鐵路橋鋼圍堰下水及浮運施工技術(shù)研究

永泰長榮

某鐵路特大橋為98m+182m+518m+182m+98m  的雙塔鋼桁斜拉橋，全長1078m, 主塔墩基礎(chǔ)采用先圍堰后平臺方 法施工，圍堰平面為68.2m×40m的圓端型鋼結(jié)構(gòu)，由于鋼困堰重量大，運輸距離遠，施工技術(shù)、安全難度大，為確保浮運安全 并結(jié)合運輸線路航道及國堰自浮狀態(tài)下吃水情況，由拖輪拖帶國堰至橋址位置定位。采用該方案后，該橋主塔圍堰得以順利 浮運至橋址位，實施效果良好。

關(guān)鍵詞：鐵路橋梁；斜拉橋；下水；鋼圍堰；浮運

某跨江鐵路特大橋為98m+182m+518m+182m+98m  的 雙塔鋼桁斜拉橋，全長1078m,其中4#墩為主塔墩，其基礎(chǔ)采 用先圍堰后平臺方法施工，圍堰為雙壁鋼套箱圍堰，平面為 68.2m×40m 的圓端型結(jié)構(gòu)，圍堰壁厚2.0m, 其中主體結(jié)構(gòu)包 括側(cè)板、底隔艙、內(nèi)支架三部分，底隔艙將圍堰分為五個區(qū) 域。經(jīng)過多方案比選論證，結(jié)合本項目施工環(huán)境和工期緊等 不利客觀因素，項目組決定圍堰在橋址上游約35km 的船廠 先預(yù)制拼裝，然后采用氣囊斷纜法下水的方案，即利用氣囊 托起套箱，依靠鋼套箱自重水平分力作為下滑動力使鋼套箱 前行，至水邊加速坡道上松掉后面斷纜器，使套箱加速下滑 沖入水中，整體自浮，最后通過拖輪浮運至橋址。

圍堰下水時，需利用兩道縱向底隔艙作為滑道，考慮鋼 套箱圍堰隔艙斷面為刃腳的結(jié)構(gòu)形式，不能滿足氣囊法下水 要求，故設(shè)計時在圍堰底隔艙布置三角臨時托架，并在氣囊 之間鋪設(shè)t=20mm 鋼板來作為襯墊。襯墊鋼板及托架重 312.7t,圍堰自重約2069.9t, 圍堰下水時，托板、托架隨圍堰 主體下水，圍堰頂布置應(yīng)急發(fā)電機、抽水泵及預(yù)先掛設(shè)于圍 堰上的拉纜、圍堰邊錨繩等重量約40t, 下水時圍堰總重= 2069.9+136.2+176.5+40=2422.6t。

當(dāng)圍堰下水后，實現(xiàn)自浮，托板、托架需與圍堰主體分 離，考慮圍堰滲水，圍堰刃腳處50cm左右不能抽干，此處進 水重約為22t 。圍堰自浮時總重=2069.9+22+40=2131.9t。

2圍堰下水

2.1下水坡道布置

利用現(xiàn)有船廠現(xiàn)有場地進行圍堰拼裝，場地為坡度1:10 的混凝土基礎(chǔ)，坡道長約130m,前端15m左右亦為1:10的坡 度，為原始沉積地面，主要土質(zhì)為沙土。圍堰坡道起點其位置 位于從場地端部43m,終點位于離場地端部111m,1:10 的坡 道端部向江邊有15m的距離，進行換填和處理，將1:10的坡 度處理為1:7的下水快沖滑道，并進行換填，保證此處的地基 在下河過程中不發(fā)生沉陷。

2.2 國堰后端地錨的布置

后端控制圍堰下滑的地錨布置在圍堰正后端頭60m距

離處，通過2臺200t 滑車組15t 卷揚機、六門走十二滑車組) 與圍堰內(nèi)隔艙板上設(shè)置的四個拉耳相連。根據(jù)受力計算，地 錨需提供約220t的錨固力，地錨為混凝土結(jié)構(gòu)，按尺寸6m× 6m,埋深4m尺寸布置在地面以下，頂與地面平齊。

2.3鋼凳、襯墊板及底隔艙下臨時托架

圍堰下共有200個鋼凳，均勻布置在隔艙底部，鋼凳為 圍堰拼裝時臨時支撐的框架形結(jié)構(gòu)，由型鋼焊接而成，高度 為50cm。 鋼凳主要作用是支撐鋼套箱圍堰以布置氣囊。

襯墊鋼板采用20mm厚鋼板，布置在底隔艙臨時托架底  部，作用是在圍堰下滑過程中的保證氣囊工作平整及傳力。 在氣囊放入襯墊鋼板前，為不傷及氣囊，造成氣囊漏氣破損  失效，不影響圍堰下滑，需在鋼板的外露邊用建筑鋼管包邊  并點焊牢靠。

底隔艙臨時托架布置在底隔艙下托板之上，起到傳力作 用，它將氣囊產(chǎn)生的托舉力通過支架傳遞到底隔艙上，利用 底隔艙將整個圍堰舉起。

2.4氣囊布置

根據(jù)圍堰本體結(jié)構(gòu)的特點，圍堰下滑采用φ1.2m×8.5m 的氣囊(其中氣囊有效長度為8.5m), 單個氣囊工作高度為 0.65m,對應(yīng)的承載力為124.8t, 圍堰下水前自重G=2422.6t, 采用氣囊個數(shù)n=40, 則氣囊的安全系數(shù)K為：K=124.8n/G=   124.8×40/2422.6=2.06>KO=1.2～1.4(常規(guī)情況),由以上計 算可知，選用40個氣囊是安全可靠的。

根據(jù)現(xiàn)場鋼凳的布置，均勻布置氣囊，先在鋼凳間左右 對稱設(shè)置換20個氣囊。20個氣囊均勻充氣受力托起鋼圍

堰，然后抽除鋼凳。鋼凳撤除后，再布置剩余的20個氣囊。

圖1氣囊充氣及布置及示意圖

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