大榭二桥主桥承台套箱施工关键技术

唐博学

摘要：本文以大榭第二大桥主墩承臺套箱施工为例，特就水中承台钢套箱施工技术进行简要的论述，并针对大榭二桥主桥承台套箱施工关键技术进行详细分析，以便供今后类似情况下，予以参考。

关键词：防撞套箱 施工 设计

1.工程概述

本工程主墩基础位于水中，单墩基础采用22根φ3.0m～2.5m钻孔灌注桩，桩基呈梅花形布置。从减少承台阻水面积及利于通航的角度考虑，承台与主塔按斜交10°布置，承台两端采用圆端型。承台宽26.4m、长38.22m、厚5.0m，封底混凝土厚1.5m。考虑到黄峙江水道过往船只较多且吨位较大，在主墩承台外侧设计防撞套箱作为主要防撞设施。

1.1防撞套箱

防撞套箱设计考虑套箱侧板与承台施工模板相结合，采用双壁钢套箱，由内、外围壁、上甲板、平台甲板、护弦等板架构件组成。防撞套箱总长43.8m、总宽31.2m、高9m，套箱宽度2.4～2.8m。套箱总重623580.4kg，共计分为12块，分块间采用螺栓连接方式连接。

1.2底板

承台封底混凝土浇注底板利用钻孔区平台进行改装，底板承重梁为HM588型钢组成的框架结构，面板为8mm钢板，面板上反压梁采用间距50cm的I14工字钢。

2.套箱及底板总体施工方案

2.1整体施工思路

套箱作为承台的防撞结构，与底板构成承台施工的挡水结构物。同时套箱内壁板作为封底及承台混凝土浇筑的侧模板，底板作为封底混凝土的底模。

待桩基施工完成后，即可掀开钻孔区平台面板及I25a工字钢分配梁进行底板框架的改装，将原钻孔区平台内封底混凝土底板HM588型钢组焊成框架结构，同时后场同步加工制作套箱拼装区底板框架（HM588型钢）。第一次顶升及下放采用50t液压千斤顶+Φ36mm精轧螺纹钢的悬挂系统下放，共布置20个吊点；底板第一次下放到位后进行套箱拼装部位底板焊接并布置全部吊挂装置进行套箱拼装；套箱及底板反吊装置拼装完毕验收合格后，通过在8个接高护筒上布置的承重装置及LSD3500同步下放系统实现套箱及底板整体同步下放。

2.2底板改装施工

2.2.1底板框架制作与改装

本工程由于承台封底砼底面与防撞套箱底不在同一平面标高位置，故采取双层底板结构设计。套箱拼装位置底板通过设计连接接头与封底混凝土底板连接。套箱拼装底板及连接接头在后场按设计图加工制作好后运至平台通过龙门吊与封底砼底板进行焊接连接，封底砼底板则直接在平台上利用龙门吊及汽车吊进行改装。套箱拼装底板则在封底混凝土底板第一次下放到位后再安装。

2.2.2面板及反压梁施工

待底板框架验收合格后即可开始底板面板及反压梁施工。面板采用δ=8mm钢板，满铺套箱内侧钢护筒外的全部范围。为确保面板受力满足要求，在面板上布置反压梁，同时与底板框架HM588型钢焊接，反压梁采用I14工字钢，间距50cm。

为加快施工进度，面板与反压梁采取后场预制，前场安装与底板改装同步进行。

为避免底板及封底混凝土初凝前受套箱内外侧的水压力影响，在底板上设置减压孔，减压孔采用φ426×6×3600mm（考虑减压孔顶在低平潮时可露出水面进行封堵）钢管，钢管焊接固定在封底砼面板上，单个套箱总计布设4个。为确保套箱及底板的顺利下放，面板须与桩基钢护筒预留5cm间隙，待下放到位后用环形封堵板进行水下封堵。

2.3底板提升及下放

底板提升及下放采用50t手动液压千斤顶配合φ36mm精轧螺纹钢进行。底板下放分两次进行，第一次将封底砼底板下放+3.15m标高后（方便套箱拼装底板安装，不受潮水影响），把精轧螺纹钢全部锁定、在护筒上焊好反压板将底板固定后再进行套箱拼装底板的安装工作；第二次是待套箱拼装底板安装完成后，将封底混凝土底板下放至+2.0m标高，待所有悬吊系统及反压装梁安装完毕后进行套箱拼装工作。

