1、郁江特大桥主墩钢围堰下放施工技术摘要:郁江桥双壁钢围堰利用安装在平台下的圆端形轨道对围堰进行吊装拼接,在水面上边拼接边下放的施工工艺。围堰底节拼装好后利用下沉机构对围堰进行下放,通过围堰内侧的导向系统支撑在钢护筒上,实现围堰在平面内的精确定位,这种施工方案可以在钢围堰施工的同时不影响水下桩基及其他流程的同步施工,缩短了流水步距和总施工工期,突破了原有工艺工期长,投入大等问题,提高了工效,实现了钢围堰安全快速施工,通过在郁江特大桥的应用,该施工工艺已经基本成熟,可以在类似工程中推广应用。 关键字:封底;刃脚 ; 导向架;定位; 中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号: 前言 郁江桥钢围堰
2、由内外壁板、内支撑、悬吊系统及定位系统组成。壁板采用竖向钢箱梁、水平桁架、竖向加肋、内外面板构成空间结构;内支撑用 63010 钢管及 I45b 工钢,设两层支撑。钢围堰通过钢箱梁及四道隔仓板分成 15 个仓(另有直线段 6 个小仓) 。围堰共分八节,底部起为第一节依次向上,第一节围堰(刃脚段)高为 2.2m,以上每节均为3m。 工程概况 郁江双线特大桥主桥位于西江航运干线贵港至桂平河段上,下游距桂平航运枢纽 11.5km,上游距贵港航运枢纽 98km,处于桂平航运枢纽的库区范围内。主塔 283#墩、284#墩主塔基础分别由 20 根 2.5m 钻孔嵌岩桩组成,283#墩桩长 22.5m,28
3、4#墩桩长 30.5m,承台为圆端形承台,承台底面标高均为+14.66m,高 5.0m。283#、284#主墩位于河水中,283#墩墩位处无覆盖层,河床为裸露的弱风化泥质岩层;284#墩墩位处河床以下 10m 左右范围内均为细圆砾土,圆砾土以下为弱风化泥质砂岩。其中 283#墩爆破后平均水深 20m 左右,284#墩初清淤后平均水深 17m 左右。工艺原理 单块吊装喂至走行小车上走行至设计位置定位后吊挂临时吊点-定位焊接-重复以上程序完成一节钢围堰拼装-安装下放结构-加水下放至要求标高-调节仓内水位进行下一节围堰拼装,直至完成全部围堰拼装。 施工工艺流程及注意事项 拼装准备 钢围堰组拼前,在钻
4、孔平台下方铺设吊装走行轨道。轨道为圆端形,采用 I36b 工钢制成,尺寸按钢围堰壁板中心线设计(直线段长 13.2m,圆孤半径 13.1m) 。轨道用拉杆系统(25 精轧螺纹钢)与钻孔平台连接在一起。轨道上设电动走行系统(由两台电动走行小车和两台 10t 手动葫芦组成) 。在 平台江心侧下游端开设一个 8.7m9.2m 的围堰块件下放吊装孔。 2、拼装方案 (1)围堰第一节拼装 围堰第一节拼装在轨道及桩基外围 8 根桩(导向桩)施工完成后方可进行。围堰块件用汽车运至平台后,由 50 吨轮胎吊将围堰单块件经平台吊装孔下放至平台下;用走行系统上的手动葫芦将块件吊起,通过轨道走行至拼装设计位置。到达
5、设计位置调整后设置临时吊点将块件悬吊于平台下面,走行小车回到装吊孔运送下一块单元件。在第一节所有块件运送完,进行第一节整体调整成形,尺寸验收合格后开始拼焊。拼装顺序为先吊装靠栈桥侧直线段的块件,而后在该块件左右交替拼装,直至整节拼装完成。 (2)围堰第一节下水及导向架安装 第一节拼装成型后,安装下沉机构,解除临时吊点,安装围堰导向系统。下沉机构由吊点牛腿、吊杆(32 精轧螺纹钢) 、分配梁、液压系统组成。先将牛腿与分配梁分别安装在围堰与平台上,在第一节成形后将围堰通过牛腿与分配梁用吊杆连接起来,使围堰悬吊在平台下面。下沉系统安装完毕后方可解除围堰临时吊点,为了不影响钻机施工,液压系统只在整节段
