毛林桥钢板桩围堰(论文).doc

浅谈整体法吊装围囹进行钢板围堰施工水下承台 摘要：本文以江苏省新沂市毛林特大桥施工水下承台为例，详细介绍了整体法吊装围囹进行钢板围堰施工水下承台的施工方案，对类似工程的推广及施工有很强的参考价值。 关键词：整体　围囹 施工 承台 1、案例工程基本概况 案例工程为新沂市撤渡建桥工程毛林特大桥项目,该桥跨越新沂市棋盘镇毛林村和草桥镇堰头村之间,连接新沂骆马湖东西两大堤，先后跨越新戴运河、沂河及老沂河。新沂市撤渡建桥工程毛林特大桥全长1482.2米，桥宽10米，桥中心桩号为K17+191，桥跨布置为2×（6×30）+（42+70+42）+4×（5×30）+2×（6×30）m，引桥上部结构为部分装配式预制预应力砼连续箱梁，主桥上部为变截面预应—力连续箱梁，下部采用柱式墩、柱式台，全桥承台13座，其中水中承台8座。 主桥主墩承台尺寸为10.3*6.4*2.8m，承台顶标高为16.197m（13#墩）和16.337m(14#墩)，过渡墩承台尺寸为6.5*6.5*2.5 m，承台顶标高为17.496m(12#墩)和17.841m(15#墩)，河床顶标高约15.3~16.2m，施工时常水位高程为22.2 m。 2、钢板桩围堰结构设计 2.1结构型式的选择 由上述工程特点可知，主墩和过渡墩承台顶标高基本与河床顶持平，承台位置挖掘深度约4~4.5m，非开挖位置施工水深约7m左右。承台均为矩形，外形规整。根据现有条件，决定选用德国拉森Ⅳ钢板桩作为围堰侧壁，用水下封底混凝土作为围堰的底板，以保证承台和墩身的正常施工。钢板桩围堰具有制作快捷，插打拆除方便和周转灵活、通用性强的特点，密封效果可满足施工要求。 2.2围囹结构 根据前期召开的本桥钢板桩围堰专项技术方案论证会议精神，需对钢板桩的围囹支承方案进行优化。 原设计7道围囹是根据钢板桩的强度和刚度要求，采取分步抽水，分步围囹。每道围囹是将堰内水位抽到相应高程后再安装的，抽水在前，围囹安装在后，且每道围囹的抽水高程有严格要求。由于在围囹安装初期，即1~6道围囹安装过程中，钢板桩的上段支点跨距比下段支点跨距短，同时下段内外压差荷载比上段大，钢板桩的支承与荷载严重不协调，所以在后一道围囹受力后，前几道围囹仅承受拉力荷载。钢板桩的计算力学模型为多支点连续梁，由于荷载与支点的不协调，在钢板桩内形成不利的次内力，同时由于次内力的形成，围囹的支点反力亦不全部是由于荷载引起，钢板桩次内力的产生增大了围囹的支点荷载，而且中间支点离顶端越近，次内力的影响越大。 造成上述现象的原因是由围囹的安装流程所决定的，即先抽水后安装。因此优化的唯一途径就是改变围囹的安装流程，即改为先安装围囹后抽水。 所谓先安装围囹后抽水，即指堰内水位未抽到所安装围囹的对应位置前，先将拼装好的围囹下移到指定位置，然后再抽水。这样可尽量增大下一道与前一道围囹的间距，最大限度地改善钢板桩的受力条件，减小次内力。 由于钢板桩插打过程中不可避免的施工误差，拼装好的围囹又不可能一次下移多少，故围囹间距不易过大。 同时由于围囹是在未抽水的情况下向下推到指定位置，原围囹因设计时避开墩身布置撑杆，而撑杆位置又无法完全避开钻桩钢护筒位置，故原围囹无法直接向下推移。为此将围囹变成两种框架结构形式，原设计为围囹的最终结构形式，增加一个墩身浇筑前的过渡结构形式，见下图： 过渡结构形式是取消斜撑杆及因斜撑杆而增设的拉杆，另外增加横桥向撑杆一道，顺桥向撑杆两道。在倒数第二道围囹完成后，进行封底混凝土的施工。在封底混凝土达到90%设计强度后，抽水到倒数第二道围囹下1米左右位置，安装最后一道围囹，并推移到位。再抽干围堰内水，割除多余钢护筒，破除桩头。然后将围堰内的水位回至第二道围囹下50cm左右的位置，从上到下依次割除围囹的过渡撑杆，焊接永久性斜撑杆和横桥向拉杆。最后一道围囹改造完成后，进行承台和墩身的施工。 经过优化,主墩围堰内共设四道围囹，过渡墩内设三道围囹，第一道围囹位于围堰顶，在钢板桩插打前安装完成，兼作下导向架，最后一道围囹位于承台顶向上20cm左右，其它围囹按一定间距布置其间，具体见下图: 2.3围堰的平面尺寸 考虑到承台施工的需要和不可避免的围堰施工误差，围堰与承台侧面间的净距按100cm左右控制。 2.4围堰高 由于承台计划施工期为2010年6月底前全部结束，该期间降雨量较小，施工水位较稳定，因此围堰顶标高按高出常水位1米控制，即23.2m。由于封底混凝土有约1.7m的施工厚度，同时保证围堰有4~5m的埋深，故主墩钢板桩的最小长度为1+7+2.8+1.7+5=17.5，因此选择围堰钢板桩长为18米。过渡墩围堰用钢板桩长为15米。 2.5封底混凝土 由于承台底的常水位施工水头高约10米，水压较大，为此根据以往成功经验，选择封底混凝土厚度为1.2米