天津海河吉兆橋水中圍堰設(shè)計(jì)方案

1、<p>　　天津海河吉兆橋水中圍堰設(shè)計(jì)方案</p><p>　　摘要：本文針對天津海河吉兆橋工程的水中墩柱的施工，采用了拉森板樁的方案，根據(jù)不同工況下圍堰的受力狀況，對圍堰的整體性能做出合理分析，保證水中施工時圍堰的安全性。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：拉森板樁，圍堰，內(nèi)支撐 </p><p>　　中圖分類號： TU473.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

2、</p><p><b>　　1 工程概況 </b></p><p>　　吉兆橋是天津市一座跨海河橋梁，橋梁全長365m，其中跨河段為主橋，采用連續(xù)鋼砼組合桁架橋的結(jié)構(gòu)形式，跨徑布置55m+90m+55m，全長200m。 </p><p>　　主橋中墩位于海河內(nèi)，距兩側(cè)堤岸約65m。其中承臺設(shè)計(jì)尺寸為：長41.1m，寬7.7m，厚3m。承臺頂標(biāo)

3、高為-7.0m，埋深約4.5m，頂面距施工期間的最高水位距離為8.5m，距地質(zhì)層約為1.5m。 </p><p>　　結(jié)合工程結(jié)構(gòu)自身特點(diǎn)及以往類似工況的施工經(jīng)驗(yàn)，為確保施工安全，保證水中深基坑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，設(shè)計(jì)采用拉森板樁式圍堰進(jìn)行水中主墩承臺及墩臺的施工。 </p><p><b>　　2 設(shè)計(jì)施工方案 </b></p><p>　　鋼板樁

4、圍堰采用拉森Ⅵ型鋼板樁，單根長度為22m，圍堰平面尺寸為43.2×9.6m，共設(shè)置三道內(nèi)支撐，采用Φ530mm鋼管。圍檁圈梁第1道采用雙拼45c工字鋼、第2道及第3道采用雙拼63b型工字鋼。 </p><p>　　圍堰頂高程為+2.5m，圍堰底高程為-19.5m，承臺底高程為-10m，封底混凝土厚3m。 </p><p>　　圍堰封底采用300cm厚C25封底混凝土。 </

5、p><p>　　圖2-1鋼圍堰立面布置示意圖 </p><p>　　鋼板樁圍堰施工分步流程： </p><p>　　1、鉆孔樁施工結(jié)束后拆除鉆孔平臺，在靠近承臺側(cè)定位樁上焊接牛腿，安裝第一道內(nèi)支撐作為鋼板樁插打?qū)驀鷻_； </p><p>　　2、依次插打鋼板樁至合攏； </p><p>　　3、圍堰內(nèi)抽水至-3.4m，在

6、-2.4m處安裝第二道內(nèi)支撐； </p><p>　　4、第二道內(nèi)支撐安裝后圍堰內(nèi)加水至圍堰外水位，水下吸泥、清淤至-13.0m； </p><p>　　5、搭設(shè)封底施工平臺、布置封底砼導(dǎo)管,水下澆筑封底砼； </p><p>　　6、待封底砼達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，圍堰內(nèi)抽水至-7.3m，在-6.3m處安裝第三道內(nèi)支撐； </p><p>　　7、

7、抽光圍堰內(nèi)水后鑿除樁頭，施工承臺； </p><p>　　8、承臺模板拆除后，向鋼板樁與承臺間間回填細(xì)砂并在頂部澆注40cm厚C30砼圈梁，拆除第三道內(nèi)支撐； </p><p>　　9、施工第一節(jié)墩身至第一道內(nèi)支撐下方（頂標(biāo)高不低于+0.5m）； </p><p>　　10、向圍堰內(nèi)注水至-3.0m，拆除第二道內(nèi)支撐； </p><p>　　

8、11、繼續(xù)向圍堰內(nèi)注水至+0.0m，拆除第一道內(nèi)支撐； </p><p>　　12、繼續(xù)施工余下墩身； </p><p>　　13、依次拔出鋼板樁。 </p><p><b>　　3 鋼圍堰計(jì)算 </b></p><p>　　3.1主、被動土壓力計(jì)算 </p><p>　　本工程鋼板樁施工范圍內(nèi)土

