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1、杭州灣跨海大橋建設項目（灘涂區承臺）單壁雙套箱鋼圍堰施工浙江省交通工程建設集團有限公司杭州灣跨海大橋I合同項目經理部二五年十二月三十日單壁雙套箱鋼圍堰施工本工程為杭州灣跨海大橋北引橋A27A56共30個墩60個承臺，其中9。8米36個，10.8米20個；14米4個，位于灘涂上。海上灘涂橋梁基礎的修建，主要困難在于防水、防潮、防土，還要防止沖刷、滑坡、涌砂等，用圍堰配合施工的目的，就是在堰內施工和修筑基礎時，使堰外的水和土不至于大量涌進堰內,而待基礎、墩臺修筑出水面后即可將其拆除.根據本項目的地質、水文特征,灘涂承臺基礎施工采用單壁雙套箱鋼圍堰,具有施工簡便、工序單一，套箱周轉快,成本低等優點。2、一、基礎結構方案的比較，A27A56號墩位于堤外，將受潮汐和水流影響;本區段地勢平緩,地面高程約2。8M3.2M；表層土為淤泥質亞粘土（或亞砂土)。承臺砼封底底標高在2m3.2m，除個別深水區承臺外，絕大部分承臺封底砼在表層土內。 杭州灣北岸隨乍浦內河港池圍堤完工，對我標段A27-A45墩水文變化影響較大，基本無強潮潮大流急現象，經觀測海床面有淤積現象，基本無沖刷現象。潮位處潮汐屬規則半日潮，平均潮差4。65M，最大潮差7.57M，實測最高潮位5.54M，實測最低潮位-4.01M，此時灘涂區地面均為露出水面.從上述水文、地質和工程特點可以看出:海床面基本無沖刷，潮流不急，退潮時海床面露出時間較3、長，特別是近岸處海床面露出每天至少在一半時間以上。因此我標段采用單壁雙套箱鋼圍堰，是充分考慮現有施工特點：具有施工簡便，可以利用退潮后套箱整體吊裝快速下沉,落底至承臺底以下5080CM；套箱周轉快，從套箱下沉至第一節墩身完成僅需20天周轉一次；成本低，一般直徑11。8米承臺每套單壁雙套箱總重量約需30T鋼材。而鋼板樁圍堰方案更適用于深水作業，投入成本大(至少二倍以上）,施工工序復雜，周轉慢。三、單壁雙套箱鋼圍堰結構和設計鋼套箱主要由外套箱、內支撐、導向架、內套箱組成，外套箱作承臺施工的擋水、擋土圍護及水下封底砼模板的作用，也可作施工平臺使用,內支撐保證鋼套箱在起吊和下沉過程中具有足夠的剛度，以4、及提高套箱抗風浪和水壓力的剛度;豎向導向架主要引導外套箱就位、同時也可作支撐作用防止套箱下沉落底時傾斜；此內套箱作承臺模板使用.（一）單壁雙套箱鋼圍堰結構及施工流程以A34墩為例，承臺直徑為9.8米,承臺底標高1.5米,頂標高為1.5米，地面標高為0。5米，其結構布置如圖:1、 外套箱結構根據按十年一遇高潮位4.95m加0。6m浪高,外套箱頂標高按5.5M進行控制，底腳標高為承臺底以下0。5米。每個外套箱一般由一節底節和二節調整節組成，面板厚度5MM，沿周圍分布豎向10槽鋼的豎向加勁肋，肋間距為40CM，水平勁板采用11010鋼板加勁，間距為50CM,并每隔1M設置一道14槽鋼水平包箍，外鋼套5、箱加工平面尺寸(直徑）比承臺大1000mm，為方便拆模，底節套箱6條豎向拼縫中必須有一條作成斜縫，偏角1015cm.底節模板豎向拼縫固定采用偏心抽拉式卡夾板，便于分節抽拔。 2、導向架制作盡管外套箱平面位置精度要求不高，但是為了保證套箱準確就位，防止套箱下沉傾斜，需要在護筒外設置導向架來控制，根據承臺周邊放樣點掛線制作導向架，導向架與鋼護筒聯成整體。導向架由水平撐和豎向導向桿組成，水平撐焊接在外圍護筒上,外設滑槽，可安裝豎向導向桿，導向桿上端彎折向承臺中心傾斜約15,以便套箱快速就位。導向架安架時，由掛線錘控制其豎直度,隨著套箱下沉，導向桿在滑槽內可以上下滑動，直至承臺底部。3、內支撐制作安裝6、為保證鋼套箱在起吊和下沉過程中具有足夠的剛度，以及提高套箱抗風浪和水壓力的剛度，需在每節鋼套箱頂部（三分之一位置）安裝井字形內支撐。