公安長江公鐵兩用特大橋雙壁鋼圍堰氣囊法下水監(jiān)控要點

永泰長榮

公安長江公鐵兩用特大橋通航孔主橋采用(98+182+518+182+98)m 雙塔鋼桁斜拉橋，全長  1080m,  其中主橋3°和4°墩基礎(chǔ)施工分別采用雙壁鋼吊箱和鋼套箱圍理作為擋水結(jié)構(gòu)和作業(yè)平臺。 圍堰分節(jié)段預(yù)制加工完成后，在總拼裝場地上進(jìn)行底節(jié)圍堰整體式拼裝，3°,4”圍堰均采用氣囊法下水， 通過拖輪將其浮運(yùn)至墩位。待定位和下降到設(shè)計值后，進(jìn)行頂節(jié)圍堰節(jié)段的拼裝接高。本文總結(jié)現(xiàn)場  施工中的監(jiān)控要點，可為類似工程施工提供借鑒。

關(guān)鍵詞：雙壁鋼圍堰  氣囊法下水  鋼吊箱  鋼套箱  監(jiān)控

1  工程概況

公安長江公鐵兩用特大橋位于湖北省荊州市，大 橋由江陵縣向南跨越長江連接公安縣。大橋設(shè)計里程

DK27+298.918—DK33+616.746,     全長6317.828 m,

其中 DK28+18.6—DK30+34.5     按公鐵合建設(shè)計，合

建段長度2015.9 m, 鐵路分建段長4301.928 m 。大  橋通航孔主橋采用(98+182+518+182+98)m 雙塔 鋼桁斜拉橋，全長1080 m 。主塔為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，

塔頂高程+204.00m, 塔底高程+21 . 50 m, 斜拉索為 空間雙索面，立面上每塔兩側(cè)各有17對索，全橋136 根斜拉索。鐵路等級為I 級，設(shè)計行車速度160km/h,

公路為一級雙向四車道，設(shè)計速度80 km/h 。3°  和 4 ° 墩為主塔墩，基礎(chǔ)采用先圍堰后平臺方法施工。

2 鋼圍堰結(jié)構(gòu)構(gòu)造

3°墩基礎(chǔ)施工采用雙壁鋼吊箱圍堰，圍堰為平面 尺寸68.2 m×40.0m,      兩端半圓的圓端型結(jié)構(gòu)，底節(jié)  高度為18.0m, 水上加高頂節(jié)5.5 m, 雙層壁板厚度為  2.0m。3* 墩鋼吊箱圍堰主體結(jié)構(gòu)包括側(cè)板、底隔艙、 底龍骨、內(nèi)支架和吊桿五部分。

4°墩基礎(chǔ)施工采用雙壁鋼套箱圍堰，圍堰為平面 尺寸68.2 mx40.0m,      兩端半圓的圓端型結(jié)構(gòu)，底節(jié) 高度為21.0m, 水上加高頂節(jié)2.7 m, 雙層壁板厚度為

收稿日期：2013-09-10;修回日期：2014-01-20

作者簡介：王磊(1982一),男，湖南長沙人，助理研究員，碩士。

2.0m。4* 墩鋼套箱圍堰主體結(jié)構(gòu)包括側(cè)板、底隔艙、 內(nèi)支架三部分。

圍堰側(cè)板內(nèi)外壁采用水平角鋼連接，使其具有足 夠的強(qiáng)度和剛度來抵抗水壓力。圍堰底隔艙為雙壁結(jié) 構(gòu)，既作為圍堰下水的滑道，又作為圍堰封底時的隔 墻，有利于大面積混凝土澆筑的質(zhì)量控制。圍堰下水 后，依靠圍堰側(cè)板和底隔艙一起提供浮力。3°墩和4* 墩圍堰下水后的吃水深度分別為4.3 m 和4.0 m, 底托 板(底托架)脫落后的吃水深度分別為4.0m 和3 . 6m。 內(nèi)支架規(guī)格采用型鋼，用于承受圍堰抽水時內(nèi)外水頭差 產(chǎn)生的壓力荷載，并兼作鋼護(hù)筒導(dǎo)向架和鉆孔平臺。吊 桿的主要作用是在圍堰封底時承受混凝土的重量，底板 的作用是在圍堰封底時作為混凝土的底托板。

3  下水方案

3*和4°墩鋼圍堰均采用氣囊斷纜法下水。

3.1  3*墩圍堰下水結(jié)構(gòu)

3°墩圍堰在底龍骨下設(shè)置兩塊寬15 m、長 6 9 m,  厚 1 8mm 的鋼板作為底托板，每側(cè)底托板下各布置24 個φ1.2 m×15m   氣囊，與圍堰側(cè)板和底隔艙一起作 為圍堰下水的主要承重結(jié)構(gòu)。

3.2  4°墩圍堰下水結(jié)構(gòu)

4*墩圍堰下水利用底隔艙的兩道長邊作為滑道， 由于4*墩圍堰側(cè)板和底隔艙均設(shè)置有刃腳，所以在每  道底隔艙下設(shè)置底托架，再鋪設(shè)長67 m、寬8 . 5 m、厚  18mm  的鋼板作為底托板，使底托架底面比圍堰刃腳  底低70 cm, 保證圍堰在下水過程中不與刃腳發(fā)生碰

