1、水中系梁施工方案【摘要 】：介紹了水中系梁采用部分預(yù)制結(jié)合分離式套箱施工方法，并對(duì)關(guān)鍵部位進(jìn)行了驗(yàn)算。關(guān)鍵詞 ：水下系梁、分離式套箱、系梁預(yù)制、結(jié)構(gòu)驗(yàn)算1 選定方案我公司承建的連鹽高速公路橋海河大橋位于連鹽高速公路K113+627 處，河道系天然港道、主航道，河道寬60m 左右； 2#、3# 墩在河床中間，并設(shè)置橫系梁，系梁頂標(biāo)高為0.40 ，底標(biāo)高 -0.80 。河流通航水位 1.62 ，系梁在水下。本橋設(shè)計(jì)的系梁凈長(zhǎng) 840cm，截面尺寸7 / 6為 120cm 120cm。系梁底部與樁頂齊平，距水面高度約 1.20m 左右。另外， 67 月份蓋梁1.62130130墩柱012系 梁施工系

2、梁時(shí)， 正值水位高峰季節(jié)， 更不易施工。3系梁砼方量 12.1m ，適用于采用有底鋼套箱施180樁180工。但有底鋼套箱是利用基礎(chǔ)頂部做為承力點(diǎn)，必須先澆筑封底砼，施工難度較大，浪費(fèi)較多。因此根據(jù)本橋的結(jié)構(gòu)特 點(diǎn)，并多方考證， 擬采用部分系梁預(yù)制結(jié)合分離式套箱的方案進(jìn)行水中系梁施工。2 水中系梁施工工藝2.1 系梁預(yù)制根據(jù)樁距及套箱外徑大小，擬定預(yù)制系梁長(zhǎng)度6m，系梁總重21.6T ，吊裝需采用大噸位吊車(chē)安裝。系梁離河岸較遠(yuǎn)，對(duì)吊裝不利。為此我們采用系梁直接在水上鉆孔平臺(tái)上預(yù)制，而后吊裝的方案。預(yù)制前， 首先對(duì)水中排架進(jìn)行加固， 且同時(shí)對(duì)排架樁的承載力進(jìn)行驗(yàn)算，滿(mǎn)足要求后實(shí)施預(yù)制。排架加固后，

3、鋪設(shè)型鋼與底板使之形 成平臺(tái)，而后在平臺(tái)上鋪設(shè)系梁底模、 綁扎鋼筋， 安裝側(cè)模并澆筑砼。強(qiáng)度達(dá)到 75%后，拆除模板，并對(duì)端部實(shí)行鑿毛處理。預(yù)制系梁時(shí)， 縱向主筋長(zhǎng)度按 6.4m 與 7.4m 控制。2.2 鋼套箱的結(jié)構(gòu)形式鋼套箱按底標(biāo)高-1.30 、頂標(biāo)高 2.20控制，即套箱豎向長(zhǎng)度3.50m，徑 300cm。鋼套箱采用 =10mm的 A3 鋼板加工而成，為保證環(huán)向剛度，在套箱壁采用 10 型鋼進(jìn)行環(huán)向加固，加固的位置分別在套箱底部、距頂部 1.20m 處。套箱底板也采用 =10mm的 A3 鋼板， 并根據(jù)測(cè)量的護(hù)筒位置在底板上開(kāi)孔，孔洞的直徑較護(hù)筒直徑大10cm。為保證底板剛度，在套箱底

4、部用型鋼加強(qiáng)。套箱壁上根據(jù)計(jì)算 好的系梁位置進(jìn)行開(kāi)孔， 孔洞的大小與系梁截面尺寸相吻合。 套箱與系梁的連接是通過(guò)型的鋼抱箍與套箱焊接而成, 抱箍之間用螺栓連接，抱箍與系梁之間用橡膠墊，并同時(shí)涂上早強(qiáng)型玻璃膠。對(duì)于洞口吊架葫蘆系梁鋼套箱平臺(tái)護(hù)筒1.62B處四周用鋼板及型鋼進(jìn)行加強(qiáng)。B2.3 系梁、套箱的安裝與準(zhǔn)備吊裝安裝將預(yù)埋于同一樁頂?shù)膬筛Q向型鋼進(jìn)行加固連成整體形A - A系梁及套箱安裝示意圖B - B成支墩，橫梁采用箱型鋼梁，形成吊裝。套箱與系梁的加固套箱與系梁拼裝后， 為保證套箱與系梁的相對(duì)穩(wěn)固， 將套箱的上、下部與系梁之間用型鋼做拉桿進(jìn)行固定。2.4 系梁、套箱的安裝與拆除起吊系梁及套

5、箱： 將連接好的套箱與系梁由兩個(gè) 20t 手拉葫蘆起吊懸掛于吊架上。拆除平臺(tái)：將系梁底部位于系梁的圍的平臺(tái)拆除。系梁及套箱就位：平穩(wěn)下放系梁及鋼套箱至設(shè)計(jì)標(biāo)高。套箱封底：用砂袋塞封底套箱底板與護(hù)筒的縫隙，然后在套箱的 鋼護(hù)筒外側(cè)澆筑水下砼， 進(jìn)行套箱底部砼封底。 封底厚度由計(jì)算所得。系梁澆筑：待封底砼達(dá)到一定的強(qiáng)度后，抽于套箱及護(hù)筒的水， 清理樁頭，切割部分鋼護(hù)筒，按照設(shè)計(jì)要求調(diào)整樁頭鋼筋，并按設(shè)計(jì) 長(zhǎng)度接長(zhǎng)系梁縱向主鋼筋， 綁扎箍筋及樁頭鋼筋， 支立系梁接長(zhǎng)段模板，澆筑樁頭及系梁部分砼，切割樁頭以上的鋼護(hù)筒。鋼套箱待立柱完成以后進(jìn)行水下切割拆除。3 驗(yàn)算2.00直徑20cm長(zhǎng)度600cm1.

