某公铁两用长江大桥2#主塔墩钢围堰锚墩方案与锚碇方案的比较

2014-03-20肖忠宽

河南建材 2014年2期

关键词：公铁长江大桥两用

肖忠宽

中铁大桥局集团有限公司（430050）

某公铁两用长江大桥2#主塔墩钢围堰锚墩方案与锚碇方案的比较

肖忠宽

中铁大桥局集团有限公司（430050）

武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥工程水中2#主塔墩，采用锚墩方案进行大型钢围堰定位。同常规的定位船锚碇定位方案相比，锚墩方案定位精度高，通航水域大，施工周期短，施工方法简单，相同条件下成本低。

锚墩方案；锚碇方案；定位；比较

1 概况

武汉天兴洲公铁两用长江大桥位于武汉长江二桥下游约9.5 km的长江南汊天兴洲江段。正桥部分工程为公铁两用双层桥梁，上层为公路六车道桥面，下层为时速200 km/s的客运线和货运线等四线铁路。正桥部分工程主桥跨为（98+196+504+196+ 98）m钢桁梁斜拉桥。斜拉桥2#、3#主塔墩位于南汊主河道通航水域，主塔墩基础为Φ3.4 m钻孔桩，水中钻孔桩施工采用钢围堰施工方法。因此，钢围堰定位方案是确定钻孔桩设计位置的关键所在。

2 定位方案选择

在长江流域修建水中设施，由于水深而且水流速度大，采用钢围堰施工方法时，钢围堰定位方式一般采取锚碇定位。武汉天兴洲公铁两用长江大桥主桥为钢桁梁斜拉桥,斜拉桥主跨为504 m,2#主塔墩基础结构为32根Φ3.4 m钻孔桩,桩长约为55 m。3#主塔墩基础结构为40根Φ3.4 m钻孔桩,桩长在84 m以上。2#、3#主塔墩河床标高由北向南逐渐加深。主塔墩处在通航水城主航道范围，船舶穿梭繁忙。2#主塔墩河床下覆盖层主要为砂类土，厚度为20～25 m，水文地质复杂，水深在21 m左右，水位落差大。墩位处洪水期水流速度为3.5 m/s。河床断面如图1所示。

图1 河床断面

水中深水基础采取钢围堰施工，钢围堰定位一般采用常规的定位船加导向船抛锚定位方案，以下简称锚碇方案。定位船及导向船主要是靠抛锚定位方式,这样一种锚碇方案所占水域面积较大，一般对通航不利。由于2#、3#主塔墩基础按工期和施工组织设计要求需要同时进行施工，2#、3#主塔墩处在通航繁忙的长江主河道上，两个墩同时采用锚碇方案对船舶航行安全存在一定的隐患，对通航有一定的影响，容易造成事故的发生。

根据主塔墩所处通航情况和水文及地质条件研究分析，若同时采用常规的锚碇方案，对河道通航有一定的影响,3#主塔墩因河床面标高低,水深较大，且覆盖层少，宜采用定位船和导向船锚碇方案。为了确保通航安全，2#主塔墩施工采取新型的锚墩方案。

武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥钢桁梁斜拉桥2#主塔墩基础施工设计为：大型水上双壁钢吊箱围堰施工辅助设施，采用钢管桩斜桩以群桩形式的锚墩方案，钢围堰由上、下游共计四个锚墩进行定位,锚墩与钢围堰采取钢绞线张拉方式进行连接，钢绞线始终保持与河水分离，以避免被水浸湿的影响。锚墩斜桩施工采用80 t水上打桩机，每个锚墩由6根Φ100 cm的钢桩组成群桩，群桩顶设计为现浇钢筋混凝土矩形形式。2#墩锚墩方案设计如图2所示。

图2 2#墩锚墩方案设计

2 锚墩方案与锚碇方案的比较

锚墩方案与锚碇方案的比较，主要从方案的优劣和成本实际投入进行分析。根据方案优劣选择使用锚墩方案还是锚碇方案。成本投入应从设计图结构、工程数量和设备、市场资源状况等方面按工程造价进行分析。设计合理、安全可靠、经济节省，是方案选择的标尺。天兴洲长江大桥2#主塔墩钢围堰辅助设施定位。按照锚墩方案和锚碇方案投入的主要设备及工程数量、市场价格及相关规定进行计算工程造价，根据两种方案的特点进行比较，最终决定使用锚墩方案。详见表1。

从武汉天兴洲公铁两用长江大桥正桥2#主塔墩的实施过程来看，锚墩方案完全达到预期设计要求，钢围堰定位精度高，成本低。

表1 锚墩方案与锚碇方案的比较

3 锚墩方案及适应范围

所谓锚墩方案，就是在钢围堰上下游修建临时锚墩对围堰进行准确定位。

锚墩方案是新型的桥梁水中基础施工方法，适应于河流水深小于25 m以内、覆盖层厚度较大的桥梁基础施工。锚墩方案定位精度高，通航水域有利航行，水上设备投入少，成本相对较低。锚墩方案一般采取钢管桩、钢筋混凝土管桩和木桩作为基础组成群桩形式。单桩采用水上打桩锤打入的施工方法，打入桩为斜桩形式较好，打入至设计标高并满足设计要求后，将桩群顶部联结成一体，并同桥梁基础施工辅助设施钢围堰等进行连接，以达到定位和稳定施工辅助设施的目的。