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水中系梁施工方案简介：

水中系梁施工方案是指在水下环境中进行桥梁建设中，用于支撑桥梁结构的重要部分——系梁的施工策略。这种施工方案通常在河流、湖泊、海洋等大型水体中实施，因为这些地方的桥梁建设需要考虑水深、水流、潮汐、地质条件等复杂因素。

1. 设计阶段：首先，需要根据工程地质、水文条件、桥梁设计和施工技术等因素，进行详细的系梁设计，包括结构形式、尺寸、材料选择等，同时要确保其在水下环境中的稳定性。

2. 施工准备：施工前需要进行详细的水下测绘、施工图审查、设备准备，如水下打桩机、浮吊设备、潜水作业设备等。

3. 桩基施工：在预定的位置打入预制桩，作为系梁的基础。桩基施工需要考虑水深、流速等因素，可能需要使用特殊的施工方法，如水下定向钻孔、爆破等。

4. 系梁预制：在陆地预制系梁，通常使用预应力混凝土，确保其强度和耐久性。然后将其运送到水下施工区域。

5. 系梁安装：通过浮吊设备将预制好的系梁提升到预定位置，然后进行水下定位、固定，最后进行连接和灌浆。

6. 后续工作：安装完成后，进行水下检查和验收，确保系梁的稳定和桥体的连接质量。

整个施工过程需要严格遵守相关规范和规程，以确保施工安全和工程质量。同时，由于水下施工环境的特殊性，施工人员需要具备专业的潜水技术和安全知识。

水中系梁施工方案部分内容预览：

本桥设计的系梁净长840cm，截面尺寸为120cm×120cm。系梁底部与桩顶齐平，距水面高度约1.20m左右。另外，6~7月份施工系梁时，正值水位高峰季节，更不易施工。系梁砼方量12.1m3，适用于采用有底钢套箱施工。但有底钢套箱是利用基础顶部做为承力点，必须先浇筑封底砼，施工难度较大，浪费较多。因此根据本桥的结构特点，并多方考证，拟采用部分系梁预制结合分离式套箱的方案进行水中系梁施工。

2 水中系梁施工工艺

根据桩距及套箱外径大小，拟定预制系梁长度6m，系梁总重21.6T，吊装需采用大吨位吊车安装。系梁离河岸较远JT∕T 1037-2022 公路桥梁结构监测技术规范，对吊装不利。为此我们采用系梁直接在水上钻孔平台上预制，而后吊装的方案。

预制前，首先对水中排架进行加固，且同时对排架桩的承载力进行验算，满足要求后实施预制。排架加固后，铺设型钢与底板使之形成平台，而后在平台上铺设系梁底模、绑扎钢筋，安装侧模并浇筑砼。强度达到75%后，拆除模板，并对端部实行凿毛处理。预制系梁时，纵向主筋长度按6.4m与7.4m控制。

2.2 钢套箱的结构形式

2.3 系梁、套箱的安装与准备

将预埋于同一桩顶的两根竖向型钢进行加固连成整体形成支墩，横梁采用箱型钢梁，形成吊装。

套箱与系梁拼装后，为保证套箱与系梁的相对稳固，将套箱的上、下部与系梁之间用型钢做拉杆进行固定。

2.4 系梁、套箱的安装与拆除

起吊系梁及套箱：将连接好的套箱与系梁由两个20t手拉葫芦起吊悬挂于吊架上。

拆除平台：将系梁底部位于系梁的范围内的平台拆除。

系梁及套箱就位：平稳下放系梁及钢套箱至设计标高。

套箱封底：用砂袋塞封底套箱底板与护筒的缝隙，然后在套箱内的钢护筒外侧浇筑水下砼，进行套箱底部砼封底。封底厚度由计算所得。

系梁浇筑：待封底砼达到一定的强度后，抽于套箱及护筒内的水，清理桩头，切割部分钢护筒，按照设计要求调整桩头钢筋，并按设计长度接长系梁纵向主钢筋，绑扎箍筋及桩头钢筋，支立系梁接长段模板，浇筑桩头及系梁部分砼，切割桩头以上的钢护筒。钢套箱待立柱完成以后进行水下切割拆除。

