改进锚碇系统在吉水赣江大桥水中墩2#套箱定位施工中的应用

改进锚碇系统在吉水赣江大桥水中墩2#套箱定位施工中的应

用

内容提要：吉水赣江大桥水中墩2#套箱原锚定系统在洪水的冲击下，水泥锚走锚，造成套箱移位，对现场水流和光滑岩层的地质进行安全、技术分析，采用砸孔、灌注混凝土、栽桩的

施工方法，增添锚碇桩，对原有的锚碇系统进行改进，通过受力分析计算，改进后的锚碇系

统和套箱能抗击较大洪水的影响，使2#套箱不会发生走锚和移位现象，切实保证套箱施工安全。

关键词：洪水锚碇系统工况受力质量控制

一、工程简介

吉水赣江大桥位于江西省吉水境内，为跨越赣江而设。桥址中心点位于DK186+495.625，全

长1521.3米。赣江大桥主跨为75+3×125+75的连续梁，其中1#、2#、3#、4#墩为水中四个

主墩，赣江宽约550米，水深在墩位处约为4米至7米。

其中2#钢套箱设计为圆形，外径为30米，壁厚1.3米，分为3节，其中底节高5米，中间

节高4米，顶节高5.816米，共14.816米，重约350吨，底节重119吨。

二、现场概况

1、现场水情

赣江多发洪水，流量较大，最大流量超过10000m3/s，4月中旬流量最小时仍维持在

3000m3/s以上。

2、2#套箱锚碇情况

2#套箱上部用2个8T卷扬机配备?30钢丝绳通过套箱下部导向轮分别与水中的4个13.8T混

凝土锚相连（连接方式如图1）。但因该处因为长期采砂的影响，导致河床几乎没有覆盖层，由于套箱吃水较深，达到9米，在赣江流量过大，洪水达到3000流量时，混凝土锚与套箱

间的锚定力明显不足，导致套箱走锚。

图1

3、水中2#套箱所处位置

2#套箱处于设计位置上游大约3米，左右位置不移动。

三、锚定系统的改进与套箱的定位

1、为解决锚力不够的问题，经安全、技术分析，在保留原有四个混凝土锚的基础上再增加

一套钢管桩锚碇系统。

在套箱上游栈桥上搭设悬臂平台，用直径1.5米的钻头砸孔，钻孔孔深5米，清孔，孔内灌

注混凝土，采用“栽桩”的方式，用振动锤将一根?529钢管桩打入钻孔混凝土中，在钢管桩上

游抛设2个13T的混凝土锚，利用卷扬机将?19.5的钢丝绳与钢管桩拉紧，钢丝绳与河床平

面成45o角，该钢管桩作为新增卷扬机的锚碇。

钢套箱上安装一台16T的卷扬机通过一个40T的转向滑轮（沿水面焊接，离套箱顶部5m）与锚碇钢管桩相连。

2、套箱的定位

2.1、套箱浮离岩面

套箱内抽水，先抽套箱上游一侧的水，使套箱上游一侧脱离岩面，再抽套箱下游一侧的水，使套箱下游一侧脱离岩面，这样整个套箱浮离岩面。在套箱浮离岩面过程中，保证整个套箱

不能悬浮过高，套箱浮离岩面高度不超过20cm。

2.2、套箱定位

套箱在定位过程中，上下调整时，3台卷扬机同时操作，需要左右调整时，仅操作2台8T

卷扬机。

调整时以套箱底部位置为准，考虑到水流的影响，套箱会上游高，下游低，测量时，先测

出顶部的位置然后通过倾斜角度反算出底部位置。然后将钢套箱平移的距离精确计算。套箱

左右两侧的倾斜可以通过套箱内灌水进行调平。

2.3、定位误差范围

由于设计套箱比承台的四个拐角部分仅大50cm，所以套箱定位时的误差必须控制在30cm

范围内。实际中误差顺桥向14cm，垂直桥向相差15cm，在误差容许范围内。

改进的锚碇系统如下图：

图2：平面图

四、锚碇系统受力验算

基底处理完成，钢套箱精确定位注水下沉，即将着床时，为流水压力最不利工况，套箱总吃

水深度为10m。

根据《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）

式中流水压力(kN)；

阻水面积(m2)；

水的容重，一般采用10kN/m2；

重力加速度9.81m/s2；

计算时采用的流速(m/s)；计算稳定性时采用设计频率水位时的流速；计算基底应力或基底偏心时采用常水位的流速；

桥墩形状系数，取值如下：

方形桥墩取1.5；矩形桥墩（长边与水流平行）取1.3；圆形桥墩取0.8；尖端形桥墩取0.7；圆端形桥墩取 0.6

2#套箱为圆形，桥墩形状系数取0.8

当赣江江水流速达到2m/s时，此时钢套箱所受流水压力为：

上游原有混凝土锚提供锚定拉力为368KN

钢管桩的锚定力为260KN。

改进后的锚定系统锚定合力F为628KN

F>P满足要求，故钢套箱定位下沉应选择流速小于或等于2米每秒时进行。

五.质量控制

1、混凝土质量的控制，满足现场混凝土流动性、和易性、初凝时间、强度要求，根据配置

强度和设计强度相互间的关系，用水灰比计算方法，水率查表方法以及砂石材料计算方法等

确定计算配合比，严格控制集料的级配及其含泥量，现场对按照配合比拌制的水泥留取试件

进行检测，控制好水泥的坍落度，一般在120mm左右，上下偏差不大于20mm，检测坍落度时，还应观察混凝土的粘聚性和保水性，其检测结果应满足要求，防止混凝土在灌注过程中

发生离析和堵管。混凝土浇筑过程中应连续，浇筑完成后，应在初凝之前，将钢管桩全部打入。

2、成孔深度必须满足要求，砸孔完毕后，及时清孔，将孔内砂粒清除。

3、混凝土浇筑过程中，初灌时导管底端至孔底的距离应为0.3-0.5m，导管埋置深度不小于

1m，随着灌注过程的不断推进，导管缓慢拔升，拔管过程中应有专人负责指挥，通过计算控

制拔管长度，确保导管的埋置深度始终不小于1m。

4、各个锚点的焊接必须满足规范要求，焊缝必须要满足强度要求。焊缝表面无裂纹、气孔、夹渣、咬边、未焊透、焊瘤及综合性飞溅等缺陷，焊缝表面应均匀完整，圆滑过渡。必要时，对焊缝进行无损探伤检测，如检测不合格，应对锚点重新焊接。为保证焊缝质量，焊条电弧

焊风速大于8m/s时严禁焊接作业，气体保护焊风速大于2m/s时严禁焊接作业，湿度大于90%、下雨环境中严禁焊接作业。

5、所用锚绳钢丝绳无断丝断股现象。

六．结束语

该改进锚碇系统主要是增加钻孔灌注钢管桩作为水中套箱的锚定设施，充分利用钢管桩和混

凝土的材料刚度、强度形成嵌岩后的强大锚固力，能抗击较大洪水的影响，不会发生走锚现象，保证套箱施工安全。

参考文献

1 《铁路桥涵设计基本规范》（TB10002.1-2005）；

2 《铁路桥涵工程施工安全技术规程》(TB10303-2009)；

3. 《土木工程施工技术》（人民交通出版社.1999）

4.《基础工程》（人民交通出版社.1996）