青島永泰長榮
標(biāo)題: 南京大勝關(guān)長江大橋主橋6號(hào)墩圍堰下河及定位施工技術(shù) [打印本頁]
作者: 永泰長榮 時(shí)間: 2023-12-30 17:38
標(biāo)題: 南京大勝關(guān)長江大橋主橋6號(hào)墩圍堰下河及定位施工技術(shù)
墩位后采用了“錨碇系統(tǒng)+前定位船”的定位方案完成了鋼圍堰的水中精確定位。 該施工方法為橋梁深水基礎(chǔ)施工鋼圍堰制造、下河浮運(yùn)及錨碇定位提供了示范作用。
關(guān)鍵詞：雙壁鋼套箱圍堰；整體拼裝；U形浮箱；氣囊滑移入水；錨碇系統(tǒng)
Technology of Cofferdam Sinking and Fixing for No.6 Pier of
Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge
Abstract: 2 m high steel cofferdam with double wall pouringjacket without bottom was employed as water retaining struc- ture and drilling platform for bearing platform construction of No.6 pier of Nanjing Dashengguan Yangtze River Bridge. The14.5 m high bottom part of steel cofferdam was manufactured separately at the factory and assembled together at the river bank.U shape steel buoyancy tank was set at the bottom of the cofferdam as bearing structure between air hags and cofferdam.The air bags were arranged parallel at both sides of buoyancy tank and slid into river slowly with the self weight of the cofferdam under control of rear traction force.The location by "anchor system plus prelocalization boat"se- cured the accurate position of the cofferdam in water afer it had been floated to the pier.This construction method has provided an example for the manufacture,floating transportation and anchoring of steel cofferdam in construction of bridge deep water foundation.
Key words:steel cofferdam with double wall pouring jacket;integral assembly;U shape buoyancy tank;air bag sliding into water;anchor system
1 工程簡介
1.1 主墩結(jié)構(gòu)簡介
新建南京樞紐大勝關(guān)長江鐵路大橋工程位于既有 南京長江大橋上游約20 km、已建成的南京長江三橋 1.55 km 的大勝關(guān)橋位。其中主橋?yàn)?108+192+2×336+192+108)m 連續(xù)鋼桁拱橋，是京滬高速鐵路、 滬漢蓉鐵路和南京市地鐵共計(jì)六線鐵路跨越長江的 通道。
