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1、公路2006年7月第7期HIGHWAYJul12006No17文章编号:0451-0712(2006)07-0049-04中图分类号:U4451469文献标识码:B水中系梁采用有底套箱施工简介王亚辉(路桥集团第一公路工程局厦门市361000)摘要:介绍水中系梁采用有底套箱施工的新方法,包括有底套箱施工水中系梁的工艺原理、套箱的设计计算、施工操作过程和存在的问题及改进措施,为深水基础施工方法提供一种新思路。关键词:桥梁;深水基础;水中系梁;有底套箱;施工桥梁水中系梁施工常采用筑岛围堰开槽法施本施工方法适用条件没有什么特别的限制,特
2、工、钢板桩围堰施工等方法,各种施工方法都有它最别适合不能筑岛围堰的水域和采用钢板桩围堰不经佳的适用范围,在适用范围内才具有经济性和可操济的水域,具有成本低、工艺简单、质量可靠等特点。作性。本文结合具体工程实例,介绍一种有底套箱施工水中系梁的新方法。2套箱设计套箱由套箱体、悬吊系统、支撑系统(门式支架)1工艺原理三部分组成。套箱体形如圆墩柱模板,分节连接组合水中系梁采用有底套箱进行施工,是把系梁在而成,每节分两片,最下一节底部做成比桩基直径稍墩柱间的部分先预制好,利用已成型的钻孔桩(钢护大的漏斗形,起方便浇筑封底混凝土的作用,且在
3、最筒或钻孔桩的平台)作为支撑的基础,上面立门式支下一节上端开一个“凹”字形口以便放入预制好的系架作为吊装受力点,把加工好的套箱和预制好的系梁;悬吊系统采用多个手拉葫芦,一头挂于支撑系统梁进行拼装,组合成套箱系梁整体,再用手拉葫芦群上,另一头挂在系梁与套箱上,系梁与套箱上各设4悬吊于门式支架上,同步下放手拉葫芦,沿着桩基缓个葫芦(吊点设置见图4);支撑系统是利用桩基作基慢下沉套箱系梁整体,并在水面上逐节连接加长套础,一般采用型钢(工字钢或钢管)作立柱,工字钢作箱,直至系梁沉至预定的标高为止,再把套箱与桩基横梁组成的门式支架。间的空
4、隙浇上封底混凝土(或压浆封底),待混凝土211套箱设计强度符合要求时,抽掉套箱里面的水,即可进行无水套箱直径的大小要视预留安装墩柱钢筋足够的操作,分别进行系梁头与墩柱钢筋绑扎、浇注系梁头活动空间而定,一般直径要比墩柱直径大1m,钢板混凝土、浇注墩柱混凝土、拆除模板,最后拆除套箱,厚度一般采用6～10mm,其厚度主要根据水深而完成施工。工艺原理如图1所示。定。套箱的主要作用是隔水,其受力计算时,取最不利荷载:即套箱下沉到规定的深度,封完底抽掉水后,内外水头最高时受力为最不利。承载力计算为截取圆形套箱单位长度(1m),其受力模式如图
5、2所示。圆筒周围的荷载是径向均匀的,结构的弯矩M、剪力V为零。轴力N=pR=hwCwR式中:p为圆形套箱的水平径向荷载,kNöm;hw图1有底套箱施工水中系梁工艺原理为封底混凝土面至最高水面的距离,m;Cw为水的收稿日期:2005-12-05—50—公路2006年第7期“凹”字形口,伸出30cm左右法兰盘,大小刚好和系梁吻合,最下一节和上节套箱通过法兰盘锁定系梁,把系梁和套箱连成整体。212悬吊系统设计悬吊系统采用8个手拉葫芦,上端挂在门式支架的横梁上,下端分别吊在系梁和套箱上,系梁上4个,套箱上4个,前后左右对称布置,见图4所
6、示。由于下放速度不同步,则吊绳受力不一,经分析,吊绳图2钢套箱计算模式最不利受力情况是:只有①和③吊绳受力或只有②3和④吊绳受力的情况下,吊绳③或吊绳②受力最大,容重,取10kNöm;R为套箱计算半径,m。一般情况下轴向压应力远远小于钢材允许应在此情况下吊绳最大受力为:力,不需验算。1GL+qL1(L3+L4)2套箱稳定性计算如下:假定套箱受到如图3所Nmax=L-L4示的均布横向侧压p,则套箱的线性屈曲临界荷载则Nmaxö2要满足手拉葫芦和钢丝绳的允许承计算公式如下:载力,并有一定的安全系数。图3受侧压套箱的计算简图1t3r2
7、pcr=KE(),K=K1+4K2()8rt2222n[nK-L(K-1)]-U(h-1)式中:K1=23F(1-L)2K2=2AF图4吊点布置A+1+LU=AK213在施工中系梁受力验算22PrK=2·2+1在图4中,当②或③吊点受力最大时,此时系梁nLn2L2受力最不利,要进行弯矩和剪力验算。A=2·2+12PrA截面弯矩最大为:Mmax=GL4+015qL2≤系F=n2-1+1-L-Db{(H-1)(1-pr)·梁矩形截面能承受的最大弯矩;2AAKrErAKEt22A截面剪力最大为:Fmax=G+qL2≤系梁矩形[A(1-
8、L)+(1+L)]+A+1+L}3截面能承受的最大剪力。EtDb=12(1-L2)214支撑系统设计2H=n[1+(K-1)(2-L)]支撑系统是安装套箱体提供着力点的一个门式其中:n为套箱屈曲模态;L为泊松比,钢材取支架,以桩基为基础,由立柱和横梁组成。结构布
