探析橋梁水下承臺(tái)施工中鋼圍堰的應(yīng)用

蘇紹林

江西有色建設(shè)集團(tuán)有限公司

摘要：伴隨我國(guó)橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，橋梁施工的質(zhì)量越來越受到大家的關(guān)注。在橋梁施工中水下承臺(tái)的建設(shè)是工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。由于水下承臺(tái)長(zhǎng)期在水位下，并且承受整個(gè)橋梁的重量，在水的侵蝕下如何提高水下承臺(tái)的質(zhì)量成為橋梁施工質(zhì)量需要關(guān)注的主要方面。

關(guān)鍵詞：鋼圍堰；橋梁施工；水下承臺(tái)

當(dāng)下，我國(guó)的橋梁工程中主要采用鋼圍堰的施工方法來提高水下承臺(tái)的質(zhì)量。筆者根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)及工程實(shí)例來說明本文簡(jiǎn)要分析了橋梁水下承臺(tái)施工中鋼圍堰的應(yīng)用及施工過程中的注意事項(xiàng)。

一、橋梁水下承臺(tái)施工中鋼圍堰的作用

橋梁水下承臺(tái)的質(zhì)量直接影響整個(gè)橋梁的質(zhì)量，在橋梁施工過程中要正確地運(yùn)用鋼圍堰的安裝和使用的方法，以此提高鋼圍堰的使用。避免由于橋梁水下承臺(tái)長(zhǎng)期在水位下，極易受到腐蝕，從而導(dǎo)致整個(gè)橋梁的質(zhì)量受到影響。

二、鋼圍堰的安裝

1、第一節(jié)鋼圍堰拼接

（1）將加工好的底層鋼圍堰按順序運(yùn)輸?shù)綐蚨瘴恢茫?0t履帶吊，手拉葫蘆等配合調(diào)整垂直度后下放至安裝平臺(tái)上，并用型鋼或鋼板將該塊鋼圍堰固定在平臺(tái)上，注意對(duì)鋼圍堰刃腳部位進(jìn)行限位和支撐。按照從下游向上游順序安裝，并及時(shí)將相鄰分塊間臨時(shí)焊接固定好。

（2）第一節(jié)鋼圍堰全部分塊拼完合龍，重新調(diào)整位置符合設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行焊接，即焊接相鄰分塊豎向拼接縫（掛梯焊接或用單人吊籃），焊縫的厚度要求必須滿足設(shè)計(jì)圖紙的要求。

（3）第一節(jié)鋼圍堰整體焊接完成，且檢查驗(yàn)收合格之后，即可開始整體下沉，四個(gè)吊點(diǎn)同步起吊，將鋼圍堰稍微吊離安裝平臺(tái)，然后割除安裝平臺(tái)，四個(gè)吊點(diǎn)同步緩慢下放。

（4）第一節(jié)鋼圍堰整體著床且保證各點(diǎn)受力均勻，鋼圍堰頂端高出水面一定距離時(shí)（約1m）即可停止下沉，各吊點(diǎn)不松鉤，保持在受力與不受力的臨界狀態(tài)。

2、第二節(jié)鋼圍堰拼接

（1）按照與第一節(jié)同樣的順序分塊拼接第二節(jié)鋼圍堰，分塊安裝時(shí)，先臨時(shí)焊接固定，調(diào)整垂直度，復(fù)測(cè)平面位置。第二節(jié)鋼圍堰全部安裝完成，再進(jìn)行焊接。

（2）待全部鋼圍堰焊接完成且檢查合格后，繼續(xù)下沉，若因?yàn)楦×^大，下沉困難時(shí)，采用邊下沉邊往倉(cāng)內(nèi)對(duì)稱澆筑刃腳混凝土和壓倉(cāng)混凝土的辦法助沉。采用空壓機(jī)吸泥助沉使鋼圍堰繼續(xù)均勻下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高。

三、橋梁水下承臺(tái)施工中鋼圍堰的應(yīng)用

按照施工要求，在作者親身參與的某大橋的設(shè)計(jì)施工中，為了保證橋梁承臺(tái)在水下施工的質(zhì)量，在承臺(tái)位于正常水位時(shí)，采用鋼圍堰對(duì)橋梁水下承臺(tái)進(jìn)行施工。

