北汊桥22号钢吊箱施工设计..doc

北汊桥22号（23号）主桥墩基础承台单壁钢吊箱围堰设计与施工杨世全（山东省交通工程总公司） 【摘要】南京长江二桥北汊大桥主桥墩基础承台为深水高桩大体积混凝土承台施工，位处长江北汊主河槽，采用单壁钢吊箱围堰进行设计施工，速度快，质量优，效益好。【关键词】南京长江二桥 北汊大桥 主桥墩承台 钢吊箱 设计 施工 一、工程概况北汊大桥为预应力连续箱梁桥，全长2172m，主桥为90m+3*165m＋90m三跨变截面预应力连续箱梁桥，主跨目前在同类桥梁中亦居国内第一。北汊桥22号（23号）主桥墩基础采用18根φ2.50m的钻孔灌注桩，横桥向6排，纵桥向3排成矩形布置，纵间跨为5.0m，横间距除桥轴线一排为6．40m外，其余均为5.0m，桩长（承台以下）70.0m。承台设计为高桩承台，承台尺寸为30.42m（长）* 14.00m宽）*3.50m（高），承台顶面标高-0．50m，底面标高一4．00m。受基础桩影响，桥位处河床断面标高为-9．00～-14.00m，为此，承台施工采用钢吊箱围堰的方法施工。 二、钢吊箱设计用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。1．设计条件（1）工况条件根据钢吊箱围堰施工作业时段，设计受力状态可按以下几个工况进行分析：①拼装下沉阶段；②封底混凝土施工阶段；③抽水后承台施工阶段。（2）水位条件南京河段距入海口约450km，位于长江下游感潮区内，非正规半日潮型，流量以雨水经流为主，同时受潮汐影响，每年5～10月为洪汛期，11月至次年单月为枯水期，洪峰出现在6～8月份。根据南京下关水文站统计多年水位资料推算本桥桥址潮位特征如表1。 由表1可以看出：桥址多年平均潮最高为6月份5．54m，平均潮最低为1月份1．28m，而根据吊箱施工时间安排，吊箱围堰抽水将在3月份以后进行，此地平均潮位为3月份3.18m，基于此，我们确定钢吊箱设计抽水潮位为+4.00m，以此潮位条件控制钢吊箱设计。（3）结构设计条件综合各工况条件，潮位条件确定钢吊箱结构设计条件：围堰平面内净尺寸：30.42m*14.00m（与承台平面尺寸相同，考虑吊箱围堰侧板兼做承台模板）；侧板顶面设计标高+5．00m；底板顶面设计标高-5．70m；侧板高10.70m；底层内支撑标高±0.00m（承台高度范围内无支撑）；设计抽水潮位+4．00m。2．设计依据（1）《南京长江第二大桥北汊桥第三阶段施工图设计》；（2）《公路桥涵设计通用规范》（JTJ021-89）；（3）《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》（JTJ025-86）；（4）《钢结构设计手册》（GB17-88版）；3．钢吊箱构造简介（1）构造形式选择由钢吊箱使用功能，将其分为侧板、底板、内支撑、支吊系统四大部分。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2内容。 由表2可以看出，侧板单壁节省材料，加工方便，质量容易控制，节省模板资金，下沉时间短，尽管需用大型起吊设备，但时间较短（两个吊箱共需5～7d时间），综合考虑，优点优于双壁结构，故侧板选用单壁结构。（2）结构构造简介（见图1） ①底板吊箱底板为井字梁结构，由型钢梁和δ＝8mm钢板焊接而成。底板平面尺寸为30．956m*14．536m，底板高0.328m，重量为49.47t。桩间设置纵、横。 ［32al字钢梁，纵梁（顺桥向）为主梁，除中梁因间距大、承载重设置3[32a工字钢外，其余均为2[32a工字钢，两端各设置2[32a槽钢。横梁（顺水方向）为次梁，中梁各设置2[32a槽钢。纵、横梁之间设置的斜撑（除端部吊杆梁外）为[16槽钢。纵、横梁之间设置[75*50*6角钢加劲肋。吊杆梁设焊在纵梁（端吊杆梁除外）上为2[32a槽钢。顶板为δ＝8mm钢板，顶板与18根钢护筒相交平面位置各留有直径为3．064m圆孔洞，以利于下沉吊箱。②侧板侧板采用单壁结构，由型钢和8mm厚钢板焊制而成。侧板高度方向分为下、上两层，各层高度分别为6．20m和4．50m。每层分为10块，其中长边方向各3块，短边方向各2块。两层共计20块。下层长边侧板分块尺寸为10．135m*6．20m，每块重量为 8．55t，短边分块尺寸为 7.181m*6．20m，每块重 6．51t，下层侧板总重 77．34t；上层长边侧板分块尺寸为10．135m*4．50m，每块重4．62t，短边分块尺寸为7．181m*4．50m，每块重3．32t，上层侧板总重41．00t；上、下两层侧板总重124．56t。分块的原则主要是便于加工及运输，避免产生超标变形。吊箱下层侧板与