外海埋置式全预制桥梁墩台安装止水关键技术

受复杂海洋环境因素影响,跨海长线桥梁建设面临诸多难题,承台墩身全预制的装配化施工技术更具挑战。采用钢套箱方案,配以分离式托盘柔性止水技术,实现预制承台与桩基的水下连接是一种全新工艺。研究表明,双峰GINA止水带压缩可实现钢套箱与预制承台间止水。托盘在顶升压缩GINA止水带后可实现托盘与预制墩台底面间水平止水;试验证明,0.4 MPa的胶囊压力可实现20m水深以内托盘与桩基护筒间竖向止水;两者共同间接实现预留孔与钢护筒间止水。多重止摆措施与监测技术可确保预留孔混凝土浇筑质量。     

港珠澳大桥埋置承台施工关键技术研究及改进

以港珠澳大桥埋置承台工艺试验项目为例,对埋置承台施工关键技术进行研究,成功解决了钢管桩高精度施沉、墩台和钢管桩之间止水、止摆等技术难题,为桥梁主体工程优化设计及施工提供了技术支持。     

临近河堤桥塔承台施工中河堤防护方案设计

佛山市南海区东平水道特大桥主桥采用(35+260+51.5+66+62.5)m钢-混凝土混合主梁独塔斜拉桥,桥塔墩承台临近防洪大堤边坡,为保证承台施工过程中大堤的安全,对大堤防护进行方案设计。通过分析施工位置的地质条件、水位变化规律、大堤防护要求等,从安全性、施工便利性角度考虑,选用灌注桩+桩间高压旋喷桩止水的防护方案,防护桩直径1.25m,桩间距1.75m,横桥向设19根,顺桥向设7根,防护桩间采用2根0.6m高压旋喷桩形成止水帷幕,高压旋喷桩共50根。采用理正深基坑软件对防护桩桩身内力位移、地表沉降、嵌固稳定性、土的抗隆起稳定性进行计算,计算结果满足规范要求。工程实践证明,该方案确保了大堤和基坑的安全。     

跨海桥梁大型预制墩身施工关键技术

宁波舟山港主通道舟岱大桥70m跨非通航孔桥长12.32km,上部结构为预应力混凝土箱梁,下部结构为预制空心薄壁墩、现浇承台、钢管桩基础。预制墩采用C45海工混凝土,高11.29～49.67m,根据桥面高程不同,墩身分为4类整体或分节预制,共694个节段。墩身预制施工中,墩身外模采用液压自动开合模板;墩身标准截面的水平钢筋网片采用机器人焊接;墩身钢筋骨架采用水平匹配绑扎和竖转翻身吊装对接技术;分节墩身交接面采用高精度专用模板匹配压模施工技术。墩身与承台连接时,墩身与承台之间采用橡胶防水带+环氧砂浆封闭的止水方案;墩身内腔混凝土分2层浇筑,并优化混凝土配合比;墩身节段间采用自锁式预应力连接技术。     

临水路堤微型桩-承台-挡墙结构受力与变形特性数值分析

微型桩-承台-挡墙组合结构作为一种新型支挡结构,其受力变形特性研究尚不完善。文中结合某临水路堤支挡工程,采用ABAQUS有限元软件建立微型桩-承台-衡重式挡墙加固路堤三维数值模型,模拟该结构各组成部分受力与变形特性,分析不同桩间距、桩排距和填土内摩擦角对微型桩内力与变位的影响。结果表明,墙体整体向外侧移动并向内侧轻微转动,墙底位移大于墙顶位移,土体产生的水平应力主要集中在衡重台附近;承台与微型桩连接处产生明显应力集中现象;微型桩水平位移沿桩身逐渐减小,桩体表现出主动防护作用,在桩顶出现一定范围轴向拉力分布,桩身弯矩呈勺子形,峰值出现在土层分界面处,桩身剪力方向与滑坡方向相同,上部荷载的影响使滑面以上桩身剪力变化很小;合理的桩间距为5～6倍桩径,排间距在5倍桩径时桩身受力情况最好,填土内摩擦角超过30°时桩身受力与变形变化不明显。     

