微小的。套箱完全能够抵抗大块漂石的冲击。3.7封底混凝土抗折验算封底混凝土的平均厚度为h=2.1m ，水头为92112 由于封底混凝土为C30其抗折强度为20.1MPa，故其抗折强度满足要求。3.8内支撑钢管受力验算围堰内支撑设计情况为：沿线路方向在标高为249m及251m各设2根630钢管（沿围堰横向方向1/
10、3及2/3处）并在四角设4根斜撑，斜撑不得影响垫块施工。由于支撑钢管起支撑围堰的作用，所以支撑钢管主要承受钢套箱受到的流水压力P=3014kN。由四根钢管承担流水方向的支撑作用，所以每根钢管的承载力需能满足P/4=753.5kN，钢管的直径为d=0.63mm，壁厚t=0.01m则其承受的应力为=钢管材质为Q235其屈服压强度为235Mpa，故钢管满足强度要求。经过对套箱的结构性能、套箱上下游地形、洪水流速等多种因素的定性、定量分析，套箱完全能够满足洪水期的抗浮、抗滑移、抗倾覆、抗撕裂、抗漂石撞击性能要求。12#墩封底完成，钢套箱能完全够够平安度汛，不会对自身及下游建筑物造成任何威胁，继续进行下
11、步工序作业是可行的。四、封底混凝土前施工准备栈桥顶面高程为255m，钢围堰顶面高程为253m，施工水位为249250m，处理之后河床高程约为242.6m。钢围堰加工内部平面尺寸为16.820.4m，夹壁厚1m，分三节整体加工，水运至现场整体拼装焊接、下沉。4.1钢围堰的调平 由于钢围堰基床不平整，实际着床情况不太理想，与原计划围堰韧角嵌入泥岩存在差异。为了确保钢围堰顶面的平整度及受力均衡性，采取以下措施纠正，对钢围堰巴中侧方向抽水悬浮后，由潜水员依据水下实测悬空高度特制钢管桩，钢管桩短管上下两端用钢板封住，沿围堰悬空处每隔1m塞垫一处。由潜水员下水塞垫，再通过灌水下沉重新着床，将钢围堰压紧钢管
12、桩。4.2钢护筒定位 钢护筒长度11.514.5m，由现场加工分两节水运至现场。为加快施工进度，钢护筒在现场出运平台进行接长焊接后，吊船整体吊装至钢围堰导向架处进行前期存放。最终钢护筒定位采用整体双层导向架模式，在上层导向架测量放样出钢护筒的桥轴线、墩轴线位置，吊线锤将测量点引至下层导向架，定位时采用工字钢或槽钢十字方向焊接顶住限位,预留1cm下放空隙,起吊后通过定位缓慢下放，达到精确定位目的。 钢护筒精确定位完成，为防止封底时混凝土流进护筒里，在护筒内抛填2m厚的砂包，砂包应均匀堆压于钢护筒内壁四周。4.3砂包抛填围堰外侧进行堵漏完成围堰精确定位及稳定钢管桩振沉后，开始围堰外侧抛填，由货船运砂至围堰边，人工装砂抛填，重点抛填位置为巴中侧及下游侧，确保浇筑封底时砂包稳住混凝土。4.4钢围堰加固为了平衡在浇注过程中混凝土产生的应力，增加钢围堰的稳定，在钢围堰巴中侧及下游侧每隔5米设置630钢管斜撑。五、封底混凝土过程
