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[摘要]：安庆长江大桥主塔3#墩底节钢围堰为直径56m的圆形结构，高度为20.08m，自重约2462t，如此大体量结构，要将它安全的从制作场地下水，施工组织难度大，本文主要介绍安庆长江大桥3#墩底节钢围堰利用气囊法下水方案。
[关键词]：3#墩、钢围堰、、气囊法、下水、方案
[abstract] : anqing Yangtze river bridge main tower 3 # pier bottom section steel cofferdam for diameter 56 m round structure, the height of 20.08 m, respect about 2462 t, so DaTiLiang structure, will it safe from the water production venues, the construction organization is difficult, this paper mainly introduces the anqing Yangtze river bridge 3 # pier bottom section steel cofferdam method using air water solution.
[key words] : 3 # pier, steel cofferdam, air, water, and scheme of the law
中图分类号：TU473.5 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
安庆长江铁路大桥是南京至安庆铁路和阜景铁路的重要组成部分，是宁安铁路的控制性工程，在安庆跨越长江，铁路四线。主3#墩位于江中，施工难度大，需要投入大量的先进的机械设备，合理组织，科学管理。其中围堰的施工是整个项目成败的关键，如何把巨型钢围堰安全顺利下水更是重中之重，为此需要在围堰施工的各个环节上有细致周密的施工组织。
2 工程概况
南京至安庆城际铁路安庆长江大桥其桥址位于长江下游航道里程约616公里处，南岸主桥3#墩的钢围堰在桥址下游约21公里处的枞阳船厂制造。
钢围堰底节外形尺寸为外径56m、内径52m的圆环形结构，高度为20.08m，内带底隔仓、底隔仓桁架、底托架和6个护筒，自重约2537t。套箱围堰壁厚2m，底主隔舱高8.438m，底主隔舱在长度方向为2道连续舱壁，宽度方向有2道底隔舱桁架将两主底隔舱连接，高度为4.4m。底隔舱主要作用为在下水浮运过程中增加浮力、浇筑封底混凝土分块和起到增加底板纵向钢度作用。
3 钢围堰下水总体方案
考虑到套箱围堰制作场地及附近场地均为滩地，地基较差，无现成的下水滑道，以及结构本身的安全性，3#墩钢围堰拟采用断缆下放气囊法下水，即在有坡度的滑道上采用氣囊支承托起钢围堰、依靠钢套箱围堰自重分力下滑的方法使钢套箱围堰滚动前移前行，至水边松掉后控制拉缆加速下滑入水，整体自浮，最后用拖轮及锚碇控制钢套箱围堰。钢围堰下水后松掉底托架吊绳，底托架自动脱落，浮吊回收。
4 套箱围堰下气囊布置、充气
本项目拟采用Φ1800x8000的气囊共36只。套箱围堰拼装完后，在套箱围堰下的支承点间布置气囊，在底隔舱底板下按每2.5m间距布置一个气囊，对于与临时支点位置冲突的气囊，待临时支点拆除后布置，套箱围堰下两侧气囊对称布置。
气囊在充气前，必须先布置好地锚及卷扬机等装置，将套箱围堰锚固牢靠，使其在被顶起后不向前滚动。气囊充气的顺序应尽量对称、分散，相邻的气囊分成两批次充气，当套箱围堰下的气囊充气至套箱围堰被抬起至0.8m高左右后，此时，套箱围堰脱离支承点约20cm，拆除钢垫板下的钢凳支承。一个套箱围堰下共有200个钢凳。支承点需清理干净，并作地面平整，以不影响后序的气囊滚动。
5 套箱围堰下水拖拉设备的配备
