苏拉马都跨海大桥钢套箱水下砼封底

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:masdfsd
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
   摘要:主要介绍印度尼西亚苏拉马都跨海大桥主墩承台钢套箱结构形式,承台套箱采用单壁钢吊箱形式,由底板、侧板、内支撑、悬吊系统、导向系统构成。套箱底板和侧板均采用后场分块加工,现场拼装焊接底板,侧板分块之间采用栓接,浇筑封底混凝土时在侧板开孔,保证套箱内外水位相同。承台套箱封底混凝土采用总厚度1.0m混凝土封底,分两层浇筑,第一层水下封底混凝土厚度0.80m,第二层在套箱内抽水后无水干环境下加焊胡须筋和型钢反压牛腿后浇筑0.20m混凝土找平层。
  关键词:单壁钢套箱、水下混凝土、混凝土封底、胡须筋、施工
  Abstract: this paper is mainly introduce Indonesia horse Ursula sea-crossing bridge pile caps is main piers steel set of box structure form, tester sets box adopts single wall hanging box steel form, by bottom, side plate, interior support, suspension system, guide system structure. Set of box bottom and sides all use backcourt block processing, field assembly welding the bottom, side panel block between the bolt meet, casting back cover when the side plates concrete hole, ensure that set of box inside and outside the same water level. Sets the back cover concrete pile box total thickness 1.0 m concrete bottom sealing, two layer casting, the first underwater concrete bottom sealing layer thickness of 0.80 m, and the second on a box after pumping without water under the environment of dry and welding steel and steel beard back pressure after the casting concrete screed-coat 0.20 m.
  Keywords: single wall of steel box, the underwater concrete bottom sealing and reinforced concrete, beard, construction
  
  
  中图分类号:TU74 文献标识码:A文章编号:
  1. 工程概况
  苏拉马都跨海大桥是印度尼西亚联接泗水—马都拉岛的一座特大型桥梁,主桥为双塔双索面叠合梁飘浮体系斜拉桥,全长818m,主跨434m。主桥基础工程位于马都拉(MADURA)海峡,水深约21m,属于浅海区,P46、P47主墩分别设计有56根直径φ2.4m,桩长分别为97m、104m的钻孔灌注桩,钢护筒外径2.68m,内径φ2.64m,壁厚20mm,入土深度分别为10m、15m。主墩承台采用八边形构造,平面尺寸为5720cm×3400cm,承台底标高-0.99m,高6.0m。承台采用单壁钢套箱施工工艺,一座主墩承台混凝土方量10632m³,分三次浇筑。封底混凝土厚1.00m,方量为1451 m³。主塔基础一般构造图见图1。
   图1 主塔基础一般构造图
  2. 设计条件
  2.1设计水位
  设计水位:+1.30m,设计低水位:-0.99m。
  经过我们的实际观测(部分时段),桥位处的潮水位标高与潮汐表提供数据不符合,实测的潮汐标高数据如下:
  实测最高潮水位:+1.30 m;
  实测最低潮水位:-1.60 m;
  考虑在最高潮水位浪高0.50m,则最高潮水位按+1.80m控制计算,最低潮水位按-1.60m控制计算。
  2.2水流流速
  设计高水位时:潮流V=1.68m/s
  2.3波浪
  20年一遇风暴水位的NE:H5%=1.2m,波浪波长L=18.2m,周期T=3.4s。
  2.4海床标高及水深
