【文章內(nèi)容簡介】 裝兩塊壁板1～3號浮筒處撓度各浮筒浮力各浮筒距4號浮筒位置及撓度(mm)①②③F1F2F3(f)合計:1176721貝雷梁端部最大撓度： fmax＝117mm≤[f]＝2L/250=156mm，滿足要求。(2)貝雷梁強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)按各浮筒平均分配浮力計算貝雷梁的撓度可知，各點(diǎn)的撓度不同，即各浮筒的浮力或分擔(dān)的荷載不同，因此需重新進(jìn)行分配。平均每米浮筒排水量：V1=V0＋△V= +(99)= m3根據(jù)弓形面積與弓高關(guān)系式計算平均吃水深度:h1=浮筒的水線寬度：B0=2*√2Rhh2 = m由計算可得平均分配浮力時，水線的寬度基本接近浮筒直徑。為簡化計算，在分配浮力時采用平均水線寬度，對浮力分配影響不大。設(shè)1號浮筒加載后的下沉量為△h，則：F1＝B0L△hγ＝**△hγ=△hγF2=F1+B0L(f1f2)γ=F1+**()γ=F1+F3= F1+ B0L(f1f3)γ=F1+**()γ=F1+F4= F1+B0Lf1γ=F1+**=F1+根據(jù)計算假定5號3個浮筒浮力相等，因此可得：F=2F1+2F2+2F3+3F4=9F1+=9*△hγ+△h =()/9*= m則可得：F1＝ kN，F(xiàn)2＝ kN，F(xiàn)3＝ kN，F(xiàn)4＝ kN，力計算簡圖如下：貝雷梁參數(shù):I=250497cm4，W=3579cm3,[M]=,[Q]=,采用4片貝雷梁，拼裝兩塊壁板時內(nèi)力結(jié)果計算如下：Mmax=＜4[M]=4*= Qmax=＜4[Q]=4*= 故安全B、拼裝四塊時各浮筒的浮力計算:在拼裝中部四塊壁板時，先將4號浮筒內(nèi)平衡水抽出，為保持平衡分別向兩側(cè)3號筒內(nèi)注W/2水量。再進(jìn)行對稱拼裝。則已拼壁板重：G2=4W＋W=**5= kN平均每個浮筒增加浮力：F=在各浮筒浮力作用下貝雷梁各點(diǎn)產(chǎn)生的撓度計算結(jié)果見下表。拼裝四塊壁板1～2號浮筒處撓度各浮筒浮力各浮筒距4號浮筒位置及撓度(mm)①②F1F2(f)合計:5217貝雷梁端部最大撓度： fmax＝52mm≤[f]＝2L/250=110mm，滿足要求。(2)貝雷梁強(qiáng)度驗(yàn)算貝雷梁端部最大撓度： fmax＝52mm≤[f]＝2L/250=110mm，滿足要求。(2)貝雷梁強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)上述計算貝雷梁的撓度，對2號浮筒的浮力重新進(jìn)行分配。平均每米浮筒排水量：V1=V0＋△V= +(99)=根據(jù)弓形面積與弓高關(guān)系式計算平均吃水深度: h1= m浮筒的水線寬度：B0=2*√2Rhh2 = m由計算可知，平均分配浮力時水線的寬度基本接近浮筒直徑。為簡化計算，在分配浮力時采用平均水線寬度，對浮力分配影響不大，且偏于安全。