N2~N4围堰设计说明书（讨编稿）
一、基本资料
1、承台平面尺寸24.30×11.30，承台顶高程+10.5，承台厚5.0m，承台底高程+5.5m；
2、围堰内净尺寸24.45×11.45m（考虑到位移变形影响，每侧增加75mm）；
3、围堰顶面高程暂按+20.5 m；
4、围堰底高程+4.0，围堰高度20.5-4.0＝16.50 m；
5、河床底高程+8.85 m；
6、分节制造：
第一节（底节）高程从4.0~5.5，高1.5m（含起吊梁）；
第二节（中节）高程从5.5到10.5m，高5.0m（到承台顶面，水平加劲桁架设在外侧）；
第三节（上节）高程从10.5到20.5m高10.0m（水平加劲桁架高在内侧）；
7、抽水高程暂按+19.5m时抽水（按10月份的平均水位）。

此时抽水头高差14m（水头差）；
8、围堰底端入泥高度4.885m，利用吸泥机吸泥和自重下沉到+4.0。

二、吊箱围堰的结构设计
1、设计特点：
根据目前已完成桩基施工的前提，以及结合桥址处河床地形地质和水文条件，本次钢吊箱在施工下沉前为无底的钢吊箱，下沉到位后转化成有底的钢吊箱的总方案。

a、设计采用单壁式构造；
b、根据钢吊箱工况需要中节用外侧桁架，上节用内支撑工字梁的全焊结构设计；
c、拼弃传统的分块模式，本设计采用叠层式分块，以利于制造、起吊、拼装和拆除；
d、采用特殊的止水带和节段间的联结；
e、采用整体拆除钢吊箱的方案，采取特殊的工艺削减承台侧面和箱侧砼的粘结力，以利于整体提升拆除和重复使用；
按照目前施工设备浮吊的起吊能力仅为150t，因此N2~N4钢吊箱设计分为底节、中节和上节组成共有三部分，结构尺寸和起吊重量如下表：
2、第一节（底节）围堰是一个底部设有井格梁的无底吊箱结构，总高度1.95m。

箱体是由外侧加劲板和4条纵向起吊桁架和8条横向辅助桁架焊接成无底井格形全焊结构。

外侧板用δ＝6mm钢板和L75×50×6mm加劲角钢劲肋间距取350mm组成侧板。

并沿外侧加劲板四周设三道L100×80×8mm作为水平向横肋以加强，横肋间距为500mm。

侧板的上端与第二节吊箱联结处设特殊接口，下口用L75×50×6mm角钢局部加强。

井格形箱体的作用是将吊箱自重通过升降式悬吊系统传至四角的钢护筒上。

在钢吊箱下沉到位后将预制的钢筋砼板满铺在井格梁下缘，作为封底砼的底板，此阶段已成为有底的吊箱围堰。

3、第二节围堰是用5片水平加劲桁架直接与外侧板焊接组成的矩形箱体钢结构，高度5.00m，加劲桁架桁高2.0m，5组桁架梁片组成一整体，桁梁中心距0.9~1.2m不等，桁梁之间设有平联联结成整体桁梁，侧板的构造与底节相同组成。

