龙湾大桥有底钢套箱的设计和水下混凝土封底施工

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1、龙湾大桥有底钢套箱的设计和水下混凝土封底施工摘要：描述佛山市龙湾大桥（第lws-2合同段）主墩承台有底套箱设计和施工，施工过程中所遇到的问题，从而总结有底钢套箱的设计和施工经验。关键词：栈桥设计施工一、工程概况1．承台基础结构形式佛山市龙湾大桥主墩承台尺寸为47.6m（横桥向）×17.6m（纵桥向）×5.5m（高度），顶标高为+2.0m，底标高为-3.5m。桩基采用20根φ2.8m钻孔灌注桩（钢护筒直径3.1m），梅花形布置。承台采用c30混凝土，封底混凝土采用水下c25混凝土。结构尺寸图2．承台及河床高程p18#主墩承台处河床标高为-8.39～-10.88m，p19#主墩承台处河

2、床标高为-5.5～-11.3m，承台底面设计高程为-3.5m，拟采用单壁有底套箱进行承台施工；考虑水下砼封底，封底厚度为150cm，计算时套箱底标高按承台底标高向下1.5m，套箱底标高为-5.0m。根据施工计划，承台施工在12～4月份，施工处于低水位期间，根据水文资料，施工期间近年来最高水位为+1.74m、最低水位为-0.74m等数据，套箱设计时取最高设计水位取+1.8m，最低设计水位-0.8m进行控制。二、有底钢套箱设计1．结构设计⑴壁板系统壁板系统包括面板、加劲肋和龙骨，面板与加劲肋和龙骨之间通过焊接连接。面板采用6mm厚钢板，加劲肋采用l80×50×6mm不等边角钢，上下两层

3、水平肋除外（最上层水平肋采用l80×50×8mm，最下层水平肋采用2[28a），横、竖向间距均为40cm；竖向龙骨采用[25a，间距为80cm，与加劲肋位置相对应布置。为保证套箱在抽水前内外水头一致，在套箱侧板设置连通孔，连通孔中心标高为+0.5m，共设置4个，具体位置见结构图，连通孔在抽水前保持贯通，准备抽水时采用盖板焊接封堵。⑵围囹及内支撑系统本套箱共设置3层外围囹、1层内围囹及内支撑，外围囹均采用2[28a、内围囹采用2[32a、内支撑采用φ529×6mm钢管+4根2[28a立柱，在套箱组拼成整体下放之前焊接。顶层外围囹中心标高为+1.3m，中间外围囹中心标高为-0.7m，底

4、层外围囹中心标高为-2.9m；内围囹及内支撑中心标高为-0.2m，钢管支撑在内围囹上，支撑与围囹间加垫钢板防止应力集中，内支撑与底板之间焊接2[28a立柱。各构件间均为满焊，焊缝厚度按薄板母材厚度控制（母材厚度低于8mm的按8mm控制）。⑶底板系统套箱底板面板采用5mm厚钢板，承台外最下层主龙骨为2i28a工钢，其上层次龙骨为2i12.6和i12.6工钢。每层内龙骨之间连续满焊，焊缝厚度不得小于较薄母材厚度；龙骨与面板、分层龙骨之间钢丝绑扎以连接固定。⑷底板提吊系统在组拼提吊下放和封底砼浇筑阶段，底板系统通过提吊系统改善受力。底板提吊系统分为提升架和提升吊杆，提升架为2i45a工钢

5、、提升立杆为jl32mm精轧螺纹钢。在由16个吊点处临时提吊未下放之前，提升立杆与套箱底板主龙骨连接，提升架与钢护筒焊接；下放到位后由提吊系统固定，解除临时提吊（16个吊点分别由一台60t穿心千斤顶和吊杆组成，位置布置如设计图所示）。钢套箱整体布置图⑸钢套箱及支撑系统计算采用midascivil有限元分析程序，对结构整体进行建模分析；面板采用板单元，板厚以mm为单位，型钢均采用梁单元，并对其赋予相应材料特性值；以下选取1、2、3、4、5、6不利工况进行详细计算。①工况1：套箱分块组拼提吊下放；施工荷载：套箱自重、风压。②工况2：套箱内外侧水头一致，浇筑封底砼；施工荷载：套箱自重、封

6、底砼自重、套箱外静水压力、套箱内静水压力、封底砼侧压力、水浮力、套箱内水自重、流水压力。③工况3：封底砼强度达到设计要求，套箱内抽水完毕；施工荷载：套箱自重、封底砼自重、套箱外静水压力、水浮力、流水压力。④工况4：第一层承台砼浇筑阶段；施工荷载：套箱自重、封底砼自重、第一层承台砼自重、第一层承台砼侧压力、套箱外静水压力、水浮力、流水压力。⑤工况5：第一层承台砼强度达到设计要求，拆除内支撑；施工荷载：套箱自重、封底砼自重、第一层承台砼自重、套箱外静水压力、水浮力、流水压力。⑥工况6：第二层承台砼浇筑阶段；施工荷载：套箱自重、封底砼自重、第一层承台砼自重、第二层承台砼自重、第二层承台砼

7、侧压力、套箱外静水压力、水浮力、流水压力。三、有底钢套箱封底施工1．封堵板安装施工封堵板是在浇筑封底混凝土前，把底板开孔口与护筒之间缝隙封堵上，防止封底混凝土漏出套箱以外的板结构，封堵板采用8mm的钢板制作，为环形板单元结构，内半径与钢护筒相同，板宽大于20cm，每个护筒周围用3片封堵板进行封堵。当套箱下放到位后，潜水人员潜入水中将每个孔位的封堵板逐一安放好，并用铁丝绑扎牢固，然后检查封堵板与护筒的贴合情况，利用麻布进行初步塞缝后，再用长条形砂袋装入干砂，连接成一圈后