多主梁钢混工字结合梁城市快速路高架桥设计

长沙市湘府路快速化改造工程位于长沙市城市南部,主线全长约11.85km。主线高架桥长9.051km,除节点桥外,标准跨度为30～32m,3～5跨一联。标准跨上部结构为钢板-混凝土结合梁,横向共11片结合梁,间距2 300mm,钢梁高1 080mm;混凝土板分2层,底层10cm为预制结构,底层板和钢梁工厂结合,现场吊装施工,顶层20cm混凝土板以底层板为底模现场浇筑。下部结构为双柱式框架墩,基础及承台现场施工,墩柱和盖梁工厂预制,现场吊装,墩柱和承台之间、墩柱与盖梁之间均采用灌浆套筒连接。设计体现了"工厂化、预制化、装配化"的理念,减少了施工现场作业量,减少了环境的污染和对现状交通的干扰。     

深水漂卵石地层桥梁承台锁口钢管桩围堰设计与施工研究

某铁路连续梁桥主墩3号墩位于安宁河中,承台施工期水深6 m,墩位处地质主要为大粒径的漂卵石和松散卵石土,部分位置有风化岩石;承台埋置深,需要在水下开挖的基坑深度达8 m,采用了CT锁口钢管桩围堰作承台施工的围护结构。基于承台处于大块漂卵石地质或风化岩石地层,采取了先钻孔后以砂土置换卵石土层再插打锁口钢管桩工法,保证了钢管桩打入深度足够、姿态顺直,且锁口部位变形小。经现场锁口止水材料配合比设计及工艺模拟试验,选取了适宜的锁口止水材料和填充工艺,经围堰施工完成抽水后验证,锁口止水效果良好。     

港珠澳大桥非通航孔85m连续组合梁桥施工关键技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥为11联双幅85m连续组合梁桥,基础采用钢管复合桩,承台及墩身采用预制拼装结构,承台深埋于海床内,上部结构采用组合梁结构。桥位处地质复杂、环境恶劣,利用"小天鹅"号运架双体船搭载整体导向架系统,实现复合桩基础钢管三次定位,精确控制钢管插打;承台+底节墩身整体预制时钢筋按4个模块分别绑扎,组拼成整体后应用自动化开合模板浇筑混凝土,并采用裂纹控制技术及防腐措施;承台+底节墩身预制构件采用"小天鹅"号运架一体船运输、起吊下放进入锁口钢套箱围堰内,通过复合桩桩顶三向调节装置精确定位安装;组合梁的钢梁在工厂加工成板单元后,船运至中山预制场进行整孔组拼,混凝土桥面板采取纵向分块、横向整幅预制,二者结合成组合梁后由"天一号"运架一体船逐片吊装。     

新建高速铁路上跨营业线装配式框架墩设计与施工关键技术

新建潍烟高速铁路龙口特大桥以装配式框架墩跨既有龙烟铁路。每个框架墩由2个混凝土墩柱和1个钢横梁组成,墩柱为矩形截面,采用C40混凝土,基础为矩形承台+钻孔桩基础;钢横梁为单箱单室箱形截面。墩柱与承台结合段设置钢锚板,在承台内预埋螺栓与钢锚板进行锚固;在墩柱顶部预埋连接钢板、螺栓,墩柱的主筋穿过钢横梁底板预留孔一定长度。墩柱预制前先焊接外包钢板、加劲肋、剪力钉并在制墩台座处完成安装,墩柱模板安装及钢筋绑扎验收合格后浇筑混凝土;按设计完成预埋件定位施工;采用650 t履带吊在天窗点内吊装预制墩柱,后浇C50补偿收缩混凝土实现墩柱与承台的连接;钢横梁在工厂整体加工,运至现场采用650 t履带吊在天窗点内吊装,后浇C50混凝土实现墩柱与钢横梁的连接。     

大跨度斜拉桥摩擦摆式支座减震性能分析

为选用合适的摩擦摆支座设置方案,以改善地震作用下大跨度斜拉桥下部结构的受力性能,以安庆-九江高铁鳊鱼洲长江大桥主航道桥为背景,利用有限元软件建立全桥模型,比较不同摩擦摆支座设置方案下桥梁下部结构的地震反应。结果表明:在地震作用下,不设置摩擦摆支座时,承台底轴力及墩梁之间相对横向位移不满足减震要求;仅边墩设置摩擦摆支座墩梁之间相对横向位移不满足设计要求;边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座后,下部结构最不利轴力显著提高,墩梁之间相对横向位移响应明显下降,安全系数大幅提高,均能满足结构减震要求。鳊鱼洲长江大桥主航道桥最终采用边墩及辅助墩均设置摩擦摆支座方案。     

