内容提要：
关键词：深水基础单双壁组合式钢套箱围堰设计施工
一、工程概况
新长铁路长江轮渡位于长江下游，在江阴与靖江之间，靖江岸为北岸。北岸栈桥全长509.4m，由固定栈桥、活动栈桥、靠墩组成。固定栈桥为1×24m后张梁+ 7×32m下承式钢板梁，活动栈桥为5×48m下承式钢桁梁，靠墩共3个。墩台基础采用φ550mm先张法预应力混凝土管桩打入，全桥共有管桩388根，总计11415m，桩长自21m～38m不等。除3个靠墩承台设计为高桩承台外，其余均设计为低桩承台，承台最大尺寸12.4m×7.6m，最小8.0m×5.4m。
河床地质为淤泥质砂粘土，粉砂夹砂粘土。设计高潮位+5.23m，设计低潮位-1.15m，水位受潮汐影响，潮位差在2m～4m之间，由于水位的变化，给基础施工带来一定的困难。
二、栈桥基础施工方案构思
栈桥基础的管桩采用打桩船进行施打，沉桩完成以后，要灌注承台混凝土。根据设计要求，承台结构设
在河床以下，低水位承台也在水面以下，因此承台施工需采用防水围堰，在围堰内完成承台和墩身的施工，浅水区使用围堰的工期较短，深水区使用围堰的工期较长。深水区围堰除了要具备常规的防水性能外，同时必须具有抗潮水功能，按当地的水文资料计算，围堰要承受120t潮压水平力；在灌注承台混凝土的过程中，围堰内外水头差可达20米左右。根据上述主要荷载对钢套箱围堰和钢板桩围堰进行分析比较后，认为钢套箱围堰较钢板桩围堰整体性好，抗张力有利，抗潮汐水平冲击荷载能力强，能满足围堰内外水位变化的要求，
因此，深水区采用钢套箱围堰进行施工。浅水区7#-13#墩台墩高潮位时水深在1m～6m之间，承台尺寸相同，均为5.4×8.0m，采用钢板桩围堰板桩和支撑可重复使用，施工速度快，施工周期短。
1、钢板桩施工方案
2、钢套箱施工方案
堵漏及抽水等工作量较小，一个钢板桩围堰包括下内支撑和插打钢板桩约需5～7天，基坑吸泥至设计标高及墩台施工约7天，缩短了工期，加快了施工进度。
便于周转和重复使用。
墩台结构及内支撑尺寸相同，一套钢板桩可多次倒用，提高了其利用系数，节约了大量钢材，提高了
经济效益。
根据各墩台基础的承台底标高及施工水位，综合经济效益和施工方便等因素，确定1#墩台基础采用圆形单、双壁组合式钢套箱围堰施工较经济便利，2#-6#墩台基础采用矩形单壁钢套箱围堰施工较经济便利。现分述如下：
1#墩单双壁组合式钢箱： 1#墩台平面尺寸为12.4X7.6m，承台底标高-10.5m，施工水位+5.23m，钢套箱封底抽水后，内外水头差达15.73m，封底混凝土厚6.00米，围堰总高22.5m，总重270t，顶节单壁圆形钢套箱围堰高9.5m，重90t，底节双壁圆形钢套箱围堰高13m，重180t。圆形钢套箱在静水压力作用下仅产生轴向力，内部可不设支撑，对基坑内施工，可提供较大的空间；水流阻力小，对抗潮汐有利。
2#-6#墩矩形单壁钢套箱围堰：2#-6#墩平面尺寸为：14.5X7.0m，承台底标高-4.57m，6#墩台平面尺寸为：9.7X6.4m，施工水位+5.23m，钢套箱封底抽水后，内外水头差达9.8m，封底混凝土厚3.00米，围堰采用两层内支撑的单壁矩形钢套箱围堰，总高13.5m，重120t，在水头差较
小的情况下，采用矩形的钢套箱围堰施工，内支撑较少，封底混凝土量少，钢材用量少，套箱加工工艺简单。套箱结构如图所示：
四、设计计算
(一)荷载参数及荷载
1、施工水位： +5.23m
2、承台底标高:-10.50m
3、河床标高: -3.90m
太阳能沼气4、砂粘土
饱:Rsat=20KN/m3
浮:Rl=13KN/ m3
内摩擦角θ=15。
封底砼厚：6.00m
(二)横向水平桁架间距的拟定原则
1、各水平桁架受力相等，即：等支撑法。
2、间距相近者采用等间距，便于下料加工。
水平桁架受力简图
各水平环静水压力的作用下，仅产生轴向力N
2N=P.D
N=PD/2
为了使各层水平环采用相同的截面面积，也就是使各水平环的受力
按下列办法求出。
近似相等, 各层水平环间距h
i
假设有层水平环，取第一层水平环的轴力为其它各层水平环所受承力P的0.15倍，令:
rH2/2=0.15P+(n-1)P
P= rH2/(2n-1.7)
接着根据荷载图中各相应分块面积与各水平环反力相等的原则，求出各相应水平环的间距h
i
。
例如：对第一层水平环
rh
1
2/8=0.15P
则: h
1
=HX[1.2/(2N-1.7 )] 1/2
单壁结构:H=9.5m，采用n=9，h
1
=2.5m
类似地可求出 h
2=1.8m，h
3
=1.5m ，h
4
=1.3m ，h
5
=1.1 ，h
cwmp
6
=1.0m，
h 7=0.9m，h
8
=0.8m，h
9
=0.7m
由于要充分发挥各杆件的作用，故在使各水平环受力尽量相等的前
提下还要尽可能的使竖向加劲肋的弯距接近相等。
又由于套箱顶部要作为施工的平台，加设一定的附属施工设施，故取h=1.5m。
根据竖向加劲肋弯矩相等的原则确定各层桁架的竖向间距。
h=1.5m h=1.5
h1=1.11h=1.665 h1=1.0
h2=0.88h=1.32 h2=1.0
h3=0.77h=1.155 h3=1.0
h4=0.70h=1.05 h4=1.0
H5=0.65h=0.975 h5=1.0
H6=0.61h=0.915 h6=1.0
H7=0.58h=0.87 h7=1.0
H8=0.55h=0.825 h8=1.0
M=rh3/6
双壁结构:
h取为0.8m，双壁内要灌注一定的配重砼中, 配重砼增了钢套箱的强
度和刚度，故其间距均取为0.8m。
设计荷载(见图)
delta并联机器人(三)钢套箱强度检算
双壁钢套箱检算
1、检算荷载为封底混凝土以上部分P=18.98t/m2
a、水平桁架：
弦杆角钢<160X100X12
=5.32cm微型显示器
f=30.054cm2,I=784.9cm4,y
F=0.6X8+1.2X10+30.054=46.854cm2
Y=(4.8X0.3+12X5.6+30.054X15.92)/46.85=11.68cm
I=(4.8X11.382+8X0.63/12)+(12X6.082+1.2X103/12)+(784.9+30.054 X4.242)
=2490.56cm4
W=I/Y=2490.56/(26.6-11.68)=166.93cm3
（1）桁架竖向间距0.8m
轴向力：
=18.98X0.9=17.082t/m
p
1
=p1XR/2F=1.55t/cm2
б
1
局部弯曲：
左右摇头摆p
=18.98X0.2=3.796t/m
2
M= PL2/8=P2x0.6682/8=2
б
多点干油泵=M/W=21.17/166.93=0.13t/cm2
2
=1.68t/cm2<1.8 t/cm2
б=б1+б
2
（2）桁架竖向间距1.0m
轴向力：
