大桥深水承台钢吊箱设计及施工研究

2018-08-27张勇

西部交通科技 2018年5期

张勇

(广西路建工程集团有限公司，广西南宁 530001)

0 引言

钢吊箱设计与施工的主要目的是在承台上进行无水施工，但不同工程往往对应不同的设计与施工方法，需要根据工程实际情况来选择。此外，在实际施工中，也会由于各方面复杂因素而出现一系列问题，若未能有效控制这些问题，则会引起质量与安全问题，造成不必要的损失，甚至是人员伤亡。因此，需要结合具体案例来分析钢吊箱设计与施工要点，如底板安装时的焊接施工控制，围堰内施工中的混凝土施工控制等。通过对这些要点的分析总结，一方面能保证工程顺利完工，达到预期的质量目标；另一方面对深水承台钢吊箱设计与施工水平提高也有重要意义。

1 工程概况

某大桥总长515.25 m，双幅分离式，采用[2×40+(100+185+100)+40]m孔数及孔径，共6跨，桥面全宽29.6 m。下构2#、5#过渡墩采用矩形双柱式墩，3#、4#主墩采用双肢薄壁实体墩，主墩采用整体式基础，过渡墩采用分离式基础；1#墩采用双柱式基础，桩基础；0#桥台采用桩基础；6#桥台左幅采用桩基础，右幅采用U型桥台，扩大基础。3#墩、4#墩均位于水中，采用搭设栈桥及钢平台方式施工桩基，再利用钢平台进行钢吊箱围堰施工。3#、4#的主墩承台为整体式，承台底面标高均为150.0 m，承台顶面标高均为155.0 m，承台厚度为5 m，结构尺寸为(37.95×16.5×5)m。

2 大桥深水承台钢吊箱设计

根据水文站提供的水文资料，结合观察记录，钢吊箱设计条件如表1所示。

按四边形对钢吊箱平面进行设计，堰体采用单壁结构。围堰壁板平面轮廓尺寸每边比承台宽5 cm。沿周长可以分成共54个单元，长、宽各36个和18个，单块最大、最小重量为3.65 t和1.44 t。围堰设置两道内支撑，其中心标高为155.7 m、152.7 m。

3 大桥深水承台钢吊箱施工

3.1 工作平台搭设

采用钢护筒直接搭设工作平台，先在主墩各钢护筒沿顺桥向焊接长度为50 cm的Ⅰ28a型钢牛腿，作为临时支撑平台，在完成下方以后，可作为施工操作平台。

3.2 底板安装

在拼装底板之前，先在各钢护筒沿顺桥向焊接长度为50 cm的Ⅱ28a钢牛腿，以此作为纵向和横向的主梁、次梁与底板下放时的支撑平台。用汽车将底板运输到墩位，再用汽车吊进行下放安装，然后在钢护筒套入底板，下放至标高以后，设置吊挂系统，用螺纹钢吊住底板上的纵向主梁，对平面位置与标高进行调整，第一块底板在安装完毕后，采用相同方法对与之相邻底板进行安装。

在吊箱放出壁板具体位置，由吊车逐块安装侧壁，在吊装时，需对各壁板实施精确定位，严格控制垂直度，各壁板调整至指定位置后，先用Ⅰ20a槽钢对钢护筒和壁板实施点焊固定，槽钢和壁板形成稳定可靠的结构，初步加固壁板[1]。在拼装时，先对相邻的面板进行点焊，在每个壁板都调节完毕后，统一实施焊接，采用焊接的方法对壁板与底板进行连接，构成整体。

3.3 钢围堰拼装

3.3.1 安装悬吊系统

在围堰的顶部布置吊点，由液压千斤顶进行下放，布置如图1所示。

图1 围堰吊点布设示意图(单位：mm)

3.3.2 第一节拼装

在底板测放轮廓线与位置线，对称拼装。安装时控制好垂直度与平面位置，检测确认合格后连接并固定。对钢围堰间拼装缝进行双面满焊，检测渗透状况，采取必要的措施避免变形，比如先进行对称跳焊，再进行补焊，直到满焊。

3.3.3 抗拉压柱装置安装

由双拼Ⅰ20槽钢加工而成，和钢护筒之间的连接采用双拼Ⅰ20a，其底端和吊箱的底板直接焊接，上部在各钢护筒布置滑槽，在吊箱下放至指定位置后，进行焊接加固，均为双面满焊。

3.4 钢围堰下沉

钢围堰下沉通过首节、次节拼装下放，安装内支撑，悬浮拼装接高顶节，再下放到位，钢围堰下放需设置8个千斤顶，16个吊点，下放到位后钢吊箱浇筑封底混凝土及浇筑承台则需要36个吊点。

3.5 侧模安装

在底模下放至指定位置，且潮水退出以后，清理板上所有残留物，并对侧模的边线与定位卡进行准确的测量放样。对于侧模安装顺序的确定，应充分考虑潮水涨退时机，在进行分块安装时，应采用缆风绳预防大幅摆动，调整好模板的具体位置与垂直度后，与内撑梁的位置和护筒进行焊接固定，外侧与双拼45a工字钢进行连接固定。采用相同的方法安装相邻的侧模，接缝内填充橡胶皮，在合龙之后做必要的防渗处理。进行封底施工前，需对侧模进行临时支撑，以免受施工干扰而发生移位。按照上、下两层布置支撑，其中，上层采用内撑桁架，下层采用钢护筒[2]。

3.6 围堰内施工

在围堰下沉至指定位置后，进行封底、抽水和承台与墩身等的施工。

3.6.1 材料

混凝土应有良好流动性，坍落度在18～20 cm范围内，砂率应保持在45%～48%范围内，强度等级为C30。

3.6.2 导管布置

按5 m的要求控制导管有效作用半径，导管布置完毕后其作用范围必须覆盖整个浇注区域。围堰的内壁和钢护筒之间应有一排导管，使封底厚度可以满足要求，避免渗水。钢护筒的外侧壁应和导管保持合适的距离，促进混凝土能够均匀扩散。

3.6.3 施工顺序

施工顺序为：先进行环向闭合，再进行中间补充。导管的封口按照由下游侧至上游侧的方向不断推进，在一根导管完成封口后，对与其相邻的导管进行封口时，先对待封口导管底部混凝土实际标高进行测量，以结果为依据对导管底口实际高度进行重新调整。

灌注顺序为：因混凝土的实际生产量有限，每个导管无法同时进行灌注，所以应采取分项逐根灌注的方法进行施工，按照从低处到高处的顺序逐个灌注，并从周边到中间，这样能防止基底上的浮浆在基础边缘大量集中。围岩中由下游位置开始进行导管点布置，布置数量为4个，开盘后先用首批料封底，然后连续实施灌注，中途不得间断。对于封底的混凝土，其绝大部分由前16个点负责完成，之后的点用于找平与补料，如果这16个点存在不能顾及的位置，则借助之后的浇筑点实施灌注。封底时应做好多点测量，随时掌握混凝土实际流动方向及其高程状态，首批料灌注开始后，必须连续进行，中途不能中断。在导管结束封口之后，根据要求的时间实施补料，相同导管两次灌注时间间隔不能超过0.5 h，封底混凝土施工顺序如图2所示。