为保证套箱围堰在滑道能够向前移动，并能控制套箱围堰下滑的速度和大致方向，需要在套箱围堰上设置后拉缆，后控制拉缆下滑速度的拉缆设计拉力为2x110t，大于套箱围堰自重的最大下滑分力(不考虑摩擦阻力)T=200/10=200t。当套箱围堰入水浮起后，套箱围堰下的20mm钢垫板需由地锚配卷扬机用气囊法拉起回收。
后端控制拉缆的固定端设置地锚，地锚布置于拼装套箱围堰的大堤侧，与套箱围堰下的垫板中心相对应，共两个，距套箱围堰约20m，根据受力要求，每个地锚需提供约80t的锚固力，按长4.5m宽4.5m深3m尺寸布置，地锚结构为钢筋砼埋置式，顶与地面平齐，锚力通过外露的锚环传至锚体内。后端控制拉缆通过两台80t滑车组(10t卷扬机、四门走八滑车组)与地牛相连，在钢套箱围堰或托板上设置牵引耳板，提供地牛牵引索的附着点，套箱围堰与托板之间应进行临时的限位连接。
6 辅助设施布置
6.1 钢凳及托板
钢凳为围堰制造临时性结构，由型钢焊接而成的框架形结构，底面贴一钢板。钢凳的作用在于支撑钢套箱围堰以布置气囊和增加与地面的接触面积，保证地面在承压时不会因为地面的承载力太低而导致地面下沉。
6.2 地牛及后拉缆
为控制钢套箱围堰在气囊起顶后下滑运动，以及在滑道下滑的速度和大致方向，须设置后拉缆，后面控制拉缆下滑速度的拉缆设计拉力为2×110t，大于钢套箱围堰自重的最大下滑分力。当钢套箱围堰入水后，钢套箱围堰下的20mm托板和托架需由地锚卷扬机拉起回收。
后拉缆控制采用地锚，地锚布置于钢套箱围堰后侧，距钢套箱围堰后端30m。地锚为埋置式钢筋混凝土锚，共设2个，每个地锚设计水平拉力为110t，拉缆通过110t滑车组(15t卷扬机、四门走八滑车组)与地锚相连。钢套箱围堰底托板上设置牵引固定点。
6.3 下水牵引系统
下水工程将采用一组滑轮系统将围堰本体通过岸基牛与牵引绞车连接，依靠牵引绞车的有效牵引，使围堰本体平稳移位至下水滑道的末端，完成围堰本体入水前的相关工作。本次下水的牵引钢索应充分考虑围堰本体的下滑力，滑轮系统的构造等要求，其钢索受力条件应满足稳定拉力不小于钢围堰本体的下滑力的要求以及气囊滚动摩擦对其的影响。
6.4 牵引绞车的设置
本次围堰的下水工程拟采用两台牵引绞车，其通过岸基牛与滑轮系统等相关牵引系统与围堰本体牢固可靠连接，以保障围堰本体的平稳安全移位。
6.5 快速脱钩器的设置
围堰的下水工程拟采用快速脱钩器与围堰本体采用耳板及系榄索连接。下水时启动快速脱钩器机构，紧急脱缆，钢围堰本体依靠自身重力冲击入水，以完成下水工程。其构造应满足钢围堰本体的下滑力与快速脱缆的相关要求。
7 钢套箱围堰下水
钢围堰制作拼装完成后，报检经有关部门检查合格并签证后，对围堰滑移范围内的场地进行清理，保证无杂物尤其是可能戳破气囊的尖锐物，挂好地牛钢丝绳后，开始围堰下水。
7.1 钢凳拆除
围堰本体制造完成后，在钢凳布放承载气囊，充气后顶起围堰，此时拆除支撑钢凳，原来低于地面的钢凳处必须用土填平，高于气囊高度的钢凳用枕木先垫在气囊下顶起后，拆除钢凳，利用其他的气囊将围堰放下。
7.2 起滑
当气囊完全托起钢套箱围堰，下滑道清理完成后，慢慢放松后拉缆，必要时在前端不断补充气囊，直至前面气囊到达水边。
7.3 断缆、下滑入水
钢套箱围堰控制下滑至控制边线，后拉缆断缆，让钢套箱围堰自由加速下滑，利用其惯性入水并向江中滑行一段距离，使钢套箱围堰后端水深满足自浮吃水深度要求。
7.4 套箱围堰稳定性控制
钢套箱围堰整体入水后，会在惯性、风力、水流作用下继续漂浮，同时底板内进水，钢套箱围堰入水深度增大，达到稳定入水深度，为控制钢套箱围堰不至继续漂浮，待命的拖轮及时靠近并拴绑，控制钢套箱围堰使其稳定。
8 围堰下河临时锚锭
气囊下河的所有准备工作在钢套箱围堰拼装完成之前做完，具体下河日期同时考虑当时的天气、风力及水位情况确定。按预计，清理套箱围堰下支承点约一天时间，第二天早上开始下滑浮运。考虑到钢围堰浮运与至桥址定位水域需最大限度地利用白天的实际需求，围堰在浮运当日下河应及早进行，浮运当日07：00左右，围堰下河及拖轮编绑组成吊绑结合的队形应完毕并浮运上行；如预计或预知围堰下河完毕时近中午，则提前在枞阳船厂上游附近水域设置围堰靠泊设施(囤船或驳船)供围堰下河后靠泊，待次日天明浮运。
