桥梁水中承台施工技术及质量控制探讨

郑莉

在深水桥墩施工中，水中承台施工是整个桥梁工程的施工难点和重点，对桥梁工程整体施工质量、进度和成本有着重大影响，需给予高度重视。文章结合工程实例，对高速公路桥梁水中承台施工技术及质量控制措施进行探讨。

桥梁;水中承台;施工技术;质量控制

0 引言

随着高速公路桥梁建设的快速发展，桥梁工程需要进行深水桥墩施工的情况越来越多，水中承台在工程中应用得也越来越频繁。而水中承台施工复杂，很容易出现质量问题，如围堰渗漏严重，直接影響承台质量、工期和安全;又如大体积混凝土施工时，不注意温度控制，导致混凝土表面出现裂缝等。因此，在深水桥墩施工中，水中承台施工是整个桥梁工程施工的难点和重点，对桥梁工程整体施工质量、进度、成本有着重大影响，必须予以深入探讨。

1 工程概况

广西境内泉南高速公路洛维大桥跨越柳江，桥址区位于红花水利枢纽上游约12 km，属于红花水利枢纽库区范围，全长约964 m（0#～21#墩），主桥为（80+2×125+75） m预应力混凝土连续刚构形式，下构主墩为钢筋混凝土空心薄壁墩，基础采用钻孔灌注桩，桥台采用U型桥台接桩基础。该大桥9#～11#桥墩为主桥墩，其承台尺寸为（22×9.3×4）m。主墩承台采用单壁钢吊箱施工，采用这种施工方法遇到的技术难题有：

（1）洛维大桥主墩墩位区域水流流速因受下游红花水电站蓄水发电影响，开闸发电过程中水流流速较快，钢吊箱下放过程中定位难度较大。

（2）洛维大桥9#～11#主墩承台外侧四周因设置防撞护舷，考虑护舷安装空间，造成钢吊箱尺寸加大，重量加重，相应下放吊点将增多，增加了对千斤顶同步下放控制的难度。

（3）钢吊箱平面尺寸较大（25×12.3 m），如何保证吊箱封底混凝土浇筑质量是该工程施工的难点。

（4）主墩承台平面尺寸较大，单次浇筑方量约为391 m3。承台施工过程中混凝土摊铺及浇筑后承台内外混凝土温度控制难度较大。

因此，本工程主墩承台施工已成为整个桥梁工程施工的难点和重点，其施工质量直接影响到桥梁的使用性能，在施工中需给予高度重视，应采取相应的施工技术及质量控制措施，以确保其施工质量和施工进度。下面对本工程主墩承台施工技术及质量控制情况进行讨论。

2 施工技术及质量控制要点

2.1 施工流程

本工程主墩承台的施工流程如图1所示。

2.2 钢吊箱施工技术及质量控制

2.2.1 钢吊箱结构设计

本工程承台钢吊箱采用单壁结构，空间尺寸（长×宽×高）约为25 m×12.3 m×8.6 m，总重为213.663 t，分为底板、侧板、内支撑、悬吊系统四大部分。

2.2.2 钢吊箱底板拼装平台搭建

本工程钢吊箱底板拼装平台由牛腿与主梁组成，均采用36 b型工字钢加工而成。焊接三角形牛腿时应注意，牛腿朝向应与底板主梁一致，待牛腿焊接完成以后，横桥向摆放拼装平台主梁于牛腿之上。为保证日后拼装平台拆除方便，同时防止拼装平台主梁与吊点位置冲突时可调节位置，暂时不需将主梁焊接固定于牛腿之上。

2.2.3 钢吊箱加工制作

钢吊箱除侧模由大块钢模板组成外，其余部分均由型钢、钢板现场组拼而成。模板加工完毕后，需进行试拼且经现场施工技术员和质检员验收合格报监理单位相关人员验收，验收合格后方能用于承台施工。

2.2.4 钢吊箱底板拼装

待钢吊箱底板拼装平台安装完成后，便可铺装吊箱底板。吊箱底板由下至上依次由双拼36b型槽钢主梁、28b型工字钢背楞、6 mm厚底板面板组成。铺装顺序由下至上铺设，主梁铺设间距约为2.0～3.3 m，背楞铺设间距约为0.4 m。待底板面板铺设完成后，在面板上放出各吊点位置，开好吊杆孔，提前安装好吊点螺母及垫板，临时固定于主梁上。