大橋主橋6號(hào)主墩采用46根直徑為2 .8 m 的 鉆 孔樁基礎(chǔ)，鉆孔樁按縱向5排、橫向10排行列式布置。 樁底標(biāo)高- 120.0m, 樁頂標(biāo)高- 13.0 m, 樁長107 m; 鋼護(hù)筒直徑為3.2 m, 護(hù)簡底標(biāo)高-43 .0m, 護(hù)筒頂標(biāo) 高為+10 . 0m, 鋼護(hù)筒總長為53 m; 圓端形高樁承臺(tái) 平面尺寸為34 m×76m, 底面標(biāo)高- 13.0 m, 頂 面 標(biāo)高-7.0 m;墩座厚4.0 m。6號(hào)墩鋼套箱圍堰長80.2m, 寬38.2m, 高27m, 雙壁間距為2 m。底節(jié)鋼圍堰高14 . 5 m, 重 約 2000 t,鋼圍堰結(jié)構(gòu)總圖如圖1所示。
1.2 水文條件
大勝關(guān)長江大橋橋址河段處于感潮區(qū)內(nèi)，潮汐為 不正規(guī)半日潮，潮差較小，水流受上游徑流控制基本為 單向流。河床演變即造床作用主要受上游徑流控制，
平均漲潮時(shí)間約3.9h, 平均落潮時(shí)間約8.5 h; 最高潮 位+8.31 m, 最低潮位-0.37 m, 汛期最大潮差 1.27m, 枯水期最大潮差1.56m。
長江流域以雨洪徑流為主，每年5～10月為汛期， 11月～翌年4月為枯水期，1月或2月水位最低，設(shè)計(jì) 洪水時(shí)主流表面最大流速為2.28 m/s。6 號(hào)墩位于長 江主河槽北側(cè)，河床面高程-8.91～-9.94 m, 施工常 水深約15 m。
[attach]7866[/attach](a)6號(hào)墩雙壁鋼套箱圍堰立面圖
[attach]7867[/attach]1/2內(nèi)支架平面
(b)鋼圍堰井壁圖
圖1 鋼圍堰結(jié)構(gòu)總圖(單位：m)
2 6號(hào)墩基礎(chǔ)施工總體方案
6號(hào)墩基礎(chǔ)施工采用雙壁鋼套箱圍堰+無導(dǎo)向船 錨碇定位方案，壁厚2 m 的無底鋼套箱圍堰作為承臺(tái) 施工的擋水結(jié)構(gòu)，兼作為鉆孔樁施工平臺(tái)。套箱圍堰 分為底節(jié)(h=14.5m) 和頂節(jié)(h=12.5m)2 大節(jié)段。 底節(jié)圍堰在拼裝完成后整體滑移入水，浮拖至墩位處， 通過錨碇系統(tǒng)定位，插打16根定位鋼護(hù)筒，掛樁后形 成鉆孔平臺(tái)，進(jìn)行鉆孔樁施工。鉆孔樁施工完成后，大 型吊船水上接高圍堰，解除掛樁系統(tǒng)，圍堰下沉著床，
萬方數(shù)據(jù)
通過吸泥、射水、壓重等措施下沉圍堰至設(shè)計(jì)標(biāo)高，封 底，圍堰內(nèi)抽水，施工承臺(tái)和墩身。
3 6號(hào)墩底節(jié)鋼套箱圍堰滑移下河及 浮運(yùn)
3.1 6號(hào)墩底節(jié)鋼圍堰入水方案
6號(hào)墩底節(jié)雙壁鋼圍堰在工廠分塊制造、長江大 堤外灘地上拼裝后采用氣囊法整體滑移下河。底節(jié)鋼 套箱圍堰因其刃腳形狀和灘地條件等特點(diǎn)，不能直接 采用墊橡膠氣囊抄墊滑移下河，故采取在圍堰底部設(shè)置U 形浮箱，氣囊按要求排列在浮箱底部。浮箱在滑 移過程中作為圍堰和氣囊之間的承載梁，并在圍堰下 水過程中可為圍堰提供部分浮力。圍堰通過其自重分 力下滑，后方設(shè)置地錨及牽引系統(tǒng)以控制下滑速度，確 保鋼圍堰平穩(wěn)緩慢地滑人水中。
3.1.1 圍堰拼裝場(chǎng)地加固處理
為便于鋼圍堰能夠在自重的作用下順利滑移入 水，圍堰的拼裝場(chǎng)地設(shè)在長江大堤外1:28坡度的灘地 上，拼裝前地基經(jīng)夯實(shí)處理，自拼裝場(chǎng)至水邊區(qū)段采取 鋪灑石灰土的辦法進(jìn)行地基加固處理，以滿足圍堰向 前滑移時(shí)氣囊對(duì)地基的壓力強(qiáng)度。
