浅析大型水上桥梁主墩承台围堰方案

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1、浅析大型水上桥梁主墩承台围堰方案：大桥结构形式为提篮式箱型拱，主墩承台埋置于河床中，属低桩承台基础，本文重点介绍主墩承台围堰方案施工过程中的重点、难点，为此类工程提供借鉴经验。　　关键词：承台围堰封底混凝土　　：TU473.5文献标志码：A　　Abstract：Thestructureformofbaskettypeboxarch,mainpierembeddedintheriverbed,belongtoloconstructionprocessinfocus,difficulty,forthiskindofengi

2、neeringtoprovidereference.　　KeySealingconcrete　　　　1工程概况　　本桥主拱结构为提篮式钢箱拱，跨度308米，矢高约68.44米，主拱矢跨比为1/4.5，拱轴线采用m=1.25的悬链线，主拱肋按1/5角度内倾。主墩承台为哑铃型结构，厚6m，哑铃两端为半径10.8米的圆台，中间为连接两个圆台的矩形系梁，系梁全长26.76米，高6米、宽9米，系梁采用C45混凝土现场浇注，系梁内设预应力，钢束采用27Фs15.24-1860级低松弛环氧填充钢绞线。具体桥式布置见图（1）。　　　　

3、2水文、地质情况简介　　桥位地处河流下游河口地带，河水受潮水影响明显，具半日潮、潮时潮差不等的特点，施工时按最高潮位考虑。　　主墩基础位于河床两侧，河床面高程1.0m左右，承台底面标高为-2.0m，施工最高潮位为7.5m。河床标高-21.5m以上为覆盖层，主要为人工填筑土及全新统河流相新近沉积物，从上往下分布依次为淤泥粉粘土及粉砾砂等，无明显分层，标高-21.5m以下为基岩，桩基按照摩擦桩设计。　　3承台围堰方案比选　　由于主墩承台埋置于河床中，承台施工必须采用围堰方案，经过分析比较，主要有两种方案可供选择，即双壁钢套

4、箱围堰与钢板桩围堰。结合主墩承台外形及地质条件限制，最终采用双壁钢套箱与钢板桩围堰相结合的混合型围堰方式。具体来说，承台两端圆形部分采用双壁钢套箱，中间矩形系梁采用钢板桩，钢板桩与钢套箱之间通过锁口结构相连形成整体，见图（2）。　　该混合型围堰有如下优点：　　第一：结构受力合理，构造既简单又整体性好。承台两端圆形部分采用钢套箱，钢套箱承受河水径向压力，受力明确，封闭性好，施工时整体下放至河床吸泥到位；承台中间矩形系梁部分采用钢板桩，钢板桩内设置两道内支撑，两道内支撑分别设置于承台分次灌注线之上，以便于体系转换。钢板桩通

5、过锁口与事先已经下放就位的钢套箱之间连成整体。　　第二：节省钢料，施工快，质量及经济效益好。承台系梁所采用的钢板桩围堰属于可周转材料，租期短，插拔方便，相比于钢套箱成本优势明显，而承台圆形部分如采用钢板桩，则插打困难，围堰整体性与密闭性均不如混合型结构，承台圆形部分与系梁分开施工既缩短了围堰制造加工时间也有利于围堰下放时能及时、快捷的纠偏，确保钢套箱精确就位。　　4承台混合型围堰方案设计与施工　　承台围堰方案成功与否关键在于两方面。第一方面就是必须确保围堰结构设计的可靠性；第二方面就是围堰方案实施过程中的重点、难点控制

6、。以下就这两方面结合国内某桥的主墩承台围堰施工实例作详细介绍。　　4.1围堰设计　　按照大桥所在河道水文资料，主墩承台围堰须按最高7.5m水位进行设计，设计主要考虑两个工况。工况一：围堰内吸泥完成，封底混凝土还未灌注；工况二：封底混凝土灌注完毕，围堰内无水。　　当然，除了这两个工况以外，还需要考虑承台系梁分两次施工而进行的钢板桩内支撑结构的体系转换等工况，这些工况比较常规，而且受力明确，在此不作叙述。任何一个工况计算，都需要考虑对应工况的施工时间、围堰内外水位、土压力、水流力、波浪力、钢板桩约束边界条件等因素的动态影响

7、，只有进行充分的前期水文地质资料调查及实事求是地安排施工进度计划，才能使围堰结构设计做到既安全可靠也科学合理，不浪费。　　4.1.1工况一：围堰内吸泥完成，灌注封底混凝土之前。　　本工况主要是计算承台系梁钢板桩的锚固深度是否满足要求，而承台钢套箱是圆形结构，理论上只受径向压力，可不作入土深度计算，满足施工要求即可。此工况围堰内外的水位是平衡的，故内外水压力可以不予考虑。围堰压力差主要是由于围堰内外被、主动土压力及水流力、波浪力产生的，由于主墩处在河口下游且靠近岸滩，水流流速很小，故水流力与波浪力对围堰的整体稳定影响不大

8、，可忽略不计，此时只要围堰钢板桩的入土深度足够，即可保证围堰整体安全。具体设计入土深度时必须考虑钢板桩截面参数及主墩处各土层特性，根据相关规范要求，钢板桩采用锁口连接时，计算时其截面参数须将参数值乘以0.8的折减系数。主墩河床表面以下20米土层主要由淤泥粉质粘土及粉砾砂构成，为透水性土层，必须进行混凝土封底设计。围堰外河床标高整体