该高度范围即为承台的总高。

上、下口均设和顶、底节联结的特殊接口，传递水力压力和设止水带。

该节段矩形箱体内无任何支撑结构物，利于承台砼施工，抽水时，水平水压力由平面加劲桁梁承担，侧板同时又是制承台砼时模板的支承结构。

4、第三节围堰是将3片水平加劲工字梁在箱内侧与侧板组成矩形箱体结构，总高度9.95m。

内置水平加劲工字梁和侧板共同受力和平衡水压力。

下端设特殊联结接口，与中节衔接，传递水平力和设止水带止水。

5、施工如需要在箱顶高增设施工平台时，由施工现场确定，仅允许2.5Kpa(250kg/m2)均布施工荷载。

5、钢吊箱起顶吊挂设备
本套起顶吊挂设备是钢吊箱围堰能顺利实施的核心系统。

专项吊挂设备的组成：
•设在钢护筒顶部的一组相互垂直的上、下扁担，其主要功能是将吊箱总重400t垂直荷载通过吊杆传到4角钢护筒上，承担垂直荷载。

•150t液压千斤顶，行程宜大于10cm。

其功能是通过千斤顶重力的交替，使用钢吊箱稳稳下放到设计高程。

•吊杆：每个吊点共设两组主吊杆和两组副吊杆组成。

主吊杆直接吊挂在底节起吊桁架下方，副吊杆吊挂在辅助起吊桁架下方。

每组吊杆用2根Φ32的精轧螺纹钢组成，预计钢吊箱下放的距离为12m，吊杆需要配备足够接头随时接长，使其顺利下沉。

6、本钢吊箱围堰，不设导向系统，如需调整围堰的平面位置和高程，利用起顶吊挂设备完成，成功的经验所示能满足围堰的偏差。

三、关键施工技术
1、分节制造拼接用吊杆的下落技术；
2、节间接头衔接及止水结构技术；
3、解除承台侧与围堰壁间粘接力的技术，以适应整体拆除和提升。

四、主要的施工设备
•起重船1艘，起吊能力150t；起吊高度：水面以上30m。

•150t液压千斤顶5台，行程150mm（其中备用1台）。

•各种常规的起重设备。

•吸泥机和水力冲砂设备各一套。

•潜水设备一套。

五、预计施工进度
•钢吊箱制造，三节分别制造包括施工准备1.5个月
•钢护筒外侧钢牛腿焊接2天
•吊装第一节（底节）围堰及整平5天（含调平对位和起吊设备安装）•吊装第二节（中节）围堰整平及下放3天
•吊装第三节（上节）围堰整平及下放3天
•水下封底砼及养护期13天
•抽水3天
•承台制作钢筋6天
•承台砼灌筑3天
•墩身制作
吊箱围堰从安装开始到承台施工共需38天，估计从10月初开始到抽水时已到11月初，此时抽水水位可在16.8左右，届时对吊箱内的水压力将有很大的减少，可留有较大的安全储备。

因此建议，抽水水位可定位于17.5高程是合适的。

六、施工步骤
1、施工准备
a、钢吊箱制作
b、钢筋砼板制作
2、拆除原施工钢平台（留少许工作平台）
3、在钢护筒外侧焊制牛腿（在水位尽量低处）
4、利用水上浮吊起第一节围堰，搁置在牛腿上，起吊重30t。

调平、测量第一节围堰平面尺寸符合规范要求。

5、在四角处的4根护筒顶面放置起顶吊挂设备，放置4台150t千斤顶，并将挂好各类的吊杆（每点8根、其中4根为主吊杆，另4根为辅助吊杆），吊杆下端在底节围堰底部起吊桁梁的下缘，并调整吊挂的拉力。

6、起吊第二段围堰并放置在第一节（底节）的顶面，做好两节围堰处的止水带，并做好两节间的联接。

7、下放组装完成的第二节围堰（此时全高到达6.5m，总重已达155t），初拟到高程约+12.0m处。

8、起吊第三段围堰（高10m，重109t）。

9、下放已组装完成的围堰总成，并下放到设计高程+4.0，在下放过程中逐步清除泥面高程+4.0以下。

10、检查围堰的平面尺寸和设计中心吻合，平整箱底河床，锁紧全部吊杆（包括全部辅助吊杆）。

11、在底节围堰的底部，放置好底钢筋砼预制板并堵塞所有的孔洞。

12、封底底节围堰1.5m，水下封底砼C30共420m3。

13、待水下封底砼强度达到标号时，抽水，准备制承台。

14、灌注承台砼。

15、完成墩身砼的灌注。

16、围堰拆除（用千斤顶整体提升后，分两节拆除）。

七、围堰的拆除
本套方案设计中已考虑到围堰的拆除和回收。

考虑到工期和经济的双重考虑，除了第一节（底节1.5m）留在承台底处，中节和上节是可以回收倒用。

经检查后再挪下一座墩重复使用。

因此拆除方案中采用整体提升分两节拆除的方案，部分构造已在图中说明，在实施过程中尚有一套详实的措施和方法以确保钢吊箱的整体拆除。

八、主要工程量
待施工图后再调整
注：如采用双壁钢围堰方案，其用钢量估计为527t，水封底砼1459 m3，两者相差可减小263t钢材和1039 m3水下封底砼。

九、问题和讨论
1、每节起吊吊点的设置，对第二节（中节）和第三节（顶节）吊点设置布置尚需研究；
2、承台砼灌注后和侧板的粘结力如何分离，即隔离层的设置，尚需研究和确定；
3、钢吊箱的倒用周期，决定要制造的节段的工程量，（估计制造数量见附表）。

十、结语
根据钢吊箱已往的施工经验，本次钢吊箱方案总体是合理的，亦不存在难度和风险。

建设经过专题研究和专家论证，可以完善整套方案，弥补设计中的缺陷，以优质有效地解决目前施工进度和取得颇多的经济效益。

综上所述，本钢吊箱围堰的方案设计经评审后可以实施。

附表：
1号墩~N4墩计划钢吊箱制造工程量
注：
１、受起吊重量限制，２号墩的中节再分两节制造，N1和1号墩的中节重量亦超过150t，具体施工设计另定。

2、如果全部不考虑倒用，要做6套围堰，所需要总钢量2152t。

3、其中N2~N4钢吊箱为初完成施工设计，N1、1号墩及2号墩为估计重。

4、估计预期的经济效益（未计算大型机械设备租赁费用）：
q＝（8969-3200）×400+（4131-1484）×7000＝20836600元
5、由于施工顺序变更，估计可减短施工时间30天。