6、下沉时安装,钢围堰下水以前 ,对面板和隔仓板所有焊缝进行密闭性检查,对骨架系统进行结构检查。如有渗漏现象发生应补焊,以确保围堰的密闭性。为了减小下沉过程中的检查工作量,可在块件成形后对面板和隔仓板焊缝进行密闭性检查和结构检查,包括连接焊缝的长度与高度、杆件布设位置、数量与设计图是否相符、围堰有无局部和总体变形,如有以上情形应根据实际情况采取相应的补强措施。 在第一节拼装完成并在整体尺寸验收合格后,在围堰壁上定出一个测量基准面并确定围堰两个方向的中轴线,在测点设置好后将围堰调整至设计位置。在围堰接高过程中应以基准面和中轴线标记点,来保证围堰拼装接高过程中的尺寸控制和下沉过程中的垂直度的调整。 为
7、保证围堰平面定位准确,安装导向装置,导向装置由导向架和导向轮组成,导向架共设三层,分别设置在第 1、3、5 节围堰内壁上,同一平面共设置 8 个,在每个圆弧段与直线段各两个。导向系统除保证围堰下沉过程中的平面位置和垂直度外,还要将水流对围堰产生的冲击力及封底混凝土在灌筑过程中产生的侧压力传递给导向桩,因此,定位架必须设置在钢围堰骨架处。导向轮的设置是为了在围堰下沉过程中水平受力后,减小导向架与导向桩的摩阻力。 (3)钢围堰接高拼装 围堰单块件用汽车运至平台后,由一台 50 吨汽车吊将围堰经平台吊装孔下放至平台下,用走行系统上的手动葫芦将块件吊起,通过轨道走行至拼装设计位置,到达设计位置后将块件
8、放置在前一节段后,进行顺直度和平面位置调整,走行小车回到装吊孔运送下一块单元件。吊装接高过程中对块件要随拼装随调整,待全部点焊成型后,方可全面焊接。拼接施焊时,先焊环板,后焊内壁,再焊外壁,并按对称施焊要求进行。焊接内外壁焊缝时,需要预先搭设施工平台设置防护栏杆,以便操作。 3、围堰下沉 围堰下沉采用配重悬吊下沉,在平台上与围堰间设置吊杆,围堰仓内注水配重。围堰整节段拼装完由施工平台的液压顶通过吊杆缓慢下放,下放同时向围堰仓内注水,注水高度根据围堰已拼装完成节段重量计算,各仓注水应平衡进行,对称仓水位高差应控制在 0.5m 内。围堰水面外露部分高度控制在 1.01.5m。围堰着床后,围堰下沉阻
9、力较大,采用射水吸泥辅助下沉,在围堰内设计置吸泥机和射水管,将围堰刃脚处的砂石吸除,减小围堰下沉摩擦力。当吸泥深度大于刃脚脚尖时,围堰未能下沉,应加高仓内注水高度或是填注仓内填充混凝土增大围堰整体重量下沉。吸泥下沉过程中由于吸泥机排水量大,在围堰内外壁之间设置连通装置及时向围堰内补水,以保证围堰内外水位差,围堰下沉过程中随时监控围堰顶面的 4 个观测点,如发现偏位,立即纠正。下沉过程中在对围堰进行垂直度调整时,为防止吊杆出现不受力状态,仓内只允许注水调整,不允许抽水调整。 4、围堰水封 围堰下沉到位后,派潜水员下水对围堰刃脚及整个底平面进行摸排,检查刃脚有无漏洞,底平面有无凸凹不平和大的突石。
10、刃脚处为防止混凝土灌注时出现外翻,将拌有干水泥的小砂袋从内侧堆码围堰内刃脚。对于底平面凸凹不平处由潜水员扒平,突石用机械或水下爆破清除。为了保证封底混凝土与钢护筒、围堰壁的良好结合 ,达到止水效果 ,需由潜水员用高压水枪将桩身和箱壁上的附着粘土冲洗干净。 5、下沉过程中出现异常情况处理方法如下: (1)钢围堰偏斜:利用分室隔仓 ,通过调整各隔仓中的注水量达到调整钢围堰偏斜的目的。 (2)钢围堰漏水:利用水下焊接技术对漏水处进行补焊。 (3)钢围堰只有部分刃脚下沉至基岩面:根据潜水员的围堰触岩检查 ,对于高度相差较大的部分采用钢插板来处理 ,高差较小的部分采用编织袋装硬性水泥砂浆将刃脚垫平。钢插
11、板采用 16 mm 厚钢板 ,并以 10 mm 等肢角钢加劲 ,钢插板在工厂统一加工后运到现场。钢插板接触基岩后 ,及时在钢插板外围抛填石笼 ,对钢插板间隙进行封堵,并起到稳定钢插板的作用,同时内侧周边抛填袋装混凝土 ,平衡内外压力 ,防止钢插板受力过大发生内倾弯曲。 结语 双壁钢围堰适合于桥梁深水基础施工,也可单独构成钢沉井基础。在我国具有丰富的工程实践经验和广泛的应用前景。 参考文献 【1】陈光福 双壁钢围堰的施工技术【J】 ,中国港湾建设,2002, (6):12-16。 【2】谢媛媛,张建辉,阿蓬江大桥 4 号墩双壁钢围堰的设计与施工【J】铁道标准设计,2005, (增刊:162-166