2.4套箱拼装

2.4.1施工概述

套箱总重623580.4kg，共计分为12块，，单块套箱最大重量约60t。套箱安装在底板下放到位并按照设计图纸锁好悬吊系统后进行。为减少合拢段数及定位难度，根据现场实际情况，采用先安装直线段套箱，待首块套箱定位准确后再依照既定顺序依次拼装，最后将靠栈桥侧2.8m段作为合龙段。

2.4.2套箱拼装准备工作

⑴、底板下放到位并调平，面板及反压梁、套箱内外侧悬挂系统已大部分完成；

⑵、龙门吊已检修完成并能确保其作业安全；

⑶、套箱运输道路畅通；

⑷、各种运输机械设备、工具准备到位。

2.4.3套箱现场拼装

套箱现场拼装由70t履带吊配合平台80t龙门吊进行套箱翻身起吊，然后由80t龙门吊吊装就位（远离栈桥侧2块2.8m段由80t龙门吊及165t浮吊配合完成）。

套箱安装就位有两条途径：一是从龙门吊支腿与接高钢护筒间的间隙穿过就位，此法适用于直线段钢套箱安装；二是将套箱拧高从接高护筒及精轧螺纹钢上面通过，此法适用于变径段及圆弧段套箱安装。

2.5套箱及底板整体下放

2.5.1下放施工概述

套箱拼装完成及套箱反吊梁安装完毕后，利用LSD同步下放系统实现套箱及底板整体下放。整体下放至设计标高后，测量复核、调整套箱平面位置、垂直度、高程，满足要求后将套箱顶部与外圈钢护筒用工字钢临时固定，确保套箱能承受水流及波浪作用，同时锁紧所有悬挂精轧螺纹钢系统完成受力体系转换，准备封底混凝土施工。

2.5.2整体下放工艺试验

为确保套箱及底板整体顺利下放，并检验钢套箱及下放系统的结构安全，套箱下放前工艺试验包括单点试提、整体试提。

单点试提即对各吊点进行分步试提升，分步试提升的荷载分别为理论计算荷载的40%、60%、80%、100%、120%。每级荷载提升到位后持荷10min，经检查确认安全后进行下一级荷载的试提。根据计算结果，受力较大吊点最大加载至160t，受力较小吊点最大加载至110t。

整体试提采取了按8个主吊点整体同步提升以行程控制为原则的办法，检验各吊点的受力情况及整体的结构安全和稳定性，确保下放过程中无较大变形和破坏，整体提升第一次先提升3cm，第二次提升6cm，最后提升10cm后持载12h，确认安全后进行整体下放。

2.5.3整体下放及注意事项

单点及整体拭提无问题后，选择合适时机启动连续千斤顶人工配合松悬挂系统的精轧螺纹钢螺母进行整体下放，在下放过程中注意观察各吊点的同步运行情况及整体结构安全。

套箱及底板整体下放注意事项

⑴、严格控制好吊点承重梁开孔与吊耳的垂直度；

⑵、严格控制底板反吊精轧螺纹钢的安装垂直度并预紧，以及下放过程中体系转换精轧螺纹钢垂直度；

⑶、确保下放主吊点及反拉精轧螺纹钢锚固系统焊接质量，并将反拉精轧螺纹钢预紧；

⑷、套箱下放过程的同步控制并加强监测，及时纠偏确保其同步。

结束语

从整个平台底板改装及套箱下放，总体施工方案是合理可行的，但是从进度、工艺方案质量、安全方面也存在许多需要改进的地方，但总的来说，通过对大榭第二大桥主墩承台套箱施工的研究，一方面确保了该桥承台套箱的施工质量，加快了承台的施工速度，同时为后续承台套箱施工总结了经验，为今后类似施工提供施工参考。

参考文献

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[2]张淑文.混凝土套箱设计与施工[J]. 北方交通. 2008（01）

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