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51-阿蓬江大橋水中墩基礎(chǔ)施工方案優(yōu)化（3頁(yè)）.pdf

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51-阿蓬江大橋水中墩基礎(chǔ)施工方案優(yōu)化（3頁(yè)）.pdf

1、于高速鐵路鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面結(jié)構(gòu),可根據(jù)具體情況按方案方案方案方案順序選用。(3)由于高速鐵路鋼結(jié)構(gòu)橋梁在我國(guó)還沒有設(shè)計(jì)使用先例,建議進(jìn)一步加強(qiáng)高速鐵路鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面結(jié)構(gòu)的沖擊系數(shù)、有碴道床橋面板上的荷載分布以及結(jié)構(gòu)加工制造、結(jié)構(gòu)疲勞特性等方面的系統(tǒng)研究;并結(jié)合具體的高速鐵路鋼結(jié)構(gòu)橋梁橋面系結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),對(duì)其結(jié)構(gòu)形式及其構(gòu)造尺寸進(jìn)行優(yōu)化。參考文獻(xiàn):1 王承禮,徐名樞.鐵路橋梁M.北京:中國(guó)鐵道出版社,1997.2 中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)箱形鋼梁焊接技術(shù)考察組.日本栓焊鋼橋設(shè)計(jì)與制造M.北京:中國(guó)鐵道出版社,1980.3 周勝利,林亞超.高速鐵路鋼桁梁橋橋面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及減小噪音的結(jié)構(gòu)措施J.國(guó)外橋梁,

2、1996(3).4 彭月焱木.下弦桿和鋼橋面板結(jié)合的低高度橋面系鐵路桁梁橋J.國(guó)外橋梁,1995(2).5 齊金朋.32 m有碴正交異性鋼橋面系下承板梁試制J.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),1994(1).6 劉春彥.有碴正交異性板鋼橋面系鐵路鋼橋的設(shè)計(jì)研究及優(yōu)越性的探討J.鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì),1989(1).收稿日期:20030102作者簡(jiǎn)介:王合希(1973),男,工程師,1997年畢業(yè)于西南交通大學(xué)橋梁工程專業(yè),工學(xué)學(xué)士。阿蓬江大橋水中墩基礎(chǔ)施工方案優(yōu)化王合希(鐵道建筑研究設(shè)計(jì)院橋梁工程研究所北京 102600)摘要:介紹阿蓬江大橋水中墩基礎(chǔ)施工方案設(shè)計(jì)的選擇,從工程概況、問題提出、方案解決等方面進(jìn)行分析

3、,并提出優(yōu)化方案。關(guān)鍵詞:鐵路橋;鋼圍堰;尖刃腳;低刃腳;支承樁中圖分類號(hào):U448121+5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):10042954(2003)120059031 工程概況阿蓬江大橋是渝懷鐵路為跨越阿蓬江而設(shè)。橋位處于中低山侵蝕地貌,地形較陡,局部形成陡坎。主跨為(40+64+40)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁,梁體為單箱單室箱梁,主墩為鋼筋混凝土空心墩,基礎(chǔ)為鉆孔樁,其中4號(hào)、5號(hào)墩基礎(chǔ)位于水中,為低樁承臺(tái),每墩16根鉆孔樁,直徑115 m,承臺(tái)底高程41510 m(41410 m),常水位43010 m。河床覆蓋層為砂粘土(04 m)和卵石土(210 m)。3號(hào)、6號(hào)墩位于兩岸邊坡上(圖1

4、)。圖1 橋型布置示意(單位:cm)2 基礎(chǔ)施工方案的選定4(5)號(hào)墩基礎(chǔ)施工設(shè)計(jì)采用雙壁鋼圍堰法,設(shè)計(jì)尺寸為:內(nèi)徑2110 m,外徑2310 m,高1710 m(1810 m)。將鋼圍堰的高度分為2節(jié),鋼圍堰的平面沿徑向分成8片,內(nèi)設(shè)隔倉(cāng)板和豎向骨架。第1節(jié)在龍門浮吊上拼組焊成后下水,再在第1節(jié)上接高拼組第2節(jié)。鋼圍堰設(shè)計(jì)參數(shù)如圖2所示。95鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)RAI LW AYST ANDARDDESIG N2003(12)橋梁 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.圖2 鋼圍堰立面與橫截面布置示意

5、(單位:mm)3 問題的提出設(shè)計(jì)鋼圍堰時(shí),未對(duì)鋼圍堰的周邊河床進(jìn)行實(shí)際勘測(cè),而施工設(shè)計(jì)圖提供的河床面高差不大,有34m的砂粘土、卵石土覆蓋層,且留有足夠的封底混凝土厚度。考慮鋼圍堰加工及下沉的方便,鋼圍堰刃腳設(shè)計(jì)為平刃腳。待鋼圍堰第1節(jié)加工好后,對(duì)鋼圍堰周邊進(jìn)行實(shí)測(cè),發(fā)現(xiàn)河床面高差很大,河床基巖有一部分已侵占承臺(tái)位置(圖3)。為確保承臺(tái)位置和鋼圍堰封底厚度,只能采取對(duì)侵入鋼圍堰封底混凝土的基巖進(jìn)行水下爆破方法。圖3 既有河床面布置示意(單位:m)水下爆破采用鉆孔法,控制爆破面高程為414150m,承臺(tái)底至河床面留有5169 m的封底混凝土厚度。但水下爆破后,經(jīng)鉆機(jī)鉆孔布點(diǎn)測(cè)量,與要求的河床面高

