某公鐵兩用長江大橋2#主塔墩鋼圍堰錨墩方案與錨碇方案的比較

肖忠寬

中鐵大橋局集團有限公司（430050）

某公鐵兩用長江大橋2#主塔墩鋼圍堰錨墩方案與錨碇方案的比較

肖忠寬

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武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋工程水中2#主塔墩，采用錨墩方案進行大型鋼圍堰定位。同常規(guī)的定位船錨碇定位方案相比，錨墩方案定位精度高，通航水域大，施工周期短，施工方法簡單，相同條件下成本低。

錨墩方案；錨碇方案；定位；比較

1 概況

武漢天興洲公鐵兩用長江大橋位于武漢長江二橋下游約9.5 km的長江南汊天興洲江段。正橋部分工程為公鐵兩用雙層橋梁，上層為公路六車道橋面，下層為時速200 km/s的客運線和貨運線等四線鐵路。正橋部分工程主橋跨為（98+196+504+196+ 98）m鋼桁梁斜拉橋。斜拉橋2#、3#主塔墩位于南汊主河道通航水域，主塔墩基礎為Φ3.4 m鉆孔樁，水中鉆孔樁施工采用鋼圍堰施工方法。因此，鋼圍堰定位方案是確定鉆孔樁設計位置的關鍵所在。

2 定位方案選擇

在長江流域修建水中設施，由于水深而且水流速度大，采用鋼圍堰施工方法時，鋼圍堰定位方式一般采取錨碇定位。武漢天興洲公鐵兩用長江大橋主橋為鋼桁梁斜拉橋,斜拉橋主跨為504 m,2#主塔墩基礎結構為32根Φ3.4 m鉆孔樁,樁長約為55 m。3#主塔墩基礎結構為40根Φ3.4 m鉆孔樁,樁長在84 m以上。2#、3#主塔墩河床標高由北向南逐漸加深。主塔墩處在通航水城主航道范圍，船舶穿梭繁忙。2#主塔墩河床下覆蓋層主要為砂類土，厚度為20～25 m，水文地質(zhì)復雜，水深在21 m左右，水位落差大。墩位處洪水期水流速度為3.5 m/s。河床斷面如圖1所示。

圖1 河床斷面

水中深水基礎采取鋼圍堰施工，鋼圍堰定位一般采用常規(guī)的定位船加導向船拋錨定位方案，以下簡稱錨碇方案。定位船及導向船主要是靠拋錨定位方式,這樣一種錨碇方案所占水域面積較大，一般對通航不利。由于2#、3#主塔墩基礎按工期和施工組織設計要求需要同時進行施工，2#、3#主塔墩處在通航繁忙的長江主河道上，兩個墩同時采用錨碇方案對船舶航行安全存在一定的隱患，對通航有一定的影響，容易造成事故的發(fā)生。

根據(jù)主塔墩所處通航情況和水文及地質(zhì)條件研究分析，若同時采用常規(guī)的錨碇方案，對河道通航有一定的影響,3#主塔墩因河床面標高低,水深較大，且覆蓋層少，宜采用定位船和導向船錨碇方案。為了確保通航安全，2#主塔墩施工采取新型的錨墩方案。

武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋鋼桁梁斜拉橋2#主塔墩基礎施工設計為：大型水上雙壁鋼吊箱圍堰施工輔助設施，采用鋼管樁斜樁以群樁形式的錨墩方案，鋼圍堰由上、下游共計四個錨墩進行定位,錨墩與鋼圍堰采取鋼絞線張拉方式進行連接，鋼絞線始終保持與河水分離，以避免被水浸濕的影響。錨墩斜樁施工采用80 t水上打樁機，每個錨墩由6根Φ100 cm的鋼樁組成群樁，群樁頂設計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形形式。2#墩錨墩方案設計如圖2所示。

圖2 2#墩錨墩方案設計

2 錨墩方案與錨碇方案的比較

錨墩方案與錨碇方案的比較，主要從方案的優(yōu)劣和成本實際投入進行分析。根據(jù)方案優(yōu)劣選擇使用錨墩方案還是錨碇方案。成本投入應從設計圖結構、工程數(shù)量和設備、市場資源狀況等方面按工程造價進行分析。設計合理、安全可靠、經(jīng)濟節(jié)省，是方案選擇的標尺。天興洲長江大橋2#主塔墩鋼圍堰輔助設施定位。按照錨墩方案和錨碇方案投入的主要設備及工程數(shù)量、市場價格及相關規(guī)定進行計算工程造價，根據(jù)兩種方案的特點進行比較，最終決定使用錨墩方案。詳見表1。

從武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋2#主塔墩的實施過程來看，錨墩方案完全達到預期設計要求，鋼圍堰定位精度高，成本低。

表1 錨墩方案與錨碇方案的比較

3 錨墩方案及適應范圍

所謂錨墩方案，就是在鋼圍堰上下游修建臨時錨墩對圍堰進行準確定位。

錨墩方案是新型的橋梁水中基礎施工方法，適應于河流水深小于25 m以內(nèi)、覆蓋層厚度較大的橋梁基礎施工。錨墩方案定位精度高，通航水域有利航行，水上設備投入少，成本相對較低。錨墩方案一般采取鋼管樁、鋼筋混凝土管樁和木樁作為基礎組成群樁形式。單樁采用水上打樁錘打入的施工方法，打入樁為斜樁形式較好，打入至設計標高并滿足設計要求后，將樁群頂部聯(lián)結成一體，并同橋梁基礎施工輔助設施鋼圍堰等進行連接，以達到定位和穩(wěn)定施工輔助設施的目的。

4 結語

采用新型的錨墩方案，開拓了在長江流域進行橋梁水上基礎施工中對大型鋼圍堰輔助設施進行精確定位的新的錨墩施工方法。從技術、安全和經(jīng)濟方面比較，錨墩方案同常規(guī)的定位船錨碇方案相比，定位精度高，通航水域大，施工周期短，施工方法簡單，航道安全可靠，相同條件下成本低。

[1]秦順全.武漢天興洲長江大橋主塔基礎選型及施工技術《第十七屆全國橋梁學術會議論文集》中國土木工程學會橋梁及結構工程分會編.

[2]鐵路基本建設工程設計概算編制辦法（鐵建管（1998）115號）鐵道部編.

[3]鐵道部大橋工程局編《武漢長江二橋技術總結》科學出版社[M].1998.