鳌江六桥无底钢套箱施工技术

白 孟 刚

(中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 710119)



鳌江六桥无底钢套箱施工技术

白 孟 刚

(中交第二公路工程局有限公司，陕西 西安 710119)

介绍了鳌江六桥无底钢套箱的设计方案，从钢套箱加工、试拼、下放、清淤、封底等方面，阐述了无底钢套箱的施工工艺流程及操作要点，经实践证明，该工法取得了良好的施工效果，为同类工程施工积累了经验。

承台，钢套箱，围堰,施工方案

1 工程概况

过渡墩承台为带倒圆的六边形承台，顶标高为+4.0 m，底标高为-0.5 m，承台平面外形尺寸为33.8 m×15.0 m，承台厚4.5 m，封底混凝土厚1.0 m，每个承台下16根直径为2.2 m的钻孔灌注桩。过渡墩单个承台设计混凝土方量为2 221.7 m，采用C40海工混凝土，封底混凝土量为493.7 m，采用C30普通混凝土。主桥过渡墩防撞钢套箱构造图见图1。

地质水文。鳌江口为潮汐和河流双重作用堆积而成，组成位置为全新统粉砂和砂、淤泥互层以及淤泥质粉质黏土，河床开阔及略向海域倾斜。鳌江口桥址水域潮汐属不正规浅海半日潮类型，涨落潮明显。根据历年潮汐站的实测资料，最高潮位+3.23 m,最低潮位-2.65 m,多年平均风速2.0 m/s，台风期间台风频繁，风力一般为8级～12级，最大可达12级以上。过渡墩位于浅滩区，河床以下10 m均属于软土层。

2 施工方案的选择

根据原设计图纸要求，过渡墩承台采用防撞套箱施工。实际在桩基作业期间，对承台范围进行了地质水文探测，发现此范围河床标高为+1 m～+1.5 m左右，河床顶以下10 m均为淤泥层。设计承台封底顶面为-0.5 m，设计封底厚1 m，经讨论，若套箱采

用有底工艺施工，开挖方量大及受桩位影响，开挖难度大，并且滩涂清淤开挖过深对周边生态环境破坏较大，加之有底工艺施工材料浪费大，工序多，周期长，考虑以上几点，决定采用无底工艺施工，并在原设计钢套箱图纸基础上，经设计院、管理处、监理办、项目部以及多位桥梁专家多方讨论研究，决定在不改变原设计意图的基础上，结合现场实际环境情况，防撞钢套箱增设1.7 m高刃角，原设计4大块构件改为6大块，方便吊装。

3 钢套箱设计

3.1 钢套箱防撞设计

钢套箱即作为围堰，又作为承台混凝土浇筑侧板。为减小阻水面积，减少桥墩局部冲刷，减少坡流力，尽量减少防撞套箱尺度，减少工程造价。钢套箱壁体构造宽度1.5 m～1.8 m,水线长40.1 m，型宽18 m，型深6.3 m；承台套箱采用外挂方式与承台连接；防撞套箱主体的结构由内、外围壁、底板、主甲板、平台板、纵横舱壁等板架构件组成；套箱外侧设置1道水平钢质护舷；每个套箱设置12套不锈钢扶梯；经验算，钢套箱满足承台抗撞力要求。

3.2 钢套箱防腐设计

根据鳌江大桥钢套箱的应用环境设计了相应的耐腐蚀和耐候性的油漆配套体系。在内表面采用低表面处理的树脂漆；外表面在低表面处理的树脂漆上加聚氨酯面漆，表面处理均采用喷砂除锈，涂装采用高压无气喷涂。

3.3 钢套箱吊装设计

钢套箱吊装系统采用吊耳形式，6块构件每块设置3个吊耳，顶面2个，侧面1个，吊耳均设置在钢套箱加劲肋位置。

4 钢套箱施工工艺

4.1 钢套箱加工、试拼

根据施工进度计划，防撞钢套箱加工采用委派有资质的钢构厂分块加工，套箱加工严格按照设计图纸进行，并满足钢结构加工技术要求。单块钢套箱加工完成后单块验收，各分块验收完成后再进行试拼，试拼验收合格后即可转运至现场使用。

4.2 钢套箱的拼装及内支撑、连通管布置

1)拼装平台搭设：钢套箱到场以前，拆除原钻孔平台，并利用原钢栈桥外侧钢管桩及永久钢护筒搭设简易钢套箱拼装平台，平台高度根据潮汐情况及河床高度，应保证在拼装过程中潮水上涨不至于漫过拼装平台为宜，鳌江六桥拼装高度+2.8 m,结构设计应满足钢套箱承重要求，并力求遵循搭拆便捷原则。2)浮吊选型：整个套箱总重约306 t，单体构件最大约60 t，根据吊重、主桥平台布置及起吊位置，经综合考虑采用350 吨级浮吊。3)安装：安装前应在拼装平台上精确放出每块钢套箱拼接位置，然后根据试拼编号顺序拼接。4)钢套箱内支撑施工：为满足施工需要，在钢套箱内需设置钢管内支撑，内支撑水平支撑管采用φ630×8 mm钢管。内支撑钢管采用整体焊接拼装的形式进行安装。具体步骤如下：钢管下料(内支撑按顺桥向短边设置)；在套箱侧板上放出相应钢管位置并沿钢管位置焊接三道 (25×25×5)mm 加劲板；用100 t履带吊吊装纵向钢管，放置于相应加劲板上；进行纵向钢管的焊接；用同样的方法进行横向钢管的吊装焊接工作，其中钢管连接均采用哈佛接头。钢管内支撑的焊接必须严格按照相应规范要求进行，在每根钢管内支撑焊接完成后，技术人员均应对焊缝质量进行检查，并做好记录。过渡墩钢套箱内支撑采用φ630×8 mm 的钢管，内支撑的标高设置在+2.3 m处。内支撑在下放系统安装之前进行安装，内支撑安装好后，随着套箱一起下放。5)连通管的设置：过渡墩钢套箱连通管设置在钢套箱侧壁上，共设置四个，其中每个长边设置两个，设置标高为+1.0 m。6)导向架安装：钢套箱的拼装过程中，同步进行导向架的安装工作。导向架焊接在钢护筒上。导向架焊接成线性，即导向架是一个面接触钢套箱，而不是点接触钢套箱。