港珠澳大桥海中桥梁工程埋置式承台施工方案

港珠澳大桥海中非通航孔桥承台为埋置式(最大外形尺寸16m×12m),采用预制安装工艺,通过后浇混凝土与桩基连接。为克服桥址复杂的地质情况及自然条件,承台采用3种施工方案施工(大圆筒干法安装、分离式胶囊柔性止水、无内支撑结构双壁锁口钢套箱围堰),分别利用大圆筒、钢围堰和分离式胶囊止水结构(安装在承台和钢管桩结合处)、钢套箱围堰和封底混凝土创造干施工环境,进行墩台整体安装和后浇混凝土施工。大圆筒利用大型浮吊和八锤同步液压振动锤组进行海上打拔;分离式胶囊止水结构主要由环形托盘、内侧止水胶囊、顶面GINA止水带以及张拉收紧装置组成;双壁锁口钢套箱围堰采用分块拼装,整体下沉、整体拆除的工艺。从适用性、施工效果、便捷性及经济性等方面对比分析3种施工方案。实践表明,3种施工方案均能较好地克服恶劣海况的影响,有较好的适应性和施工效益,能在预定时间内完成承台施工。     

深海桥梁的基础形式与施工方法

以某海峡大桥为例进行深海桥梁基础设计研究,借鉴国内外已建海湾大桥及海上平台的成功经验,选用了沉井基础、吸附式裙式基础、预制桩壳体围堰基础及预制桩沉箱的复合式基础4种形式。沉井基础采用在船坞内整体预制,自浮到深海处接高至整体,通过系泊缆索下沉就位。吸附式裙式基础利用井内抽水形成负压原理将基础下沉到位,不需在井内除土。预制桩壳体围堰基础是先预制管桩,利用打桩船插打管桩形成群桩,吊装壳体围堰后施工承台。预制桩沉箱的复合式基础利用插入土中的钢桩将地基加固,由安放的沉箱传力给地基。     

哑铃形承台无辅助桩分区施工技术

平潭海峡公铁两用大桥3座通航孔桥斜拉桥的6个桥塔墩均采用哑铃形承台,桩基直径大,桩间距大,系梁跨度最大达30m,且系梁区无钻孔桩,桥址处海洋环境恶劣、地质条件复杂。根据该桥承台结构特点,为解决恶劣海况及复杂地质条件下施工难题,哑铃形承台采用无辅助桩分区施工技术,取消系梁区封底混凝土和辅助钻孔桩,设置系梁桁架和单壁隔舱,将围堰(侧板利用主体防撞箱结构)分为2个单圆区和1个系梁区,进行围堰内分步抽水、承台分区施工。施工过程中,系梁桁架区系梁底板与围堰防撞箱间不焊接,通过涂抹遇水膨胀的密封胶止水,系梁底板与两侧封底混凝土间设置伸缩板止水;系梁区浮力通过系梁桁架传递至已浇筑承台;系梁桁架两侧吊挂于已浇筑承台,将系梁区承台混凝土荷载通过系梁桁架传递至已浇筑承台。     

盾构隧道近距离侧穿高层建筑的影响探析

通过建立基于承台单桩的三维有限元模型,研究了盾构隧道穿越高层建筑桩基台的变形和内应力情况,并以此为基础分析了不同土仓压力、注浆压力和刚度折减系数下盾构隧道掘进对桩基性能的影响规律。研究结果表明:桩身与掘进方向垂直方向位移基本可以忽略不计;桩身沿掘进方向时,桩身绕承台沿盾构掘进方向发生挠曲变形;当桩身沿掘进竖直方向时,隧道中心沉降达到最大;由于承台的存在使得桩顶层负摩阻力区慢慢较小,最终成为正摩阻区;土仓压力的增大能告便桩身的位移方向,注浆压力越大,桩顶稳定态的沉降值越小,桩顶承载更多承台荷载;土体卸荷扰动减小,桩身挠曲变形减小,达到稳定状态时随对应的桩顶沉降也就越小。     