設(shè)1號浮筒拼裝四塊壁板后下沉量為△h，則：F1＝B0L△hγ＝**△hγ=△hγF2=F1+B0L(f1f2)γ=F1+**()γ=F1+F3= F1+B0Lf1γ=F1+**=F1+假定5號5個浮筒浮力相等，則：F=2F1+2F2+5F3=9F1+=9*△hγ+△h =()/9*= m則：F1＝ kN，F(xiàn)2＝ kN，F(xiàn)3＝ kN，計算簡圖如下： 貝雷梁參數(shù):I=250497cm4，W=3579cm3,[M]=,[Q]=,采用4片貝雷梁，拼裝四塊壁板時內(nèi)力計算結(jié)果如下：Mmax= knm＜4[M]=4*= knm Qmax= kn＜4[Q]=4*= kn 故安全檢算結(jié)論：根據(jù)計算最大彎矩和最大剪力小于貝雷梁允許彎矩和允許剪力，因根據(jù)分配后的浮筒浮力計算最大撓度一定小于按平均分配荷載計算的最大撓度，因此結(jié)構(gòu)的剛度滿足要求。用于深水基礎(chǔ)的的鉆孔樁鋼護(hù)筒焊接質(zhì)量能滿足浮筒的要求，因此可直接用來制成鋼浮筒。在每節(jié)浮筒中部（壁板下）設(shè)置一道米字型角鋼支撐，避免在吊裝壁板時產(chǎn)生局部變形。浮筒的兩端采用10mm厚鋼板焊接封堵，封堵前將注水管及排氣管按要求設(shè)置。鋼浮筒下水前均進(jìn)行密閉性試檢驗(yàn)。試驗(yàn)前在注水管及出氣管上分別安裝上截止閥，在出氣管上安裝上氣壓表，并與空壓機(jī)接通，然后進(jìn)行充氣打壓試驗(yàn)。本工程選定的圍堰下水地點(diǎn)水深為6m，，充氣排水打撈時壓力。檢驗(yàn)時達(dá)到試驗(yàn)壓力即停止充氣，關(guān)閉閥門斷開與空壓機(jī)的連接管，10分鐘后觀察壓力表讀數(shù)不下降即為合格。如讀數(shù)下降說明局部漏氣，用皂液進(jìn)行檢漏，查出漏氣點(diǎn)，進(jìn)行處理后再進(jìn)行檢驗(yàn)。本工程加工制做基地設(shè)在嘉陵江東岸，為方便運(yùn)輸，鋼浮筒平臺及底節(jié)圍堰的拼裝地點(diǎn)選擇在東岸施工棧橋的下游。在東岸拼裝不影響靠近西岸的81＃墩位處進(jìn)行承臺基礎(chǔ)水下爆破開挖作業(yè)。鋼浮筒分成四個組塊進(jìn)行拼裝。兩側(cè)直線段壁板下各5根9m長浮筒為A組塊，兩個圓弧端壁板下各2根31m長浮筒為B組塊。A組塊拼裝時，在浮筒兩端封端板中上部設(shè)置一道水平連接桿（[22槽鋼），將5根浮筒按設(shè)計間距連接成整體，兩根浮筒之間設(shè)置水平交叉拉桿（鋼筋Φ25），使組塊A形成水平穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。組塊B長浮筒按9＋13＋9m順序連接，連接方式為法蘭栓接，在長浮筒封端板中部設(shè)置水平連接桿（[22槽鋼），將兩根浮筒按設(shè)計間距連成一體，在兩根浮筒之間設(shè)置三處水平交叉拉桿。拼裝好的組塊用鋼絲繩臨時系于棧橋的鋼管樁上及岸上錨樁上，全部完成后將四個組塊連接成整體，并利用錨碇系統(tǒng)進(jìn)行固定。在拼好的鋼浮筒上放出鋼圍堰的輪廓尺寸線，據(jù)此確定貝雷梁的安裝位置。兩組貝雷梁對稱布置于直線壁板的內(nèi)外側(cè)，每組貝雷梁由兩片組成，兩片之間每隔3m設(shè)一道橫向垂直支撐架，上弦每隔3m設(shè)置一片水平支撐架。貝雷梁下弦用槽鋼與鋼浮筒扣連。，以方便操作。在選擇確定的圍堰拼裝地點(diǎn)進(jìn)行定位，定位利用上游的棧橋樁作為主錨，兩側(cè)各設(shè)兩個岸錨和兩個水錨。岸錨必須設(shè)置在拼裝期最高水位線以上，在選定位置開挖2個4m3的錨坑并灌注C25砼，在砼中埋設(shè)I32工字鋼作為錨樁。