對(duì)圍堰滑道前端近水區(qū)的邊灘區(qū)域采取拋石擠淤 后吹填細(xì)沙，并使近水前沿形成一定水深的陡坎，確保 圍堰滑移到該處時(shí)后端不至被擱淺。
U形浮箱底用鋼支墩沿浮箱龍骨布設(shè)，鋼支墩在
滑移氣囊充氣完成后撤除。
3.1.2 圍堰入水處河床清理
圍堰滑移前，將圍堰拼裝區(qū)前沿水邊至水深7 m (圍堰自浮的吃水深度及浮箱的高度約6m) 的范圍內(nèi) 河床面障礙物清除掉，以保證圍堰全部入水后能與注 滿水的浮箱完全脫離并實(shí)現(xiàn)自浮的安全距離。
3.1.3 圍堰在后牽引力控制下滑移入水
在U 形浮箱兩側(cè)尾部設(shè)置牽引耳板、圍堰后方設(shè) 置控制滑移速度的牽引地籠及2臺(tái)10t 卷揚(yáng)機(jī)和滑車 組成的牽引系統(tǒng)。將50只直徑為1.5 m 長 6 m 充 氣 氣囊平行均布于浮箱的底部，并充氣至設(shè)計(jì)壓力后撤 除鋼支墩，完成圍堰下水前的準(zhǔn)備工作。
同步啟動(dòng)2臺(tái)牽引卷揚(yáng)機(jī)，鋼圍堰(包括浮箱)在 后方牽引力控制下，依靠結(jié)構(gòu)的自重分力緩慢地順坡 向前滑移。在圍堰順坡向前滑移的過程中，應(yīng)將后方 空出的氣囊迅速轉(zhuǎn)移至前方指定位置進(jìn)行抄墊，防止 圍堰前端觸地?cái)R淺。鋼圍堰下水情景如圖2所示。
[attach]7868[/attach]
圖2 鋼圍堰下水情景圖
萬方數(shù)據(jù)
當(dāng)圍堰滑移至3/4人水后，通過解除圍堰尾部牽 引力、在圍堰前端雙壁隔倉中注水等方法使圍堰前傾， 同時(shí)用一艘3000kW拖輪在水中輔助牽引，使6號(hào)墩 底節(jié)鋼圍堰后端快速滑移人水，避免在近水邊灘區(qū)停 留時(shí)間過長造成圍堰擱淺事故。
圍堰完全入水后，在牽引拖輪的牽引力和側(cè)向拖 輪的頂推力作用下，圍堰連同輔助浮箱整體在水面上 轉(zhuǎn)體90°,并臨時(shí)錨泊3000t 躉船(鐵駁)邊，灌水下 沉U 形浮箱后，圍堰在水中完全自浮，具備了在水上 浮拖的條件。
3.2 鋼圍堰浮拖
6號(hào)墩底節(jié)圍堰人水區(qū)距南京長江大橋北堡上游 約800m, 距大勝關(guān)大橋橋址處約20km。 該航段為長 江南京段的主干航道，水勢(shì)相對(duì)平緩，航路中深槽水深 均在10m 以上。圍堰浮拖應(yīng)選擇氣象、水文條件對(duì)浮 運(yùn)較為有利的日期進(jìn)行。底節(jié)圍堰浮運(yùn)時(shí)共配備大馬 力拖輪5艘，領(lǐng)水主拖采用操縱性能優(yōu)良的360°全回 轉(zhuǎn)拖輪，以穩(wěn)定航向，控制淌航和前進(jìn)的速度。兩側(cè)各 設(shè)幫拖2艘左右挾持，既穩(wěn)定航向、增加穩(wěn)性又便于控 制船位。
4 鋼圍、調(diào)整鋼圍堰的位置。
錨碇系統(tǒng)組成：堰錨碇定位
4.1 鋼圍堰錨碇系統(tǒng)設(shè)計(jì)
橋址處水流呈單向流態(tài)，6號(hào)墩底節(jié)圍堰定位系 統(tǒng)采用錨碇系統(tǒng)+前定位船方案(無后定位船)。前 定位船主要承擔(dān)確定定位船主錨采用4個(gè)8 t 霍耳式鐵 錨，定位船邊錨每側(cè)采用2個(gè)5 t霍耳式鐵錨；鋼圍堰 邊錨每側(cè)采用4個(gè)8 t 霍耳式鐵錨，鋼圍堰尾錨采用 2個(gè)8t 霍耳式鐵錨；定位船與鋼圍堰間用4根直徑為 47.5mm 拉纜相聯(lián)，錨碇系統(tǒng)具體布置如圖3所示。
[attach]7869[/attach]
4.2 鋼圍堰錨碇定位
