大型双壁钢围堰自加工下放施工技术

陈传明

(安徽省高等级公路工程监理有限公司，安徽 合肥 230051)

大型双壁钢围堰自加工下放施工技术

陈传明

(安徽省高等级公路工程监理有限公司，安徽 合肥 230051)

桥梁深水基础施工双壁钢围堰通常委托专业厂家整体加工成型，浮运至桥位处由大型浮吊整体下放。但浮吊选型受地域条件限制，周边往往没有大型浮吊可用，或者受通航净空限制，浮吊无法到达桥位处。另外，浮运双壁钢围堰通常需要封航，安全风险高，协调作业多，经济投入大。以某长江大桥斜拉桥南主塔深水基础为例，论述了大型双壁钢围堰自加工、下放的施工技术。

长江大桥；深水基础；大型双壁钢围堰；自加工下放

1 工程概况

该斜拉桥南主塔基础采用36根直径3 m的钻孔灌注桩，桩基呈梅花形布置，桩长82 m。承台为圆端形，厚8 m，外形尺寸为59.3 m(长)×34.8 m(宽)。双壁钢围堰设计为圆端形的有底钢围堰，内轮廓尺寸比承台大5 cm，外形尺寸为61.8 m(长)×37.3 m(宽)×17.0 m(高)，壁厚1.2 m，总重1 342 t。高度方向分两节，底节高13 m为双壁部分，顶节高4 m为单壁部分，单壁部分根据水位情况决定安装时机。壁板水平方向共分为30块，底板分为54块，单块最大重量约26 t。钢围堰设置3层内支撑，采用φ820 mm×10 mm钢管，每层内支撑之间采用φ426 mm×6 mm竖向钢管连接。

2 双壁钢围堰加工

加工前需进行场地准备，作业人员交底，焊工考核，钢材及焊材检验，焊接工艺评定，胎架制作，板材预处理等准备工作[1-4]。

为保证加工质量，钢围堰加工采用首件制管理办法，只有首件质量满足要求后方可大面积加工。为保证拼装质量，钢围堰采用匹配法加工，即首个分块完成后作为第二个分块的基准模，待第二个分块完成后将首节吊离，再以第二个分块为基准模加工第三个分块，依此类推直至完成所有节段加工。

分块加工按照设计图纸尺寸进行，还需考虑焊接收缩变形影响，并在适当位置设置调节段，调节段分块尺寸宜比设计尺寸加放5 cm，待合龙时根据合龙段实际大小切除多余部分。钢围堰加工质量需制定验收标准，每个分块加工尺寸都要经过验收，对接焊缝均进行无损检测[5]和水密试验，检验合格后进行防腐涂装[6]，按照设计图纸编号[7]，按顺序存放。分块加工质量验收标准见表1所列[8]。

表1 双壁钢围堰分块加工质量验收表 mm

3 双壁钢围堰组拼

加工好的钢围堰分块，通过平板车运输至桥位处组拼成整体，由于单块最大重量只有26 t，可使用70 t履带吊配合南主塔钻孔平台上的100 t龙门吊完成钢围堰的转运。

组拼开始前，需拆除水上钻孔平台，并搭设拼装平台。拼装平台利用钢护筒、平台钢管桩作为承重基础，采用工钢横穿钢护筒，在护筒内侧焊接承重牛腿的设计形式。拼装平台搭设以及底板安装过程中，需严格控制拼装平台和底板的标高和平整度，以减小钢围堰组拼时的错台和竖直度偏差。底板组拼完后，根据底板中心线放样出壁板内外轮廓线，并做好标示。在底板上设置限位块，起吊壁板置于限位块内，用手拉葫芦(或者千斤顶)调整其位置、垂直度，采取吊垂线、电子水平尺进行双控检查复核，直到满足要求。在壁板两端的内外侧同时将壁板与底板焊接固定，采取上述方法吊装第二块壁板，调整垂直度及端部焊缝宽度，满足要求后与底板焊接固定，同时在壁板顶部焊接相邻壁板之间的环板。按照上述步骤从两侧依次拼装壁板，直至合龙段，安装合龙段时根据实际合龙口宽度配切合龙段。最后，再按照设计标高安装钢管内支撑。[9]