江側(cè)邊錨設(shè)置2個8t霍爾式鐵錨，用35t浮吊進(jìn)行拋錨。鋼浮筒平臺拼裝完成后，用錨碇系統(tǒng)進(jìn)行定位，保證底節(jié)圍堰在拼裝過程中不隨意移動。鋼套箱圍堰兩側(cè)直線壁板下各設(shè)置兩組墊梁。每組墊梁由兩根工字鋼I32b組成，用10mm鋼板進(jìn)行連接。墊梁段在岸上分段加工，運(yùn)至平臺上進(jìn)行接長，整體定位調(diào)平后，用鐵件與鋼護(hù)筒扣連。鋼套箱圍堰兩端圓弧壁板下各設(shè)置9根墊梁，，采用I32b工字鋼，用鐵件與鋼護(hù)筒扣連。全部墊梁必須在同一平面上，保證底節(jié)圍堰順利拼裝。在拼裝墊梁上放出鋼圍堰的輪廓尺寸線。拼裝鋼圍堰底節(jié)時，按照先直線后圓弧的順序進(jìn)行，直線段由中部向兩端對稱拼裝，合攏塊設(shè)在兩端圓弧段的中部。直線段塊件拼裝時，在壁板重力和浮力的共同作用下，平臺（貝雷梁）中部向下彎曲，兩端上翹；一側(cè)壁板拼裝后浮筒下沉，另一側(cè)浮筒因此而上浮，因此在拼裝壁板時，按照計算通過向未加載的浮筒注水或壓重的方式，減少彎曲并基本達(dá)到整體平衡。壁板吊上平臺后，用5t倒鏈進(jìn)行精確定位及垂直度校正，用千斤頂支頂加支墊的方式進(jìn)行標(biāo)高調(diào)整。中間兩塊壁板吊上平臺后，通過向兩端浮筒注水使三個承力浮筒基本平衡，精確調(diào)整并將兩塊壁板焊連后，即排除平衡水，再進(jìn)行下一塊吊裝。圓弧段拼裝時，根據(jù)合攏塊的實(shí)際尺寸進(jìn)行放線，攏口尺寸比合攏塊略大5～10mm，嚴(yán)格控制攏口兩側(cè)的塊件拼裝的垂直度，保證攏口上下尺寸一致。合攏塊吊裝時，保持緩慢垂直插入，中途發(fā)生插入困難時，不得強(qiáng)行下插，避免卡死，待查明原因處理解決后再重新插入。底節(jié)拼裝完成后，嚴(yán)格檢查所有焊縫的質(zhì)量，并進(jìn)行滲透性檢驗(yàn)，確認(rèn)合格后，方可進(jìn)行下水作業(yè)。為防止底節(jié)下水時由于局部不均衡下沉產(chǎn)生變形，采取臨時加強(qiáng)措施，即在四個角部采用63010mm螺旋鋼管，設(shè)置臨時加強(qiáng)斜撐桿，增強(qiáng)圍堰的整體性和直線段壁板的側(cè)向穩(wěn)定性。為保證底節(jié)圍堰下水后，鋼浮筒平臺打撈及底節(jié)圍堰自浮后接高拼裝同時進(jìn)行，下水地點(diǎn)應(yīng)離開墩位，具體地點(diǎn)選擇在墩位下游附近。底節(jié)圍堰在東岸拼裝完成后，嘉陵江井口段封航2小時，用2艘400t拖輪將底節(jié)圍堰和平臺浮運(yùn)到西岸，在墩位下游約30m處用水錨和岸錨定位。下水地點(diǎn)水深需滿足下列條件：H＞D+h2+h3，其中：D—鋼護(hù)筒直徑，h2—拼裝墊梁高度，h3—圍堰自浮吃水深度。81＃墩圍堰下水地點(diǎn)水深5～。由于橋址處河床基巖裸露，因此對圍堰下水范圍內(nèi)河床進(jìn)行詳細(xì)探查，避免局部存在突出巖石影響圍堰下水。底節(jié)鋼圍堰下水時，先對A組塊平臺10根鋼浮筒分兩批對稱注水下沉，當(dāng)鋼浮筒下沉量大于平臺整體下沉量時，即可將鋼浮筒抽離。然后再對B組塊平臺鋼浮筒注水下沉，底節(jié)圍堰自浮后，將B組塊平臺注水沉至水底。