  海床标高:P46 号墩-19.0m,P47号墩-16.68m;水深P46号墩d=20.3m,P47号墩的=17.98m(静水面)。
  2.5结构设计条件
  钢套箱底标高:-1.99m,顶标高+5.310m,钢套箱平面内净尺寸:57.2×34m。
  3. 钢套箱结构形式
  承台套箱采用单壁钢吊箱形式,由底板、侧板、内支撑、悬吊系统、导向系统构成。套箱底板和侧板均采用后场分块加工,现场拼装焊接底板,侧板分块之间采用栓接,浇筑封底混凝土时在侧板开孔,保证套箱内外水位相同。套箱结构如图2所示。
   图2 钢套箱总体布置图
  4. 钢套箱水下封底方案设计
  4.1方案水下砼封底方案总体设想
  在一般的大型和特大型桥梁水中承台施工方案中,需要采用套箱形成无水干环境后再进行承台的钢筋混凝土施工,这样就需要对套箱进行水下封底混凝土施工进行封底止水,由于受水下封底混凝土在水下施工条件影响,一般采取的封底厚度为2.50m。
  根据苏拉马都大桥桥位处潮汐水文情况,经过详细调查和方案设计论证,本方案设计钢套箱封底采用水下浇筑封底混凝土封底止水,封底混凝土总厚度1.0 m,分两层浇注,第一层浇注0.80 m厚水下封底混凝土,第一层水下封底混凝土达到设计强度后套箱内排水,在钢护筒周围焊接胡须钢筋,干环境浇注第二层20cm混凝土封底并找平,并严格控制标高整平,同时起到调平层作用。切除底板桁架主肋的上弦杆工28a型钢,完成套箱封底工作。
  4.3承台封底基本数据:
  承台底标高:-0.99 m ;
  承台封底混凝土总厚度1.00m,则封底混凝土底标高为-1.99m;
  承台底总面积:S1=1771.52m2;
  56根φ2.70m钢护筒面积:S2=320.63 m2;
  承台封底混凝土净面积:S3=S1-S2=1450.89 m2;
  單根φ2.70m钢护筒外周长:C1=8.482m;
  钢套箱系统自重G1=6000KN。
  根据相关资料,钢管桩与水下封底混凝土的粘结力为n=120KN/ m2;
  钢骨混凝土容重为25KN/m3,海水容重为10.25KN/m3 ;
  4.4工况受力分析求解最佳封底混凝土厚度:
  设第一次封底混凝土厚度为H,总封底厚度为:H+0.20m,56根钢护筒平均受力。
  1)第一次水下封底混凝土厚度为H时,56根φ2.70m钢护筒与混凝土粘结力能够提供最大摩擦力为:
  F1=C1×H×n×56=8.482×H×120×56=56999.04H
  2)在最高潮水位+1.30 m,考虑在最高潮水位浪高0.50m,则最高潮水位按+1.80m控制计算时,套箱在第一次H厚度水下混凝土封底完成套箱内排水后,56根φ2.70m钢护筒受向上力:(不考虑悬吊系统和反压系统受力)
  F2={[(1.80-(-1.99)]×10.25-25×H}×1450.89-6000
  =50363.45-36272.25H
  抗水浮力安全系数为:f1=F1/F2 = ;
  应满足F1>F2,即H>0.54m
  从函数关系可以发现,在最高潮水位工况时的安全系数f1与封底混凝土厚度H成正比关系,即随着封底混凝土厚度H的增大而增大。
  3)在最低潮水位:-1.60 m时,56根φ2.70m钢护筒受向下力:
  (当H>0.41m,封底混凝土底面标高在最低潮水位之下)
  F3=[25×H-(0.99+H+0.2-1.60)×10.25]×1450.89+6000
  =21400.63H+12097.365
  抗砼自重安全系数为:f2=F1/F3 = ;
  应满足F1>F3,即H>0.34m
  从函数关系可以发现,在最低潮水位工况时的安全系数f2与封底混凝土厚度H成正比关系,即随着封底混凝土厚度H的增大而增大。
  4)求解最经济封底厚度H:
  根据两种极限工况的安全系数的函数关系,当f1=f2 >1.0时,即可求得最佳混凝土封底厚度,即:f1=f2
   =
  求得最经济封底混凝土厚度H=0.667m,
  安全系数:f1=f2=1.45
  4.5受力验算
  根据计算和工程实际情况,考虑各种不确定因素,选取第一层封底混凝土厚度为0.80m,第二层封底混凝土厚度0.20m。总封底厚度为:1.00m进行受力验算。
  (一)浇注第一层0.80m厚度封底混凝土后:
  1)56根钢护筒提供最大摩擦力:F1=45599.232KN
  2)在最高潮水位+1.30 m,考虑在最高潮水位浪高0.50m,则最高潮水位按+1.80m控制计算时:
  56根φ2.70m钢护筒受向上力:F2=24345.65KN
  0.8m封底混凝土受向上力时,安全系数f1=2.14;
  3)在最低潮水位:-1.60 m时,(未考虑钢骨受力,仅考虑摩擦力)
  56根φ2.70m钢护筒受向下力:F3=29217.87KN
  0.8m封底混凝土受向下力安全系数f2=1.57。
  其他工况计算均满足设计受力要求,不再详述。
  4.6工况计算
