对观音沙特大桥主桥墩承台围堰设计与施工

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1、观音沙特大桥主桥墩承台围堰设计与施工左少华薛建波（中铁大桥局股份有限公司江西九江332000）摘要：广州番禺观音沙特大桥主桥墩承台为深水高桩大体积混凝土承台施工，结合工地实际情况，经方案比选，施工中采用钢板桩围堰、吊架平台方案从而使大桥主桥墩承台围堰的施工，速度快、安全可靠、质量优、效益好。关键词：桥梁工程；观音沙特大桥；主桥墩承台；钢板桩围堰；吊架平台；设计；施工0前言观音沙特大桥位于广州番禺市沥和沙湾水道两条大型河流上，均属珠江水系，是京珠高速公路北段的控制工程之一，大桥全长2471m，分南、北两引桥和主桥三部分，主桥为65m+2×120m

2、+65m四跨变截面预应力连续刚构，全长370m。观音沙特大桥主桥墩基础采用10根Ф2.2m的钻孔灌注桩，左右幅各5根，布置按“品”字型排布，整体式承台，桩长（承台以下）46～47m不等。承台设计为高桩承台，承台尺寸为37.7m（长）×9.6m（宽）×3m（高），承台顶面标高+2.1m，底面标高－0.9m，河床底标高－6.5m。承台采用钢板桩围堰（详见图1）、吊架平台方案施工。图1钢板桩及内支撑结构示意图1施工方案的比选表1吊箱围堰、钢板桩围堰的比较内容方案优点缺点选择方案钢板桩围堰施工简单、快捷、钢板桩可租用、无封底混凝土、成本低、无需大型起吊

3、设备，承台施工完侧模可作墩身模板整体刚度小，内支撑设置较强√吊箱围堰围堰可兼做承台模板，承台施工完侧模可作墩身模板材料用量多，加工难度大，拼装、下沉时间长，工期长，需大型起吊设备2钢板桩围堰及吊架平台的设计钢板桩围堰是为承台施工而设计的临时阻水结构，其目的是通过钢板桩围水利用水泵降低钢板桩内水位，通过吊架平台浇筑承台混凝土，为承台施工提供无水的干处施工环境。2.1设计条件2.1.1工况条件①围堰内降水至承台底以下1m的阶段；②吊架平台拼装完，浇筑第一层（1.2m）承台混凝土阶段。2.1.2水位条件广东番禺市桥沥和沙湾水道两大河流均属珠江水系，距

4、入海口约20km。沙湾水道水流平缓，涨潮时流速较小，退潮时流速较大，平均流速为1.12m/s，河流水位受潮汐影响大，潮差最大达2m，沙湾水道三百年一遇设计水位+3.464m。2.1.3结构设计条件根据工况条件及水位情况，确定钢板桩围堰结构设计条件：钢板桩围堰尺寸：41.0m×11.5m钢板桩顶标高：+4.0m内支撑标高：顶层为+2.7m，底层为-1.9m设计水位：+3.464m2.2围堰构造简介2.2.1钢板桩围堰①钢板桩：钢板桩采用德国拉森Ⅲ型槽式钢板桩，单根长15m，板桩入土深度4.5m；②围堰内支撑系统：内支撑由内圈梁和水平支撑柱组成；a

5、、内圈梁分顶、底两层，设在围堰内侧，高程分别为+2.7m，-1.9m。分别为2I45a，2I36a工字钢，主要承受钢板桩传递的荷载，并将其传给水平支撑柱。b、水平支撑柱均由双拼I36a工钢组成，水平支撑柱与内圈梁之间采用焊接连接。2.2.2吊架平台结构（详见图2）图2吊架平台结构图①底梁：底梁采用С30钢筋混凝土梁，断面尺寸为0.4m×0.6m，梁长38.8m，采用分节安装，每节9.4m.底梁先分节在岸上预制，然后在现场湿接成整节梁段，湿接段长0.4m.预制底梁间钢筋连接采用等强焊接。②底板：底板亦采用预制С25钢筋混凝土预制板，底板厚12cm

6、，在岸上精确放样共分成16块分块预制编号，现场按编号拼装湿接成整板。③混凝土临时承重立柱：立柱采用与承台同标号混凝土预制，承台内钢筋层在其相应位置处按规范要求预留，施工时与承台钢筋焊接。承重立柱为保证其稳定性施工时埋入桩基内1m，桩基在浇筑时事先欠灌1m，待混凝土立柱安装完后浇筑剩余1m混凝土与桩基固结。④吊架支吊系统：支吊系统由纵、横梁、吊杆组成。支吊系统的作用是承担底板及承台第一层（1.2m）混凝土重量。a、横梁：横梁（顺水流方向），共计2排，设在混凝土立柱上，每排采用1组3片贝雷梁组成。贝雷梁的作用是支承纵梁，并将纵梁传递的荷载传递（通过

7、立柱）给桩基。b、纵梁：纵梁（顺桥向）设置在贝雷梁上，共6排，每排由2I45a工钢组成。纵梁是用来支承吊杆，并将吊杆荷载传递给贝雷梁。c、吊杆：吊杆由Ф32精轧螺纹钢筋与之配套的连接器，螺帽等组成，共计24根吊杆穿过底板，固定在钢筋混凝土预制底梁上（底梁在预制时预先设置Ф40mm吊孔）。2.3设计计算2.3.1荷载取值钢板桩：水平荷载静水压力+流水压力+漂浮物冲击力等其中静水压力按10kN/平方米计，水压随高度按线性分布流水压力按桥址断面平均流速V设=1.12m/sP动=CPρV2/2（CP压力系数）吊底平台：竖直荷载底梁底板自重+第一层浇筑1

8、.2m混凝土重+施工荷载（施工人员，施工料具行走运输、堆放荷载）混凝土容重按r=25kN/m32.3.2计算①钢板桩主要承受围堰内外水位差而产生的水压