桥梁基础双壁钢围堰施工技术的应用现状论文_杨程

摘 要:随着我国基建速度的不断加快,各类桥梁基础施工技术也在不断应用,而双壁钢围堰施工技术是常用的技术之一。由于我国境内的河流较多,因此在道路桥梁施工的过程中,经常面临桥梁深水基础修建方面的施工难题,而双壁钢围堰施工技术能很好地解决此类工程难题。基于此,在本篇文章中,笔者将对桥梁基础双壁钢围堰施工技术的应用现状进行分析,而相关研究结论可供同行参考。

关键词:桥梁深水基础;双壁钢围堰;施工技术;应用现状

在桥梁基础建设工程中,其会受到多种外界因素的干扰,例如:水流速度、河道深度以及水深等因素,其均会给桥梁基础的建设工程带来巨大的挑战。由于双壁钢围堰施工技术具有封闭性、防水土且自身具有浮力等方面的优势,因此其可以很好的应用于桥梁基础建设工程中,并以此来提升基础性工程的施工质量。

1 双壁钢围堰施工技术的特征

在将双壁钢围堰技术应用于桥梁建筑工程时,通常需要配合桥梁基础钻孔桩施工,而该项技术主要有以下几方面的优点(1)可以承受巨大的向内或向外压力。由于双壁钢围堰结构,其自身的刚性较大,因此在实际施工的过程中,极少出现下沉翻砂以及水淹过围堰等情况,因此该项技术具有高度的可靠性。(2)施工工序简单且使用方便。在应用该项技术施工的过程中,其核心的工作是对围堰钢壳进行的拼装,并以注水下沉的方式予以施工。此外,围堰内部结构较为简单,因此其可以方便地开展清基以及吸泥下沉等方面的工作,这样便能够对封底时间进行提前。(3)载荷能力强并且结构极为稳定。在桥梁基础施工的过程中,通常需要利用旋转机等大型机械设备进行辅助施工,而围堰顶部施工平台具有极强的荷载能力,并且其围堰平台也具有稳定的结构,这样可以确保设备施工的安全性。(4)制造与使用成本低。由于围堰的自身结构较为简单,并且其主要的施工在于钢壳的安装,所以,因此该项技术的整体成本偏低。当然,双壁钢围堰施工技术也存在着一定的技术缺陷,例如:在施工的过程中,桥墩在完成混凝土浇筑施工后,其上部结构可以根据具体的设计要求予以拆除,但是其下部结构拆除时间较长且施工难度较高,这样使得施工周期延长并且出现了施工成本的上涨。

2 双壁钢围堰的应用状况

2.1 国内状况

在上世纪90年代初期,为了促进我国城市间的经济发展,我国便建设了九江长江大桥,而该项大桥在建设的过程中,首次运用了双壁钢围堰技术,而该项技术由于自身的技术优势,国内部分的桥梁建设也使用了双壁钢

由于双壁钢围堰技术的深入应用,因此其也存在着众多的技术创新点,例如:泉州后渚大桥在进行设计与施工的过程中,考虑到3000吨级运货油轮可能在台风季节出现失控撞桥的可能性,因此便设计了防撞岛予以应对。基于此,泉州后诸大桥在进行人工防撞导游设计与施工的过程中在其主桥桥端下游的35米处,一共设计了4个人工防撞岛,其直径均为15米,具体结构如下图所示:

图1 防撞岛结构

防撞岛在施工的过程中,其下部应用了双壁钢围堰技术,并在壁仓内浇筑了大量的混凝土,而在围堰内部选择了建筑砂石予以填充。防撞岛上部结构的混凝土围堰平均厚度约为1.1米,并且也在围堰内部进行了建筑砂石的填充,防撞岛的整体外形为圆形,并且在上下部结构间还设置了一道薄弱面,而此种设计的主要目的在于当船只与防撞岛发生碰撞时,薄弱面可以对冲击能量进行吸收,而防撞倒的圆形外形设计,可以实现对船头的拨歪,从而实现对冲击能量的转移。设计分离式防撞岛可以有效的对主桥桥墩予以保护,并以此来保证整座大桥通行的安全性。

2.2 国外现状

在对国外的围堰施工技术进行研究的过程中,可以了解到该项技术最早存在于古罗马时期。古罗马人在水中修建桥墩的时候,通过在桥台位置修筑水密性的堤坝,从而避免水流对桥墩施工的影响。古罗马人最早使用的围堰材料是碎石或者淤泥,而为了能够进一步提升围堰的坚固性,因此木桩又成了新的围堰材料。

在工业革命时期,西方发达国家对于道路运输的需求量迅速增加,而各类施工设备的出现,也让深水基础施工有了设备方面的保障。由于技术的快速进步与成熟,这样也使得围堰的强度与稳定性大大增强,而国外众多的桥梁基础施工均应用到了双壁围堰技术。国外的双壁围堰技术有两种类型,而应用最为广泛的是钢板柱双壁钢围堰,该技术的施工步骤如下:首先,需要将已经打入水中的平行钢板进行纵向与横向的连接并确保连接的稳固性;然后,需要将围堰的夹层中填入具有高度适用性的填充材料,这样便完成了双壁钢围堰的施工。

3 双壁钢围堰施工技术的应用稳定性分析

3.1 结构稳定性的分析

在应用双壁钢围堰施工技术的过程中,通常需要计算浪击、撞击、动水等方面的载荷计算,并且充分考虑到钢围堰处于最大抽水状态时的受力状态,因为钢围堰在完成了水泥封顶后,其自身属于一个漂浮物体,同时其又会受到注水、钢壳内混凝土等多方面的重量影响。通过对双壁钢围堰受力情况进行分析并采取措施,同时依靠其高强度的双壁钢壳,因此其具有极强的稳定性。

3.2 抗上浮稳定性的分析

在对双壁钢围堰施工技术的应用稳定性进行分析时,还应当充分考虑到抗上浮的稳定性。在对双壁钢围堰进行抗上浮稳定性分析时,主要可以从以下三个方面展开:(1)由于钢堰内部有注水、混凝土等配重,加之钢材本身的重量,因此双壁钢围堰会产生强大的向下作用力,这样便使其抗上浮的稳定性得到了保障。(2)双壁钢围堰施工的过程中,需要利用混凝土进行封底,而混凝土与河床岩石表面、钻孔桩等之间会产生强大的粘结力,这也可以有效应对围堰上浮问题。(3)由于在使用双壁钢围堰技术时,也充分考虑到了水浮力的大小,并在此基础上对围堰抗上浮性能予以增强,这样便设计方案层面解决了抗上浮稳定性方面的问题。

4 结束语

综上所述,在桥梁基础施工的过程中,通常会运用到双壁钢围堰技术,而该项技术具有众多的技术优点,因此其广泛应用于国内外的桥梁工程中。当然,在应用双壁钢围堰技术的过程中,还可以对该项技术进行总结与优化,如优化双壁钢围堰焊接方式等,这样可以让该项技术继续进步,从而让其更好地服务于桥梁建设工程。

参考文献:

[1]童雷,陈涛.浅谈特殊地质条件下的深水承台施工[J].西部交通科技,2015(11).

[2]赵渝.双壁钢围堰施工入水技术研究[J].交通世界(建养.机械),2015(08).

[3]宋华清,唐衡,林道锦.泉州渚大桥主墩双壁钢围堰施工技术[J].桥梁建设,2015(04).

论文作者:杨程

论文发表刊物:《建筑实践》2020年01期

论文发表时间:2020/4/27

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