  1)工况一:第一层80cm封底混凝土浇筑结束并达到设计强度,承台钢套箱内排水后,80cm封底混凝土底板的强度、刚度、整体稳定性及封底混凝土与钢护筒间的粘结强度计算。
  2)工况二:第一层80cm封底混凝土浇筑结束并达到设计强度,承台钢套箱内排水后,浇筑第二层20cm封底混凝土时,80cm封底混凝土底板的强度、刚度、整体稳定性及封底混凝土与钢护筒间的粘结强度计算。
  3)工况三:第二层20cm封底混凝土干环境浇筑封后达到设计强度,浇筑承台混凝土时,封底混凝土的强度及刚度、粘结强度计算。
  控制计算工况为工况一a,工况二b,工况三b。
  表1 计算工况组合
  工况 结构自重 承台砼自重 封底砼自重 振捣力 波流力 静水压力 波浪托浮力 水浮力 风载
  工况一 a高潮 √ √ √ √ √ √ √
   b低潮 √ √ √
  工况二 a高潮 √ √ √ √ √ √ √ √
   b低潮 √ √ √ √
  工况三 a高潮 √ √ √ √ √ √ √ √ √
   b低潮 √ √ √ √ √
  
  5. 封底混凝土施工
  1)套箱分仓设置:承台封底混凝土一次浇注完毕需混凝土1163m3,为减少每次连续浇注混凝土数量,保证封底混凝土质量,整个承台套箱封底混凝土分4个仓浇注,每个分仓面积443㎡,净面积363㎡,封底混凝土方量为291 m3。套箱分仓隔板采用收口网,在套箱拼装完成后下放前设置。
  2)套箱下放到位后,采用导管法灌注水下封底砼,一次连续浇注封底混凝土一个仓。每个仓布设14根导管,为了确保首批砼能将初始浇注的导管埋深0.6m以上,通过计算首批砼数量不应小于8.0m3,储存首批砼的料斗选用不小于9.0m3的储料斗。待混凝土扩散到埋在相邻导管后,将相邻导管内的水排掉,放入混凝土泵管浇注混凝土,这样逐根浇注,向前推进,直至完成一个仓的封底混凝土浇注。
  3)一次浇注一个分仓内封底砼方量为291 m3左右,采用拌和平台上两台90 m3/h的搅拌站集中搅拌供料,配备两套80 m3/h混凝土泵车输送混凝土进行封底砼灌注。
  4)封底砼方量大,砼配合比采用掺加缓凝剂,延长缓凝时间,以保证所有封底砼在初凝前浇注完成。
  5)布设14根封底导管并将导管编号,导管悬空为10~15cm。在相邻的平台上布设安装首批料储料斗、砼输送泵及泵管等,一切准备工作就绪后,即可进行首批封底砼的浇筑。为了使每批砼浇筑后,水下砼面形成一定的坡率,埋住导管底口,保证砼质量,首批砼采用较小的坍落度(15~17cm)。
  6)封底砼浇筑的顺序为:由靠平台一侧的导管开始,向另一侧推进。砼灌注过程中导管不随砼面升高而提升,以保证导管最小埋置深度控制在不小于0.60~0.80m。在砼灌注过程中,由潜水工专门负责测量砼浇注高度和扩展情况,并赶平混凝土顶面。
  7)封底砼检查:封底砼浇筑完毕,砼强度达到设计强度后,进行抽水检查封底砼的质量。检查密封性、砼表面质量、平整度等。如有严重渗漏现象,采取钻孔压浆等办法进行堵漏补强;凿除表面松散的砂浆及砼。
  苏拉马都跨海大桥封底混凝土施工完成抽水后,经检查,未发现明显渗漏现象,混凝土表面平整,封底质量比较高。
  6.套箱封底砼上部20cm现浇层施工要点
  1)套箱内抽水后,首先应检查渗漏水情况,用快速堵漏剂封堵。
  2)在钢护筒周围加焊型钢牛腿和胡须筋:详见图4型钢牛腿布置图和图5胡须筋布置图。
  
  
  图4型钢牛腿布置图
  牛腿与套箱底板桁架竖杆、钢护筒接触边,只要能焊的尽量焊接,焊缝高度≥6mm。
   图5胡须筋布置图
  在互筒顺桥中心线两侧焊接,钢筋直径φ20~φ30。一个钢护筒周围再加焊4根胡须筋。在套箱排水后,将原封水板的竖向钢筋在标高-0.99m以上的部分割除,然后与钢护筒焊连,若间隙过大,加焊填板。
  3)为保证现浇20cm混凝土与钢护筒有良好的粘结,浇注混凝土前应将钢护筒表面清刷干净。
  4)浇混凝土前,将套箱底板桁架高于-0.99m以上部分切除,吊桿、反压牛腿卸掉,桁架与套箱侧板焊接处切掉后,应将侧板打磨平整,切割时注意不能烧穿侧板面板。
  5)砼浇注前应将套箱内封底混凝土顶面明水排净,如过表面过湿,应撒一些干水泥,加强施工面的连接强度,混凝土应注意震捣密实,表面高程控制偏差±20mm。
  6)现浇层顶部高程-0.99m,厚度0.20m。水下封底砼顶面高程应为:-1.19m,如果已经浇注的水下封底混凝土超过设计高度并且妨碍钢护筒周围预埋胡须筋和型钢牛腿焊接时,应将高出的部分混凝土凿除。
  7.结束语:
  苏拉马都跨海大桥主墩承台钢套箱封底采用1.00m厚度水下封底混凝土方案,相比一般采取2.5m厚度水下封底混凝土方案,一个主墩可以节约1.5m高度的钢套箱和混凝土材料及施工费用,多回收1.5m高度的钢套箱内部支撑系统材料60吨,同时一个承台基础减轻桥梁自重5440吨,有利于桥梁基础的承载和抗震。
  注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