9 托板和托架回收
在围堰完全自浮后，测量水深，在适当的位置割除连接底托板和底托架的连接钢丝绳，使托板和托架一起下沉到水底。利用预留在托板上的起吊钢丝绳和浮漂，用浮吊打捞托板和托架。
9.1 底托架與围堰间连接螺栓的拆除
围堰在拉揽作用下下滑至水口约3m～5m的地方准备冲滑，围堰在冲滑前应拆除底托架和围堰隔舱间的连接螺栓。螺栓拆除完毕，准备冲滑。
9.2 钢丝绳的拆除
每个底托架共9根钢丝绳绑在底隔舱上，8根在围堰外壁。钢丝绳的拆除顺序为：先底隔舱后围堰外壁，底隔舱上顺序为先中间后两边。
钢丝绳采用电焊割除，以防钢丝绳在断裂的一瞬间横飞，为了确保操作人员安全，在割除时现场须采取防护措施。
9.3 托架的吊装
钢丝绳割除完毕，待围堰浮运后，150t吊机就位，让潜水员把吊钩上的钢丝绳用卡环连接到底托架已经焊接好的耳板上。吊机起吊运至岸边。
如果整体吊装无法吊装，则须采取水下切割措施，把底托架分为两块再行吊装。
10 安全预防措施
1) 工作人员一律穿救生衣，戴安全帽，围堰上水上兼高空作业人员还要戴好安全帽，水手要穿水手服。
2) 考虑钢围堰的拖力点在钢围堰的水上约1/3处，所以，系解缆作业相当困难，因此，带缆拖力点到钢围堰顶部应设置扶梯，以便系解、系缆作业。
3) 气囊在钢围堰入水放气后，应及时、快捷的打捞拖开，防止绞缠拖轮螺旋桨，影响作业环境，同时应特别注意，气囊因气阀故障无法排气，在下滑过程中吸附在浮箱下，抽不出来，进而造成钢围堰整体不平衡。
4) 避开花水等不利的水流，选择气象条件好的时间进行操作。
5) 增派两艘拖轮在下水现场监护，以防止下水过程中的应急。
11 结束语
安庆长江大桥3#墩底节钢围堰断缆下放气囊法下水方案，通过大量的施工计算，确定了气囊的数量、布设、钢凳及托架的布设、下水牵引系统的设置及下河的临时锚定，使安庆长江桥3#墩底节钢围堰安全的下河实现完全自浮，为围堰的安全浮云提供了有利的条件。实践证明该下水方案安全、合理，为以后同类施工积累了宝贵的经验，具有一定推广借鉴价值。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
[关键词]：3#墩、钢围堰、、气囊法、下水、方案
[abstract] : anqing Yangtze river bridge main tower 3 # pier bottom section steel cofferdam for diameter 56 m round structure, the height of 20.08 m, respect about 2462 t, so DaTiLiang structure, will it safe from the water production venues, the construction organization is difficult, this paper mainly introduces the anqing Yangtze river bridge 3 # pier bottom section steel cofferdam method using air water solution.
[key words] : 3 # pier, steel cofferdam, air, water, and scheme of the law
中图分类号：TU473.5 文献标识码：A 文章编号：
1 前言
安庆长江铁路大桥是南京至安庆铁路和阜景铁路的重要组成部分，是宁安铁路的控制性工程，在安庆跨越长江，铁路四线。主3#墩位于江中，施工难度大，需要投入大量的先进的机械设备，合理组织，科学管理。其中围堰的施工是整个项目成败的关键，如何把巨型钢围堰安全顺利下水更是重中之重，为此需要在围堰施工的各个环节上有细致周密的施工组织。
2 工程概况
南京至安庆城际铁路安庆长江大桥其桥址位于长江下游航道里程约616公里处，南岸主桥3#墩的钢围堰在桥址下游约21公里处的枞阳船厂制造。
