[武汉二七长江大桥正桥4#中塔墩双壁钢吊箱围堰施工]2018鹦鹉洲长江大桥限号吗

　　摘要：武汉二七长江大桥4#中塔墩设计为高桩承台，整个主塔墩共有直径φ3.4m钻孔灌注桩18根。基础尺寸大，主墩航道繁忙，采用先围堰后平台施工方案，文章介绍了特大超重双壁钢吊箱围堰的施工工法。
　　关键词：武汉二七长江大桥；双壁钢吊箱围堰；施工工法
　　中图分类号：U448 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）06-0107-03
　　
　　一、工程概况
　　武汉二七长江大桥正桥主跨布置为90+160+616+616+160+90m＝1732m的三塔结合梁斜拉桥，结构如图1所示。4号墩基础设计为18根φ3.4m钻孔桩，桩长85m。
　　
　　图1 武汉二七长江大桥正桥主跨布置图
　　4#中塔基础地质情况在高程-20m以上为27m左右的砂质覆盖层，在高程-20m以下为泥岩。中塔基础桩尖范围由破碎基岩和粉砂质泥岩相互掺杂组成。4#中塔墩为桥梁工期控制性工程，其特大超重钢围堰施工、大型起重设备配备、超长超重大直径护筒制造吊装下沉施工等均是本工程施工的重难点。
　　二、4#中塔墩基础施工方案
　　4#中塔墩基础采取双壁钢吊箱围堰方案施工。吊箱在有资质的工厂整体制造，采用滑道下水，用拖轮整体浮运钢吊箱到墩位，设定位船，采用重力锚锚碇定位，用一台APE400B型液压振动器插打8根支承钢护筒到稳定深度（必要时吸泥、射水配合）后将吊箱挂桩形成固定平台，控制平台顶标高为+26.0m，平台上拼装1台100t龙门吊机，插打剩余钢护筒，上六台钻机进行钻孔施工，桩基施工完成后，拆除龙门吊机，安排在枯水期灌水下沉钢吊箱到设计标高，围堰第二次挂桩后围堰底板堵缝、封底，封底混凝土达设计强度后进行围堰抽水，施工承台。
　　三、双壁钢吊箱围堰施工
　　（一）双壁钢吊箱围堰结构
　　4#墩双壁钢吊箱轮廓尺寸为56.7m×34.95m×21m，分为底节、中节、顶节，底节和中节侧板均为双壁结构、顶节侧板为单壁结构。其中，底节在工厂整体制造，整体下河，浮运至墩位，作为钻孔施工平台；中节、顶节则根据水位情况，在工厂分块制造，在墩位现场接高。吊箱围堰底节高16m，由底板、侧板、底隔舱、吊杆、内支架及上下导环组成，侧板为壁厚2m的双壁结构，整个侧板分为12个隔舱，可通过隔舱抽水灌水来调整整个围堰的标高及垂直度。
　　（二）双壁钢吊箱制造、下水
　　钢吊箱在有资质的工厂制造。4#墩钢吊箱围堰底节采用分块制造，依次组拼的原则，先分段制作成单元块，然后组拼成整体。既先将钢吊箱围堰的底板、侧板、底隔舱、吊杆、内支架等分成若干单元块进行制造，再依次组拼形成整体。
　　钢吊箱拼装成整体后，采用气囊法下水：通过铺设t=16mm钢板来作为钢围堰与气囊间的衬垫，采用气囊支承、滚动前移整体纵向下水，即利用气囊托起吊箱，依靠钢吊箱自重分力下滑的方法使钢吊箱前行，至水边松掉后面控制拉缆加速下滑冲入水，整体自浮，最后用拖轮及临时锚碇控制钢吊箱。
　　（三）锚碇系统抛设
　　4#墩钢吊箱围堰锚碇系统采用前、后定位船加重锚体系，前定位船采用2艘400t铁驳并联，后定位船采用1艘400t铁驳；主锚采用8t霍尔铁锚8个，尾锚采用6t霍耳铁锚4个，前、后定位船边锚各抛设1t霍尔铁锚4个；围堰和前、后定位船间采用拉缆连接，前拉缆共8根φ60mm钢丝绳，后拉缆共4根φ48mm钢丝绳，围堰两侧各设置6个5t霍尔铁锚作为边锚。
　　采用抛锚船进行锚碇施工。抛锚船上布置一台12.5T的单筒慢速卷扬机，一个特制系缆将军柱（由φ500mm钢管制成，专门用于绕系φ47.5mm钢丝绳），一个马口及一台250kW发电机。
　　前定位船的锚碇抛设工艺流程：定位船进位→临时锚碇→抛边锚→拖锚→挂锚绳→预绞→抛主锚→拖锚→挂锚绳→预绞→起临时锚→溜定位船至预定位置。前定位船主锚及边锚示意图如图2所示：
　　
　　
　　图2 前定位船主锚及边锚示意图
　　后定位船抛锚定位方法与前定位船一样。锚碇的受力特点是抛设的时间越久，受力越牢。为了使锚碇在围堰就位前就稳固在河床上，缩短围堰定位时间，在前后定位船的锚碇抛设完毕后，宜采取预绞措施。其方法是将上、下游两定位船用两根对拉绳连接起来，把所有主锚、边锚均进行预绞紧，见图3。待预绞完成后，解除对拉连接绳。
