CN106498969B - 空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法 - Google Patents
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Abstract
空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，其步骤为：(1)平整场地，对沉箱位置进行夯实处理；(2)在混凝土垫层上根据沉箱尺寸画出刃脚下放准确位置；(3)按照立柱(1)、横梁(2)、斜支撑(3)、水平支撑(4)、板(5)的顺序进行安装；(4)对沉箱拼装焊接进行检验，检验合格后用风镐分组、对称、同步地凿除刃脚下方混凝土；沉箱开始切土下沉；正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土。下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每下沉1米检查一次；(5)对沉箱底标高经量测满足设计及施工要求后，即可进行清理基底工作，保证基底平整；(6)沉箱采用干封底，待沉箱下沉到设计标高后及时浇筑混凝土垫层。
Description
技术领域
本发明涉及空间框架式钢沉箱支挡结构的施工技术。
背景技术
随着深水基础施工技术和机械的发展，围堰结构在深水基础施工中的应用日益广泛。这对沉箱基础施工技术的要求也逐渐提高，而在淤泥沉积多且清理困难、周围水体被严重破坏、环境污染严重的背景之下，越来越多的土围堰(拦河)的桥梁施工技术开始利用钢结构加钢沉箱进行改进，以提供简便且绿色环保的施工平台。然而，在改进过程中，也存在着以下几方面问题：
1、现有的钢结构加钢沉箱一般是采用现场焊接拼装，钢沉箱的形式也势必受地理位置和工程实际情况限制，这势必会影响设计者对其整体安全性的判断，由于设计不当，易导致钢沉箱失稳破坏。若处理不当，还将出现危及施工现场人员生命安全等问题，严重影响钢沉箱的使用。
2、钢沉箱现场焊接拼装施工过程中会产生浪费材料的现象，增大施工成本，甚至会延长施工工期。
发明内容
本发明的目的是提供一种空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法。
本发明是空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，其步骤为：
(1)平整场地，对沉箱位置进行夯实处理，加铺一层砂层，并在其上浇筑混凝土垫层；
(2)在混凝土垫层上根据沉箱尺寸画出刃脚下放准确位置；
(3)钢沉箱配件采用工厂制作，现场焊接拼装的方式；按照立柱1、横梁2、斜支撑3、水平支撑4、板5的顺序进行安装；内侧采用斜支撑3和水平支撑4支挡；外侧采用缆风绳斜拉，待成为整体后撤除缆风绳；保证沉箱刃脚的垂直度，并进行复测保证其在同一水平面；
(4)对沉箱拼装焊接进行检验，检验合格后用风镐分组、对称、同步地凿除刃脚下方混凝土；沉箱开始切土下沉；正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土。下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每下沉1米检查一次；
(5)对沉箱底标高经量测满足设计及施工要求后，即可进行清理基底工作，保证基底平整；
(6)沉箱采用干封底，待沉箱下沉到设计标高后及时浇筑混凝土垫层。
本发明的有益效果是：所述的一种新型空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，通过独特的梁、柱和支撑的布置与理论计算，即利用柱、梁和板的节点构造的整体性来保证钢沉箱的稳定与安全，解决了传统土(砂)围堰(或拦河)中桥梁施工技术的一些弊端，同时其施工过程简单易操作，而且能做到节约费用、缩短施工工期。
附图说明
图1为平面图简图，图2为板的计算简图，图3为横梁的计算简图，图4为立柱的计算简图。
具体实现方式
如图1～图4所示，本发明是空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，其步骤为：
(1)平整场地，使用蛙式打夯机对沉箱位置进行夯实处理，加铺一层30cm厚的砂层，并在其上浇筑15cm厚C25素混凝土垫层；
(2)在混凝土垫层上根据沉箱尺寸画出刃脚下放准确位置；
(3)钢沉箱配件采用工厂制作，现场焊接拼装的方式。按照立柱1、横梁2、斜支撑3、水平支撑4、板5的顺序进行安装。内侧采用斜支撑3和水平支撑4支挡；外侧采用缆风绳斜拉，待成为整体后撤除缆风绳；保证沉箱刃脚的垂直度，并进行复测保证其在同一水平面；
(4)对沉箱拼装焊接进行检验，检验合格后用风镐分组、对称、同步地凿除刃脚下方混凝土。沉箱开始切土下沉。正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土。下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每下沉1米检查一次；
(5)对沉箱底标高经量测满足设计及施工要求后，即可进行清理基底工作，保证基底平整；
(6)沉箱采用干封底，待沉箱下沉到设计标高后及时浇筑10cm厚C15素混凝土垫层。
其中，根据荷载传递路径、受力分析以及工程实际情况，可依次确定板的厚度→横梁数量→立柱的数量→斜支撑数量→水平支撑数量。下面为空间框架式钢沉箱支挡结构强度的计算。
(1)板的强度验算，以图1为例，板的计算简图如图2所示。
钢沉箱板强度的计算需满足下式：
q＝γh
γ—土的天然重度，kN/m3；