6、程出入較大,效果不理想。雖然侵入承臺(tái)部分的基巖面已爆破到設(shè)計(jì)高程,但爆破面相鄰點(diǎn)高差較大;另外,部分(約2/3鋼圍堰周長(zhǎng))還有015411 m的覆蓋層(圖4)。針對(duì)上述情況,施工過程中將有以下問題:(1)重慶至懷化方向基巖面相差419 m(爆破后),傾角為10,鋼圍堰若一部分落在基巖面上(約1/3),另一部分懸空,作為鉆孔平臺(tái)的基礎(chǔ),應(yīng)檢算其穩(wěn)定性;(2)鋼圍堰內(nèi)封底混凝土厚度達(dá)5 m之多,在其未初凝之前,處于流塑狀態(tài),其沿基巖斜面(由于基巖面傾斜)的分力可達(dá)4 760 kN,將直接作用到鋼圍堰內(nèi)壁上。鋼圍堰沿斜面將產(chǎn)生滑移。4 優(yōu)化選擇施工方案411 先鉆孔成樁后灌筑鋼圍堰封底混凝土由于河床

7、爆破面高差較大,而鋼圍堰已設(shè)計(jì)為平刃腳,若不改變?cè)O(shè)計(jì),可利用鋼圍堰自浮特性,讓其一部分落在基巖面上,另一部分懸空(圖5)。經(jīng)穩(wěn)定性檢算,鋼圍堰在外力(鉆機(jī))作用下,其距支點(diǎn)最遠(yuǎn)端豎向位移達(dá)0158 m(),鋼圍堰自身傾角114。因鉆孔樁的鋼護(hù)筒通過鋼護(hù)筒定位框架與鋼圍堰相連,鋼圍堰自身傾斜便引起鋼護(hù)筒傾斜,導(dǎo)致鉆孔樁不能保證堅(jiān)直,故此方案不宜采用。412 鋼圍堰先封底后成樁鋼圍堰下部設(shè)計(jì)為高、低刃腳方案。基巖裸露處06鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)RAI LW AYST ANDARDDESIG N2003(12)橋梁 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,L

8、td.All rights reserved.圖4 爆破后的河床面布置示意(單位:m)圖5 鋼圍堰穩(wěn)定分析計(jì)算圖式(單位:mm)圖6 鋼圍堰高、低刃腳結(jié)構(gòu)示意(單位:mm)采用尖刃腳,有淤泥層處為低刃腳,均加焊在原平刃腳下部,以適應(yīng)不同河床面。尖刃腳高度為50 cm,由16 mm鋼板和10 mm加勁鋼板組焊而成,直接落在基巖面上,傳遞豎向荷載。低刃腳高度采用200 cm,由6 mm壁板和12512510豎向加勁角鋼組焊而成,直接插入淤泥層,既可作澆筑封底混凝土?xí)r的模板,又可作為鋼圍堰沿斜面下滑時(shí)接受外界土體提供的被動(dòng)土壓力雙重作用。低刃腳范圍內(nèi)豎向壓力由原平刃腳底部加焊支承樁(325)承擔(dān),支

9、承樁直接落在基巖面上,長(zhǎng)度根據(jù)鉆孔測(cè)量確定(圖6)。鋼圍堰先封混凝土將會(huì)對(duì)圍堰內(nèi)壁產(chǎn)生4 760 kN的下滑力,只由入淤泥部分的低刃腳承受外部的被動(dòng)土壓力是不夠的,且被動(dòng)土壓力不容易計(jì)算準(zhǔn)確。應(yīng)另外設(shè)計(jì)鋼圍堰的抗滑樁,將增加較大的施工經(jīng)費(fèi),且在深水基巖中施工抗滑樁難度大,工期長(zhǎng)。413 先鉆孔成樁后灌筑鋼圍堰封底混凝土為克服上述兩種方案的弊端,根據(jù)河床情況,在原設(shè)計(jì)鋼圍堰底部平刃腳下面增設(shè)尖、低刃腳,并加焊支承樁,下沉至基巖面以后,在鋼圍堰頂部搭設(shè)鉆孔平臺(tái),先鉆孔成樁,作為錨固樁。將封底混凝土產(chǎn)生的下滑力傳遞給已成的鉆孔樁上。5 結(jié)語(yǔ)結(jié)合本橋的工程特點(diǎn)及實(shí)際情況,基礎(chǔ)施工提出了3種施工方案并加

10、以比較,認(rèn)為第3種方案是合理的。采用先鉆孔成樁,后灌筑鋼圍堰封底混凝土,不但解決了位于斜坡巖面上鋼圍堰的抗滑問題,而且由于鉆孔樁的護(hù)筒下端可保證與巖面接觸(可采用振動(dòng)錘錘擊下沉),避免了先封底后鉆孔,護(hù)筒與巖面存在空隙時(shí),造成坍孔問題,提高了鉆孔成樁速度和成樁質(zhì)量。已成樁作為鋼圍堰的錨固樁,縮短了另外施工抗滑樁的時(shí)間,減少了額外的費(fèi)用。參考文獻(xiàn):1張?jiān)銮?辛實(shí),陸立太.鐵路浮橋M.北京:中國(guó) 鐵道出版社,2001.16鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)RAI LW AYST ANDARDDESIG N2003(12)橋梁 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.,Ltd.All rights reserved.

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