蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋2號(hào)墩圍堰氣囊法下水設(shè)計(jì)

永泰長(zhǎng)榮

為給雙壁鋼套箱圍堰氣囊法下水施工組織設(shè)計(jì)提供理論支撐，以商合杭鐵路蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋 ２ 號(hào)主墩?qǐng)A端形雙壁鋼套箱圍堰為例，研究雙壁鋼套箱圍堰氣囊法下水的設(shè)計(jì)方法，結(jié)合圍堰拼裝場(chǎng)地地形條件進(jìn)行坡道與氣囊布置并進(jìn)行后端地籠計(jì)算，將圍堰下水過程分解為多個(gè)工況進(jìn)行靜力計(jì)算，在計(jì)算過程中考慮氣囊受力不均對(duì)圍堰角度的修正， 運(yùn)用能量守恒原理簡(jiǎn)便求解圍堰下水時(shí)的初速度和圍堰入水后的漂移長(zhǎng)度，采用該方法指導(dǎo)蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋 ２ 號(hào)主墩圍堰下水過程順利、可控，證明該方法正確可行， 該方法可同時(shí)適用于圓形、矩形、啞鈴形等各類雙壁鋼套箱圍堰氣囊法下水設(shè)計(jì)
關(guān)鍵詞: 雙壁鋼套箱圍堰 氣囊法下水 坡道布置 圍堰角度 入水深度 入水速度 漂移長(zhǎng)度



鋼圍堰采用氣囊法下水的施工技術(shù)始創(chuàng)于 １９９７ 年蕪湖長(zhǎng)江大橋的建設(shè)? 經(jīng)過 ２０ 余年的技術(shù)發(fā)展，圍堰氣囊法下水作為一種經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的方法在橋梁基礎(chǔ)施工中得到了廣泛
應(yīng)用，但通過文獻(xiàn)檢索，針對(duì)大型雙壁鋼套箱圍堰下水計(jì)算的文獻(xiàn)卻極為少見， 雖然針對(duì)圓形雙壁圍堰的計(jì)算方法進(jìn)行了研究?結(jié)論卻并不適用于矩形、圓端形或啞鈴形等雙壁圍堰，
鑒于此，以結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)尺寸均具有代表性的新建商丘至合肥至杭州鐵路蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋 ２ 號(hào)主墩?qǐng)A端形雙壁鋼套箱圍堰為例?研究雙壁鋼套箱圍堰氣囊法下水的設(shè)計(jì)方法，主要對(duì)雙壁鋼套箱圍堰氣囊法下水的坡道設(shè)計(jì)、靜力計(jì)算和動(dòng)力分析進(jìn)行研究。
２ 工程概況
商合杭鐵路是“華東第二通道” 最重要的客運(yùn)專線， 蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋在蕪湖市弋磯山附近跨越長(zhǎng)江，采用公鐵合建橋梁方案?同時(shí)搭載蕪湖市域軌道交通一號(hào)線、８ 車道城市
主干路過江，是新建商合杭鐵路的控制性工程。蕪湖長(zhǎng)江公鐵大橋全長(zhǎng) ５ ４３６. ３ ｍ，跨江主橋?yàn)?９９. ３ ＋ ２３８ ＋ ５８８ ＋ ２２４ ＋ ８５. ３) ｍ 高低塔鋼桁梁斜拉橋，其中２ 號(hào)橋塔墩采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，３ 號(hào)橋塔墩采用設(shè)置式沉井基礎(chǔ)，２ 號(hào)主墩基礎(chǔ)采用先圍堰后平臺(tái)的施工方案，圍堰為圓端形雙壁鋼套箱結(jié)構(gòu)?平面尺寸為 ７１. ２ｍ × ３５. ０ ｍ?壁厚 ２. ０ ｍ，圍堰最大設(shè)防水位 ＋ １０. ５ｍ?頂高程 ＋ １１. ０ ｍ、底高程 － ２７. ９ ｍ， 圍堰總高３８. ９ ｍ?其中，底節(jié)高度 １７. ０ ｍ，第二節(jié)高度 ８. ９ ｍ，第三節(jié)高度 ８. ８ ｍ，頂節(jié)為單壁結(jié)構(gòu)?高度 ４. ２ ｍ，圍堰立面及平面布置如圖 １ 所示；
２ 號(hào)主墩底節(jié)圍堰重約 ２ ４００ ｔ，由側(cè)板、底隔艙、底層內(nèi)支架等組成? 考慮刃腳混凝土的自重后，底節(jié)圍堰總重約 ２ ７２０ ｔ，底節(jié)圍堰采用在岸上分塊制造、拼裝，氣囊法下河， 圍堰內(nèi)設(shè)置 ２ 道橫橋向底隔艙，２ 道底隔艙下分別設(shè)置底托架?作為圍堰下水時(shí)的支撐，２ 條底托架共重 ３２０ ｔ，
３ 圍堰下水設(shè)計(jì)參數(shù)與假定
(１) 圍堰滑動(dòng)剛體自重 ３ ０４０ ｔ，
(２) 單個(gè)氣囊直徑為 １. ２ ｍ、長(zhǎng)度為 ８. ０ ｍ，氣壓為 ０. １７ ＭＰａ， 單個(gè)氣囊受力 １ ０９０ ｋＮ 時(shí)，氣囊的工作高度為 ０. ７ ｍ，單個(gè)氣囊每延米承載力折算為
１３６. ２ ｋＮ，不同工作高度下單個(gè)氣囊的承載力



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