桥梁钢围堰施工技术及变形监测分析

摘要：建设工程水下结构施工通常需要辅助措施才能施作，围堰是一种广泛应用的有效方式。对于深水区作业，双壁钢围堰强度高、刚度大，能适应各种构造形式、复杂环境及地质条件，又可兼做承重施工机具、工作平台的结构等，是最常用的施工方式。钢围堰属于施工临时辅助结构，是重要的控制水下安全施工质量的组成部分，国内外钢围堰安全质量事故频发，一旦发生事故将造成不可估量的损失，因此施工监控工作是钢围堰安全使用的必要条件。

关键词：桥梁工程；钢围堰；施工；变形监测 引言

在桥梁工程施工中，水中承台钢围堰施工是重中之重，但水中地形复杂，水流会对水中承台钢围堰施工的效率和安全造成较大影响。水体深度不同，采用的水中承台钢围堰施工方法也有所区别，在满足跨河桥梁工程施工需求的基础上，降低水中承台钢围堰施工的成本，可获得更大的经济效益。

1钢围堰施工的难点

钢围堰结构安全是水下施工管控的重点，在其使用过程中的监控监测是重要工作内容。对于钢围堰垂直度、平面位置、封底与舱壁混凝土标高、内外部水位差、水流速度等常规测量，可以借助普通光学测量仪器和简易测试仪器等手段完成监测，但钢围堰结构的变形和应力监测作为监测工作的重难点，钢围堰受力参数是决定钢围堰结构安全性的重要因素。通过对国内外相关技术成果的查阅，应力监测目前主要采用预埋应力传感器进行数据采集与分析的手段进行，其方法是切实有效的；变形监测技术的研发相对落后，相关课题研究不多，相关的技术措施与标准还有待进一步完善。

2桥梁钢围堰施工技术 2.1钢围堰施工准备工作

（1）钢围堰加工场地的选择。考虑到加工及运输便利，加工场地选择在河岸边陆地上，场地平面尺寸为100m×30m，场地与施工便道相通。考虑到加工质量需求，加工场地用20cm砼硬化，在加工场地上设焊接加工工作平台，加工工作平台用90mm角钢做骨架，角钢距离为50cm，角钢顶面标高保持一致，上面铺设厚度6mm钢板。加工工作平台要求牢固、表面平整，表面平整度控制在5mm以内。（2）钢围堰的加工次序。钢围堰的加工应该按每层分块在加工工作平台上进行，每块钢围堰的加工，先按设计尺寸下料焊接好面板（厚6mm钢板），然后在面板上焊接纵向次梁、隔舱板、水平横撑，最后在桁架焊接另一侧面板施焊成型。加工好的钢围堰作好标记归类依次转运、堆放，待拼装时再利用平板车或运输船转运到拼装现场，依次逐块拼装。（3）钢围堰堆放和保护。构件堆放场地应平整坚实、干燥，并有排水措施。构件吊放和堆放，应选择好吊点和支点，桁架类构件的吊点和支点应选择在节点上，并采取防止扭曲变形损坏措施。构件堆放要放平放稳，支座处要垫平。多层水平堆放构件，构件之间应用垫木隔开，各层垫木应使其在同一垂线上，以保证堆放时不发生变形。构件在吊运、堆放过程中，不能随意在构件上开孔或切断任何杆件，避免遭受冲击。

2.2钢围堰施打的具体作业要点

（1）钢板桩的定位，正式施打前将定位桩和定位横梁设置到位，起到定位的作用，切实提高钢板桩打设的精度。定位横梁所处位置应在承台1.0m以外的区域，即钢板桩围堰的第一层围囹，在该处的上层位置设置2×45a工字钢，下层设双拼50b工字钢。待定位桩安装到指定位置并得到固定处理后，再组织定位横梁的安装作业，其应在定位钢管的外侧，经焊接后与钢管稳定连接，分别在四角设置Φ529@10mm加厚钢管斜撑，焊接固结，待其保持稳定后安装纵向双拼I45a工字钢，并用焊接的方法在支承两端头处设钢板，形成完整性较好的支承面。钢管与横梁连接时在该处设置适量地加劲块。（2）钢板桩的施打，以单独打入法为宜，从一角开始逐块有序施打到位。具体而言，吊升第一块钢板桩，精准控制桩位，保证首块钢板桩有足够的位置精度以及稳定性，以便给后续钢板桩的插打提供参照基准，使各钢板桩均精准安装到位。在插打过程中，每3m测量一次并根据实测结果校正。每完成一根钢板桩的插打作业后及时将其与导向梁焊接于一体。此后，吊装其他钢板桩并将其设置到位，卡好企口，提供外部振动力，将