具體施工流程如下：施工準(zhǔn)備→安裝注水系統(tǒng)→A組①號筒注水抽離→②號筒注水抽離A組塊和拆除貝雷梁→安裝附加浮筒→④號筒注水→附加筒注水→③號筒注水和B組平臺脫離。 注水系統(tǒng)安裝注水下沉系統(tǒng)由進(jìn)水管、出氣管、水泵、閥門、集中控制柜組成。進(jìn)水及出氣管道分別設(shè)在鋼浮筒兩端，并貼近浮筒頂面處安裝控制閥門。進(jìn)水管伸入浮筒內(nèi)底部，出氣管用軟管引至圍堰壁板上部固定。水泵采用小型潛水泵，懸掛設(shè)在圍堰的外側(cè)，在水泵出水管處設(shè)閥門，然后用軟管與浮筒進(jìn)水管連接，軟管留足浮筒下沉所需長度?？刂乒癜卜庞诠ぷ鞔希駜?nèi)設(shè)12水泵控制開關(guān)，并與水泵、管道對應(yīng)編號。鋼浮筒平臺注水前，對注水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，檢查各臺水泵單位時間的出水量，并據(jù)此對水泵出口處的控制閥開啟程度進(jìn)行調(diào)節(jié)，全部調(diào)試達(dá)到一致后進(jìn)行標(biāo)記。 A組塊分批注水抽離浮筒底節(jié)鋼圍堰下水時，對鋼浮筒A組塊平臺10根鋼浮筒分兩批對稱注水下沉后，在鋼浮筒自浮狀態(tài)下抽離。第一批將①號鋼浮筒4根抽離。施工時將注水管與浮筒的進(jìn)水口連接，準(zhǔn)備就緒后同時水泵進(jìn)行對稱注水。注水過程中根據(jù)計算的干弦高度大致確定注水量，當(dāng)接近達(dá)到計算注水量時暫停，解除鋼浮筒與平臺墊梁等的相關(guān)連接，再開始注水，并注意觀察浮筒脫離情況，當(dāng)間隙滿足抽出要求時（約3cm）即停止注水。將浮筒進(jìn)水口和出氣口處閥門關(guān)上，摘除管道后，由人工將浮筒緩慢推出，用小型機(jī)動船將浮筒拖到岸邊。第二批將②號鋼浮筒6根抽離。與第一批注水方法基本相同。在接近達(dá)到脫離計算注水量暫停時，將貝雷梁拆除吊至工作船上，墊梁與浮筒連接不解除，將平臺梁在靠近③號浮筒處截斷，然后繼續(xù)注水，脫離后用小型機(jī)動船將每側(cè)3個浮筒及墊梁一道拉出，然后整體浮運(yùn)至岸邊。鋼浮筒注水過程每20分鐘測量一次圍堰角部頂面標(biāo)高，用閥門及水泵開關(guān)進(jìn)行注水量控制，保證平臺下沉過程基本保持平穩(wěn)。 底節(jié)圍堰入水底節(jié)圍堰下水是將浮平臺兩端的B組塊平臺浮筒注水下沉，使圍堰入水達(dá)到自浮。B組塊由兩根31m長浮筒組成，每根浮筒由3節(jié)互不相通的浮筒按9＋13＋9m的方式拼接而成。每根浮筒兩端的③號浮筒安裝注水及排氣管道時，由于在打撈時還需再用，因此采用高壓膠管，其長度必須滿足浮筒沉入水底后能與工作船上的打撈系統(tǒng)管道相接，并留有一定余長。中間浮筒抽離后兩端B組塊浮筒提供的總浮力為764t，余下的B組塊平臺和底節(jié)圍堰總重約為510t，加注約254t水即可達(dá)到平衡。為保持圍堰平穩(wěn)入水，采用向中間④浮筒注水的方法，達(dá)到浮力與重量平衡點(diǎn)。底節(jié)圍堰下水分五個步驟：第一步：A組塊浮筒全部抽離后，在B組塊兩端各安裝一根長10m、附加浮筒與③號浮筒連接。4根附加浮筒自重12t，提供浮力46t，主要用于圍堰底板至主浮筒高度范圍提供浮力過渡。