南京至安庆城际铁路安庆长江大桥3#墩钢围堰下水

发布时间：2022-10-05 10:09 热度：

南京至安庆城际铁路安庆长江大桥
3#墩钢围堰下水方案浅析
张 硕
摘 要:桥梁钢围堰下水技术方案已为我们工程技术人员掌握的成熟技术，但每个工程都有其唯一性，根据现场不同的情况制订不同的施工方案，尤其在钢围堰下水方案尤为重要。本文针对南京至安庆城际铁路安庆长江大桥3#墩为例，详细介绍此类问题的施工要点。
关键词：桥梁 围堰 下水方案

安庆长江铁路大桥是南京至安庆城际铁路和阜阳至景德镇铁路的重要组成部分，位于安庆前江口汇合口处下游官山咀附近，距上游已建成通车的安庆长江公路大桥约21km；线路在池州侧晏塘镇靠近长江的刘村附近右拐过江，过江后从安庆的长风镇穿过，全长2996.8m，其中主桥采用跨度为101.5+188.5+580+217.5+159.5+116m的钢桁梁斜拉桥；非通航孔正桥采用6孔跨径64m预应力混凝土简支箱梁；
钢围堰底节外形尺寸为外径56m、内径52m的圆环形结构，高度为20.08m，内带底隔仓、底隔仓桁架、底托架和6个护筒，自重约2537t。套箱围堰壁厚2m，底主隔舱高8.438m，底主隔舱在长度方向为2道连续舱壁，宽度方向有2道底隔舱桁架将两主底隔舱连接，高度为4.4m。底隔舱主要作用为在下水浮运过程中增加浮力、浇筑封底混凝土分块和起到增加底板纵向钢度作用。

1 下水方案概述
本项目套箱围堰制作场地及附近场地地处滩涂，地基条件较差，无现成的下水滑道，3#墩钢围堰拟采用断缆下放气囊法下水，即在有坡度的滑道上采用气囊支承托起钢围堰、依靠钢套箱围堰自重分力下滑的方法使钢套箱围堰滚动前移前行，至水边松掉后控制拉缆加速下滑入水，整体自浮，最后用拖轮及锚碇控制钢套箱围堰。钢围堰下水后松掉底托架吊绳，底托架自动脱落，浮吊回收。

2 主要工艺流程
施工准备→地锚埋设、套箱底节拼装（近江侧边坡换填与平整）→套箱下水气囊布置、充气（近江侧边坡调整）→拆除套箱拼装支撑点（近江侧边坡气囊布置）→气囊位置、数量调整→放松锚绳、套箱起滑→后拉缆控制下套箱前行→套箱移至水边、断锚绳、放滑入水→钢套箱整体入水、自浮→拖轮绑定钢围堰→放围堰下托板、水上浮吊打捞托板→场地清理

3 气囊平面布置
本项目拟采用Φ1800x8000的气囊共36只，套箱围堰拼装完后，在套箱围堰下的支承点间布置气囊，在底隔舱底板下按每2.5m间距布置一个气囊，对于与临时支点位置冲突的气囊，待临时支点拆除后布置，套箱围堰下两侧气囊对称布置。
气囊在充气前，必须先布置好地锚及卷扬机等装置，将套箱围堰锚固牢靠，使其在被顶起后不向前滚动。气囊充气的顺序应尽量对称、分散，相邻的气囊分成两批次充气，当套箱围堰下的气囊充气至套箱围堰被抬起至0.8m高左右后，此时，套箱围堰脱离支承点约20cm，拆除钢垫板下的钢凳支承。一个套箱围堰下共有200个钢凳。支承点需清理干净，并作地面平整，以不影响后序的气囊滚动。

