桥梁深水基础双璧钢围堰的设计方法

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1、万方数据第7卷第l期2007年1月1671—1819(2007)1-0079—06科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringV01．7No．1Jan．2007⑥2007Sei．Tech．Engng．交通运输桥梁深水基础双璧钢围堰的设计方法王贵春王勋文1(郑州大学土木工程学院，郑州450001；铁道部科学研究院铁道建筑研究所1，北京100081)摘要桥梁深水基础往往处于水深流急，地质条件极其复杂的环境下。而双壁钢围堰具有结构强度高、防水性能好的特点，因此，在桥梁深水基础中得到广泛应用。基于对实际工程的分析，对

2、双壁钢围堰的构造设计、岩面倾斜情况下围堰刃脚的处理措施、围堰稳定性分析、锚碇系统布置及围堰封底混凝土厚度的确定方法等进行了系统的论述。希冀对我国桥梁深水基础的设计和施工有一定的借鉴作用。关键词桥梁深水基础双璧钢围堰刃脚封底锚碇系统中图法分类号U443．1；文献标识码A双璧钢围堰加钻孔灌注桩基础除具有普通桩基础的优点以外，还特别适合于深水基础。作为外围结构的双璧钢围堰不仅在施工阶段能够起到围水和施工平台的作用，而且在桥梁运营阶段可参与部分结构受力，从而提高结构的整体性和防撞能力。双璧钢围堰加钻孔灌注桩基础还具有无振动、低噪音、桩径桩长变化余地

3、大(桩径可从几十厘米到几米，其中最大桩径已达5m；桩长可从十几米到几十米，其中最大桩长已达100m以上)及嵌固性能好等优点。双璧钢围堰的几何形状可以根据工程需要灵活选用，既要保证受力合理，又要考虑到施工方便。其单元部件的加工重量可变度大，可根据施工作业条件确定部件的重量，兼顾设备功能和施工进度的要求。双壁形成的空间可根据施工要求加载或减载，从而使钢围堰能够自如地下沉或上浮，方便施工。双璧钢围堰防水性能好，可以准确沉人承载力高的土层或岩面。我国多座长江大桥的主墩采用了双璧钢围堰加钻孔灌注桩基础¨qJ。2006年8月28日收到第一作者简介：王贵

4、春(1962一)，男，副教授，工学博士。研究方向：道路桥梁及结构动力分析。E—Mail：guichunwang@163．tom．cn。1工程概况近20年来，作为桥梁建设技术发展的见证，适合于深水区域的双璧钢围堰加钻孔灌注桩基础得到了迅猛发展。我国公路和铁路桥梁均大规模地采用双壁钢围堰作为水深流急区域桥梁复合式基础的外围结构。芜湖长江大桥为公铁两用桥，其主桥为180m+312m+180In斜拉索加劲的连续钢桁梁桥，10号和11号主墩采用外径30．5in，壁厚1．4In的圆形双壁钢围堰。10号墩围堰采用平刃脚，围堰高53．2m，11号墩围堰采用

5、高低刃脚，围堰高(41．4—44．4)m，封底混凝土厚度为9nl。武汉军山长江公路大桥主桥为48m+204In+460m+204in+48in钢箱梁斜拉桥。其6号墩钢围堰为大型异型结构。中间为圆形，上下游为簸箕形。圆形部分外径33in，内径30m，高30．5In；簸箕形部分长边17．8in，短边6．87ITI，高18．0In。围堰采用平刃脚，封底混凝土厚度为6．7nl。温州瓯江二桥主桥为双塔双索面预应力混凝土斜拉桥，主孑L跨径270In。其北航道主塔采用削角矩形(八角形)双壁钢围堰，长边55．5m，短边29．0113，削角7．172In，围

6、堰高20．5111。内外壁板间万方数据80科学技术与工程7卷距2．0m。采用水平刃脚，封底混凝土厚度3m。黄石长江大桥主桥为162．5m+3×245m+162．5m五跨预应力混凝土连续刚构桥。其2号—5号墩采用外径28m、壁厚1．5m、高39．0m的圆形双壁钢围堰。在5号墩处，堰面最大高差达4．78m。考虑到上述情况，围堰采用高低刃脚。封底厚度设计为7m，为了使围堰在无嵌岩桩的情况下安全渡洪，实际封底厚度为10．2m。榆怀铁路印家坡梅江1号大桥为9×32m+24m简支梁桥，其3号、4号墩位于深水中，基础采用钻孔灌注桩加双壁钢围堰。钢围堰外径

7、14．0m，壁厚1．0m，高16．80m。由于3号墩处基岩高差大，围堰下沉到基岩后，对围堰底面进行支垫并采用外钢插板堵漏，确保围堰稳定并防止封底混凝土外漏。2双璧钢围堰的构造从力学角度来说，双璧钢围堰的形状以圆形最优，且制作与下沉着床都易于控制。但受承台形状限制，为便于施工，可能造成围堰尺寸过大，从而提高造价。围堰要为承台和墩(塔)身施工创造无水作业条件；因此，围堰的平面形状应与承台相协调，结构的强度和水密性应与施工条件相适应。实际工程中双壁钢围堰在平面上较多设计成圆形，一部分也设计成其他形状，如矩形、扇形及各种多边形等。圆形结构在早期得到

8、较多应用。随着桥梁建设事业的不断发展，其他结构形式也日益受到重视。综合考虑围堰的力学性能、施工方便性及工程造价等几方面的因素，在双壁钢围堰结构选形时，应首先考虑圆形方案，然后再根