其他文献
摘要:土建工程造价管理和控制不仅可防止投资突破限额,更积极的意义是促进建设、设计、施工单位加强对人力、物力及财力等有限资源得到充分的利用,取得最佳的经济效益和社会效益。   关键词:土建工程;管理对策;控制措施   Abstract: the civil engineering cost management and control can not only prevent investment
期刊
摘要:在对智能化弱电工程实施过程中的几个重点进行详细论述的基础上,对智能化弱电工程的质量控制提出了若干策略,以期给提高智能化弱电工程的施工质量起到一定的促進作用。  关键词:智能化;弱电工程;施工  Abstract: in the weak electric engineering of intelligent in the implementation of several key in de
期刊
摘要:阐述了基于CORS的移动水位测量和遥报系统的可行性,对研究中遇到的问题和关键技术进行了总结。    关键词:水位测量,参考站,可行性,研究  Abstract: this paper based on the movement of the water level measurement and CORS away for the feasibility of the system, to
期刊
摘要:工程量清单(Bill Of Quantity BOQ)是在19世纪30年代产生的,西方国家把计算工程量、提供工程量清单专业化为业主估价师的职责,所有的投标都要以业主提供的工程量清单为基础,从而使得最后的投标结果具有可比性。 工程量清单报价是建设工程招投标工作中,由招标人按国家统一的工程量计算规则提供工程数量,由投标人自主报价,并按照经评审低价中标的工程造价计价模式。下面就工程量清单这个问题谈
期刊
摘要:随着我国社会和经济的不断发展,这些年来,我国的建筑工程规模在不断地加大。建筑工程是我国建筑行业的重要组成部分,而混凝土质量的好坏会直接关系到建筑工程的质量高低,直接影响到我国建筑行业的发展。混凝土是一种可以流动浇注、凝固成形的材料,而且成型后的混凝土结构具有很大的强度和耐性。长期以来,建筑工程混凝土施工问题一直以来都受到了建筑工程设计师和工程施工单位的高度关注。本文通过对建筑工程混凝土施工问
期刊
摘要:本文在地铁工程结构体系分析的基础上,阐明了地铁工程混凝土早期裂缝对其危害和地铁工程混凝土早期裂缝出现的原因。提出了地铁工程混凝土抗裂性能评价方法及早期裂缝控制措施。  关键词:地铁;混凝土;裂缝;抗裂性能;控制措施  Abstract: this paper in the subway engineering structure based on the analysis of the sy
期刊
摘要:要控制大体积混凝土裂缝需要从材料选择上技术措施等有关环节做好充分的准备工作,才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工这个问题的存在会影响建筑物合理的设计使用寿命,因而从多方面对大体积混凝土裂缝进行分析控制和研究补救措施是非常必要的  关键词:大体积混凝土;温度应力;测温;保养;注浆  Abstract: to control of mass concrete crack need from ma
期刊
摘要:我国农村建设工程一直处在比较落后的阶段,如何加大力度发展新农村园林建设工作,并在建设过程中收获经济效益和生态效益,是相关部门值得深思的课题。本文针对新时期新农村的园林建设工程如何展开,并实现生态效益的具体措施,进行以下论述,望供规划人员参考借鉴。  关键词:新农村;园林建设;生态效益  Abstract: China's rural construction project are alwa
期刊
摘要:随着社会经济的不断发展,我国的公路事业也在不断的进步与完善,公路桥梁的建设规模也在不断的扩大,而由于预应力混凝土具有结构性能好、强度高、耐久性好等优点,因此,预应力混凝土在公路桥梁的建设中也得到了广泛的应用。但是,在预应力混凝土的施工过程中常常会遇到一些问题。本文将对预应力混凝土的结构特点及其在施工中常见问题进行分析,并提出相应的处理措施。  关键词:公路桥梁;预应力混凝土;施工;问题;处理
期刊
提要:针对高速公路收费站柴油发电机房的冷却方式进行探讨,提出在设计中合理的应用方案,并对设计注意事项进行总结。  关键词:高速公路;柴油发电机;风冷系统;通风组织  Abstract: in view of the highway toll diesel generator rooms cooling mode are discussed, and puts forward the reasona
期刊