4 辅助设施布置
4.1钢凳及托板
钢凳为围堰制造临时性结构，由型钢焊接而成的框架形结构，底面贴一钢板。作用在于支撑钢套箱围堰以布置气囊和增加与地面的接触面积，保证地面在承压时不会因为地面的承载力太低而导致地面下沉；钢套箱围堰托板采用20mm厚钢板，托板在钢套箱围堰下滑过程中的作用是保证气囊工作平整及传力。为保证其工作性能须作如下处理：
钢管包边：在气囊进出托板时，为不伤及气囊，不影响钢套箱围堰下滑，需将外露边用建筑钢管包边并点焊牢靠.
4.2地牛及后拉缆
为控制钢套箱围堰在气囊起顶后下滑运动，以及在滑道下滑的速度和大致方向，须设置后拉缆，后面控制拉缆下滑速度的拉缆设计拉力为2×110t，大于钢套箱围堰自重的最大下滑分力。当钢套箱围堰入水后，钢套箱围堰下的20mm托板和托架需由地锚卷扬机拉起回收。
后拉缆控制采用地锚，地锚布置于钢套箱围堰后侧，距钢套箱围堰后端30m。地锚为埋置式钢筋混凝土锚，共设2个，每个地锚设计水平拉力为110t，拉缆通过110t滑车组(15t卷扬机、四门走八滑车组)与地锚相连。
4.3下水牵引系统
下水工程将采用一组滑轮系统将围堰本体通过岸基牛与牵引绞车连接，依靠牵引绞车的有效牵引，使围堰本体平稳移位至下水滑道的末端，完成围堰本体入水前的相关工作。本次下水的牵引钢索应充分考虑围堰本体的下滑力，滑轮系统的构造等要求，其钢索受力条件应满足稳定拉力不小于钢围堰本体的下滑力的要求以及气囊滚动摩擦对其的影响。
4.4牵引绞车的设置
本次围堰的下水工程拟采用两台牵引绞车，其通过岸基牛与滑轮系统等相关牵引系统与围堰本体牢固可靠连接，以保障围堰本体的平稳安全移位。
4.5快速脱钩器的设置
围堰的下水工程拟采用快速脱钩器与围堰本体采用耳板及系榄索连接。下水时启动快速脱钩器机构，紧急脱缆，钢围堰本体依靠自身重力冲击入水，以完成下水工程。其构造应满足钢围堰本体的下滑力与快速脱缆的相关要求。

5 下水关键技术
5.1钢套箱围堰下水
钢围堰制作拼装完成后，报检经有关部门检查合格并签证后，对围堰滑移范围内的场地进行清理，保证无杂物尤其是可能戳破气囊的尖锐物，挂好地牛钢丝绳后，开始围堰下水。
5.2钢凳拆除
围堰本体制造完成后，在钢凳布放承载气囊，充气后顶起围堰，此时拆除支撑钢凳，原来低于地面的钢凳处必须用土填平，高于气囊高度的钢凳用枕木先垫在气囊下顶起后，拆除钢凳，利用其他的气囊将围堰放下。
5.3起滑
当气囊完全托起钢套箱围堰，下滑道清理完成后，慢慢放松后拉缆，必要时在前端不断补充气囊，直至前面气囊到达水边.
5.4断缆、下滑入水
钢套箱围堰控制下滑至控制边线，后拉缆断缆，让钢套箱围堰自由加速下滑，利用其惯性入水并向江中滑行一段距离，使钢套箱围堰后端水深满足自浮吃水深度要求。
5.5套箱围堰稳定性控制
钢套箱围堰整体入水后，会在惯性、风力、水流作用下继续漂浮，同时底板内进水，钢套箱围堰入水深度增大，达到稳定入水深度，为控制钢套箱围堰不至继续漂浮，待命的拖轮及时靠近并拴绑，控制钢套箱围堰使其稳定。
5.6围堰下河临时锚锭
气囊下河的所有准备工作在钢套箱围堰拼装完成之前做完，具体下河日期同时考虑当时的天气、风力及水位情况确定。按预计，清理套箱围堰下支承点约一天时间，第二天早上开始下滑浮运。考虑到钢围堰浮运与至桥址定位水域需最大限度地利用白天的实际需求，围堰在浮运当日下河应及早进行，浮运当日07：00左右，围堰下河及拖轮编绑组成吊绑结合的队形应完毕并浮运上行；如预计或预知围堰下河完毕时近中午，则提前在枞阳船厂上游附近水域设置围堰靠泊设施(囤船或驳船)供围堰下河后靠泊，待次日天明浮运。

6 结束语
本项目铁路桥梁钢围堰下水方案中钢套箱围堰自重大，结构不同于船只，气囊法下河存在许多不确定因素，钢围堰下水方案在今年来现场施工实践中虽然经常采用此类方法，但除了上述重点环节以外还应成立围堰下水应急小组，对相应环节制定应急措施的紧急预案，专人专项责任到位。希望本工程的实践经验能为广大桥梁施工技术人员提供一定的借鉴作用。

参考文献：
[1] 钢围堰代替钢板桩围堰进行深水基础施工方法.吴建松,《西部探矿工程》 2007年11期。
[2] 泸州长江大桥主墩钢围堰锚碇系统的设计与施工.崔跃华; 李小和.铁道建筑技术.2001年 04期
[3] 江安长江公路大桥主6号墩基础钢围堰施工. 刘小波等. 公路. 2004年08期