混凝土预制底板钢吊箱在丁字湾口大桥海水承台施工中的应用__58期

所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:141

副标题#e#摘要：通过烟台海阳丁字湾口大桥工程海水承台施工事例,详细叙述了采用混凝土预制底板钢吊箱施工水中承台设计计算和施工方法。
关键词：钢吊箱  混凝土底板  设计  施工
一、工程概况
丁字湾口大桥工程地处烟台海阳市与青岛即墨市交界处，黄海与丁字湾交接的丁字湾口，北接海阳市滨海公路，南接青岛滨海公路北段。全长3291.6米，包括即墨侧引桥桥台、南侧引桥（37+23×40m）、主桥（88+200+88 m）、北侧引桥（38×30+19×40+37 m）及海阳侧引桥桥台。根据当地水文资料工程位置平均落潮历时(6小时35分)大于涨潮(5小时53分)，设计高水位+2.2m，设计低水位-1.6m，大潮时湾口海水最大流速3.5m/s。有效波高1.0m。
采用混凝土预制底板钢吊箱施工水上承台共计60个，其平面尺寸5.7m*5.7m，高2.5m，顶面高程+0.8m。
二、钢筋混凝土底板设计
2.1设计参数
1)设计水位。根据施工图设计，最高设计水位取+2.2m，最低设计水位为-1.6m。
2)钢吊箱平面尺寸。为避免钢吊箱施工过程中渗水侵蚀养生过程中承台海工混凝土，钢吊箱与承台间预留85cm以利于支立承台模板，单壁钢吊箱平面尺寸为7.4 m×7.4m。
3)钢吊箱基本参数。考虑海水波浪影响，钢吊箱顶高程按+3.0m设计。封底混凝土厚1.0m，吊箱底高程-2.7m。吊箱侧板高5.6m，采用=5mm钢板做面板；加劲肋两层，第一层加劲肋采用水平间距30cm [8槽钢，第二层加劲肋采用竖向间距80cmI20a工字钢；八根I45a工字钢作为竖向支承受力构件。吊箱围堰内八字撑高程按+1.8m设计，与I45a工字钢位置重合抵抗海水侧压力。侧板采用角钢法兰栓接。
吊箱混凝土底板厚9cm，底板梁肋高21cm。采用“底包侧”方案，底板平面尺寸为7.6 m×7.6m。
2.2钢筋混凝土底板受力计算
1)荷载取值。
流水断面设计流速3.5 m/s；钢筋混凝土底板容重25KN/m3，厚度为9cm；封底混凝土容重为24KN/ m3，承台容重25KN/m3，厚度2.5 m；水浮力为10Kpa；静水压力为10KPa。
设计荷载组合:水平荷载为静水压力+流水压力+其他；竖直荷载为吊箱侧板自重+底板自重+封底混凝土自重+浮力+其他。
2)预制钢筋混凝土底板配筋计算。
取单个护筒两侧加强肋间混凝土板采用壳体力学理论计算。设计基本参数：预制板厚9cm，采用C35混凝土；II级钢筋。混凝土轴心抗压设计强度为Ra=16.1 Mpa，钢筋抗拉设计强度为Rg=Rg′=300 Mpa；混凝土受压区高度界限系数为ξjg=0.55；受拉钢筋最小配筋率为μmin=0.15%；混凝土的材料安全系数为γc=1.25。
三、钢筋混凝土底板钢吊箱施工
3.1钢筋混凝土底板预制
钢筋混凝土底板预制前在预制台座上按照各墩位的护筒偏位情况进行放样，确定护筒沉放口位置，然后在预制台座上进行钢筋绑扎，浇注混凝土。钢筋分上下两层，受力钢筋间距为8cm，保护层净厚度1.0 cm。根据现场起重能力，一个钢筋混凝土底板分为两部分进行预制。