鋼圍堰的錨碇系統(tǒng)應(yīng)在底節(jié)圍堰浮運(yùn)到位前拋設(shè) 完成。拋設(shè)時(shí)要求位置誤差在±5 m以內(nèi)。拋錨順序 應(yīng)按先上游后下游的原則進(jìn)行?？紤]到錨抓牢受力時(shí) 會(huì)有一定的位移，拋錨時(shí)應(yīng)設(shè)一定的預(yù)偏量。
4.2.1 主定位船定位
首先拋設(shè)主定位船1號(hào)～4號(hào)主錨，并預(yù)絞收緊 錨繩使各主錨受力；之后依次進(jìn)行5號(hào)~8號(hào)邊錨的 拋設(shè)工作，對(duì)稱預(yù)絞收緊錨繩使各邊錨受力，將主定位 船定位于設(shè)計(jì)位置。再在主定位船后端圍堰拉纜錨固 座上掛設(shè)四根圍堰主拉纜。
4.2.2 圍堰邊錨及后錨拋設(shè)
圍堰邊錨纜繩先放置在左右兩側(cè)的臨時(shí)定位船 上。施工時(shí)先拋臨時(shí)定位船自身的領(lǐng)水錨和漲水錨， 后拋設(shè)鋼圍堰邊錨和尾錨，并將臨時(shí)定位船初定位在 距墩中心兩側(cè)約75 m 處。臨時(shí)定位船自身的領(lǐng)水錨 和漲水錨不得拋入墩中心兩側(cè)36m 范圍內(nèi)，以便于圍 堰和拖輪安全進(jìn)檔。
4.2.3 鋼圍堰錨碇系統(tǒng)掛纜
圍堰浮運(yùn)到墩位處一定范圍后，圍堰前拖輪解纜 駛離，此時(shí)兩側(cè)幫拖輪和尾拖輪繼續(xù)將圍堰浮運(yùn)到墩 位上游約10m 處，通過拋錨船將前定位船上的4根主 拉纜按1號(hào)～4號(hào)的順序依次帶到圍堰上游端的主拉 纜轉(zhuǎn)向鉸并與牽引系統(tǒng)連接，通過牽引系統(tǒng)預(yù)施拉力， 收緊主拉纜，穩(wěn)定圍堰。
之后，南、北側(cè)拖輪解纜駛離，臨時(shí)定位船絞錨靠 近圍堰，拋錨船將臨時(shí)定位船上尾錨掛纜至圍堰的相 應(yīng)設(shè)計(jì)位置上。再將圍堰的邊錨按先上游后下游、先 北側(cè)后南側(cè)的順序依次將圍堰四角的八個(gè)邊錨過到圍 堰上并預(yù)收緊。從而完成圍堰全部錨碇系統(tǒng)的掛設(shè)。
4.2.4 鋼圍堰緊纜定位
鋼圍堰緊纜定位時(shí)，應(yīng)將設(shè)置在鋼圍堰施工平臺(tái) 頂上的錨碇牽引系統(tǒng)對(duì)稱收緊各錨的纜繩，調(diào)整圍堰 的順橋向和橫橋向的軸線及圍堰中心的位置實(shí)現(xiàn)圍堰 的精確定位。
底節(jié)鋼圍堰精確定位后，在該圍堰的頂層支撐上 安裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，插打16根定位鋼護(hù)筒，并在護(hù) 筒頂設(shè)置支承環(huán)，通過向鋼圍堰雙壁內(nèi)注水，使鋼圍堰 下沉落至支承環(huán)上完成體系轉(zhuǎn)換，圍堰掛樁形成固定 式鉆孔施工平臺(tái)，進(jìn)行鉆孔樁基礎(chǔ)施工。
5 結(jié)語
大型橋梁施工鋼圍堰采取工廠分塊制造、江邊灘 地整體拼裝、氣囊輔助滑移入水方案，取得了安全快捷 的施工效果，節(jié)省了水上超大型浮吊和拼裝平臺(tái)的投 入；采用圍堰自身的錨碇系統(tǒng)+前定位船進(jìn)行精確定 位的施工方法，極大地簡化了圍堰精確定位的施工步 驟，加快了定位速度。在之后的武漢二七長江大橋、武 黃鐵路黃岡長江大橋等多座橋梁施工中，此法均得到 很好的推廣。
[attach]7538[/attach]
聲明：以上有關(guān)船用氣囊和橡膠護(hù)舷的資料部分會(huì)青島永泰長榮工廠技術(shù)資料，也有網(wǎng)絡(luò)上搜集下載所得，本著氣囊護(hù)舷行業(yè)資料共享的精神，我們拿出來分享，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系0532-84592888刪除，謝謝
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