船臺口門圍堰支撐換撐及拆除某船臺長310m,寬86m，是目前國內最大的船臺工程。船臺口門圍堰（86×28m）采用AZ26鋼板樁，由于圍堰基坑較深（口門底板底標高在水面以下近10m）根據設計要求在口門圍堰（86×28m）鋼板樁封閉后，再從上到下邊降水邊安裝三道鋼支撐，以抵御圍堰四周水壓力。船臺詳見下圖：根據施工流程：在經過排水、吸泥形成干施工條件后澆筑口門底板（86×24×2m）及兩側門墩（20×24×9m），在澆注門墩的過程中拆除門墩兩側的鋼支撐(第三道直接澆筑底板砼內)，門墩完工后再拆除中間46m范圍內的鋼支撐，以達到安裝鋼閘門的條件。在以上整個過程中，除圍堰基坑內形成干施工條件外，口門圍堰鋼支撐順利換撐及拆除無疑是整個工程成功的保證。項目部在仔細分析了整個施工過程及要求后認為整個圍堰鋼支撐換撐及拆除過程中必須達到以下條件：鋼閘門安裝過程必須是干施工條件，所以鋼支撐換撐及支撐拆除后基坑必須達到干施工的條件。由于口門門墩后側4m范圍內還要進行沉樁作業，所以換撐施工后不得影響后道沉樁工序施工，并且要為沉樁作業創造條件（沉樁操作平臺）。支撐拆除過程必須與結構施工緊密結合，特別是門墩范圍內鋼支撐要盡可能整根拆除，以提高二次利用率。由于將來換撐的斜撐拆除必然在鋼閘門安裝后及閘門外圍堰內放水平衡后進行，所以從經濟性考慮要盡量減少水下切割作業。下面就整個口門圍堰支撐拆除及換撐的技術策劃及實施過程做一個簡要的介紹，希望對以后類似工程的實施有所幫助。整體換撐及拆除思路：由于和門墩直接相靠的鋼板樁圍堰在支撐拆除后，可以依靠混凝土本體結構支撐作用，所以此部分支撐可直接拆除，無需換撐。真正要換撐的是口門前沿中心48m范圍內的鋼板樁及口門后沿的鋼板樁。在綜合分析了各種邊界條件后，項目部決定在口門前沿采用鋼斜撐換撐以抵御水壓力、在口門后沿采用吹填砂抵消后方土壓力的方法。以上方法主要依據如下：（1）前沿采用型鋼斜撐可就地利用原鋼支撐，以減少費用。后方采用吹填砂可形成將來陸上沉樁操作平臺，同時吹填砂砂源豐富。技術準備2.1由于后方采用吹填砂抵消土壓力，在拆除中間及最上面一道支撐前，砂基本上要吹填至相應的鋼支撐下面，并且吹填砂的菱體頂部寬度大于6m，此時的工礦基本同鋼支撐安裝時相同，所以可以認為是安全的。2.2由于前沿基礎底板上共有兩道鋼支撐，按常規應相應設置兩道鋼斜撐進行換撐。但仔細分析原支撐情況后發現第二道支撐的底標高為-1.7m，考慮到斜撐本體高度，所以換撐的支撐下口中心標高不能超過-2.4m，僅在底板上(標高為-3.28m)80cm，換撐的意義不大，如果將換撐的斜撐設置到中間支撐的上面，將極大的影響中間支撐的拆除。而且為保證將來拆除方便，換撐的斜撐均未采用電焊連接，所以安全上也存在問題。項目部在仔細分析及驗算了鋼板樁的受力情況后發現：如將混凝土底板及第一道鋼支撐作為支點，鋼板樁可以承受+4.5m以上的水位壓力。為此決定在拆除中間一道鋼支撐前不進行換撐的斜撐施工。第二道鋼支撐拆除鋼板樁強度驗算如下：將左圖簡化為右圖底板位置線荷載q1=ρ.g.h1×1.26=1.0×9.8×7.78×1.26×103=9.607×104N/m第一道鋼支撐位置q2=ρ.g.h2×1.26=1.0×9.8×2.5×1.26×103=3.086×104N/m簡化成集中力F2=3.086×（2+3.28）×104=1.629×105NF1=0.5×（9.607-3.086）×（2+3.28）104=1.722×105N產生的彎矩M1=F1.a.b/L=1.722×105×1.76×3.52/5.28=2.02×105N.mM2=1/4×F2.L=1/4×1.629×105×5.28=2.150×105N.m彎矩疊加為M=M1+M2=（2.02+2.150）×105=4.17×105N.mAZ26鋼板樁的截面抵抗矩為W＝3280cm3鋼板樁最大應力為σ=M/W=4.17×105×103/(3280×103)=127.13N/mm2≤210N/mm2（Q235抗彎強度設計值）所以鋼板樁抗彎符合要求。