为了方便精轧螺纹吊杆更换，底板钢筋绑扎时预埋4个钢筋吊鼻。
沿吊箱侧板底边缘四周，在底板顶面预埋10cm宽10mm厚钢板，以便于焊接角钢法兰底座，阻止海水从侧板底缘渗水。
为了提高精轧螺纹吊杆的利用率，预制前在底板加劲肋处预埋φ32mm精轧螺纹锚具作为吊点，其底部采用5cmφ45mm钢管封堵且填抹黄油以防海水侵入、锈蚀精轧螺纹吊杆，其顶部焊接120m长φ45mm钢管防止封底混凝土包裹精轧螺纹吊杆。
3.2钢筋混凝土底板拼装
1)底板拼装前准备
为保证钢吊箱下放顺利，下放前清除护筒外侧泥浆串管及焊接件。同时采用筒刷清理护筒外侧附生物，下放就位后派潜水员利用刮铲清理剩余附生物。要求封底混凝土浇注前护筒外侧无片锈。
拼装前利用水准仪对护筒顶口抄平，使其顶口高程≤3mm，保证安装后吊箱顶面处于一个水平面，同#p#副标题#e#时保证型钢吊架在吊箱安装过程中不变形。
底板拼装前复核护筒平面位置，确保底板安装顺利。
2）底板拼装
底板在预制场预制达到90%设计强度后，采用精轧螺纹吊杆将预制底板和型钢吊架连成整体，利用吊机整体装车、汽车拖盘运至待安装位置，利用船上履带吊整体安装就位。两块底板安装就位后采用钢板连接块连成整体。
3.3侧板拼装
为保证底板法兰底座螺栓孔位置准确，首先将法兰底座角钢与吊箱侧板栓接成整体。
利用船上履带吊安装侧板。为了保持吊箱内外水位一致，以免封底混凝土被压穿，结合桥位区潮水情况，在吊箱侧板上对称开2个φ25cm圆孔。开孔中心标高-1.4m。 
吊箱侧板安装就位后将角钢法兰底座与底板预埋钢板进行焊接，要求角焊缝焊脚高度≥5mm，以防底板与侧板间产生间隙渗水。
角钢底座与侧板、侧板与侧板间用1cm海绵橡胶止水。
3.4吊箱整体下放
钢吊箱下放系统由型钢吊架、侧板牛腿、精轧螺纹吊杆、千斤顶和油泵等组成。
吊箱下放前检查型钢吊架是否变形、精轧螺纹吊杆是否损伤、液压千斤顶使用是否正常。
因侧板牛腿是精轧螺纹吊杆在钢吊箱下放过程中的受力点，故设置为倒挂牛腿，其设置在吊箱四个拐角处。倒挂牛腿是钢吊箱下沉过程中的关键受力部件，焊接时须满足焊脚高度≥10mm要求。
导向架设置2层。1层单个护筒设置2个导向架，将导向架与护筒牢固连成一体，导向架与钢吊箱内侧间隙≤3 cm。导向架与钢护筒的连接采用型钢连接,与护筒焊接固定。
钢吊箱采用4根φ32mm精轧螺纹钢和4个YCD-60型穿束式液压顶(行程300 mm)施工。吊箱下放过程中力求各液压顶受力均匀、一致，以防钢吊箱倾斜、偏位和吊点不均匀受力。在下沉到位前20 cm左右时进行测量、纠偏。
下放就位后及时将其与钢护筒进行可靠连接，确保钢吊箱的稳定。
四、吊箱下放过程控制与小偏位纠偏措施
1)钢吊箱底板水平度是确保吊箱整体垂直度的关键，安装侧板前采用水准仪对混凝土底板进行抄平，保证其水平位置偏差≤1cm。
2)钢吊箱下放过程中要始终监测墩轴线及吊箱4个拐点平面位置(允许偏位为3 cm)；监测整体垂直度(<1%)。如果水平偏位或倾斜度超出规定要求时应采取措施进行纠偏。
3)下放标高控制点设置在护筒上，由下放指挥人员确定下沉速度和下沉位置。
五、结束语
经过在海阳丁字湾口大桥工程水中承台施工中应用钢筋混凝土预制底板钢吊箱，节省了钢材，降低了工程造价。采用预留操作空间避免了吊箱渗水侵蚀海工混凝土，确保了水中承台施工质量。