芙蓉河特大桥钢套箱围堰施工方案.doc

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1、新建铁路铜陵至九江线（南昌局管内）Z-1标芙蓉河特大桥钢套箱围堰施工技术方案（44#、45#、46#墩承台）中铁十九局集团有限公司铜九铁路Z1标项目部二OO五年七月芙蓉河特大桥钢套箱围堰施工技术方案一、概况㈠工程概况芙蓉河特大桥起讫桩号为DK196+035.5～DK199+778.05，全长3.74255公里，共114跨。其中44#、45#、46#墩位于芙蓉河主河道内。芙蓉河常年水位为14.74m，河床地势起伏不大，各土层分布及厚度稳定，透水性较弱，承压水位较高。大部分土层粘土、粉质粘土交替出现。44#、45#、46#承台施工为水中

2、作业，拟采用钢套箱围堰围水的施工方案，其承台的结构尺寸为9.5×6.5×2.0m，混凝土为C20级，每个承台的混凝土方量为123.5m3，共370.5m3。㈡编制依据1、芙蓉河特大桥《施工图》2、《工程地质勘测报告》3、施工调查及施工平台布置4、《水力学》5、《静力学》6、《材料力学》7、《钢结构》8、《土力学》㈢施工调查1、水文情况⑴水位：16.8m（2005年7月10日测）⑵1998年最高水位：芙蓉河破堤⑶长江倒灌水位：20.38m⑷水流：较平稳，流速不大，无暗流。经实测，流速按3m/s计。2、地质情况河床面标高约为7.7m左右

3、，承台围堰施工范围内土层为粘土，基本与设计相同。二、施工方案的考虑（总体方案）㈠施工水位施工水位参照实测水位16.8m，如果施工期间水位上涨，则加高套箱的高度，制做时套箱的面板和肋带的力学条件应有一定的储备，套箱分节制做，并备够一定数量的套箱节段。㈡套箱的选用根据设计文件、施工调查、施工平台的钢管桩桩位布置，44#、45#、46#承台施工采用单壁无底钢套箱进行围水，浇筑封底混凝土止水，然后再进行承台施工的方法。套箱的外形尺寸为11.5×8.5×15m，详见“钢套箱立面图”、“钢套箱平面图”。其中44＃、46＃墩外形尺寸分别为：11.

4、5×8.5×13.5m及11.5×8.5×12m。㈢钢材的选用本方案中所选用钢材钢号均为A3（Q235A），力学性能如下：弹性模量E=210GPa屈服强度σs=235MPa抗弯容许应力[σw]=140MPa抗剪容许应力[τ]=80MPa轴向容许应力[σ]=135MPa三、套箱结构设计㈠受力分析当套箱受到动水冲击的时候，其受到的荷载等于静水水头产生的压强与动水水头产生的压强之和，故套箱受到的荷载按静水压强与动水压强之和计算。1、静力学分析将套箱整体作为研究对象，则套箱为刚体，无变形。⑴水平方向套箱所受的水平力基本保持平衡（除封底前受动

5、水冲击，有较小位移）。⑵竖直方向①套箱起吊时状态：承受套箱壁板自重。②套箱下沉时状态：水浮力很小，靠重力下沉，最终支撑于设计高程的土层上。③套箱封底后状态：基本同下沉时状态。④套箱抽水后状态：承受较大水浮力，封底混凝土具有很高的强度，通过粘结力使底板的承载力得到提高。套箱承受的水浮力由套箱自重、套箱与河床及封底混凝土之间的摩擦力及封底混凝土与钢护筒之间的摩擦力平衡。⑤套箱浇筑混凝土后状态：承受较大水浮力。2、材料力学分析套箱分块加工及吊装，允许套箱在此状态下产生局部的微小变形，故不做刚度检算。套箱在下沉时、封底后、抽水后、浇筑混凝土

6、后状态下其挠度应满足规范要求，防止因挠度过大丧失保持原来直线平衡状态的能力而导致失稳破坏。将侧板作为研究对象（侧板抽水后状态最不利），因为封底混凝土顶面在河床面以下，故侧板受到的最不利荷载为河床面以上水压力和河床面到封底混凝土顶面范围内土压力的合力，侧板的强度、刚度检算按水面到封底混凝土顶面范围产生的水压力计算。将侧板作为研究对象，侧板简化为一受压杆件，侧板受到其相邻侧板的轴向压力和侧面的水压力、土压力，应计算其稳定性并考虑既为压杆又为受弯杆且受压截面为C类截面和结构为非完全简支的不利因素。㈡套箱的组成套箱由侧板、内支撑、下沉吊点和

7、定位系统组成。1、侧板（面板、肋带、加强肋带）⑴面板：采用δ8mm的钢板。⑵肋带：采用δ=8mm，h=100mm钢带及∠100×100×10mm的角钢。⑶加强肋带：采用Ⅰ10工字钢。2、内支撑加设围囹及内支撑将侧板不完全简支以增强套箱侧板的稳定性，并对侧板起到加固的作用，布置尺寸详见“钢套箱立面图”、“钢套箱平面图”。⑴采用ф外=300mm、δ=10mm的钢管“井”字形布置在护筒的空档内，并设置牛腿加强，中心标高由上至下分别为6.6m、9.1m、12.1m、及15.1m，施工期间可根据水位情况增设临时水平支撑。⑵采用同样的钢管在套箱

8、侧板四角沿高度方向每个套箱节段设置两道加劲钢管，钢管和侧板成45度角。⑶钢围囹采用2Ⅰ25a工字钢，在套箱侧板上焊接牛腿，然后在牛腿顶放置并点焊接工字钢。3、下沉吊点下沉吊点供下沉套箱入水时使用，承台钢套箱在每个边各设4个吊点，吊点中