在拆除第一道鋼支撐前先設置換撐的斜撐，斜撐中心標高設置在原鋼支撐下面（標高為+1.0m），經驗算：此種情況下鋼板樁可以承受+4.50m以上的水位壓力。2.3.1第一道鋼支撐拆除后H700型鋼斜撐強度和穩定性驗算如下：水壓力計算：底板處水產生的壓強P1=ρ.g.h=1×103×9.8×7.78=76244N/m2底板處集中線荷載F1=76244×7.78/2=2.966×105N/m單根鋼板樁寬度為1.26m，則當兩根鋼板樁設一根支撐的水平反力為N1=2.966×105×7.78/3/3.78×1.26×2=5.128×105N換算成鋼斜撐反力N=6.69×105N以H700型鋼作為支撐H700型鋼面積為A=2.058×104mm2型鋼的毛截面慣性矩I=1/12[B.H3-（B-b）h3]=1/(12(0.3.0.73-（0.3-0.013）0.663)=1.7×10-3m4型鋼截面回轉半徑為i=（I/A）0.5=(1.7×10-3/0.02058)0.5=0.287型鋼的長細比λ=l/i=6/0.287=20.9型鋼穩定系數Ψ=1/(1+λ/80)2=0.936型鋼H700的穩定性驗算N/Ψ.A=6.69×105/(0.936×2.058×104)=34.7≤210N/mm2（Q235抗壓強度設計值）所以鋼支撐抗壓強度及穩定性符合要求2.3.2鋼板樁抗彎強度驗算支撐處的水壓強為P=1.0×103×9.8×4.0=3.92×104N/m2支撐處水的線荷載為q=3.92×104×1.26=4.94×104N鋼板樁懸臂最大彎矩為M=qL2/3=4.94×104×42/3=2.6×105N.mAZ26鋼板樁的截面抵抗矩為W＝3280cm3鋼板樁最大應力為σ=M/W=2.6×105/3280=7927N/cm2=79.3N/mm2≤210N/mm2（Q235抗彎強度設計值）所以鋼板樁抗彎強度滿足要求具體支撐拆除及換撐方案：3.1施工工藝流程詳見下圖：3.2第三道鋼支撐的換撐及拆除由于第三道鋼支撐直接澆筑在底板內，所以只要拆除露在口門結構后側4m范圍內的鋼支撐。在口門底板混凝土澆筑結束、混凝土強度達到70％設計強度后，就可進行第三道鋼支撐的換撐及拆除。拆除前在底板后沿吹填砂至第三道鋼支撐下后就直接割除第三道鋼支撐。3.3第二道鋼支撐的換撐及拆除在門墩結構澆筑至-1.9m時(此標高正好為口門底板后側頂標高)，口門后沿同樣采用吹填砂至-1.9m（第二道鋼支撐以下）。在混凝土強度達到70％設計強度后，就直接割除第二道鋼支撐。詳見下圖：3.4第一道鋼支撐的換撐及拆除第一道鋼支撐拆除分兩步進行：第一步：在門墩結構澆筑至+1.1m后，就對口門后沿吹填袋裝砂及散砂至+1.1m標高（第一道鋼支撐以下），回填砂頂寬為6m、坡度為1：1(將來作為陸上沉樁平臺)，在混凝土強度達到70％設計強度后，就可拆除門墩范圍內的鋼支撐,此時還保留著中間48m范圍內的鋼支撐。繼續施工門墩至設計標高+5.8m。同步施工換撐用的斜撐，斜撐底部撐在底板預留槽處，上部撐在鋼板樁＋1.0m位置的鋼支座上（該支座預先加工并焊接在鋼板樁上）。為防止將底板混凝土撐碎，在混凝土上墊一塊20mm的鐵板。每兩組鋼板樁（2.52m）設置一根斜撐，總計18根。第二步：在口門前沿斜撐及后沿回填土施工結束、門墩混凝土達到安裝鋼閘門的強度后，就可拆除口門46m范圍內的第一道鋼支撐。如下圖:經過以上換撐過程，三道鋼支撐順利拆除，并確保鋼閘門安裝處于干施工狀態。4、拆除施工中還解決以下問題：4.1為保證將來鋼支撐斜撐的水下拆除，整個斜撐桿與其他結構均無焊接連接。現澆口門底板上設置45°斜孔作斜撐支撐點，鋼板樁上焊接斜撐支座保證支撐可反向拉出。4.2將斜撐支座分成兩個單體，以使鋼板樁拆除能順利拔出(見下圖)。4.3、船臺底板上設兩個700×500×300mm的吸水孔。使從鋼板樁縫漏出的江水能基本排除干凈，保證將來閘門安裝的干施工狀態。