說(shuō)起橋,什么地方會(huì)用到橋?當(dāng)然是地面基礎(chǔ)沒(méi)法通過(guò)施工滿足道路工程通行標(biāo)準(zhǔn)的地方,例如凍土啦、沉降厲害的軟地基啦,以及河流或者海上。那么,為了在滿滿都是水的地方修一座橋,從橋墩開(kāi)始,我們?cè)撛趺醋觯?/p>
鋼套箱顧名思義是套在永久結(jié)構(gòu)外面的臨時(shí)結(jié)構(gòu),起到圍堰作用。鋼套箱為橋梁基礎(chǔ)及下部構(gòu)造水上施工作業(yè)中常用的一類圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式,尤其適合于大河流中的深水基礎(chǔ),能承受較大的水壓,保證基礎(chǔ)全年施工安全度汛。特別是在一些施工條件困難或受水文、地形、地質(zhì)條件限制而無(wú)法采用鋼板樁、筑島圍堰等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的條件下,鋼套箱更顯示出了其優(yōu)越性。常用的鋼套箱分單壁和雙壁兩種,由于單壁鋼套箱剛度差,一般深水基礎(chǔ)較少采用,實(shí)際工程中大部分情況下采用雙壁鋼套箱。
鋼套箱圍堰是一種無(wú)底結(jié)構(gòu),下沉后底部著床或嵌入河床,然后用水下混凝土封底,排水后形成圍堰。
(二)、鋼套箱構(gòu)造
鋼套箱平面形狀可根據(jù)承臺(tái)形狀加工成圓形、矩形、也有其他形狀。立面分層,平面分塊。堰壁鋼殼由有加勁肋的內(nèi)外壁板和多層水平桁架所組成。堰壁底端設(shè)刃腳,以利切土下沉。在堰壁內(nèi)腔,用隔艙板將其對(duì)稱地分為若干個(gè)密封的隔艙,以利于下沉和排水。
雙壁鋼套箱多采用工廠加工,現(xiàn)場(chǎng)拼裝的方法,為便于運(yùn)輸和拼裝一般立面分層高度不大于3m,平面分塊長(zhǎng)度不大于5m,壁厚0.8~1.5m。節(jié)段采用高強(qiáng)螺栓連接,并設(shè)置橡膠止水帶用于止水密封。同時(shí)分設(shè)多個(gè)橫向互不通水的隔水倉(cāng),以便在下沉過(guò)程中根據(jù)施工需要分倉(cāng)對(duì)稱灌水。
(三)、鋼套箱安裝及下沉
1、先樁后堰法施工
此法是先搭設(shè)鉆孔平臺(tái)進(jìn)行鉆孔樁施工,鉆孔樁施工結(jié)束后,鋼套箱借助鉆孔平臺(tái)拼裝下水。接高樁基鋼護(hù)筒作為鋼套箱懸吊系統(tǒng)的承重立柱,在承重立柱上安裝懸吊系統(tǒng)主梁(貝雷梁或型鋼),主梁上安裝橫梁(多為型鋼),橫梁上安裝導(dǎo)鏈或千斤頂。利用鉆孔平臺(tái)拼裝首節(jié)鋼套箱,并于套箱與鋼護(hù)筒之間焊接導(dǎo)向架,以便克服水流沖擊影響,保證下沉位置準(zhǔn)確。然后用導(dǎo)鏈或千斤頂將首節(jié)套箱提起,拆除套箱下部的鉆孔平臺(tái),下沉鋼套箱入水至自浮狀態(tài),繼續(xù)拼裝第二節(jié)鋼套箱,然后注水下沉,直至鋼套箱著床。
鋼套箱著床后使用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)、抓斗或空氣吸泥機(jī)繼續(xù)下沉至設(shè)計(jì)高程,清底后在刃腳內(nèi)外拋填沙袋或片石,然后對(duì)鋼套箱進(jìn)行封底。
先搭設(shè)鉆孔作業(yè)平臺(tái)鉆孔后下沉鋼套箱施工工藝流程圖
2、先堰后樁法施工
鋼套箱施工
該方法鋼套箱下沉到位后可作為鉆孔樁的施工平臺(tái),能夠降低工程成本,但需要搭設(shè)鋼套箱沉放平臺(tái)。鋼套箱沉放平臺(tái)以鋼管樁為支撐,套箱下沉完畢后拔除內(nèi)側(cè)鋼管樁。鋼管樁下端距水面30cm處焊接牛腿,牛腿上縱向鋪設(shè)工字鋼作分配梁,上鋪橫向工字鋼作為套箱的承重梁。鋼管樁上布置在前、后、左、右四個(gè)方向,分上下2 層導(dǎo)向橫撐和滾動(dòng)軸承,安置位置全部需由測(cè)量班精確定位,保證套箱下沉精度。
鋼套箱節(jié)段按設(shè)計(jì)要求在施工場(chǎng)地加工,節(jié)段拼焊后進(jìn)行焊接質(zhì)量檢驗(yàn)及水密試驗(yàn)。完成后用駁船將分節(jié)段運(yùn)至墩位。利用水上浮吊及過(guò)渡段上支立汽車吊吊裝節(jié)段,在鋼管樁下方的承重梁上分節(jié)段拼裝鋼套箱。
先下沉鋼套箱后搭設(shè)鉆孔作業(yè)平臺(tái)施工工藝流程圖
