#桥 梁#

收稿日期:2009-11-02;修回日期:2010-01-22

作者简介:景兆德(1978,男,工程师,2000年毕业于北京交通大学土木工程专业,工学学士。

京沪高速铁路济南黄河大桥钢板桩 围堰设计与施工技术 景兆德 1,2

(11中铁一局集团有限公司,西安 710054; 21北京交通大学,北京 100044

摘 要:在黄河中下游桥梁基础施工中,针对黄河特殊的水文地质条件,黄河主河道挡水支护围堰和滩地承台基坑开挖的挡土支护是桥梁基础施工最重要的临时结构,是基础施工的关键。结合京沪高速铁路济南黄河大桥主桥基础钢板桩围堰设计与施

工,对黄河下游水中和浅滩桥梁基础钢板桩围堰如何结合水文、地质条件合理进行方案比选,对钢板桩围堰的施工设计验算以及对钢板桩围堰施工技术进行详细叙述,对施工中采取的一些简单有效的工艺措施做了说明。

关键词:京沪高速铁路;黄河大桥;钢板桩围堰;设计与施工中图分类号:U 238;U 443116+2 文献标识码:B 文章编号:1004-2954(201004-0047-04

1 工程简介

京沪高速铁路济南黄河大桥总长51143km,主桥

为(112+3@168+112m 下承式等高度连续钢桁梁(图1,在中跨设置加劲拱,桁高16m ,桁宽30m,节间1410m 。主桥墩为0~5号,其中1、2、3、4号墩各采用28根<215m 钻孔灌注桩,承台厚度610m,平面尺寸4215m @2313m 。0、5号墩各采用21根<210m 钻孔灌注桩,承台厚度415m,平面尺寸3416m @1318m 。承台混凝土为C45。主桥1、2号墩承台位于主河道(常年有水,其他承台位于南岸滩地浅滩区。0号墩承台顶面高程+33m (地面高程+33150m 、1号墩承台顶面高程+27m 、2号墩承台顶面高程+27m 、3号墩承台顶面高程+27m (地面高程+30114m 、4号墩承台顶面高程+27m (地面高程+29191m 、5号墩承台顶面高程+30m (地面高程+30192m

。

图1 济南黄河大桥主桥布置(单位:c m

主桥桥址处河道河流平均流速2107m /s ,黄河枯水期仅主河槽有水,设计施工洪水位3015m,河床高程枯水期为+24m 左右,汛期河床高程为+22~+17m 。2 钢板桩围堰设计

211 设计思路

根据地质详勘资料,黄河大桥主桥3、4、5号墩地处黄河南岸河漫滩,地表以下19m 范围均为富含水的粉土和粉砂层,在其下厚约2m 范围(高程约+9~+11m 有一个

硬塑状黏土层,分布比较完整且均匀。主桥1、2号墩位于黄河主河道,河床高程+17~24m ,表层覆盖层主要是松散的粉砂,在+9~+11m 有一个

厚约2m 硬塑状黏土层。厚约2m 的硬塑状黏土层在钢护筒施打和钻孔桩施工过程均得到了确认,取出的土样为黏性非常大的硬塑状黏土块。

根据详细的施工调查,确定了主桥1、2、3、4号墩承台施工采用钢板桩围堰方案,0、5号墩承台由于开挖深度较浅,采用明挖法开挖基坑、过程防护。212 方案比选

21211 方案一(长钢板桩方案

主桥基础钢板桩围堰平面为矩形,其内口尺寸为4615m @2813m ,钢板桩单根长24m 。水中1、2号墩钢板桩围堰底口高程为+710m,顶面高程为+31m (承台顶面高程+27m,洪水位高程+3015m ,滩地3、4号墩钢板桩围堰底口高程为+615m ,顶面高程为+3015m 。钢板桩围堰采用德国拉森?型钢板桩,由单层钢板桩和3层由钢管和型钢组成的内撑梁组成,钢板桩内支撑圈

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景兆德京沪高速铁路济南黄河大桥钢板桩围堰设计与施工技术

梁为I56组合结构,内支撑为<630mm 钢管。岸上钢板桩围堰采用50t 履带吊配合液压振动锤施工、水中钢板桩围堰采用水中平台40t 龙门吊机、20t 浮吊配合液压振动锤施工。岸上围堰内开挖清淤采用长臂挖掘机开挖和高压射水吸泥法配合进行,水中围堰内清淤采用高压射水吸泥法。考虑到钢板桩下口深入到+9~+11m 硬塑状黏土层以下,钢板桩围堰内在清淤完成后可以不进行水下封底,而是直接抽干围堰内的水,再浇筑20c m 厚混凝土垫层,然后割除钢护筒、凿除桩头,进行承台施工。

方案优点:钢板桩围堰不封底,降低了大面积封底混凝土施工的风险和施工投入,减少了围堰清淤深度,节约了大量的封底混凝土。同时围堰内开挖、清淤、混凝土垫层施工均在干处进行,提高了施工效率,加快了施工进度。