芜湖长江大桥双壁钢围堰锚碇系统设计与施工(精)

芜湖长江大桥双壁钢围堰锚碇系统设计与施工

1.概述

芜湖长江大桥9-12号墩位于长江主河槽内。水深流急，其基础均采用圆形双壁钢围堰施工，其中10、11号墩钢围堰外径30.5m，内径27.7m，壁厚1.4m，10#墩钢围堰总高度52m，总重862t，11#墩钢围堰总高度43.2m，总重727t，9#、12#墩钢围堰外径22.8m，内径20.0m，壁厚1.4m，9#墩钢围堰总高度52m，总重648t，12#墩钢围堰总高度36.2m，总重454t。

如此大型的钢围堰在国内公铁两用桥中尚首次使用，在其它桥梁中也很少见。为了克服水流阻力和

2.4 边锚

边锚布置于定位船和导向船两侧，主要作用是调节和控制定位船、导向船在垂直水流方向的位置，承受侧向水流阻力和风力。

2.5 尾锚

尾锚顺水流方向分别布置在导向船和后定位船尾部，主要作用是抵御潮水影响，保证钢围堰锚碇系统在水流方向上的稳定。

2.6 柔性支撑

柔性支撑是连接钢围堰与导向船的可调钢丝绳，其作用是固定钢围堰的位置，保证钢围堰与导向船间留有一定的空隙，防止导向船撞击钢围堰，其允许钢围堰与导向船上下相对运动。并通过调节钢丝绳

长度使钢围堰与导向船间相对位置比较稳定。

2.7 拉缆

前后定位船与导向船之间均设有拉缆，其作用是将钢围堰与导向船体系所受外力传给主锚和尾锚，起到固定钢围堰位置的作用。

3、锚碇系统的计算方法（以10号墩为例）

锚碇系统的计算主要依据铁路工程施工技术手册《桥涵》锚碇布置计算部分进行，并根据其它相关资料进行了必要补充。

3.1 计算基本资料

3.1.1 地质情况：10#墩河床面标高为-16.90m (黄海高程，下同)，岩面标高为-42.40m ，覆盖为粗砂、中砂、粉细砂，岩层为角岩。

3.1.2 水文情况

①5—10月间施工设防水位+10.50m ，相当于1983年实测最高水位，相应流量为77200m3/s ，流速为2.5m/s 。

②11—4月间施工设防水位+6.0m ，相应流量为30000m3/s ，流速为1.6m/s 。 ③冲刷：一般冲刷线按冲刷至标高-24.4m 考虑。局部冲刷按标高-42.4m 考虑。 3.1.3 基本风压

基本风压按ω0=500Pa 计算 3.1.4 锚碇设施

①导向船：800t 工程铁驳，载重800t ，自重216t ，重载吃水1.8m ，外型尺寸：49m ×11.952m ×3m 。 ②定位船：400t 铁驳。400t 铁驳：载重400t ，自重132t ，重载吃水1.5m ，外型尺寸：40m ×9.2m ×2.4m 。

3.2 计算原则

①按钢围堰下沉至即将着床状态（仍为悬浮体系）锚碇系统受力最大进行计算。 ②边锚、尾锚按主锚受力的50%进行计算。 3.3 计算步骤及方法

3.3.1 钢围堰水阻力R1：

R1=K A g

rV 22

式中：k 为水流阻力系数，取k=0.75；r 为水的容积r=10KN/m 3

；v 为水流速度（m/s ）；A 为围堰入

水部分在垂直于水流方向的投影面积（m 2）；g 为重力加速度g=9.81m/ s 2

；

3.3.2 钢围堰风阻力R2

R2=F w K K K K *****04321

式中：K1为设计风速频率换算系数K1=1.0；K2为风载体型系数K2=0.8；K3为风压高度变化系数

K3=1.0 ；K4为地形、地埋条件系数K4=1.0；ω0为基本风压值ω0=500Pa ；F 为挡风面积（m 2

）

3.3.3 导向船组水阻力R3

R3=2210)(-⨯**+*n V A s f φ

式中：f 为铁驳摩阻系数f=0.17；s 为船舶浸水面积（m 2

）；s=L （2T+0.85B ）；L 为船长，T 为吃水

深度，B 为船宽；φ为阻力系数，方头船只取10；A1为船舶入水部分垂直于水流方向的投影面积（m 2

）；n 为导向船只数n=2。

3.3.4 导向船组风阻力R4

R4=F w K K K K *****04321

式中：K2为风载体型系数K2=1.3，其余符号同前述。 3.3.5 定位船水阻力R5

R5=2210)(-⨯**+*n V A s f φR5=（fs+φA1）v 2

·n ×10-2

（KN ）

式中符号均同前述。 3.3.6 定位船风阻力R6

R6=n F w K K K K ******04321

式中：K2为风载体型系数K2=1.3，其余符号同前述。 3.3.7 围堰旁临时工作船只的水阻力和风阻力R7

围堰旁临时工作船只包括：水上砼工厂（800t 驳）1座、空压机船（300t 驳）1艘、自卸驳（300t ）2艘、砂石运输船（300t ）各2艘、水泥、粉煤灰运输船（300t ）各1艘、浮吊1艘、抓斗船2艘，计15艘。

3.3.8 主锚所受总拉力R 主

R 主=

∑=7

1

i Ri

表1 主锚总拉力计算数据汇总表 单位：KN

锚的选择应综合考虑抛锚区内水深、河床覆盖层土质类别等情况，并先预估抛锚区范围，然后在抛锚区内进行调查，看有无影响抛锚的异物或其它设施，经过调查：9#、10#、11#墩上、下游抛锚区内河床覆盖层均以砂类土为主且厚度较大，12#墩上游抛锚区为砂土，厚度较薄，且有部分裸露风化岩层，下游抛锚区内河床覆盖层以淤泥和砂类土为主。考虑芜湖桥抛锚工作量相当大，并且工期较紧，为便于施工，除12#墩主锚采用钢筋砼锚外其余各类锚均采用霍尔式铁锚。

3.3.9.1 主锚计算

锚重G ：铁锚G=R 主/5，钢筋砼锚G=1.5R 主 主锚数N=G/单锚重，每个主锚受力P=R 主/N

锚链计算：采用普通有档锚链，安全系数k 取4，锚链直径d=025

.0*K

P （mm ），锚链拖地长度l0=2.5h ，h 为锚绳出马口处与锚位处河床标高差（m ）。 主锚钢丝绳计算：