深水柔性頂推支墩設(shè)計(jì)與施工

王剛

摘 要：本文通過介紹柳州白沙大橋鋼箱梁頂推臨時(shí)支墩施工，重點(diǎn)闡述裸巖柔性頂推支墩的設(shè)計(jì)理念及采用可移動(dòng)浮式平臺(tái)托運(yùn)沖擊鉆機(jī)施工臨時(shí)支墩，進(jìn)行下部鉆孔灌注樁施工及上部接高的工藝。

關(guān)鍵詞：深水裸巖、浮式平臺(tái)、頂推支墩

1、引言

采用頂推法施工的橋梁在臨時(shí)支墩的設(shè)計(jì)及施工方面需要綜合考慮支墩地形和地質(zhì)情況以及橋梁自身特點(diǎn)，當(dāng)臨時(shí)支墩位于深水裸巖河床時(shí)，由于支墩柔性大，施工安全風(fēng)險(xiǎn)高，鋼管垂直度控制難度大，而鋼管底部與混凝土樁的錨固力評(píng)估國內(nèi)尚無明確判定標(biāo)準(zhǔn)，在設(shè)計(jì)施工過程中，因充分考慮臨時(shí)支墩因洪水沖擊、地質(zhì)影響及船只撞擊等意外情況而發(fā)生的安全事故，下面以柳州白沙大橋?yàn)槔f明深水裸巖柔性支墩的設(shè)計(jì)與施工。

2、工程概況

柳州市白沙大橋主橋設(shè)計(jì)為2×200m單塔雙索面斜拉橋，鋼箱梁采用頂推施工，共設(shè)置7個(gè)頂推臨時(shí)支墩，臨時(shí)支墩最大跨度為65m，支墩位于深水裸巖河床，覆蓋層厚度為0.5m～1m，臨時(shí)支墩高度約為35m，柔性大，根據(jù)工程特點(diǎn)及柳江水文特征，支墩下部錨固端施工及鋼管聯(lián)接處施工質(zhì)量為控制重點(diǎn)。

3、臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)構(gòu)造

單個(gè)臨時(shí)支墩共設(shè)計(jì)10根Φ1520×10mm鋼管樁，中間8根為承力樁，單根鋼管受到豎向承載力約為250t，因?yàn)楦采w層較淺，臨時(shí)支墩底部固定端采用鉆孔樁與鋼管樁相結(jié)合的復(fù)合式支墩，先將鋼管樁由DZ90振動(dòng)錘插打至巖面，然后由浮式平臺(tái)托運(yùn)沖擊鉆機(jī)在鋼管內(nèi)進(jìn)行沖孔，然后下放鋼筋混凝土，鋼管樁按照摩擦樁進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求混凝土錨固入巖深度不小于4m，鋼管與混凝土粘結(jié)長度不小于6m。

4、臨時(shí)支墩詳細(xì)施工方法

臨時(shí)支墩施工順序?yàn)椋焊∈狡脚_(tái)加工→頂推支墩鋼管插打定位→鋼管樁內(nèi)鉆孔樁施工→鋼管樁接高→橫向聯(lián)系安裝→頂推機(jī)構(gòu)安裝、

4.1浮式平臺(tái)施工

浮式平臺(tái)主要依靠水的浮力來承受上部荷載。為便于材料的周轉(zhuǎn)循環(huán)使用，浮式平臺(tái)主要采用 8 根φ1520×10mm 和8 根φ630×8mm 的鋼管加工而成，全橋總共加工 4 個(gè)浮式平臺(tái)。每個(gè)浮式平臺(tái)分成兩組φ1520×10mm 鋼管沿橫橋向布置，每 4 根φ1520×10mm 鋼管為一組焊接連成整體，鋼管兩端采用鋼板焊接封閉形成浮箱，φ630×8mm 鋼管作為平臺(tái)的分配梁沿順橋向搭接在φ1520×10mm 鋼管浮箱的頂面，并將上下兩層鋼管采用螺栓連接成整體形成浮式平臺(tái)。為防止浮式平臺(tái)發(fā)生移位，設(shè)置 8 個(gè)混凝土錨塊進(jìn)行固定。

4.2鉆孔樁施工

綜合考慮浮式平臺(tái)承載能力和工期要求，每個(gè)浮式平臺(tái)上配備 2 臺(tái)沖擊鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆孔直徑為 1.5m，鉆渣采用空氣吸泥機(jī)配合抓斗清除，鉆孔終孔后將鋼管樁盡可能地跟進(jìn)到巖層面。施工中需注意鋼管樁垂直度和平面位置控制。

4.3鋼管接高

鋼管接高焊接先采用對(duì)接焊，對(duì)接焊完成后采用12塊尺寸為25cm×15cm的蓋板籍角焊縫拼接，焊腳尺寸不小于6mm。

4.4頂推機(jī)構(gòu)的安裝

頂推滑道采用浮吊吊裝安裝，將樁頂橫梁、墊梁、滑道梁以及鋼支墩在地面胎架上整體焊接加工，然后整體吊裝安裝。

5、結(jié)束語

采用浮式平臺(tái)托運(yùn)沖擊鉆機(jī)、浮吊等設(shè)施施工水中頂推支墩，在柳州市白沙大橋水中頂推支墩施工中取得了良好的運(yùn)用效果，施工進(jìn)度、安全和質(zhì)量均得到了保證，同時(shí)也為類似工程施工提供了工藝保證。