双壁钢围堰锚碇系统的设计与施工.pdf

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1、器桥梁工程BridgeEngineering双壁钢围堰锚碇系统的设计与施工刘洋，何茂文，曾昭东(郴州市城市规划设计院，湖南郴州423000)摘要：通过对某大桥双壁钢围堰锚碇系统的设计与施工的详细介绍，阐明了锚碇系统各主要组成部分的设计方法及整个锚碇系统的施工工艺。为类似的锚碇系统设计与施工积累了丰富的经验，提供了有价值的参考和借鉴。关键词：基础工程；双壁钢围堰；锚碇系统中图分类号：U443．162文献标志码：B文章编号：1009—7767(2010)03--0082—03DesignandConstruc

2、tionofAnchoringSystemforDouble-wallSteelCofferdamLiuYang，HeMaowen，ZengZhaodong1工程概况某跨河大桥为预应力混凝土连续梁桥，主墩均位于水中。其10号墩基础采用双壁钢同堰施工，该墩位处水深12．6m(按施工水位计)，河床面覆盖层为砂夹卵石(厚2．1～2．5m)，基岩为泥质板岩，设计要求钢围堰落在基岩顶面。该桥所跨河流属季节性河流．按照基础施T方案，枯水季节布置好锚碇系统，将钢围堰顺利下沉到位。在洪水季节到来之前完成围堰封底T作，洪水

3、期间可以不问断进行钻孔桩施工。洪水季节过后，钻孔桩施工完毕．围堰内抽水灌注承台，墩身施工出水面，然后拆除钢围堰。在整个施工方案中，锚碇系统的设计与施工是关键．直接决定了围堰下沉定位的成败和T期能否如期完工。因此，采用双壁钢周堰时首先要求锚碇系统的设计必须安全可靠并便于施工。2锚碇系统的组成锚碇系统由以下几个主要部分组成．其布置见图1。130m320m图l锚碇系统布置示意图82辛茁敏求一盯2010No．3(May．)V01．281)定位船，设置在10号墩上游130m处。该船由2艘100t的铁驳船组成，两船间

4、用工字钢、钢轨搭设成定位工作平台，平台上铺设钢板形成滑道，平台上游方向设后锚梁与主锚区锚绳连接．后锚梁上设有3组定滑轮，与平台下游方向安装的3组定滑轮以及卷扬机和滑道构成了控制钢嗣堰拉缆松紧程度的系统。定位船的主要作用是将导向船拉缆及钢围堰上拉缆传来的力传给主锚系统。并调节导向船和钢围堰上、下游方向和位置。以及使各锚受力均匀。2)导向船，设置在10号墩位处。亦由2艘100t的铁驳船连接而成。船间距18m，两船间用工字钢组成井字框架．在框架四边中点分别安装手拉葫芦作为钢围堰节间定位连接和准确定位之用。导向船

5、既作为拼装钢嗣堰的工作平台，叉作为调整、确定钢围堰准确位置的约束体系。3)主锚，设置在10号墩上游450m处。该锚是锚碇系统抵抗水流冲击的主体构造，抛设在定位船上游320m的河床覆盖层中。4)副锚．设置在10号墩上游距桥50nl处。其主要作用是在钢围堰下水之前。通过与定位船上卷扬机和滑轮组的连接，将主锚拉紧，使之充分受力；此外副锚还可作为导向船的锚碇设备。5)侧锚。与导向船约45o布设，是保证导向船体系侧向稳定的构造，抛设在导向船侧面河床覆盖层中。6)尾锚，设置在10号墩下游约80m处，并拉在导向船井字架

6、上，其主要作用是保证导向船在水流方向的稳定。调节导向船和钢围堰的位置。3锚碇系统的设计3．1相关基本资料10号墩位处枯水季节时水深为9．5～10．0m。抛锚处河床覆盖层均为砂夹卵石。主锚区覆盖层厚度为1．8-．一2．3Ill，副锚区覆盖层厚度为2．2～2．5m。双壁钢围堰内径为14．0m，外径为15．2m。同堰分4节，自下而上高度分别为：2．95，2．46，2．66和2．93m，总高度为11．00m，总重量为900kN。3．2风荷载的计算由文献⋯可知，风荷载的大小为：凡=‰klk3WdAwh。(1)式中：

7、k。为设计风速重现期换算系数，施下期间取0．75；k。为风载阻力系数；

8、

9、}，为地形、地理条件系数；Wd为设计基准风压值；A“为横向迎风面积。根据各自受风荷载的特点。分别查出相应的系数。可求得钢围堰在4节连成整体浮在水面上时所受的风阻力最大为37kN，钢同堰下沉到位后，所受的风阻力R1．3kN，定位船所受的风阻力R2=28kN。3．3水阻力的计算双壁钢围堰所受的水阻力I”】可由式肚C¨求得。式中：C为体形系数，钢罔堰为圆形，取1．0；V为水流速度。考虑到围堰入水后而引起周围流速的增大，取2．0m／s：A为

10、阻水面积。取152m2。计算后双壁钢嗣堰的水阻力R产608kN。由文献【4】可知定位船组所受水阻力：Rv=0．17SVl∞+手CBAMV“7一。(2)式中：S为船舶浸湿面积；V为船对水的速度；f为剩余阻力系数；C。为方形系数；AM为中横剖面面积；瓦为傅汝德系数。由式(2)可求得定位船的水阻力R。=5kN。导向船所受的风阻力及水阻力同样也可由此法求得，但其由副锚单独承担，并不影响主锚受力，在此不予考虑。根据上面的计算可知主锚所受