（1）對(duì)鋼圍堰進(jìn)行計(jì)算與設(shè)計(jì)。由于鋼圍堰的尺寸需要和橋梁水下承臺(tái)的設(shè)計(jì)尺寸相配套，因此，當(dāng)對(duì)鋼圍堰的尺寸進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要注意結(jié)合該大橋的設(shè)計(jì)，對(duì)鋼圍堰進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算。首先，對(duì)于安和大橋地步封底混凝土層的計(jì)算，橋梁承載設(shè)計(jì)中安和大橋的地縫混凝土層為450cm，水下承臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)為高強(qiáng)度的鋼筋混凝土，此部分高度為650cm，水下承臺(tái)鋼架及承重部位的設(shè)計(jì)350cm。按照橋梁水下承臺(tái)的設(shè)計(jì)參數(shù)，鋼圍堰可以分為兩部分進(jìn)行建構(gòu)。第一節(jié)鋼圍堰的總長(zhǎng)應(yīng)為700cm，這部分包括封底混凝土層及水下承臺(tái)主體的一部分。第二節(jié)鋼圍堰應(yīng)為850cm，這部分包括了水下承臺(tái)主體的一部分以及水下承臺(tái)的鋼架及承重。按照設(shè)計(jì)施工的要求，安和大橋水下承臺(tái)鋼圍堰的尺寸應(yīng)長(zhǎng)于該承臺(tái)的總體高度，在其上其下都留有余地，以方便鋼圍堰的固定，便于定型。在鋼圍堰的第二節(jié)，按照設(shè)計(jì)上層應(yīng)具有防浪板的作用，下層可加厚固定。在鋼圍堰的上部分應(yīng)包括防浪板總廠5m 使用6mm 厚的鋼板來施工，通過鋼環(huán)、環(huán)版、斜桿等進(jìn)行加固。在鋼圍堰的下部分總長(zhǎng)度為4m，采用加厚的8mm 鋼板進(jìn)行加工。

（2）由于水下承臺(tái)需要比較高的施工強(qiáng)度并具有較強(qiáng)的抗張力，在水下承臺(tái)鋼圍堰的施工過程中需要采取空間箱體的結(jié)構(gòu)來降低施工的難度并增加鋼圍堰的物理強(qiáng)度以不斷滿足水下承臺(tái)的施工要求。水下承臺(tái)空間箱體結(jié)構(gòu)為雙層鋼板支持結(jié)構(gòu)，在空間箱體內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)桁架進(jìn)行固定。以南京安和大橋的設(shè)計(jì)為例，該鋼圍堰的空箱結(jié)構(gòu)以單層鋼圍堰箱體為主，其外壁高度為15. 5m × 12. 7m，設(shè)置的鋼圍堰箱體的雙層鋼板厚度為1m。另外鋼圍堰底部要深入土層5m，鋼圍堰頂部的防浪結(jié)構(gòu)高層水下承臺(tái)的主題部分應(yīng)為9m。

四、圍堰內(nèi)的填料施工

圍堰就位結(jié)束后，要在其內(nèi)填入一定高度的土料和濾層，填入的土料一般以粉質(zhì)黏土為宜，它相對(duì)于黏土較易破碎，倒入水中后不會(huì)產(chǎn)生過多空隙，有條件的還可以對(duì)土略加夯實(shí)，這樣對(duì)防滲是極為有利的，在土料填完平整后，在其上加30cm厚的黃砂，最后填入30cm厚的碎石。土料填筑頂面的高程根據(jù)承臺(tái)底立模的高度確定。在填料過程中，若圍堰內(nèi)水位上升太高，應(yīng)及時(shí)排除，以減小水位差，避免引起反穿孔，在整個(gè)濾層填完后，才可降低堰內(nèi)水位，否則也有可能引起穿孔。在承臺(tái)的施工過程中，仍要配置水泵進(jìn)行滲水排除，水泵的選擇根據(jù)滲流量來決定。本工程選用的是4 英寸混流泵兩臺(tái)。

五、鋼圍堰施工注意事項(xiàng)