h—沉箱的深度；
q—从沉箱底算起的第二根横梁从属面积上的均布荷载；
l1—横梁竖向间距；
—板承受的最大弯矩；
—板承受的最大剪力；
—板承受的最大应力；
—板承受的最大剪应力；
γx—截面的塑性发展系数；
Wnx—对x轴的净截面模量；
—计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；
—板的毛截面惯性矩；
b—板的厚度；
f—钢材的抗拉强度设计值；
fv—钢材的抗剪强度设计值；
(2)钢沉箱横梁或立柱强度验算，计算简图如图3、图4所示。
钢沉箱横梁或立柱强度的计算需满足下式：
—梁或柱承受的最大弯矩；
—梁或柱整个横截面对中性轴的惯性矩；
yb、yc—梁或柱上某点到中性轴的最远距离；
—梁或立柱承受的最大剪力；
d—工字钢厚度；
—梁或柱横截面上距中性轴为y以上部分的面积对中性轴的面积矩；—梁或柱承受的最大应力；
—梁或柱承受的最大剪应力；
(3)钢沉箱撑杆稳定性验算，如下所示。
钢沉箱撑杆稳定性的计算需满足下式：
λ—压杆的长细比或柔度；
μ—长度因数；
l2—杆的计算长度；
i—压杆横截面对中性轴的惯性半径，
F—压杆承受的轴向压力；
—压杆的稳定因数，可查表按照差值法计算；
A—压杆横截面面积。
Claims (4)
1.空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，其步骤为：
(1)平整场地，对沉箱位置进行夯实处理，加铺一层砂层，并在其上浇筑混凝土垫层；
(2)在混凝土垫层上根据沉箱尺寸画出刃脚下放准确位置；
(3)钢沉箱配件采用工厂制作，现场焊接拼装的方式；按照立柱(1)、横梁(2)、斜支撑(3)、水平支撑(4)、板(5)的顺序进行安装；内侧采用斜支撑(3)和水平支撑(4)支挡；外侧采用缆风绳斜拉，待成为整体后撤除缆风绳；保证沉箱刃脚的垂直度，并进行复测保证其在同一水平面；
(4)对沉箱拼装焊接进行检验，检验合格后用风镐分组、对称、同步地凿除刃脚下方混凝土；沉箱开始切土下沉；正常下沉时，应自中间向刃脚处均匀对称除土；下沉时应随时注意正位，保持竖直下沉，至少每下沉1米检查一次；
(5)对沉箱底标高经量测满足设计及施工要求后，即可进行清理基底工作，保证基底平整；
(6)沉箱采用干封底，待沉箱下沉到设计标高后及时浇筑混凝土垫层。
2.根据权利要求1所述的空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，其特征在于使用蛙式打夯机对沉箱位置进行夯实处理，加铺一层30cm厚的砂土，并在其上浇筑15cm厚C25素混凝土垫层。
3.根据权利要求1所述的空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，其特征在于待沉箱下沉到设计标高后及时浇筑10cm厚C15素混凝土垫层。
4.根据权利要求1所述的空间框架式钢沉箱支挡结构的施工方法，其特征在于根据荷载传递路径、受力分析以及工程实际情况，依次确定板的厚度、横梁数量、立柱的数量、斜支撑数量、水平支撑数量；下面为空间框架式钢沉箱支挡结构强度的计算：
(1)板的强度验算：钢沉箱板强度的计算需满足下式：
q＝γh
γ—土的天然重度，kN/m3；
h—沉箱的深度；
q—从沉箱底算起的第二根横梁从属面积上的均布荷载；
l1—横梁竖向间距；
—板承受的最大弯矩；
—板承受的最大剪力；
—板承受的最大应力；
—板承受的最大剪应力；
γx—截面的塑性发展系数；
Wnx—对x轴的净截面模量；
—计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩；
—板的毛截面惯性矩；
b—板的厚度；
f—钢材的抗拉强度设计值；
fv—钢材的抗剪强度设计值；
(2)钢沉箱横梁或立柱强度验算：钢沉箱横梁或立柱强度的计算需满足下式：
—梁或柱承受的最大弯矩；
—梁或柱整个横截面对中性轴的惯性矩；
yb、yc—梁或柱上某点到中性轴的最远距离；
—梁或立柱承受的最大剪力；
d—工字钢厚度；
—梁或柱横截面上距中性轴为y以上部分的面积对中性轴的面积矩；
—梁或柱承受的最大应力；
—梁或柱承受的最大剪应力；
(3)钢沉箱撑杆稳定性验算：钢沉箱撑杆稳定性的计算需满足下式：
λ—压杆的长细比或柔度；
μ—长度因数；
l2—杆的计算长度；
i—压杆横截面对中性轴的惯性半径，
F—压杆承受的轴向压力；
—压杆的稳定因数，可查表按照差值法计算；
A—压杆横截面面积。
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| CN106498969A CN106498969A (zh) | 2017-03-15 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08319621A (ja) * | 1995-05-24 | 1996-12-03 | Kajima Corp | ケーソンセントル型枠の構築工法及びその撤去工法 |
| CN101158162A (zh) * | 2007-11-02 | 2008-04-09 | 上海市基础工程公司 | 无人化气压沉箱施工方法 |
| CN101736749A (zh) * | 2008-11-06 | 2010-06-16 | 上海市城市建设设计研究院 | 软土基连续沉箱施工方法 |
| CN202144598U (zh) * | 2011-06-21 | 2012-02-15 | 邹宗煊 | 一种下沉式地下构筑物 |
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