钢围堰底节外形尺寸为外径56m、内径52m的圆环形结构，高度为20.08m，内带底隔仓、底隔仓桁架、底托架和6个护筒，自重约2537t。套箱围堰壁厚2m，底主隔舱高8.438m，底主隔舱在长度方向为2道连续舱壁，宽度方向有2道底隔舱桁架将两主底隔舱连接，高度为4.4m。底隔舱主要作用为在下水浮运过程中增加浮力、浇筑封底混凝土分块和起到增加底板纵向钢度作用。
3 钢围堰下水总体方案
考虑到套箱围堰制作场地及附近场地均为滩地，地基较差，无现成的下水滑道，以及结构本身的安全性，3#墩钢围堰拟采用断缆下放气囊法下水，即在有坡度的滑道上采用氣囊支承托起钢围堰、依靠钢套箱围堰自重分力下滑的方法使钢套箱围堰滚动前移前行，至水边松掉后控制拉缆加速下滑入水，整体自浮，最后用拖轮及锚碇控制钢套箱围堰。钢围堰下水后松掉底托架吊绳，底托架自动脱落，浮吊回收。
4 套箱围堰下气囊布置、充气
本项目拟采用Φ1800x8000的气囊共36只。套箱围堰拼装完后，在套箱围堰下的支承点间布置气囊，在底隔舱底板下按每2.5m间距布置一个气囊，对于与临时支点位置冲突的气囊，待临时支点拆除后布置，套箱围堰下两侧气囊对称布置。
气囊在充气前，必须先布置好地锚及卷扬机等装置，将套箱围堰锚固牢靠，使其在被顶起后不向前滚动。气囊充气的顺序应尽量对称、分散，相邻的气囊分成两批次充气，当套箱围堰下的气囊充气至套箱围堰被抬起至0.8m高左右后，此时，套箱围堰脱离支承点约20cm，拆除钢垫板下的钢凳支承。一个套箱围堰下共有200个钢凳。支承点需清理干净，并作地面平整，以不影响后序的气囊滚动。
5 套箱围堰下水拖拉设备的配备
为保证套箱围堰在滑道能够向前移动，并能控制套箱围堰下滑的速度和大致方向，需要在套箱围堰上设置后拉缆，后控制拉缆下滑速度的拉缆设计拉力为2x110t，大于套箱围堰自重的最大下滑分力(不考虑摩擦阻力)T=200/10=200t。当套箱围堰入水浮起后，套箱围堰下的20mm钢垫板需由地锚配卷扬机用气囊法拉起回收。
后端控制拉缆的固定端设置地锚，地锚布置于拼装套箱围堰的大堤侧，与套箱围堰下的垫板中心相对应，共两个，距套箱围堰约20m，根据受力要求，每个地锚需提供约80t的锚固力，按长4.5m宽4.5m深3m尺寸布置，地锚结构为钢筋砼埋置式，顶与地面平齐，锚力通过外露的锚环传至锚体内。后端控制拉缆通过两台80t滑车组(10t卷扬机、四门走八滑车组)与地牛相连，在钢套箱围堰或托板上设置牵引耳板，提供地牛牵引索的附着点，套箱围堰与托板之间应进行临时的限位连接。
6 辅助设施布置
6.1 钢凳及托板
钢凳为围堰制造临时性结构，由型钢焊接而成的框架形结构，底面贴一钢板。钢凳的作用在于支撑钢套箱围堰以布置气囊和增加与地面的接触面积，保证地面在承压时不会因为地面的承载力太低而导致地面下沉。
6.2 地牛及后拉缆
为控制钢套箱围堰在气囊起顶后下滑运动，以及在滑道下滑的速度和大致方向，须设置后拉缆，后面控制拉缆下滑速度的拉缆设计拉力为2×110t，大于钢套箱围堰自重的最大下滑分力。当钢套箱围堰入水后，钢套箱围堰下的20mm托板和托架需由地锚卷扬机拉起回收。
后拉缆控制采用地锚，地锚布置于钢套箱围堰后侧，距钢套箱围堰后端30m。地锚为埋置式钢筋混凝土锚，共设2个，每个地锚设计水平拉力为110t，拉缆通过110t滑车组(15t卷扬机、四门走八滑车组)与地锚相连。钢套箱围堰底托板上设置牵引固定点。
6.3 下水牵引系统
下水工程将采用一组滑轮系统将围堰本体通过岸基牛与牵引绞车连接，依靠牵引绞车的有效牵引，使围堰本体平稳移位至下水滑道的末端，完成围堰本体入水前的相关工作。本次下水的牵引钢索应充分考虑围堰本体的下滑力，滑轮系统的构造等要求，其钢索受力条件应满足稳定拉力不小于钢围堰本体的下滑力的要求以及气囊滚动摩擦对其的影响。
6.4 牵引绞车的设置
本次围堰的下水工程拟采用两台牵引绞车，其通过岸基牛与滑轮系统等相关牵引系统与围堰本体牢固可靠连接，以保障围堰本体的平稳安全移位。
6.5 快速脱钩器的设置
