铁路桥钢围堰下水及浮运施工技术研究
某铁路特大桥为98m+182m+518m+182m+98m的双塔钢桁斜拉桥，全长1078m, 主塔墩基础采用先围堰后平台方 法施工，围堰平面为68.2m×40m的圆端型钢结构，由于钢困堰重量大，运输距离远，施工技术、安全难度大，为确保浮运安全 并结合运输线路航道及国堰自浮状态下吃水情况，由拖轮拖带国堰至桥址位置定位。采用该方案后，该桥主塔围堰得以顺利 浮运至桥址位，实施效果良好。关键词：铁路桥梁；斜拉桥；下水；钢围堰；浮运
某跨江铁路特大桥为98m+182m+518m+182m+98m的 双塔钢桁斜拉桥，全长1078m,其中4#墩为主塔墩，其基础采 用先围堰后平台方法施工，围堰为双壁钢套箱围堰，平面为 68.2m×40m 的圆端型结构，围堰壁厚2.0m, 其中主体结构包 括侧板、底隔舱、内支架三部分，底隔舱将围堰分为五个区 域。经过多方案比选论证，结合本项目施工环境和工期紧等 不利客观因素，项目组决定围堰在桥址上游约35km 的船厂 先预制拼装，然后采用气囊断缆法下水的方案，即利用气囊 托起套箱，依靠钢套箱自重水平分力作为下滑动力使钢套箱 前行，至水边加速坡道上松掉后面断缆器，使套箱加速下滑 冲入水中，整体自浮，最后通过拖轮浮运至桥址。围堰下水时，需利用两道纵向底隔舱作为滑道，考虑钢 套箱围堰隔舱断面为刃脚的结构形式，不能满足气囊法下水 要求，故设计时在围堰底隔舱布置三角临时托架，并在气囊 之间铺设t=20mm 钢板来作为衬垫。衬垫钢板及托架重 312.7t,围堰自重约2069.9t, 围堰下水时，托板、托架随围堰 主体下水，围堰顶布置应急发电机、抽水泵及预先挂设于围 堰上的拉缆、围堰边锚绳等重量约40t, 下水时围堰总重= 2069.9+136.2+176.5+40=2422.6t。当围堰下水后，实现自浮，托板、托架需与围堰主体分 离，考虑围堰渗水，围堰刃脚处50cm左右不能抽干，此处进 水重约为22t 。围堰自浮时总重=2069.9+22+40=2131.9t。2围堰下水2.1下水坡道布置利用现有船厂现有场地进行围堰拼装，场地为坡度1:10 的混凝土基础，坡道长约130m,前端15m左右亦为1:10的坡 度，为原始沉积地面，主要土质为沙土。围堰坡道起点其位置 位于从场地端部43m,终点位于离场地端部111m,1:10 的坡 道端部向江边有15m的距离，进行换填和处理，将1:10的坡 度处理为1:7的下水快冲滑道，并进行换填，保证此处的地基 在下河过程中不发生沉陷。2.2 国堰后端地锚的布置后端控制围堰下滑的地锚布置在围堰正后端头60m距离处，通过2台200t 滑车组15t 卷扬机、六门走十二滑车组) 与围堰内隔舱板上设置的四个拉耳相连。根据受力计算，地 锚需提供约220t的锚固力，地锚为混凝土结构，按尺寸6m× 6m,埋深4m尺寸布置在地面以下，顶与地面平齐。2.3钢凳、衬垫板及底隔舱下临时托架围堰下共有200个钢凳，均匀布置在隔舱底部，钢凳为 围堰拼装时临时支撑的框架形结构，由型钢焊接而成，高度 为50cm。 钢凳主要作用是支撑钢套箱围堰以布置气囊。衬垫钢板采用20mm厚钢板，布置在底隔舱临时托架底部，作用是在围堰下滑过程中的保证气囊工作平整及传力。 在气囊放入衬垫钢板前，为不伤及气囊，造成气囊漏气破损失效，不影响围堰下滑，需在钢板的外露边用建筑钢管包边并点焊牢靠。底隔舱临时托架布置在底隔舱下托板之上，起到传力作 用，它将气囊产生的托举力通过支架传递到底隔舱上，利用 底隔舱将整个围堰举起。2.4气囊布置根据围堰本体结构的特点，围堰下滑采用φ1.2m×8.5m 的气囊(其中气囊有效长度为8.5m), 单个气囊工作高度为 0.65m,对应的承载力为124.8t, 围堰下水前自重G=2422.6t, 采用气囊个数n=40, 则气囊的安全系数K为：K=124.8n/G= 124.8×40/2422.6=2.06>KO=1.2～1.4(常规情况),由以上计 算可知，选用40个气囊是安全可靠的。根据现场钢凳的布置，均匀布置气囊，先在钢凳间左右 对称设置换20个气囊。20个气囊均匀充气受力托起钢围堰，然后抽除钢凳。钢凳撤除后，再布置剩余的20个气囊。
图1气囊充气及布置及示意图
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