沿江高速深水區吊箱圍堰施工技術分析范文

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摘要：文章通過對廣深沿江高速公路（深圳段）項目海上深水區承臺施工中預制混凝土底板吊箱圍堰施工方案進行研究，對本跨海橋梁承臺圍堰底板及支撐結構等進行力學分析，結合實際比較了圍堰各受力階段的變形特征，確定圍堰結構受力的最不利工況。

關鍵詞：深水區；預制底板；吊箱圍堰施工；高速公路；承臺施工

1工程概況

廣深沿江高速公路（深圳段）項目機場特大橋承臺全部位于海中，其中機場特大橋91#～114#墩區域屬于深水區，海水深度較大。結合墩位處地質、水位情況采用了預制鋼筋混凝土底板吊箱套箱圍堰方案進行承臺施工。機場特大橋91#～114#墩，橋墩結構為單幅雙柱墩，每個承臺下為4根Φ1.8m鉆孔樁基結構，該部分樁基均采用嵌巖樁，承臺結構為矩形，承臺下有75cm厚封底混凝土，承臺尺寸為10.2×7.0×2.8m，承臺底標高＋0.3m，頂標高＋3.10m。

2方案簡述

該吊箱圍堰側板采用單壁鋼模板；底板結構為預制鋼筋混凝土底板，在鉆孔平臺上組拼下放到位后，在低潮位時堵漏，干施工封底混凝土。吊箱圍堰整個承重結構同樣為預埋吊掛系統，在下放到位后，承重結構轉換到鋼護筒上，承臺施工時無吊掛系統，混凝土重量由底板承受。吊箱圍堰主要采用履帶吊機進行現場吊裝組拼并采用吊掛系統下放鋼圍堰的施工方案，施工材料采用施工棧橋與岸上連接形成運輸通道，方便施工。

3圍堰結構設計要點

本圍堰設計為單壁鋼圍堰形式，側模高度為4.3m，圍堰側模頂面設計標高為＋3.8m，側模底面設計標高為－0.5m。側模面板采用6mm鋼板、側模橫向加勁肋由間隔350mm的63角鋼組成。圍堰在標高為＋3.5m的側模位置設置橫向內支撐，底模是350mm厚預制鋼筋混凝土底板，下放到位后施工封底混凝土作為圍堰承重結構。

4吊箱圍堰工況分析及結構計算

本吊箱圍堰受力工況分析如下：

4.1工況一

在水位處于高水位情況下，當吊箱圍堰下放到位且混凝土底板排水后，圍堰預制底板受到圍堰自重以及最大浮力的作用，圍堰側模受到海水最大側壓力作用。

4.2工況二

在水位處于底水位時，當吊箱圍堰現澆封底施工后，圍堰預制底板受到自重以及封底混凝土重量作用，側模未受到海水側壓力作用。

4.3工況三

在水位處于低水位情況下，承臺澆筑混凝土時，預制混凝土板和封底共同承受自重以及承臺重力作用，側模受到混凝土最大側壓力。建立吊箱圍堰整體模型，圍堰側模面板采用面單元模型，圍堰側模加勁肋采用梁單元模型，合計1438個單元，圍堰底口螺栓位置按鉸結考慮。經過MIDAS有限元程序計算分析，吊箱圍堰面板最大應力為工況一，吊箱圍堰加勁梁最大應力為工況三，吊箱圍堰最大正變形為工況一，吊箱圍堰最大負變形為工況三，底板采用實體單元，鋼筋采用梁單元建立整體模型，分析得預制鋼筋混凝土底板最大應力和最大變形均為工況一。

5工藝流程簡述

預制鋼筋混凝土底板吊箱圍堰進行承臺施工的工藝流程如下：在平臺上拼裝預制底板→拼裝吊掛系統→圍堰側板安裝→拆除施工平臺進行圍堰下放施工→低潮水時焊接底板與鋼護筒之間錨固鋼筋→預制混凝土底板的濕接頭施工→混凝土封底施工→圍堰吊掛系統拆除→承臺鋼筋綁扎施工→承臺混凝土澆筑施工→承臺混凝土養護→圍堰側板拆除。

6圍堰施工工藝特點

采用雙層貝雷梁現澆支架施工方案后，由于在水中不需設置鋼管樁支撐，鋼管樁全部支撐于承臺上。基本解決了由于水中鋼管樁不均勻沉陷影響現澆支架結構安全和質量的問題，使支架結構預拱度、承受荷載后變形更容易計算和控制，同時減少了水中鋼管樁插打的施工工序，加快了現澆箱梁施工進度，同時使現澆支架安全及質量控制工作更為容易。（1）圍堰結構底板采用預制鋼筋混凝土板，運輸到施工平臺上現澆濕接縫，底板不需要拆除，預制底板可提前制造，可縮短工期；（2）不需要預埋鋼結構到承臺混凝土中；（3）圍堰吊掛系統作為圍堰混凝土底板下放的輔助結構，而預制混凝土底板與后澆鋼筋混凝土封底結構共同作為承臺施工的主要受力結構，封底混凝土與承臺之間作用力通過鋼護筒與鋼筋的焊接傳力；（4）水下混凝土封底在低潮位時干施工，封底混凝土質量更容易控制，吊掛系統施工快捷方便。

7結語

由于該跨海橋梁深水區海水深度較大，該項目工期要求緊、安全風險高、承臺質量標準要求高。通過該預制鋼筋混凝土底板吊箱圍堰的技術應用，較好地解決了深海區承臺施工難度大的問題，滿足了項目進度、安全、質量等方面的要求，降低了項目施工成本，為以后深海區跨海橋梁承臺施工積累了寶貴的施工經驗和技術。

參考文獻

[1]黎建寧，鮮亮，謝海根，胡昆鵬，王曉亮．海域深水區混凝土底板鋼吊箱圍堰施工技術[J]．施工技術，2016，（3）.

[2]余學良，羅贊榮．沿海淺灘橋梁下部結構流水化裝配式施工技術[J]．中國港灣建設，2012，（8）．

作者：金嵋 單位：中鐵大橋局集團（沈陽）工程有限公司