港珠澳大桥承台墩身工厂化预制施工技术

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥采用浅埋式预制墩台结构,墩高19.143~42.974m,承台尺寸为15.6m×11.4m×4.5m;预制承台及其底节墩身最高18.5m,最重2 370t;墩身采用矩形空心墩结构;承台及墩身分别采用C45、C50混凝土。该桥承台、墩身采用整体预制施工,在自动化钢筋加工车间利用数控钢筋弯曲机加工钢筋,经验收合格后运输至场内指定位置进行钢筋绑扎、安装,承台钢筋绑扎后整体横移至预制台座上,墩身钢筋通过龙门吊机整体吊装插入承台钢筋,安装模板,进行承台、墩身的一次性整体浇筑,待混凝土达到设计强度后拆除模板,将承台、墩身横移至存放台座完成预制。目前,已完成32个桥墩的承台、墩身的工厂化预制施工,施工质量良好。     

水平荷载桩的试验研究

以南通一船坞工程为例,通过现场试验分析水平荷载桩的受力特性,得出了在各级荷载作用下,桩顶水平位移与水平荷载之间的关系和桩身的位移、转角及弯矩分布规律。通过桩身应力测试。研究了水平荷载桩的应力分布规律。     

新三洪奇大桥水中墩承台施工

介绍新三洪奇大桥水中桥墩承台采用就地预制钢筋混凝土套箱进行吊装的施工工艺，及对节省大型水上机械设备、节省材料与降低成本、缩短工期的措施和方法。     

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥埋置式承台止水方案比选

港珠澳大桥浅水区非通航孔桥为跨径85m的钢-混组合连续梁桥,采用埋置式承台结构,承台和底节墩身采用预制安装工艺施工。为了完成埋置式承台的水下安装,保证现浇混凝土施工质量,提出了3种止水方案:整体式柔性止水(方案1)、分离式托盘胶囊止水(方案2)以及无内置双壁锁口钢套箱围堰止水(方案3),通过对3种方案的综合对比分析,采用方案3。该方案中围堰采用双壁结构,平面分8块,通过榫头式锁口连接成整体,围堰拼装成型后整体下放至设计标高,然后进行吸泥、封底、锁口封堵、抽水、承台安装、绑扎钢筋、浇筑混凝土等工序施工,最后利用涨落潮整体拆除围堰。实践证明,方案3止水效果好,更能保证混凝土施工质量,确保桥梁设计使用寿命。     

既有铁路桥梁桩基检测与病害加固处治

某既有铁路桥梁因水害导致墩身位移,为快速无损进行桩基完整性检测,采用基于桩侧切割小平台作为激发点的瞬态激振的双速度法,共检测5根角桩,判定3根桩无缺陷反射,2根桩局部有缺陷异常反射。对其中2根无缺陷桩和1根有缺陷桩进行钻孔验证,3根桩芯样结果与检测结果一致。针对墩身位移病害,分两阶段进行加固处治,第一阶段主要采取山体侧清方卸载、设置环形截水沟、临空侧设置钢板桩及填土反压等应急抢险措施,阻止病害程度进一步加剧;第二阶段综合采取增设仰斜孔排水、锚杆框架梁、锚固桩、扩大承台及加桩等永久整治措施。经两阶段加固处治后线路恢复运营,桩身应变、墩身及轨道位移监测数据均正常。     

深基坑桩锚支护体系桩身内力及变形监测分析

依据西安市高新区某桩锚支护式深基坑支护桩内力和侧向位移的监测数据,对支护桩桩身内力与变形的变化规律进行了对比分析,得到了桩身弯矩和位移沿深度方向的分布。分析结果表明:随着基坑开挖深度的增加,支护桩的桩身弯矩值以及桩身向基坑内侧方向的位移不断增加,桩身弯矩最大值出现在基坑开挖底面以下,反弯点沿桩身向下移动。锚索锁定后对桩身内力与位移的作用显著,减小了桩身弯矩,限制了桩身位移的增加;空间效应在基坑开挖过程中,对桩身内力与位移产生影响,基坑中间支护位置桩身的最大弯矩值与位移值明显大于其他支护位置,分析结果可对基坑的进一步施工提供参考。