6、62-4.003.1 地基承載力的計(jì)算搭建鉆孔及系梁預(yù)制平臺(tái)的木排樁如右圖所示：根據(jù)勘測(cè)的地質(zhì)報(bào)告所示，2#、3#墩所在的 12 層地質(zhì)參數(shù)如下：1000350地質(zhì)層： 0-0.90 層為亞粘土； -0.90-5.0層為亞粘土。亞粘土33層摩擦角 =15.3 ；土的容重： r 1=19.9kN/m ， r 2=19.3 kN/m。天然孔隙比： e1=0.653 ，e2=0.792 。亞粘層土 0=150 kPa 。圓木樁為落葉松 , 樁長(zhǎng)按 6m設(shè)計(jì)，木樁進(jìn)入第一層土 h1=0.9 m ，進(jìn)入第二層土 h2=3.1 m 。由于 b2 m， h 3 m，且 h/ b4 ，故修正后的地基容許承載力

7、按下式計(jì)算： = 0+k 1r 1(b-2)+ k2r 2(h-3)=169.4kPa3其中，由驗(yàn)算手冊(cè)可知，亞粘土層的寬度修正系梁取k1 =0、深度修正系數(shù)值取 k2=1.5 ， r 2=r i hi / hi =19.4 kN/m 。平臺(tái)2hh/ 4aa0ACb3.2 排架樁承載力計(jì)算考慮群樁作為整體基礎(chǔ)， 樁基礎(chǔ)可視為如右圖所示的 ABCD圍的假想實(shí)體： 則： a=a 0+2htg( /4)=10.53mb= b 0+htg( /4)=3.77m其中， a0 =10m， b0=3.5m， h=4.0m，0b=15.3 BD作用在樁基礎(chǔ)上的豎向荷載：系梁重量 G1 、木樁重量 G2、澆搗過(guò)

8、程中砼傾倒荷載（ 4.0 kPa ）及砼振搗產(chǎn)生的荷載（ 2.0 kPa ），模板重量可忽略不計(jì)。N=216+45.2+6.0x10x3.5=471.2 kN由公式： max=rl+N/A=19.4x4.0+471.2/(10.53x3.77)2=89.4 =169.4kPa合符要求其中，系梁砼重量 :G1=1.2x1.2x 6x 25=216 kN; 木樁： G2=40x( x0.20 /4x6.0x6)=45.2 kN;3.3 系梁吊裝系統(tǒng)的計(jì)算豎向支撐桿件采用型號(hào)為I12.6工字鋼A3 鋼材，查手冊(cè)所2得:A=18.10cm ，i x=5.19cm，桿件長(zhǎng)度 L0=5.5m。軸向應(yīng)力 =

9、140 MPa36cm橫向桿件采用箱型鋼梁，截面如右圖所示：3查得 W=4026cm，構(gòu)件長(zhǎng) L=10m，型鋼重 G3=33.91kN2（型鋼每延米重 3.391 kN），彎曲應(yīng)力 w=145 MPa。單個(gè)套箱重 G4= x1.50 x3.5x78.5=25.9 kN 1）豎向支撐構(gòu)件穩(wěn)定性計(jì)算由 = L 0/i x=106，得 =0.548 。由 =N/A=（G1 +G3 +2G4）/ （ 4A）=41.5MPa0.548= 76.7MPa符合要求m 3m63mmA3鋼板mc 32）橫向構(gòu)件穩(wěn)定性計(jì)算根據(jù)橫梁承重形式， 橫梁受力如右圖所示：由 N1=N2=（G1+2G4）/2=133.9 k

10、NN1N22.5m5m2.5mRaRbRa= Rb= （ N1+N2+ G3） /2=150.85 kN2Mmax=ql /8+ Rax5- N1x2.5=461.76 kN? m由 =x (L/ h) x (rx/ry)=50 ，得 =0.828 。其中，焊接件系數(shù)取值為 1.8 ，正方形截面的回轉(zhuǎn)半徑 r x、r y 相同。由 max= Mmax/W=461.76x1000/4026=114.7 MPa 0.828 w=120 MPa符合要求3.4 封底砼厚度的計(jì)算套箱底端的封底砼厚度必須滿(mǎn)足：F-（ G4+W1/2） D h 計(jì)算所得：封底砼厚度 h 0.41m； F單個(gè)套箱所受的浮力。wF=Kr V=2.0x10xx1.5 2x2.92=412.8 kND護(hù)筒直徑 ,2.0m ；2 鋼護(hù)筒與封底砼之間的容許摩擦力，取100 kN/ m ；r2w水的容重， 10 kN/ m ； V套箱體積 ,1.2x1.2x6.0； K安全系數(shù)，取 2