其打至土中的指定深度处，按照此方法重复操作，直至所有钢板桩均能够被打设到位为止。

2.3封底混凝土施工

在钢板桩围堰封底混凝土施工中可采用导管法水下浇筑，具体做法为:在施工前利用钢板桩放置型钢分配梁，作为封底混凝土的平台。再按照钢板桩围堰尺寸，布置封底导管。本工程封底导管采用直径为300mm的钢管，导管顶部设置了法兰盘和储料斗相互连接，为保证混凝土灌注的连续性，要保证储料斗中混凝土的容量不小于10m。导管布置时，按照每根导管作业半径4m进行考虑，保证导管能够固定在平台分配梁上。

2.4钢围堰观测及防护

钢围堰沉放过程中，采用测绳或专用测深仪对围堰四周河床标高进行测量，布置不少于10个测点，每天早晚各测一次，并做好观测记录，如果冲刷较明显，对冲刷的部位采取抛砂袋或碎石的办法对围堰进行防护。钢围堰着床后，若出现局部（如围堰上游段）严重冲刷，即围堰大部分区域已着床，局部区域可能处于严重悬空状态，这时将预先准备好的砂袋对冲刷区域及时进行抛填。抛填过程中，对抛填厚度及抛填面积进行测量，使防护区域面积大于冲刷区域面积，抛填后标高略大于周围未冲刷泥面标高，并对局部抛填厚度不足的位置进行补抛。在钢围堰后续沉放施工过程中，由于绕流的影响，可能会出现钢围堰上游侧以及江侧、岸侧出现严重冲刷，此时将先准备好的砂袋或碎石对钢围堰四周进行抛填，确保围堰在沉放过程以及后续使用期间的安全。在围堰封底砼完成以前，在围堰顶面设立标高观测点，对围堰的沉降进行观测。

3变形监测措施

结合大桥钢围堰的设计文件，运用Midas Civil有限元软件，按实际选取钢围堰最不利工况进行结构内力验算，从理论上论证钢围堰结构设计的安全性，并找出结构受力较弱的部位，即把监测点设置在其最小刚度、最大变形量的位置，通过对测点处的理论变形值进行计算，为建立完善的监测预警系统提供保障。在钢围堰使用过程中，运用有限元软件仿真模拟分析钢围堰各工况恢复情况下结构

受力情况、内外水位差变化等，使用位移收敛仪和千分表测量相结合的方式，实时采集结构变形数据，通过实测值与理论值对比判定结构的安全状态。通过计算钢围堰截面刚度最小、变形量最大的位置在舱壁混凝土顶面向上50cm处，在此位置沿钢围堰内壁板面周圈对称布设变形监测点。钢围堰变形测量宜首选千分表直接测量，采用千分表测量需要设置固定点，但在钢围堰抽水和前期桥墩施工时期并不能搭设固定支架，所以测量时可以使用位移收敛仪。

结束语

综上所述，桥梁施工条件较为苛刻，复杂度较高，潜在诸多质量隐患和安全隐患，因此合理应用施工技术、加强质量控制均显得至关重要。在钢板桩围堰施工中，各部门工作人员应高度重视，根据实际情况采取合适的施工技术，按照规范将各项工作落实到位，同时加强对钢板桩倾斜度、封底混凝土质量等方面的控制，若存在问题则及时处理，从而全面提高钢板桩围堰的施工质量，为桥梁其他工作的开展夯实基础。

参考文献

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