某公鐵兩用長江大橋2#主塔墩鋼圍堰錨墩方案與錨碇方案的比較

肖忠寬

中鐵大橋局集團(tuán)有限公司（430050）

某公鐵兩用長江大橋2#主塔墩鋼圍堰錨墩方案與錨碇方案的比較

肖忠寬

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武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋工程水中2#主塔墩，采用錨墩方案進(jìn)行大型鋼圍堰定位。同常規(guī)的定位船錨碇定位方案相比，錨墩方案定位精度高，通航水域大，施工周期短，施工方法簡單，相同條件下成本低。

錨墩方案；錨碇方案；定位；比較

1 概況

武漢天興洲公鐵兩用長江大橋位于武漢長江二橋下游約9.5 km的長江南汊天興洲江段。正橋部分工程為公鐵兩用雙層橋梁，上層為公路六車道橋面，下層為時速200 km/s的客運線和貨運線等四線鐵路。正橋部分工程主橋跨為（98+196+504+196+ 98）m鋼桁梁斜拉橋。斜拉橋2#、3#主塔墩位于南汊主河道通航水域，主塔墩基礎(chǔ)為Φ3.4 m鉆孔樁，水中鉆孔樁施工采用鋼圍堰施工方法。因此，鋼圍堰定位方案是確定鉆孔樁設(shè)計位置的關(guān)鍵所在。

2 定位方案選擇

在長江流域修建水中設(shè)施，由于水深而且水流速度大，采用鋼圍堰施工方法時，鋼圍堰定位方式一般采取錨碇定位。武漢天興洲公鐵兩用長江大橋主橋為鋼桁梁斜拉橋,斜拉橋主跨為504 m,2#主塔墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為32根Φ3.4 m鉆孔樁,樁長約為55 m。3#主塔墩基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)為40根Φ3.4 m鉆孔樁,樁長在84 m以上。2#、3#主塔墩河床標(biāo)高由北向南逐漸加深。主塔墩處在通航水城主航道范圍，船舶穿梭繁忙。2#主塔墩河床下覆蓋層主要為砂類土，厚度為20～25 m，水文地質(zhì)復(fù)雜，水深在21 m左右，水位落差大。墩位處洪水期水流速度為3.5 m/s。河床斷面如圖1所示。

圖1 河床斷面

水中深水基礎(chǔ)采取鋼圍堰施工，鋼圍堰定位一般采用常規(guī)的定位船加導(dǎo)向船拋錨定位方案，以下簡稱錨碇方案。定位船及導(dǎo)向船主要是靠拋錨定位方式,這樣一種錨碇方案所占水域面積較大，一般對通航不利。由于2#、3#主塔墩基礎(chǔ)按工期和施工組織設(shè)計要求需要同時進(jìn)行施工，2#、3#主塔墩處在通航繁忙的長江主河道上，兩個墩同時采用錨碇方案對船舶航行安全存在一定的隱患，對通航有一定的影響，容易造成事故的發(fā)生。

根據(jù)主塔墩所處通航情況和水文及地質(zhì)條件研究分析，若同時采用常規(guī)的錨碇方案，對河道通航有一定的影響,3#主塔墩因河床面標(biāo)高低,水深較大，且覆蓋層少，宜采用定位船和導(dǎo)向船錨碇方案。為了確保通航安全，2#主塔墩施工采取新型的錨墩方案。

武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋鋼桁梁斜拉橋2#主塔墩基礎(chǔ)施工設(shè)計為：大型水上雙壁鋼吊箱圍堰施工輔助設(shè)施，采用鋼管樁斜樁以群樁形式的錨墩方案，鋼圍堰由上、下游共計四個錨墩進(jìn)行定位,錨墩與鋼圍堰采取鋼絞線張拉方式進(jìn)行連接，鋼絞線始終保持與河水分離，以避免被水浸濕的影響。錨墩斜樁施工采用80 t水上打樁機，每個錨墩由6根Φ100 cm的鋼樁組成群樁，群樁頂設(shè)計為現(xiàn)澆鋼筋混凝土矩形形式。2#墩錨墩方案設(shè)計如圖2所示。

圖2 2#墩錨墩方案設(shè)計

2 錨墩方案與錨碇方案的比較

錨墩方案與錨碇方案的比較，主要從方案的優(yōu)劣和成本實際投入進(jìn)行分析。根據(jù)方案優(yōu)劣選擇使用錨墩方案還是錨碇方案。成本投入應(yīng)從設(shè)計圖結(jié)構(gòu)、工程數(shù)量和設(shè)備、市場資源狀況等方面按工程造價進(jìn)行分析。設(shè)計合理、安全可靠、經(jīng)濟(jì)節(jié)省，是方案選擇的標(biāo)尺。天興洲長江大橋2#主塔墩鋼圍堰輔助設(shè)施定位。按照錨墩方案和錨碇方案投入的主要設(shè)備及工程數(shù)量、市場價格及相關(guān)規(guī)定進(jìn)行計算工程造價，根據(jù)兩種方案的特點進(jìn)行比較，最終決定使用錨墩方案。詳見表1。

從武漢天興洲公鐵兩用長江大橋正橋2#主塔墩的實施過程來看，錨墩方案完全達(dá)到預(yù)期設(shè)計要求，鋼圍堰定位精度高，成本低。

表1 錨墩方案與錨碇方案的比較

3 錨墩方案及適應(yīng)范圍

所謂錨墩方案，就是在鋼圍堰上下游修建臨時錨墩對圍堰進(jìn)行準(zhǔn)確定位。

錨墩方案是新型的橋梁水中基礎(chǔ)施工方法，適應(yīng)于河流水深小于25 m以內(nèi)、覆蓋層厚度較大的橋梁基礎(chǔ)施工。錨墩方案定位精度高，通航水域有利航行，水上設(shè)備投入少，成本相對較低。錨墩方案一般采取鋼管樁、鋼筋混凝土管樁和木樁作為基礎(chǔ)組成群樁形式。單樁采用水上打樁錘打入的施工方法，打入樁為斜樁形式較好，打入至設(shè)計標(biāo)高并滿足設(shè)計要求后，將樁群頂部聯(lián)結(jié)成一體，并同橋梁基礎(chǔ)施工輔助設(shè)施鋼圍堰等進(jìn)行連接，以達(dá)到定位和穩(wěn)定施工輔助設(shè)施的目的。

4 結(jié)語

采用新型的錨墩方案，開拓了在長江流域進(jìn)行橋梁水上基礎(chǔ)施工中對大型鋼圍堰輔助設(shè)施進(jìn)行精確定位的新的錨墩施工方法。從技術(shù)、安全和經(jīng)濟(jì)方面比較，錨墩方案同常規(guī)的定位船錨碇方案相比，定位精度高，通航水域大，施工周期短，施工方法簡單，航道安全可靠，相同條件下成本低。

[1]秦順全.武漢天興洲長江大橋主塔基礎(chǔ)選型及施工技術(shù)《第十七屆全國橋梁學(xué)術(shù)會議論文集》中國土木工程學(xué)會橋梁及結(jié)構(gòu)工程分會編.

[2]鐵路基本建設(shè)工程設(shè)計概算編制辦法（鐵建管（1998）115號）鐵道部編.

[3]鐵道部大橋工程局編《武漢長江二橋技術(shù)總結(jié)》科學(xué)出版社[M].1998.