第二步：向中間④號浮筒注水下沉。當(dāng)B組塊平臺浮筒頂面入水時（注水約250t）即停，關(guān)閉浮筒上進(jìn)水及排氣閥門，撤除水泵等。第三步：對稱向附加浮筒注水。此過程采取緩慢間隔注水，每隔5～10分鐘停頓觀測一次圍堰頂面水平及下沉量，不平衡時并及時進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)圍堰底隔板入水后，總浮力增長較快，附加浮筒失去作用，因此可關(guān)閉進(jìn)水及排氣閥門，撤除水泵等。第四步：向兩端③號浮筒注水使圍堰自浮。從圍堰底隔板入水時起，注水下沉過程是體系內(nèi)重量和浮力同步增加的過程，即隨著浮筒內(nèi)的重量不斷增加，底節(jié)圍堰浮力也等量增加，系統(tǒng)的浮力和重量始終保持平衡。當(dāng)圍堰下沉至自浮深度時，浮筒再適量注水，使平臺脫離后即可停止注水，同時關(guān)閉進(jìn)水及排氣管上端閥門，平臺沉落至水底。底節(jié)圍堰下水作業(yè)完成后，將③號浮筒進(jìn)水及排氣管上端移到工作船上，拆除水泵，清理現(xiàn)場，為圍堰移位作準(zhǔn)備。第五步：底節(jié)圍堰移位。底節(jié)圍堰與靠岸一側(cè)的浮吊綁定，利用上游的既有橋墩作主錨，將浮吊上的卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩系于橋墩上，解除底節(jié)圍堰的錨繩，然后將底節(jié)圍堰及浮吊一同牽引到墩位處。安裝錨碇系統(tǒng)后，解除與浮吊的連接，定位后進(jìn)行上節(jié)圍堰拼裝。 平臺B組塊充氣排水浮升底節(jié)鋼圍堰浮運(yùn)離開下水地點(diǎn)后即可進(jìn)行充氣排水浮升作業(yè)。充氣排水浮升系統(tǒng)由進(jìn)氣管、出水管、空壓機(jī)、分氣缸、閥門、氣壓表、控制柜組成。打撈時用空壓機(jī)向B組塊兩端的4個③號浮筒充氣排水，使其平臺整體上浮。施工步驟如下：進(jìn)氣管安裝：將兩臺空壓機(jī)的出氣管用高壓膠管分別與4個③號浮筒的充氣管連接，充氣管利用③號浮筒注水時的D25進(jìn)水管。安裝好經(jīng)校驗(yàn)合格的壓力表。排水管安裝：排水管利用③號浮筒注水時的D32排氣管，鋼管固定在工作船上的支架上，鋼管出口設(shè)45度彎管，可將水排至船外。充氣排水：充氣排水系統(tǒng)安裝完畢后，將空壓機(jī)的排氣量放在低檔位后啟動空壓機(jī)，檢查系統(tǒng)的運(yùn)行情況，確認(rèn)排水管有氣體噴出后，將空壓機(jī)的排氣量由低檔逐步向高檔位調(diào)節(jié)，直到排水管噴水。當(dāng)出水壓力過大時，可適當(dāng)調(diào)低風(fēng)壓。隨著浮筒內(nèi)的排出水量大于平臺總重量時，平臺便整體上浮。停止充氣排水后，用機(jī)動小船將浮平臺拖至岸邊，用水泵將水排出浮筒，然后將平臺解體運(yùn)送上岸，浮筒復(fù)原后用于鉆孔樁施工。 底節(jié)圍堰自浮計算底節(jié)圍堰自重：W＝320t雙壁圍堰隔艙面積：S＝(22)＝147 m2自浮時入水深度：H＝W/S＋h＝320/147＋1＝＋1= mh—底板至圍堰底的高度。各工況詳細(xì)計算見下表：工 況脫離構(gòu)件數(shù)量注水總重量總浮力浮筒剩余水上面積