深水高桩承台钢吊箱设计与施工

深水高桩承台钢吊箱设计与施工
摘要:随着当前国家对社会基础设施建设力度的加大,国内的路桥建设以及民生工程项目迎来了快速发展的机遇,同时,也对路桥建设以及民生工程建设的设计方法以及施工工艺提出了新的挑战,如何在确保工程施工质量的前提下,最大限度的选择科学合理的设计方案,利用适宜的施工工艺实现工程质量与施工效益以及环境生态效益的平衡发展是当前各国工程建设的难题,本文就铁路和桥梁建设中深水高桩承台钢吊箱设计与施工进行讨论和研究,希望为国内的路桥建设的设计和施工提供有价值的参考。

关键词:深水高桩承台钢吊箱设计与施工
1 深水高桩承台钢吊箱的设计
1.1 钢吊箱的设计原则
根据钢吊箱在工程中的作用和施工位置分析可知,钢吊箱的设计一般原则为:在各种不同施工设计的荷载力作用下,都能够达到工程构件所需要的承载力要求,也就是说,确保在设计的实用、安全的前提下,尽量达到满足工程施工现场所有不同施工条件下,施工目的的要求;通过采用现有的施工工艺及施工设备,尽量简化施工工艺及施工工序,达到便于施工,方便操作,实现降低工程施工成本投入的目标。

1.2 钢吊箱的设计施工工况
1.2.1 钢吊箱拼装下沉设计
一般情况下,钢吊箱都是分为两节进行拼装下沉施工的,且工程中各承重构件只受吊箱自重影响,承担荷载力较小。

施工中会出现侧板承受水头压力内外平衡的情况,这种情况只需对吊具进行部分计算验证即可,不需要做该阶段的全部验证。

1.2.2 钢吊箱设计中的相关参数的计算
钢吊箱设计计算中,需要对施工的相关参数进行详细而准确的计算,在封底混凝土施工阶段中,需要对混凝土封底的厚度进行计算,计算过程中需要考虑到钢吊箱施工中不同时间段内水位的变化规律,计算钢吊箱施工中的抽水容量以及浮力大小等参数,最终确定封底混凝土的实际厚度设计情况,避免计算中出现错误导致封底混凝土厚度的过大或偏薄,造成钢吊箱荷载的浪费以及使用性能的降低。

1.2.3 钢吊箱抽水阶段的设计
钢吊箱进行拼装下沉过程中,需要预先设计好钢吊箱下沉的标高位置,下沉操作中严格按着标高设计下沉就位,待封底混凝土浇筑完成后,达到抽水强度的设计要求后,需要将水箱内的水全部抽干,再进行下一道施工工序中相关箱壁结构的水头压力计算以及钢吊箱抗浮能力和稳定性的控制措施等参数的计算,为施工阶段做好铺垫。

2 深水高桩承台钢吊箱施工
2.1 钢吊箱施工前的准备工作
2.1.1 钢护筒施工周边环境的探测
在钢吊箱施工中,钢围笼和钢护筒之间的间距设计通常较小,为了钢吊箱的下方能够更加准确和顺利,需要在施工前对钢护筒周边的情况进行详细的检测,降低或者避免任何可以影响钢吊箱正常施工的情况或者问题的遗漏。

2.1.2 钢吊箱施工中钢围笼平台的拆除
在钻孔桩灌注完成以及支撑高桩浇筑完成后,需要对施工质量进行监测,合格后才可进行后续的钻孔平台以及钢围笼平台的拆除工作,拆除过程中,钢护筒的顶面割除部分以保证钢护筒露出水面50 cm为宜。

2.1.3 钢吊箱施工构件的制作和加工
钢吊箱施工的构件加工和制作需要根据钢吊箱设计方案,委托专业的钢吊箱箱壁钢板模具单位或工厂进行加工制作,且加工完成后,在交付过程中要进行严格的验收操作,确保钢吊箱构件的制作质量。

通常钢吊箱的验收以达到构件的尺寸误差在模板外围尺寸的3 mm之内,轮廓平整度在1 mm之内等尺寸误差要求为合格,验收内容以构件尺寸;焊接质量和预留孔位置等三方面内容为主。

2.1.4 钢吊箱施工中的支撑柱预埋及灌浆、封口施工
支撑住的预埋施工需要在钻孔桩灌注施工完成后,进行及时迅速的施工,在施工中需要保证支撑住位置的准确和垂直度,埋好后再利用型钢焊接固定在钢护筒的顶口上,避免因为其自重以及周边施工过程中的振动作用而出现下沉的问题。

支撑桩内部的灌浆施工需要根据工程设计要求,选择适宜的承台混凝土类型,且在实际的灌注施工中,还需要对钢管结构的桩头进行处理,排除管内的积水,再进行混凝土灌注施工。

2.2 钢吊箱施工中的箱体拼装与下沉
2.2.1 拼装与下沉平台以及轨道的设置
钢吊箱施工中的拼装与下沉设计以简易、高效为主,通常情况下,钢吊箱的拼装都是在钢围笼内进行的,施工中直接将底大梁吊装在钢护筒顶面上,然后利用悬挂在钢围笼上的下沉吊具(不同吨位级别的手拉倒链葫芦)将大梁吊起形成水面上的操作平台,接着再进行钢吊箱施工中其他构件的安装、拼接。

在施工中需要注意的是需要在吊具中间部分增加吊托,以便减小底大梁的承载跨度,防止跨度过大造成损坏的问题。

在钢吊箱入水后,受到深水作用的影响,吊箱底板与钢护筒会因为水压作用而贴合更加紧密,从而会导致钢吊箱下沉速度降低以及下沉位置的偏离问题。

所以,在实际的施工中,需要在钢护筒的周边设置圆形钢桶双向导轨,限制钢吊箱的下沉位置和导向,在钢吊箱四角位置设置相应的拉缆以便及时调整钢吊箱的导向和位置。

2.2.2 封底混凝土的施工
钢吊箱封底混凝土的施工是钢吊箱施工中最重要的部分,直接关系到钢吊箱的稳定性和泌水性,所以在施工中,要确保封底混凝土施工采用一次性浇筑成功,不可间断,以满足钢吊箱施工中对封底混凝土施工工艺的要求。

3 结语
综上所述,深水高桩承台钢吊箱施工技术在常规的路桥建设应用中,需要在设计和施工两方面注意的问题相对比较多,且设计方案的优劣直接关系到工程项目最终的施工设计功能的能否实现,而施工质量则是关系到工程的使用耐久性能和安全性能。

在具体的深水高桩承台钢吊箱施工技术的应用中还需要结合工程施工特点进行细节方面的调整和完善。

参考文献
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