5 钢套箱下放

5.1 钢套箱下吊系统主吊点布置及提升

过渡墩下放采用6套185 t连续千斤顶，主吊点钢护筒接高后，在接高钢护筒上设置双拼HN500型钢吊点F架承重梁，在钢管桩上焊接牛腿及用前支撑垫梁进行结构的加固，并在钢管桩壁上焊接反拉型钢，确保吊点F架承重梁受力满足要求。将185 t连续千斤顶配合7束钢绞线布置在上吊点承重梁上，钢绞线下穿吊点承重牛腿，锚环固定在与吊点承重牛腿锚固的扁担梁上，形成下放主吊体系，主吊点体系范围内的套箱与F架承重梁进行加劲处理。待各项准备工作完成后，检验液压千斤顶顶升系统，确认无误后，6个千斤顶同步顶升，预抬高度在50 cm。预抬过程中时刻检查液压千斤顶的各项性能情况，顶升需同步进行，以防套箱倾覆变形。

5.2 割除承重牛腿、拆除承重托架

套箱抬升50 cm后，将拼装用的承重牛腿及承重托架利用吊车拆除进行下一步的套箱下放。拆除时需注意将钢套箱壁周围干扰物全部清理，防止后续阻碍钢套箱下放。

5.3 套箱下放

完成以上步骤后，即可进行钢套箱下放施工，此时钢套箱处于悬空状态。千斤顶同步下放施工，下放时注意控制下放的速度，保证下放平稳。待下放一定位置，在边侧护筒上焊接导向装置。若在下放过程中，出现下放困难，则利用套箱内四个泥浆泵同时对称往外吸泥，吸泥时注意禁止将刃脚掏空，以防止涨潮时出现刃脚处泥土内翻。

5.4 套箱锁定

下放到位后，对套箱平面位置及高程进行检查，检查符合要求后，进行反压梁焊接，反压梁由双拼HN500型钢焊接而成，共设计8道，反压梁焊接在套箱周围钢护筒外壁上，反压梁型钢对套箱顶起反压限位作用，防止套箱整体上浮。

6 清淤及抛石

为保证封底混凝土厚度及质量，达到止水目的，套箱封底前应在钢套箱内承台范围铺设50 cm厚卵石垫层，铺设方式采用装载机转运，吊车加料斗铺设方式。铺设高度不应高于设计封底底面。封底前应对套箱内垫石上淤泥覆盖层清除干净。

7 封底

钢套箱封底是无底钢套箱施工的最后一道工序，也是最关键的一道工序，封底成功才标志着整个套箱施工成功。

封底混凝土按水下混凝土灌注执行，封底过程中必须连续不能中断，保证混凝土的连续性，鳌江六桥项目采用2台60 m汽车泵，加7辆运输罐车，从西向东同步推进，直至套箱封底完成。封底混凝土设计厚度为1.0 m。封底采用C30混凝土，分两次完成，第一次浇筑0.9 m，第二次浇筑0.1 m。套箱封底过程与封底后抽水前，套箱内外水位均保持一致，使套箱内外侧压力平衡，避免因压力导致封底混凝土产生附加压力。待第一次封底混凝土达到设计强度要求后，抽出钢套箱围堰内的水，并焊接锚固钢筋和剪力件，利用高压水枪对底板进行淤泥清除。随后进行第二次封底混凝土浇筑。

8 结语

通过对过渡墩承台钢套箱围堰的实际施工，钢套箱在下放到位后封底一次成功，抽水后未出现漏水现象，施工质量全部达到设计要求，并且采用此工法现在已陆续完成剩余3个墩位的钢套箱施工，目前均已进入墩身施工阶段。实践证明此无底钢套箱围堰工法在潮汐地区是切实可行的，为同类施工提供了一定的参考价值。

[1] 周水兴.路桥施工计算手册[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] GB 50205—2001，钢结构工程施工质量验收规范[S].

[3] 浙江省交通规划设计研究院.甬台温高速公路复线温州瑞安至苍南段工程施工设计图[Z].

Construction technologies of bottomless steel casing box of Aojiang Liu bridge

Bai Menggang

(ChinaCommunication2ndHighwayEngineeringBureauCo.,Ltd,Xi’an710119,China)

The thesis introduces the design scheme of bottomless steel casing box of Aojiang Liu bridge, and describes construction technology procedures and operation points of bottomless steel casing box from aspects of steel casing box fabrication, testing spelling, transfer, cleaning slurry and sealing bottom. Practice proves that: the above-mentioned construction method achieves great construction effect, which has accumulated experience for similar engineering construction.

cushion cap, steel casing box, cofferdam, construction scheme

1009-6825(2017)07-0167-02

2016-12-22

白孟刚(1983- )，男，工程师

U445

A