內支撐骨架采用18#工字鋼制作,由于不同直徑的承臺其樁位布置也不同，因此內支撐的形式應根據樁位布置來確定.4、鋼套箱拼裝底節鋼套箱拼裝需要臨時搭設平臺。拼裝底節時，首先用螺桿進行臨時固定,然后將抽心式卡夾板卡緊,進行最后固定,并卸下臨時連接螺桿.底節鋼套箱采用整體吊裝，就位后，在底節上分塊拼裝或整體吊裝上節鋼套箱。5、鋼套箱下沉套箱下沉要避開潮水，選擇在低潮位時進行，保證施工人員安全。A、底節套箱拼裝好并安裝完內支撐后，通過50噸履帶吊在護筒外導向架限位下把鋼套箱7、滑行下沉至河床面，當第一節套箱入土就位穩定后即可依次下沉第二、第三節套箱（可整體吊裝或分塊拼裝就位）；然后采用射水吸泥法將套箱內泥砂吸出套箱外，使套箱逐漸下沉至設計標高。B、最后一節套箱就位好以后,用6根鋼索將整個鋼套箱反吊在鋼護筒上,并通過控制鋼索的長度來保證鋼套箱的入土標高。高潮位時箱內一般不進行施工，并打開平衡窗將套箱內注滿水，防止涌砂。對于箱內泥漿泵等施工工具應放在浮箱上，防止被水淹沒。十、鋼套箱拆除由于本工程部分墩身位于浪濺區，其在養護期內不得與海水接觸，鋼套箱拆除必須在底節墩身完成后才可進行，首先將上部兩層調整節鋼套箱分層整體拆分節拆除，底節模板依次抽出連接豎向拼縫的偏心抽拉式卡夾8、板。全部卡夾板抽出后，自倒梯形塊開始依次將鋼套箱分塊拔出，如阻力較大可考慮采用振動錘夾持起拔或清除套箱外圍泥漿.（二） 承臺鋼套箱設計和驗算一、鋼套箱構造鋼套箱典型尺寸內直徑=11。8m，內側鋼板厚5mm， 鋼板外側設橫斷面尺寸110cm的水平加強肋，上下間距50cm;水平肋之間設10號槽鋼豎肋，每4度設置一根，共設90根;內側鋼板與豎肋和水平肋焊接連成整體；根據施工起重能力,鋼套箱沿圓周方向分割為6塊，上下方向節高分為2。5和3m兩種，各板塊邊緣設置翼緣，在翼緣上鉆孔后用螺栓連接拼裝成整體。為建模和計算方便計,按上述構造建立理想計算模型如下圖：二、最不利工況：經分析56號墩水深最大為最不利工9、況,套箱施工簡圖如下圖：A56號墩外套箱示意圖根據杭州灣水文有關資料,10年一遇高潮位為4。95m,承臺底標高-1.5m，封底抽水后套箱承受最大水壓，為最不利工況，水位差6。45米，計算時按未封底水位差H=7.25m計算。三、鋼套箱承受荷載:1、靜水壓力：靜水壓力沿圓周朝向圓心方向,水平面p=0，最大水深H=7。25m處p=7。25t/m2，按三角形分布；2、動水壓力：按最大流速V=3.7m/s考慮，根據公路橋涵設計通用規范JTJ02189中公式(2。3。10）計算動水壓力，得p=P/A=K2/2/g=0.813。72/2/9。81=0.56t/m2動水壓力沿垂直于套箱直徑方向施加于一半套箱上10、。3、自重:根據構造材料自動計入自重.荷載示意圖如下：1）、靜水壓力分布圖2）、動水壓力分布圖四、驗算:驗算利用大型結構計算軟件MIDAS進行。五、驗算結果:1、 變形：鋼套箱最大變形如下圖所示：最大變形=2.02mmL/6002、 應力：1）、內側鋼板應力如下圖所示：最大應力=110Mpa=145 Mpa2）、豎肋應力如下圖：最大應力=98.5Mpa=145 Mpa3）、水平肋應力如下圖:最大應力=47.8Mpa=145 Mpa3、 驗算結論:從計算結果看,應力和變形均小于有關規范設計允許值，滿足要求.六、其他:4、 從計算結果看應力及變形均較小，但考慮到鋼套箱整體尺寸較大,整體剛度也較弱，因此在鋼套箱整體拼裝高度較高時要求在套箱內部設井字架水平支撐，以加大套箱的整體剛度。5、 在動水壓力下雖然套箱應力和變形也符合要求，對于深水區考慮套箱下部僅靠封底混凝土來穩定，所以在套箱頂部設置鋼固定在套箱四周的四根防潮樁上，套箱底部外側拋填砂包或塊石防止局部沖刷.四、進度計劃安排根據實際施工經驗，每只承臺套箱周轉時間共需20天：1） 鋼套箱（拆除）安裝5天，2） 封底及養護1天，3） 抽水、割除護筒、鑿除樁頭4天,4） 綁扎鋼筋、澆筑混凝土3天,5） 承臺混凝土養護2天后，進行第一節墩身施工5天,11