钢吊箱设计说明书

目录

紫阳港汉江公路大桥3#、4#墩钢吊箱设计说明

一、设计范围

紫阳港汉江公路大桥3#、4#墩钢吊箱

二、设计依据

《紫阳港汉江公路大桥工程两阶段施工图设计第二册》

三、设计规范

⑴《公路工程技术标准》( JTJ001－97 )

⑵《公路工程结构可靠度设计统一标准》( GB/T50283－1999 )

⑶《公路桥涵设计通用规范》( JTJ021－89 )

⑷《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》( JTJ025－86 )

⑸《公路桥涵施工技术规范》( JTJ041－2000 )

⑹《公路工程质量检验评定标准》( JTJ071－98 )

四、设计主要技术参数

⑴承台顶标高：+315.784m；

⑵承台底标高：+312.284m；

⑶设计水位：因该墩在5-7施工，为该流域的蓄水季节，选取设计最高水位为331.0m；

⑷设计流速：按最大流速1m/s控制；

⑸封底混凝土厚度：2m；

⑹结构自重：由模型直接计入；

⑺钢吊箱结构顶标高+331.084m、底标高+310.284m，为双壁钢吊箱。壁板由19m高的双壁结构和1.8m高的单壁结构组成，共设置3层内支撑，其内支撑标高分别为+316.484m、+320.784m、+326.284m。

五、主要材料

⑴钢板

所采用的钢板厚度规格有6mm、8mm、10mm、12mm。除特殊说明外均采用Q235C材质钢板。

⑵型钢

所采用的型钢规格包括[10、[40a、∠75×50×6、∠100×10、HW300×300、工45a等。型钢采用符合（GB/T 11263-1998）标准。

⑶精轧螺纹钢

封底时钢吊箱采用吊杆固定于护筒之上。吊杆采用直径为32mm的精轧螺纹钢。

⑷主要焊接材料

焊接材料采用与母材相匹配的焊丝、焊剂和手工焊条，CO2气体纯度不小于99.5％，各材料均应符合现行国家标准。

六、设计要点

⑴主要材料力学性能

力学性能参考有关规范，本设计具体使用值如下：

弹性模量E（MPa）：210000

剪切模量G（MPa）：81000

⑵计算图式及规定

采用sap2000建立模型进行计算。

⑶荷载组合

根据拟定的施工工艺流程，得出施工计算工况及荷载组合如下：

工况一:首节壁板拼装下放工况。对应的荷载组合：首节壁板自重+底板自重；

工况二：封底混凝土浇注工况。对应的荷载组合：吊箱浮重+封底混凝土浮重；

工况三：吊箱内抽水阶段。抽水后第一层承台施工前。对应的荷载组合：吊箱浮重+封底混凝土浮重+流水压力+静水压力；

工况四：内支撑转换阶段：

①承台施工后割除标高为+316.484m处的内支撑，首节墩身施工前。对应的荷载组合：吊箱浮重+封底混凝土浮重+流水压力+静水压力；

②第一节4.5m墩身施工完成后割除标高为+320.784m处内支撑，并将内支撑支撑在已浇筑好的墩身上。对应的荷载组合：吊箱浮重+封底混凝土浮重+流水压力+静水压力。

七、设计与施工控制

⑴钢吊箱结构总体说明

钢吊箱结构顶标高+331.084m、底标高+310.284m，为双壁钢吊箱，壁板厚度为1.5m，共设置3层内支撑，其内支撑标高分别为+316.484m、+320.784m、+326.284m。钢吊箱内平面尺寸为14.5m ×10.5m。钢吊箱由底板系统、壁板系统、内支撑系统、悬吊系统及定位系统等几部分组成。

⑵底板结构说明

钢吊箱底板采取型钢框架式结构。底板面板采取6mm钢板，面板小肋采用[10型钢，按最大间距为40cm布置；底板次梁为HW350×350，主梁采用2 HW350×350。

底板主梁与钢护筒之间最小净距为15cm，因钢护筒偏位较大，底板拼装时确保放样精确，以便底板能顺利下放到位。

因钢护筒偏位较大，底板的面板须在精确测量钢护筒位置的基础上，根据护筒的实际偏位情况对设计的开孔位置和开孔大小进行适当的调整，以便于下放、封堵和承担封底混凝土的压力钢吊箱底板采取现场加工。钻孔施工完成后，拆除影响钢吊箱拼装和下放的平台，然后搭设底板拼装平台，进行底板的拼装。底板拼装完成后，在底板上拼装首节壁板，然后将拼装好的底板和首节壁板利用千斤顶起吊壁板下放的工艺进行施工。在拼装底板以及在底板上安装首节壁板的过程中，必须确保底板各结构的受力安全。