4 双壁钢围堰下放

钢围堰采用32台定制的100 t千斤顶和1台控制泵站实现同步顶升、下放。单个下放点由上扁担梁、精轧螺纹钢、千斤顶和上、下承重梁组成。下放前需在钢围堰和钢护筒之间设置导向装置和液压调位装置，以保证钢围堰下放的精度。千斤顶同步顶升、下放系统工作原理，见图1所示。

图1 千斤顶同步顶升、下放系统工作原理图

钢围堰下放流程为：千斤顶顶起钢套箱，使其脱离平台30 cm→割除底板中心位置平台→割除四周壁板位置平台→千斤顶下放钢围堰，使其入水自浮→舱内注水使其下沉，通过在钢围堰壁体内注水来调整顶面高程和壁体的垂直度，直至钢围堰下沉至设计标高→钢围堰下沉至设计标高后在钢围堰内壁和钢护筒之间安装反力牛腿固定[10]。

钢围堰下放到位后，进行体系转换，由预先安装的304根精轧螺纹钢组成的悬吊系统和限位系统保证钢围堰的稳定。经测量复核，钢围堰最终位置符合设计要求。

5 水下封底混凝土施工

南主塔钢围堰封底混凝土厚度为3.0 m，其中2.5 m设计为水下封底，浇筑方量约4 100 m3，一次封底成型，抽水完成后浇筑另外0.5 m高找平层。封底混凝土浇筑方量大，浇筑时间长，对材料储备、拌和运输、浇筑方法及初凝时间等的施工组织和控制是封底成败的关键。为保证封底施工的顺利进行，从技术方案编制到设备、物资和人员安排，都要做好充分准备、精密布置，明确分工与职责，将工序分解、将责任落实。多次组织研讨不断优化技术方案，并邀请相关技术专家评审指导，完善方案，最后对现场施工人员进行详细的安全、技术交底。经过近70 h的连续奋战，完成了南主塔钢围堰的封底施工。经过5 d等强后开始抽水，直至抽水完成钢套箱无任何渗漏发生，南主塔钢围堰水下混凝土封底一次性顺利完成[11]。

6 结束语

南主塔双壁钢围堰自加工、下放施工技术从设计、制作、安装、下放到封底是一个大的系统性工程，其中涉及的工作量非常庞大、复杂，任何一个细节没有考虑到或者处理好，都将影响后续作业的功效。但同时，该施工技术的实施，成功突破了大型双壁钢围堰施工的局限性，在没有大型起吊设备的情况下成功实施了转运和下放，并且无需封航。另外，该施工技术不仅安全可行，质量可控，其经济效益也很明显，大大降低了施工成本，丰富了双壁钢围堰施工技术，值得借鉴与推广。

[1] 刘自明.桥梁深水基础[M].北京：人民交通出版社，2003.

[2] 时天利，任回兴，贺茂生.苏通大桥深水双壁钢围堰设计与施工[J].世界桥梁，2007(3)：28～31.

[3] GBT 700-2006,碳素结构钢[S]．

[4] GB 50661-2011,钢结构焊接规范[S]．

[5] GB/T 11345-2013,焊缝无损检测超声波检测技术、检测等级和评定[S]．

[6] JT/T 722-2008,公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件[S]．

[7] GB 50017-2003,钢结构设计规范[S]．

[8] JTG F80/1-2004,公路工程质量检验评定标准[S].

[9] GB 50755-2012,钢结构工程施工规范[S]．

[10] 中交第二航务工程局有限公司.公路桥梁施工系列手册[M].北京：人民交通出版社，2014.

[11] JTG/T F50-2011,公路桥涵施工技术规范[S]．

2016-08-01;修改日期：2016-08-04

陈传明(1966-)，男，安徽无为人，安徽省高等级公路工程监理有限公司高级工程师．

U443.162

A

1673-5781(2016)04-0533-03