3.1 地基承载力的计算

搭建钻孔及系梁预制平台的木排桩如右图所示：

根据勘测的地质报告所示，2#、3#墩所在的1~2层地质参数如下：

圆木桩为落叶松,桩长按6m设计，木桩进入第一层土h1=0.9 m，进入第二层土h2=3.1 m。

由于b>2 m，h >3 m，且h/ b<4，故修正后的地基容许承载力按下式计算：

其中，由验算手册可知，亚粘土层的宽度修正系梁取k1=0、深度修正系数值取k2=1.5，r2=∑rihi/∑hi=19.4 kN/m3。

3.2 排架桩承载力计算

考虑群桩作为整体基础，桩基础可视为如右图所示的ABCD范围内的假想实体：

则： a=a0+2htg(ψ/4)=10.53m

b= b0+htg(ψ/4)=3.77m

其中，a0=10m，b0=3.5m，h=4.0m，ψ=15.3°

作用在桩基础上的竖向荷载：系梁重量G1 、木桩重量G2、浇捣过程中砼倾倒荷载（4.0 kPa）及砼振捣产生的荷载（2.0 kPa），模板重量可忽略不计。

N=216+45.2+6.0x10x3.5=471.2 kN

由公式：бmax=rl+N/A=19.4x4.0+471.2/(10.53x3.77)

=89.4<[б] = 169.4kPa 合符要求

其中，系梁砼重量:G1=1.2x1.2x 6x 25=216 kN;

木桩：G2=40x(πx0.202/4x6.0x6)=45.2 kN;

3.3 系梁吊装系统的计算

竖向支撑杆件采用型号为I12.6工字钢A3钢材，查手册所得:A=18.10cm2，ix=5.19cm，杆件长度L0=5.5m。轴向应力[б]=140 MPa

横向杆件采用箱型钢梁，截面如右图所示：

查得W=4026cm3，构件长L=10m，型钢重G3=33.91kN（型钢每延米重3.391 kN），弯曲应力[бw]=145 MPa。

单个套箱重G4=πx1.502x3.5x78.5=25.9 kN

1）竖向支撑构件稳定性计算

由λ= L0/ ix=106，得φ=0.548。

由б=N/A=（G1 +G3 +2G4）/（4A）

=41.5MPa<0.548[б]= 76.7MPa 符合要求

2）横向构件稳定性计算

根据横梁承重形式，横梁受力如右图所示：

由N1=N2=（G1+2G4）/2=133.9 kN

Ra= Rb= （N1+N2+ G3）/2=150.85 kN

由λ=αx (L/ h) x (rx/ry)=50，得φ=0.828。其中，焊接件系数α取值为1.8，正方形截面的回转半径rx 、ry相同。

由бmax= Mmax/W=461.76x1000/4026

=114.7 MPa <0.828[бw]=120 MPa 符合要求

3.4 封底砼厚度的计算

套箱底端的封底砼厚度必须满足：

计算所得：封底砼厚度h≥0.41m；

F—单个套箱所受的浮力。

CJT420-2013标准下载F=KrwV=2.0x10xπx1.52x2.92=412.8 kN

D—内护筒直径,2.0m；

[τ] —钢护筒与封底砼之间的容许摩擦力，取100 kN/ m2；

rw—水的容重，10 kN/ m2；

V—套箱体积,1.2x1.2x6.0；

K—安全系数，取2.0；

住建部、公安部、规范组等文件答复汇编（共92P 截止2021年2月）.pdfW1—预制系梁水中的重量

系梁预制与分围堰施工节省了大量材料，同时加快了施工进度。

对于桩基面三桩式的水中系梁施工，根据实际情况拟定施工方案。如同样正在承建的运棉河大桥的水中系梁，因系梁较短，无法预制，则采用钢板围堰施工。