⑶壁板结构说明

钢吊箱壁板高20.8m，厚1.5m，分为19m高的双壁结构和1.8m高的单壁结构两部分，焊接于底板之上。

在钢吊箱内支撑位置设置有钢箱结构，第一节钢箱采用12mm和10mm钢板组合焊接而成，第二节钢箱采用10mm和8mm钢板组合焊接而成，钢箱高度为19m。

双壁壁板面板采用8mm和6mm两种，在标高+319.284m以下部分(第一节)面板采用8mm钢板，在标高+319.284m以上(第二节)外面板采用8mm钢板，内面板采用6mm钢板。面板肋采用∠75×50×6型钢，按间距0.4m进行布置。单壁壁板面板采用6mm钢板，面板肋采用∠75×50×6型钢，按间距0.4m进行布置，水平肋和斜撑都采用∠75×50×6型钢。

水平加劲结构由水平环板及斜撑两部分组成。第一节壁板水平环板厚度为10mm，水平斜撑采用2∠100×100×10；第二节壁板水平环板厚度为8mm，水平斜撑采用2∠100×100×10。

考虑到现场吊装设备的起重能力，将钢吊箱双壁壁板分为2节共40块，最大块重10.27t。钢吊箱壁板在后场分块加工，并预拼装后，运到现场进行拼装。

⑷内支撑结构说明

钢吊箱第一层、第二层内支撑采用Ф720×δ10mm螺旋焊管，第三层内支撑采用直径Ф680×δ8mm螺旋焊管。钢吊箱内支撑根据施工阶段的不同其结构形式有所区别。在首节壁板下放阶段，钢吊箱内部共设置有1层内支撑；在封底混凝土浇注阶段、抽水后承台施工前阶段及承台施工阶段，钢吊箱内部共设置有3层内支撑，，内支撑标高分别为+316.484m、+320.784m、+326.284m；首节墩身施工前，钢吊箱内部设置2层内支撑，最下一层内支撑已拆除，内支撑分别位于标高+320.784m、+326.284m；在第二节墩身（4.5m）施工阶段，钢吊箱内部设置2层内支撑，标高为+320.784m处内支撑已拆除，内支撑位于标高+316.484m、+326.284m；第一节墩身施工完成后，将标高为+316.484m处内支撑转化支撑在已浇筑好的墩身上。

内支撑通过钢板垫板与壁板面板焊接在一起，焊接处内支撑钢管和壁板面板都必须加强。内支撑与壁板的连接都须确保焊缝的质量，使内支撑和壁板形成一个整体，共同受力。

⑸下放系统结构说明

采用千斤顶配合精轧螺纹钢起吊壁板的方式下放。将安放下放系统悬吊梁的4个护筒分别接高5m，接高后标高达到+339.00m，并保证接高后的护筒的垂直度，接高后的钢护筒与母护筒之间传力效果良好。悬吊梁采用2工45a，焊接在护筒上，焊接处护筒必须加强，以满足受力要求。下放时，必须保证8个吊点同步进行。在钢吊箱入水后，可通过壁板外面的手拉葫芦对钢吊箱进行导向；可通过在壁板隔舱内加水对吊箱进行纠偏调整。

⑺导向系统说明

在壁板下放前，在壁板外侧焊接若干个吊耳，以方便手拉葫芦的连接。因墩位处基本没有流速，在壁板下放的过程中，依靠壁板外侧的手拉葫芦对壁板进行导向。

⑻水平定位系统结构说明

采用焊接于钢吊箱壁板上的型钢框架式可伸缩结构作为水平定位装置。水平定位系统在立面布置两层，标高分别为+311.099，+318.199，在平面上每层布置2个。当钢吊箱整体下放到位后，在外围钢管桩上设置手拉葫芦对钢吊箱进行纠偏调整，使钢吊箱的平面位置达到设计要求，然后由潜水员下水，通过拉伸水平定位系统结构中的顶伸梁，使水平定位系统顶住钢护筒，然后用楔子将顶伸梁固定，以达到将钢吊箱固定的目的。

⑼连通管

在标高+319m处设置一层连通管，在平面上共布置6个。在钢吊箱下放和封底过程中，将连通管打开，确保钢吊箱内外水头差一致；当封底混凝土达到强度后，先关闭连通管，再对钢吊箱内进行抽水。如果在施工时水位低于+319m时，可以将连通管往下移，保证连通管发挥作用。

⑽封堵板

因钢护筒偏位较大，各个护筒处的封堵板尺寸都有所不同，须确保封堵板的摆放位置的正确性和封堵板封堵的有效性。

⑾各结构之间的连接说明

1）钢吊箱壁板与底板之间，采用焊接，其焊缝必须进行密水实验。

2）内支撑与壁板之间采取焊接；内支撑与底板之间采用焊接，其焊缝必须进行密水实验。

3）钢吊箱首节下放时的吊耳与壁板之间采用焊接，其焊缝必须进行密水实验。