　　
　　图3 锚锭预绞示意图
　　（四）围堰浮运、定位
　　围堰加工完成下水后，应及时浮运至墩位，由锚碇系统锚固，以确保安全。由于围堰和拖轮组成的船队异常庞大，为了浮运工作的安全，整个浮运工作必须在一天之内完成。
　　浮运动力及拖带方案：4#墩钢吊箱围堰规模庞大，其平面尺寸、吃水深渡及阻水面积均很大，围堰阻水正截面是矩形，不利于分水；围堰底部有18个直径3.4米的桩孔，浮运时会在附近形成巨大的涡流，再加上围堰浮运是在长江主航道，江水流速大，因此围堰浮运时的水流阻力很大，如何选择浮运动力直接关系到浮运拖带方案的成败。
　　浮运动力与围堰迎水面面积、形状、围堰浮运时的动吃水深度、水流速度、浮运拖带的速度等因素有关。初步拟定浮运时的江水流速为2.5m/s，围堰浮运拖带的绝对速度为1.0m/s，因此浮运时围堰相对于水的速度为3.5m/s；围堰迎水面宽度34.95m，围堰自浮状态下吃水深度2.7m（不含底龙骨高度0.7m）；另外，再考虑还有风力、18个桩孔中涡流阻力等。据此，通过计算拟定围堰浮运拖带方案采用顶推为主，帮拖辅助的方式进行，共设主顶推拖轮6000马力1艘，帮拖2艘，每艘2640马力，总共11280马力；拖带船队按下图编队。如图4所示：
　　
　　图4 围堰浮运拖轮布置示意图
　　围堰定位步骤：围堰锚碇系统形成后，即可利用锚碇系统对围堰位置进行调整、定位，围堰定位时应遵循先调整围堰顶面标高，后调整平面位置和扭角的原则。第一步，在底隔舱及双壁隔舱中灌水，使围堰吃水深度达到4m左右，同时，使围堰垂直度满足不大于1/1000的要求，并测量围堰的平面位置及扭角；第二步，根据测量结果调整围堰，使其平面位置及扭角偏差均不大于100mm；第三步，均匀收紧后拉缆，使整个尾锚系统对围堰施加100t的预拉力，同时，均匀收紧围堰边锚，使每侧边锚对围堰施加50t的预拉力；第四步，测量围堰的垂直度、平面位置及扭角，并根据测量结果调整围堰位置；第五布，重复第四步，直至围堰位置达到精度要求，应注意，每次调整后，均应使后拉缆的预拉力为100t，每侧边锚的预拉力为50t。
　　（五）支承钢护筒插打施工
　　二七长江大桥4#主塔墩设计为高桩承台，整个主塔墩共有直径φ3.4m钻孔灌注桩18根，利用底节双壁钢吊箱围堰内支架作为钻孔桩施工平台，平台顶面标高设计为26.00米。钻孔桩钢护筒内径φ3.60m，顶标高26.0m，分为两种，壁厚δ=24mm的定位桩钢护筒和壁厚δ=22mm的非定位桩钢护筒，所有钢护筒内壁在底部1.5m高度范围用δ=16mm钢板加强。定位桩钢护筒平面布置如图5所示：
　　
　　图5 定位桩钢护筒平面布置图
　　钢护筒插打工艺流程：检查围堰变形情况→围堰调平精确定位→150T浮吊和150t桅杆吊靠近围堰两边沿对角锚碇→插打围堰对角的2个定位钢护筒→移动150T浮吊和150t桅杆吊，靠近围堰另一个对角锚碇→插打围堰另一对角2个定位钢护筒→按同样方法插打围堰两边另外4个定位钢护筒→在已插打的8个钢护筒上安装围堰挂桩设施→围堰下沉定位，悬挂在护筒上→安装围堰顶龙门吊机→插打余下的非定位钢护筒。
　　
　　图6 4#墩钢围堰挂桩立面图
　　（六）围堰挂桩
　　定位钢护筒插打完毕后，即可将围堰灌水下沉，使其支撑在定位钢护筒上，作为钻孔桩施工平台。钢吊箱围堰通过挂桩牛腿支撑在定位钢护筒上，如图6、图7。支撑牛腿安装在定位钢护筒上，钢吊箱围堰通过内支架上弦杆支撑在支撑牛腿上。
　　
　　四、结语
　　双壁钢吊箱围堰属于水上桥梁施工的大临设施，在水上施工得到了广泛的应用。武汉二七长江大桥4#墩双壁钢吊箱轮廓尺寸为56.7m×34.95m×21m，分为底节、中节、顶节，为特大超重双壁钢吊箱围堰。桥址处航运繁忙，长江水位变化大，长江汛期对桥梁基础施工影响大。本桥双壁钢吊箱围堰的施工方法为今后类似工程施工提高参考和借鉴。
　　
　　
　　（责任编辑：赵秀娟）

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