强涌浪区高桩承台钢吊箱承重系统设计及应用.pdf

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1、器基础与结构工程Foundation&StructureEngineering袁竹1，陈斌2，秦小锋2(1．中交(汕头)东海岸新城投资建设有限公司，广东汕头515041；2．中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉430000)摘要：针对广东某特大桥引桥承台的结构形式及水文气象条件，介绍了钢吊箱承重系统的设计及应用。实践表明，采用牛腿反吊承重梁加预制混凝土底板组合结构作为钢吊箱的主要承重结构。同时将牛腿镶嵌到封底混凝土中。尽可能提高承重系统的底标高，变水下施工为水上施工，封底混凝土仅作为止水装置的设计，具有较大的适用性和经济性。关键词：桥梁；高桩承

2、台；涌浪区；钢吊箱；承重系统中图分类号：U443．25文献标志码：B文章编号：1009—7767(2015)04—0140-03DesignandApplicationofHighPileCapBearingSystemofSteelCofferdaminStrongSurgeRegionYuanZhu，ChenBin，QinXiaofeng常规的钢吊箱承重结构，一般由底板与钢护筒之间的焊接型钢拉杆或精轧螺纹钢吊杆承受封底混凝土及吊箱的自重，由封底混凝土和钢护筒之间的握裹力承受钢吊箱施工期间的荷载【l_2】．所以封底混凝土的厚度一般较大，其质量

3、决定了承台施工的成败。在海洋环境中，由于波浪的往复运动(在波峰时，波浪对吊箱产生推力或浮拖力；在波谷时，波浪对吊箱产生波吸力【31)导致钢吊箱产生相应的往复位移，特别是在封底混凝土强度没有形成前。容易导致封底混凝土与钢护筒接触位置的破坏，增加施工风险。笔者结合广东某特大桥引桥承台的工程实践，探讨了一种新的承重系统，以减少施工风险。该桥全长1880．6m，单幅桥面宽18．75m，其中引桥承台长15．8m，宽3．1m，高1．8m，底标高+1．5m，河床标高一2．5～一6121。10年一遇的高潮位+2．491ITI，低潮位-0．010m。常见浪高1．

4、5～2．0m(5％～15％)。根据工艺比选，该工程引桥承台拟采用钢吊箱承重系统进行施工。1钢吊箱承重系统设计1．1工艺原理该引桥承台如果采用常规的钢吊箱工艺，由封底混凝土作为主要的承重结构，封底混凝土厚度至少1．2m，需要采用水下混凝土施工工艺：同时考虑到波浪力往复作用，要求钢吊箱的刚度及钢吊箱的固定措施非常强大。才可能保证施工安全。根据水文气象资料，该桥承台在低潮位时露出水140辛荭投术2015No．4(Jul．)V01．33面，这为钢吊箱承重系统的设计优化提供了条件。具体设计如下：抢潮在+1．4m处焊接牛腿。采用036mm精轧螺纹钢吊杆反吊

5、2H600mill型钢．在型钢上铺设O．2m厚预制混凝土底板共同承受承台施工过程中的荷载．最后浇筑0．2m厚混凝土用于止水。为尽可能提高牛腿的标高，延长牛腿焊接可施工的时间，将牛腿镶嵌到预制底板和封底混凝土中，牛腿的顶标高仅比承台底标高低0．1m(考虑到精轧螺纹钢螺帽的高度及精轧螺纹钢吊杆安装时不得进人承台混凝土中)，见图1、2。图1钢吊箱承重系统平面图L盛一+3．300承台顶{；蔷≤≤歹矿+2．491I睥一遇高潮位承台+1．500承台底标高Mk’●’+·一，’HV+l·40眸腿标高4)．0101咩一遇低潮g．i

6、I川双拼H600一大粱＼f现浇

7、垫层(20。。)桩基锕护筒＼预制底板(20cm)图2钢吊箱结构示意图1．2牛腿及承重梁设计1．2．1主要荷载①结构重力：g。=o．2kN／m。②预制底板、封底及承台重力：q2=25x(0．4+1．8)=55kN／m2。③水浮力：q3=lOx(2．491—1．1)=13．91kN／m2。④波溉嗽浆嚣黑。⑤人员、机具及振捣荷载：95=4kN／m2。1．2．2控制工况工况1：在水位1．1m、浪高2m时浇筑承台，考虑波吸力。荷载组合为：(①+②)x1．2+(④+⑤)x1．4141。工况2：在安装预制底板前，承重梁承受波浪浮拖力。1．2．3计算承重梁简化

8、为简支梁进行计算。采用2H600mm型钢可以满足受力及刚度要求。1．3预制底板及封底混凝土设计预制混凝土底板直接安放在主梁上．将承台施工期间的荷载传递给主梁。它是钢吊箱承重系统中的关键构件，主要荷载参见1．2．1。利用midas建模计算。1)工况l：在水位1．1m、浪高2m时浇筑承台，考虑波吸力。利用板单元进行建模，边界条件为：在与主梁接触处为简支。结构计算见图3、4，并根据计算结果进行配筋。基础与结构工程器Foundation&StructureEngineering图3长度方向弯矩‰鬻熊0熊亲图4宽度方向弯矩—d删艇特■：黜：：鐾滋譬蓦獬}

9、”L2)m况2：没有浇筑混凝土封底前，水位1．5in，浪高2in，承受波浪浮拖力。自重力q2=(25—10)x0．2=3kN／m2(考虑水浮力)，小于