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陶乐黄河特大桥主墩双壁钢围堰设计与施工

潘志明

【摘要】通过宁夏陶乐黄河大桥施工,重点介绍水中承台双壁钢围堰设计与施工方

案,阐述主要施工技术与施工中应注意的主要问题.该桥利用对称的钻孔桩护筒、工

字钢搭设钢围堰起吊塔架,通过吊装塔架的倒链葫芦起吊钢围堰,下沉、接高、配重

下沉,下沉过程中及时纠偏,使之顺利着床,着床后采用在钢围堰内射水吸泥的办法使

其达到设计高程.然后封底进行承台施工.

【期刊名称】《铁道标准设计》

【年(卷),期】2010(000)003

【总页数】4页(P53-56)

【关键词】黄河大桥;双壁钢围堰;设计;施工

【作者】潘志明

【作者单位】中铁十九局集团第四工程有限公司,内蒙,通辽,028000

【正文语种】中文

【中图分类】U445.55+6

1工程概况

陶乐黄河特大桥位于宁夏回族自治区北部,行政范围属于石嘴山市陶乐县、平罗县,

以黄河为自然分界,河东属于陶乐县,河西属于平罗县。桥梁设计全长1770m。全

桥的跨径组合为:(35×30+60+5×90+60+5×30)m=1770m。主桥的跨径组合

为:(60+5×90+60)m,主桥为预应力混凝土连续箱梁。

39号、40号墩为水中大跨主墩,采用群桩承台基础。39号墩14根钻孔灌注桩,直

径1.8m,40号墩10根钻孔灌注桩,直径1.8m,承台平面均为八角形状。39号墩承

台外形结构最大平面尺寸为1685cm×1565cm,顶面高程为1096.184m,底面

高程为1093.184m,承台厚度为3.0m。40号墩承台外形结构最大平面尺寸为1

685cm×1100cm,顶面高程为1093.497m,底面高程为1090.497m,承台厚度

为3.0m。陶乐黄河大桥主墩承台采用双壁钢围堰进行设计施工(图1)。

2施工方案的确定

图139号、40号墩间桥型立面(单位:cm)

设计采用钢套箱围堰进行承台施工。考虑这种围堰在水压力作用下,只产生环向轴

力,可不设内支撑,因此能提供足够的施工空间,钢套箱围堰的内径比承台外径稍大,在

灌注承台混凝土时,可作为承台模板使用。另外,由于其截面可以导流,因此抗水流能

力强,对于流速较大的深水施工十分有利。

3桥址处自然条件

3.1水文条件

300年一遇最高水位1099.96m,流量8520m3/s,平均流速1.26m/s;100年一遇

最高水位1099.69m,流量7370m3/s,平均流速1.21m/s;10年一遇最高水位

1099.17m,流量4900m3/s,平均流速1.09m/s。汛期为7、8、9三个月,平均每

年11月24日至下一年1月14日为冰凌期,封河时水位较封河前水位平均上涨

1.5～2.0m。测时(2003年8月22日)水位1096.95m。通航水位1

099.17m(相当于10年一遇洪水位)。常水位1097.77m(Q=1050m3/s)。施工水

位1098.684m。

3.2地质条件

主墩河床地质条件自上而下依次为细砂、粉砂、亚黏土,细砂层为大桥的主要持力

层。

3.3河床冲刷

(1)河床高程:39号墩为1096.975m,40号墩为1094.460m。

(2)冲刷:一般冲刷,上层土壤平均粒径0.239mm,一般冲刷后最大水深9.12m;局部

冲刷:群桩基础取中层土壤平均粒径0.239mm,冲刷为4.23m。总冲刷深

度:15.35m(包括2m天然冲刷)。

4钢围堰设计

4.1设计参数

(1)设计荷载取值。流水断面设计流速1.21m/s;封底混凝土容重23kN/m3;水的容

重10kN/m3;静水压力10kPa;细砂容重18kN/m3。

(2)设计荷载组合。水平荷载:静水压力+流水压力+土压力+其他;竖直荷载:钢围

堰自重+配重+封底混凝土自重+浮力+其他。

(3)结构参数取值。考虑施工10cm的误差,钢围堰平面为圆形结构,双壁钢围堰壁

厚为1.2m,39号墩钢围堰内径为20.2m,外径为22.6m,刃脚高为1.2m,总体高度

为8.4m;40号墩钢围堰内径为17.40m,外径为19.80m,刃脚高为1.2m,总体高度

为12.0m。

4.2强度计算(图2)

图2封底抽水后钢围堰计算荷载模式

钢围