9、層為粉土、粉質(zhì)粘土，均為強(qiáng)透水性土層，水壓力計(jì)算時均考慮采用水土分算法（即土壓力為按土的浮容重計(jì)算的有效土壓力與土體間孔隙水的水壓力之和）。 </p><p>　　主、被動土壓力系數(shù)及被動土修正系數(shù)如下表： </p><p><b>　　表3-1 </b></p><p><b>　　3.2鋼板樁計(jì)算 </b></p

10、><p>　　鋼板樁及內(nèi)支撐計(jì)算根據(jù)上述施工工況，計(jì)算各支撐在各工況可能出現(xiàn)的最大反力和鋼板樁最大內(nèi)力。 </p><p>　　在計(jì)算時，各工況下鋼板樁計(jì)算長度按等值梁法確定，從主動土壓力與被動土壓力相等的反彎矩截面（即凈土壓力為零或彎矩為零）截?cái)嘈纬傻戎盗河?jì)算支撐反力和鋼板樁彎矩。 </p><p>　　鋼板樁計(jì)算工況按照施工工序分為五個工況。 </p>

11、<p>　　工況一：第一道內(nèi)支撐安裝后，圍堰內(nèi)抽水至-3.4m； </p><p>　　工況二 第二道內(nèi)支撐安裝后圍堰內(nèi)加水至圍堰外水位，水下吸泥、清淤至-13.0m； </p><p><b>　　圖3-1工況二 </b></p><p>　　工況三 封底砼達(dá)到強(qiáng)度后，圍堰內(nèi)抽水至-7.3m； </p><p&

12、gt;　　工況四 第三道內(nèi)支撐安裝后圍堰內(nèi)抽光水； </p><p>　　工況五 承臺施工后向鋼板樁與承臺間回填細(xì)砂并在頂部澆注40cm厚C30砼圈梁，拆除第三道內(nèi)支撐。 </p><p><b>　　圖3-2工況五 </b></p><p>　　根據(jù)上述工況計(jì)算，鋼板樁內(nèi)力及內(nèi)支撐支撐反力計(jì)算結(jié)果匯總?cè)缦卤恚?</p><

13、p><b>　　表3-2 </b></p><p>　　鋼板樁最大彎矩發(fā)生在工況三：Mmax=462.7 kNm </p><p>　　σmax= Mmax/W=462.7/2700×103 </p><p>　?。?71.4MPa＜[σ]/1.5＝295/1.5=196.7MPa，滿足要求。 </p><p

14、><b>　　4 內(nèi)支撐計(jì)算 </b></p><p>　　取上述工況計(jì)算下最大支撐反力作為內(nèi)支撐設(shè)計(jì)依據(jù)：第一道內(nèi)支撐支撐反力為89kN/m，第二道內(nèi)支撐支撐反力為476.4kN/m，第三道內(nèi)支撐支撐反力為 416.7 kN/m。 </p><p>　　第一道內(nèi)支撐支撐反力較小，支撐布置剛度較大主要為滿足鋼板樁插打?qū)蚣芄δ?，這里不予計(jì)算，第二、三道支撐結(jié)構(gòu)形

15、式相同，取受力較大的第二道內(nèi)支撐計(jì)算。 </p><p>　　取第二道內(nèi)支撐采用midas整體建模： </p><p>　　圖4-1內(nèi)撐計(jì)算結(jié)果示意圖 </p><p>　　由以上計(jì)算結(jié)果可知，圈梁、鋼管最大組合應(yīng)力均滿足要求。 </p><p><b>　　5 結(jié)論 </b></p><p>　

16、?。?）經(jīng)過計(jì)算，吉兆橋水中墩鋼圍堰各計(jì)算結(jié)果合理可靠，施工工序安排合理。 </p><p>　　（2）通過實(shí)際施工過程中對鋼圍堰的監(jiān)測，與理論計(jì)算數(shù)值吻合。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范JTG D62―2004 北京：人民交通出版社 2004 </p