围堰的下水工程拟采用快速脱钩器与围堰本体采用耳板及系榄索连接。下水时启动快速脱钩器机构，紧急脱缆，钢围堰本体依靠自身重力冲击入水，以完成下水工程。其构造应满足钢围堰本体的下滑力与快速脱缆的相关要求。
7 钢套箱围堰下水
钢围堰制作拼装完成后，报检经有关部门检查合格并签证后，对围堰滑移范围内的场地进行清理，保证无杂物尤其是可能戳破气囊的尖锐物，挂好地牛钢丝绳后，开始围堰下水。
7.1 钢凳拆除
围堰本体制造完成后，在钢凳布放承载气囊，充气后顶起围堰，此时拆除支撑钢凳，原来低于地面的钢凳处必须用土填平，高于气囊高度的钢凳用枕木先垫在气囊下顶起后，拆除钢凳，利用其他的气囊将围堰放下。
7.2 起滑
当气囊完全托起钢套箱围堰，下滑道清理完成后，慢慢放松后拉缆，必要时在前端不断补充气囊，直至前面气囊到达水边。
7.3 断缆、下滑入水
钢套箱围堰控制下滑至控制边线，后拉缆断缆，让钢套箱围堰自由加速下滑，利用其惯性入水并向江中滑行一段距离，使钢套箱围堰后端水深满足自浮吃水深度要求。
7.4 套箱围堰稳定性控制
钢套箱围堰整体入水后，会在惯性、风力、水流作用下继续漂浮，同时底板内进水，钢套箱围堰入水深度增大，达到稳定入水深度，为控制钢套箱围堰不至继续漂浮，待命的拖轮及时靠近并拴绑，控制钢套箱围堰使其稳定。
8 围堰下河临时锚锭
气囊下河的所有准备工作在钢套箱围堰拼装完成之前做完，具体下河日期同时考虑当时的天气、风力及水位情况确定。按预计，清理套箱围堰下支承点约一天时间，第二天早上开始下滑浮运。考虑到钢围堰浮运与至桥址定位水域需最大限度地利用白天的实际需求，围堰在浮运当日下河应及早进行，浮运当日07：00左右，围堰下河及拖轮编绑组成吊绑结合的队形应完毕并浮运上行；如预计或预知围堰下河完毕时近中午，则提前在枞阳船厂上游附近水域设置围堰靠泊设施(囤船或驳船)供围堰下河后靠泊，待次日天明浮运。
9 托板和托架回收
在围堰完全自浮后，测量水深，在适当的位置割除连接底托板和底托架的连接钢丝绳，使托板和托架一起下沉到水底。利用预留在托板上的起吊钢丝绳和浮漂，用浮吊打捞托板和托架。
9.1 底托架與围堰间连接螺栓的拆除
围堰在拉揽作用下下滑至水口约3m～5m的地方准备冲滑，围堰在冲滑前应拆除底托架和围堰隔舱间的连接螺栓。螺栓拆除完毕，准备冲滑。
9.2 钢丝绳的拆除
每个底托架共9根钢丝绳绑在底隔舱上，8根在围堰外壁。钢丝绳的拆除顺序为：先底隔舱后围堰外壁，底隔舱上顺序为先中间后两边。
钢丝绳采用电焊割除，以防钢丝绳在断裂的一瞬间横飞，为了确保操作人员安全，在割除时现场须采取防护措施。
9.3 托架的吊装
钢丝绳割除完毕，待围堰浮运后，150t吊机就位，让潜水员把吊钩上的钢丝绳用卡环连接到底托架已经焊接好的耳板上。吊机起吊运至岸边。
如果整体吊装无法吊装，则须采取水下切割措施，把底托架分为两块再行吊装。
10 安全预防措施
1) 工作人员一律穿救生衣，戴安全帽，围堰上水上兼高空作业人员还要戴好安全帽，水手要穿水手服。
2) 考虑钢围堰的拖力点在钢围堰的水上约1/3处，所以，系解缆作业相当困难，因此，带缆拖力点到钢围堰顶部应设置扶梯，以便系解、系缆作业。
3) 气囊在钢围堰入水放气后，应及时、快捷的打捞拖开，防止绞缠拖轮螺旋桨，影响作业环境，同时应特别注意，气囊因气阀故障无法排气，在下滑过程中吸附在浮箱下，抽不出来，进而造成钢围堰整体不平衡。
4) 避开花水等不利的水流，选择气象条件好的时间进行操作。
5) 增派两艘拖轮在下水现场监护，以防止下水过程中的应急。
11 结束语
安庆长江大桥3#墩底节钢围堰断缆下放气囊法下水方案，通过大量的施工计算，确定了气囊的数量、布设、钢凳及托架的布设、下水牵引系统的设置及下河的临时锚定，使安庆长江桥3#墩底节钢围堰安全的下河实现完全自浮，为围堰的安全浮云提供了有利的条件。实践证明该下水方案安全、合理，为以后同类施工积累了宝贵的经验，具有一定推广借鉴价值。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。