撞而致使氣囊破裂。

3*(4)圍堰下水后，為了使底托板(底托架)與圍 堰順利分離，底托板(底托架)自重通過在圍堰上設(shè)置 鋼絲繩吊掛承受。待圍堰自浮穩(wěn)定后，在水深滿足條 件下割除鋼絲繩，使圍堰與底托板(底托架)完全 分離。

3.3 河床清淤

要求距岸邊3 m 處水深不小于5.5 m, 距岸邊 40m 處水深不小于8 m, 距岸邊50 m 處水深不小于

9  m。

3.4  坡道清理硬化

圍堰下水前，坡道前端15 m 左右需進(jìn)行換填和處 理，將1:10的坡度處理為1:7,并進(jìn)行換填，保證在下 水過程中地基不發(fā)生沉陷。

3.5 布置氣囊

鋼圍堰全面檢查合格后，先將圍堰與地壟通過后 纜繩固定相連，后纜繩間設(shè)置斷纜器，按照計算好的氣 囊大小及數(shù)量布置氣囊，氣囊位置應(yīng)事先彈線準(zhǔn)確定 位，然后按設(shè)計擺設(shè)氣囊，采用15 m3 的壓風(fēng)機(jī)對氣囊 進(jìn)行充氣將圍堰頂起。3°墩圍堰下水共需φ1.2 m×   15m 氣囊48條，4*墩圍堰下水共需φ1.2 m×8m    氣 囊48條。

3.6 抽取鋼支凳

待底托板(底托架)與鋼支凳脫空分離后，抽取鋼支

凳，再按設(shè)計補(bǔ)充其余氣囊，并充氣，使各氣囊均勻受力。

3.7  圍堰起滑、斷纜、圍堰入水

緩慢勻速放松后纜繩，依靠自重分力鋼圍堰開始 下滑，利用滾動的氣囊，順著硬化清理好的坡道勻速滑 移。待圍堰距水邊15 m 左右(事先撒好石灰的標(biāo)記 線處)進(jìn)行斷纜，斷纜應(yīng)保持同步，讓圍堰加速沖入水 中，迅速達(dá)到深水區(qū)域。

3.8 3°(4)圍堰與底托板(底托架)分離

為了使圍堰下水后不致順?biāo)鞫タ刂?，?先在距離岸邊約70m 處設(shè)置一艘臨時定位船，設(shè)置臨 時拉纜將圍堰與臨時定位船連接，并保證臨時拉纜預(yù) 留足夠長度。待圍堰下水后，利用臨時拉纜穩(wěn)定圍堰， 并利用臨時定位船上的卷揚(yáng)機(jī)慢慢收緊臨時拉攬，使 圍堰在距離河岸約80 m 處，水深不小于8 m 的情況 下，開始圍堰與底托板(底托架)的分離。待圍堰穩(wěn)定 后，在附近水域待命的拖輪迅速靠幫圍堰，進(jìn)行拖輪編 隊，浮運(yùn)圍堰至墩位。

4  鋼圍堰下水監(jiān)控要點

4.1 鋼圍堰檢查監(jiān)控要點

按照設(shè)計圖紙、《鐵路鋼橋制造規(guī)范》(TB10212—  2009)和《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(CB 50205— 2001)等相關(guān)條款，對圍堰進(jìn)行各項檢查，主控項目檢 查要點如表1所示。

表1 鋼圍堰主控項目檢查要點

檢測內(nèi)容	檢測頻次	檢驗方法
鋼圍堰所用材料、圍堰剛度、強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定性	全部	施工：常規(guī)試驗、委外試驗等 監(jiān)理：審核原材料出廠合格證(鋼材、焊材等), 必要時抽樣復(fù)驗，或者見證試驗
圍堰底面平均高程符合設(shè)計要求。標(biāo)示頂 面中心線，便于定位	全部	施工：復(fù)測； 監(jiān)理：檢查測量記錄并抽查
內(nèi)、外壁板及隔艙板的焊縫應(yīng)進(jìn)行抗?jié)B透	施工：全部	施工：抗?jié)B透試驗；
試驗	監(jiān)理：≥20%	監(jiān)理：見證試驗
內(nèi)、外壁板對接焊縫	施工：全部 監(jiān)理：≥20%	施工：超聲波檢測，B級檢測Ⅱ級合格； 監(jiān)理：見證試驗
上、下隔艙板對齊，各相鄰水平環(huán)形板對 齊，上、下豎向肋角應(yīng)與水平環(huán)形板焊牢	全部	施工：超聲波檢測和抗?jié)B透試驗； 監(jiān)理：見證試驗
圍堰支撐體系應(yīng)滿足吊裝整體鋼圍堰和澆 筑承臺、封底混凝土的整體受力要求	全部	觀察和檢查測量記錄
吊箱圍堰底板、邊板和封板的接縫應(yīng)有可 靠的防漏水措施	全部	觀察和檢查測量記錄

一般項目的檢查規(guī)定：圍堰制造允許偏差及檢驗 方法如表2所示；內(nèi)支架分段制作、安裝偏差及檢驗方 法如表3所示；側(cè)板、底隔艙分段制作偏差及檢驗方法

如表4所示；底托架制作安裝偏差及檢驗方法如表5 所示；鋼圍堰拼裝、就位允許偏差和檢驗方法如表6

所示。