1、鋼圍堰在拼裝的過程中要主要的事項(xiàng)主要包括七個(gè)方面：圍堰拼裝合攏后，全面調(diào)整其垂直、水平度等，務(wù)使接頭對(duì)準(zhǔn)，所有誤差均在允許的范圍內(nèi)，經(jīng)過檢查后才能進(jìn)行電焊；起吊圍堰時(shí)，應(yīng)按指定位置起吊，不能有任何改動(dòng)，避免扭曲變形，起吊時(shí)不可以碰撞，拼裝時(shí)如有鋼板或型鋼礙事，不利拼裝，不能隨意燒割，應(yīng)及時(shí)反映請(qǐng)示后再行處理；拼裝時(shí)如發(fā)現(xiàn)接頭不對(duì)，不準(zhǔn)硬拉硬頂；調(diào)整鋼圍堰放置千斤頂或倒鏈滑車位置，應(yīng)經(jīng)值班技術(shù)人員檢查同意后方可進(jìn)行；定位焊和全面焊的立焊縫應(yīng)全部由下向上進(jìn)行，電焊先后順序應(yīng)是：先內(nèi)壁、后外壁對(duì)稱進(jìn)行。

2、鋼圍堰下沉過程中的注意事項(xiàng)包括如下三個(gè)方面：

圍堰內(nèi)井孔面積較大，圍堰下沉中出量大，補(bǔ)水量大，必須配備足夠的潛污泵、高壓水泵和補(bǔ)水泵等機(jī)具設(shè)備，以縮短圍堰下沉的周期。

吸泥設(shè)備必須預(yù)先組拼，調(diào)直、試壓，做好拼接標(biāo)高，使用時(shí)按標(biāo)高拼接，并明確清晰地標(biāo)出長(zhǎng)度尺寸，以便在吸泥時(shí)掌握吸泥機(jī)的標(biāo)高。

吸泥設(shè)備吸泥時(shí)要經(jīng)常移動(dòng)，做到均勻除土，均勻下沉，以免出現(xiàn)突然大量下沉現(xiàn)象，引起大量翻砂，造成事故。其中圍堰出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象的判別方法：吸泥設(shè)備工作情況良好，但圍堰內(nèi)水面不下降（無補(bǔ)水），甚至升高。辨別吸出土壤的性質(zhì)。圍堰內(nèi)泥面高度上升。

六、鋼圍堰的拆除

承臺(tái)澆筑后，根據(jù)氣溫使承臺(tái)承載力達(dá)到承載自重，即可拆卸，拆卸時(shí)為減小摩擦力，先用高壓泵將圍堰內(nèi)外側(cè)土沖動(dòng)，再用吊裝工具將圍堰吊起，移出現(xiàn)場(chǎng)即可。

七、結(jié)論

隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，橋梁施工的質(zhì)量越來越受到大家的關(guān)注。由于水下承臺(tái)長(zhǎng)期在水位下以下，并承受整個(gè)橋梁的重量，需要采用鋼圍堰這種施工方法來避免在水的侵蝕對(duì)水下承臺(tái)施工質(zhì)量的影響。

因?yàn)樗鲁信_(tái)需要比較高的施工強(qiáng)度，并具有較強(qiáng)的抗張力。所以在水下承臺(tái)鋼圍堰的施工過程中需要采取空間箱體的結(jié)構(gòu)來降低施工的難度并增加鋼圍堰的物理強(qiáng)度，以不斷滿足水下承臺(tái)的施工要求。在鋼圍堰的施工過程中，需要注意結(jié)施工項(xiàng)目水下承臺(tái)尺寸的設(shè)計(jì)，對(duì)鋼圍堰進(jìn)行仔細(xì)計(jì)算。在水下承臺(tái)鋼圍堰的施工過程中需要采取空間箱體的結(jié)構(gòu)來降低施工的難度并增加鋼圍堰的物理強(qiáng)度，以不斷滿足水下承臺(tái)的施工要求。在完成鋼圍堰的設(shè)計(jì)尺寸之后，可以對(duì)鋼圍堰進(jìn)行安裝。在鋼圍堰的拼裝過程中要注意一定要在檢驗(yàn)合格之后才能進(jìn)行焊接處理。同時(shí)注意調(diào)整鋼圍堰的垂直度及水平度，將誤差控制

在允許的范圍內(nèi)。同時(shí)，在施工過程中還要準(zhǔn)備好潛污泵、高壓水泵和吸泥設(shè)備等，來縮短圍堰的下沉?xí)r間、避免在施工過程中出現(xiàn)大量下沉、翻砂的狀況，避免事故的發(fā)生。

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