下沉平臺(tái)上層平面圖
下沉平臺(tái)下層平面圖
在下沉平臺(tái)下層拼裝首層鋼套箱,每節(jié)連接處必須放置止水條,所有連接螺栓全部擰緊,保證鋼套箱的密封性。
第一層套鋼箱拼裝完成后,利用鋼管樁平臺(tái)上的千斤頂沉放系統(tǒng)下沉。沉放系統(tǒng)由接高的平臺(tái)鋼管樁、千斤頂、扁擔(dān)梁及精軋螺紋鋼吊桿組成。
沉放系統(tǒng)
鋼套箱下沉步驟:千斤頂起吊鋼套箱,拆除承重梁,利用千斤頂循環(huán)操作下沉鋼套箱入水,鋼套箱自浮,拆除起吊梁,固定鋼套箱在鋼管樁牛腿上,拼裝下沉第二層鋼套箱,下沉力不足時(shí),向艙內(nèi)注水,增加鋼套箱下沉自重。沉至河床時(shí),遇到阻力,注水仍下沉力不足時(shí),可利用長(zhǎng)臂挖掘機(jī)、抓斗或吸泥機(jī)將鋼套箱刃腳處礫石排出使鋼套箱下沉到設(shè)計(jì)高程。
在流水中施工,鋼套箱下沉?xí)r會(huì)受到水平力的作用,在下沉過(guò)程中鋼套箱傾斜度及平臺(tái)位置要求不超過(guò)規(guī)范允許值,采用有效的導(dǎo)向、定位設(shè)施是必須的。鋼套箱定位系統(tǒng)可利用鋼管樁作為定位樁,安裝導(dǎo)向橫撐和滾動(dòng)軸承,布置在前、后、左、右四個(gè)方向,分上下2 層,既控制了鋼套箱平面位置,又能控制其傾斜度。鋼套箱定位系統(tǒng)是在露出水面的鋼管樁上對(duì)稱焊接兩層導(dǎo)向橫撐,控制套箱斜度。導(dǎo)向橫撐前端安裝滾動(dòng)軸承,以利下沉滑動(dòng)。
鋼套箱入水
鋼套箱自浮,解除沉放系統(tǒng)
第二節(jié)鋼套箱拼裝
•插打鉆孔樁鋼護(hù)筒
埋設(shè)時(shí)首先在鋼套箱上對(duì)鉆孔樁位進(jìn)行測(cè)量放樣,按規(guī)范要求定位安裝導(dǎo)向框架;然后用浮吊配合,將鋼護(hù)筒從導(dǎo)向框架內(nèi)徐徐下放到河床上,再用浮吊、振動(dòng)錘等設(shè)備將鋼護(hù)筒打設(shè)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。在該過(guò)程中,要用測(cè)量?jī)x器進(jìn)行全程監(jiān)控,以防鋼護(hù)筒偏位、傾斜等,控制值要符合規(guī)范要求。
•鋼套箱封底
鉆孔樁鋼護(hù)筒全部插打完成后,進(jìn)行鋼套箱封底施工。為保證封底質(zhì)量,應(yīng)將鋼套箱沉放平臺(tái)中間的臨時(shí)鋼管樁拔除。考慮水深、樁間距、封底面積、承臺(tái)底高程等因素經(jīng)計(jì)算確定封底混凝土厚度,封底混凝土為水下混凝土,標(biāo)號(hào)不宜小于C30,使用導(dǎo)管灌注,導(dǎo)管布設(shè)應(yīng)符合砼流動(dòng)性要求,并在砼初凝前完成封底施工。為保證澆注封底混凝土的防水效果,在澆注混凝土前先在側(cè)板上開(kāi)設(shè)洞口或澆注時(shí)安放水泵抽水,保證箱內(nèi)外的水位一致,減少鋼套箱內(nèi)的水壓力,以免影響混凝土質(zhì)量。
鋼套箱封底
•鉆孔平臺(tái)搭設(shè)
考慮到在后期鉆孔樁施工時(shí)平臺(tái)上需要走行混凝土罐車及吊車等大型機(jī)械設(shè)備,因此在布置平臺(tái)分配梁時(shí),鋼套箱中間需要布置鋼管樁,鋼套箱下沉平臺(tái)外側(cè)鋼管樁不動(dòng),直接作為鉆孔平臺(tái)。采用工字鋼作為鉆孔樁平臺(tái)橫梁及分配梁,橫梁布設(shè)在鋼管樁上,套箱側(cè)壁也作為橫梁的支撐。鉆孔平臺(tái)不應(yīng)與鋼護(hù)筒連接。
套箱中間增加的鋼管樁,可在封底混凝土施工過(guò)程中安裝,為保證封底混凝土質(zhì)量,鋼管樁下端插入封底混凝土深度不應(yīng)大于1m。
鉆孔平臺(tái)搭設(shè)平面圖
鋼套箱管樁布設(shè)
鉆孔中的鉆孔平臺(tái)
3、鋼套箱整體吊裝法
多用于先施工鉆孔樁后沉放鋼圍堰的情況,適用于低樁承臺(tái)。
4、鋼套箱浮運(yùn)法
多用于先沉放鋼圍堰后施工鉆孔樁的情況,適用于低樁承臺(tái)
鋼圍堰現(xiàn)場(chǎng)組拼船舶組合布置示意圖
首節(jié)圍堰浮運(yùn)入水示意圖
圍堰在拖輪的推動(dòng)下,浮運(yùn)輸?shù)蕉瘴滑F(xiàn)場(chǎng)后,利用兩側(cè)導(dǎo)向船上的懸臂吊起吊圍堰,然后退出工作船,下放圍堰入水。