杨家湾黄河特大桥是新建兰渝铁路兰州枢纽货车北环线上的重难点工程,全长1442m,其中3#-7#墩为水中墩,5#墩位于流速3m/s水深约8m主河道中心,墩高26m,桥位处黄河通航规划为五级航道。根据调查及钻探揭示,河床为加里东期侵入花岗岩,覆盖物较少,原设计采用钢板桩围堰的辅助措施施工桥墩基础,但钢板桩着床困难,不能有效的在河床上稳定,特别是汛期,黄河流量、流速较大、钢板桩受水面积较大,很难保持稳定,存在较大的安全隐患,可能造成塌方、冲垮等事故,对过往的船舶和作业人员形成较大的安全隐患。 根据本项目的特点及难点对桥梁深水基础进行研究。使用标准舟节、电动锚机、军用梁、型钢等拼组浮运平台。主要是采用15节标准舟节、6台电动锚机、4组分别长36m的军用梁、2I20a型钢等设备与材料按照钢围堰尺寸加工、组装钢围堰底节拼组浮龙门,并用Φ30mmQ235圆钢把军用梁固定在标准舟节上,形成组装浮体。运用浮运平台,采用千斤顶、型钢、军用梁等构件形成双壁钢围堰下沉控制系统。下放双壁钢围堰采用的沉放系统主要包括设置在组装浮体上的龙门架,在龙门吊上设计四个起吊支点作千斤顶承重梁,吊筋采用Φ32精轧螺纹钢,布置在双壁钢套箱两侧,承重梁及起吊梁上布置锚固螺母,吊筋下方固定在焊接于套箱两侧的起重倒牛腿上形成沉放系统。使用浮运平台上的动力系统及地锚、抛锚形成浮运平台运输、定位系统。通过地锚及锚机牵引运至墩位处下沉,在桥位上游设置2个30t地笼,北岸设置2个25t地锚,并在上游抛设2个10墩抛锚,用φ28钢丝绳把围堰、龙门吊、浮吊进行锚固保证施工安全,并在下游设置2个10t抛锚用于调节移动方向。针对特殊的施工环境,设计采用环形混凝土封底技术,降低了施工难度,避免了水下爆破及环境污染。围堰下沉到位后,进行封底施工,采用环封,及承台部位不进行封底。在围堰平台面上设水下封底混凝土施工平台,利用平台下放环封内壁,内壁采用钢板加工,内外侧均焊接角钢,用型钢将环封内壁与钢围堰固定。在水中利用标准舟节、电动锚机、军用梁、型钢、卷扬机、河岸埋设的地锚及河中抛锚形成的浮运平台对钢套箱进行安装,同时具有运输、定位及下沉控制作用。河床较平整、基岩发育相对完整,采用环形封底避免满封时承台基坑混凝土凿除。 通过对该项目研究总结出一套完整的坚硬河床地质条件下深水基础施工技术,为类似工程施工积累了经验。并成功地应用于兰渝铁路兰州枢纽杨家湾黄河特大桥水中墩施工中、取得了良好的经济、环保及社会效益。该成果不仅适用桥梁基础处在深水中,并且河床地质坚硬无法搭设栈桥及工作平台,同时可用于河岸码头吊装及水中打捞。应用前景广阔。