2.2.5 钢吊箱起吊系统安装

钢吊箱起吊系统由十字扁担梁及悬吊牛腿（双拼36b型工字钢）、32 mm精轧螺纹钢吊杆及相配套的螺母、垫板组成。在吊箱底板组拼期间，起吊系统十字扁担梁及悬吊牛腿可事先焊接于钢护筒顶部。十字扁担梁下层扁担需镶嵌于护筒顶口开口处，扁担梁吊杆位置及与护筒壁交接位置需加焊抗剪钢板进行加强。因在封底混凝土浇筑阶段，悬吊牛腿与护筒交接处存在较大局部应力，需对牛腿高度范围内（约1.6 m高）的护筒进行加强，采用护筒内部灌注混凝土的方式。

2.2.6 钢吊箱定位及下放

为保证钢吊箱下放顺利，主墩钢吊箱下放前和应红花水电站沟通，尽量说服电站在钢吊箱下放过程中不进行开闸发电作业，减小钢吊箱下放期间水流流速对其造成的影响。在钢吊箱四角钢护筒上共设置6个定位导向架，用以限制钢吊箱下放时沿水流方向发生位移，导向架与围楞接触面上适当涂抹黄油，且导向架与钢吊箱围楞之间应保持有2～5 cm间隙。钢吊箱采用8个50 t液压穿心式千斤顶整体下放，确保下放平稳、快速，有效避免水流影响。

2.2.7 钢吊箱底板封堵

2.2.7.1 加工封堵钢板

在场内加工封堵钢板，封堵钢板设计过程中需根据钢护筒的不同偏位进行分别设计。对于偏位在0～5 cm以内的采用一种形式的封堵钢板，每个护筒周围的封堵钢板可分为若干分块加工，在现场通过螺栓连接。为方便安装，在封堵钢板上设置有拖环。对于个别间隙较大的开孔，则需要先利用面板和型钢补孔后再安装封堵钢板。

2.2.7.2 安装封堵钢板

主墩钢吊箱下放前，在底板面板上临时安装封堵钢板，封堵钢板需在钢吊箱下放前临时放置在钢吊箱底板桩孔附近，临时连接成圆环，并需与钢护筒之间留有一定空隙。钢吊箱下放就位后，由潜水员下潜固定封堵钢板，并采用布袋灌注水泥浆堵漏。

2.2.8 封底混凝土浇筑

本工程主墩钢吊箱封底混凝土浇筑高度为2 m，采用全平面整体均匀抬高方式浇筑。在主墩平台两横向车道上各布置一台汽车天泵，封底混凝土布料位置共设8处，分别在吊箱四角及靠近平台横向车道中部。压水导管共配备8套，导管顶面各设置一个料斗。集中拌制的封底混凝土由混凝土运输车运至墩位处，因运距较远，可适当对理论配合比进行相应调整。为确保承台封底混凝土浇筑质量，在封堵底板預留孔与护筒间缝隙时，利用海带、沙袋等填满喇叭口后盖上封堵环形钢板，防止封底混凝土沿着护筒与封堵板之间的间隙流出。

2.3 承台施工技术及质量控制

2.3.1 钢筋制作安装

本工程主墩承台设计钢筋有28 mm、20 mm、16 mm三种类型，分别重140.108 t、39.779 t、29.33 t，主筋配置共3层，分别位于顶层及底层，其中底层纵横布置2层，顶面布置1层。

2.3.2 冷却水管安装

本工程承台为大体积混凝土，要采取温控措施，在承台内埋设冷却水管。冷却管采用不能漏水、变形的外径为D=40 mm的无缝钢管，钢管弯头部位采用机械螺纹加防水胶带的连接方式。主墩承台布置4层冷却管，过渡墩承台布置3层，每层高度为1 m，每层平面内冷却管间距为1.15 m。同时承台顶面需预留测温孔，孔径d=10 cm，孔间距为4 m，孔底距承台底50 cm。冷却水管及测温管与承台的架立钢筋结合安装架设。

2.3.3 预埋件安装

2.3.3.1 主墩承台顶塔吊预埋件安装

为方便该大桥主墩模板、钢筋以及上构钢筋、挂篮杆件安装的吊装工作，在该大桥各承台下游侧承台边角处安装塔吊，型号为TC5013。在承台第二次混凝土浇筑前预埋塔吊基础预埋件。

2.3.3.2 主墩墩身主筋、角钢预埋件安装

为满足施工及结构受力要求，保证墩身施工质量，空心薄壁主墩内需加设劲性骨架，劲性骨架由角钢相互焊接拼装而成。在承台第二层混凝土浇筑施工时，承台顶部墩身范围内需事先预埋墩身角钢预埋件，以保证主墩预埋钢筋准确定位。

2.3.4 承台混凝土施工

2.3.4.1 优化承台混凝土配合比

本工程从原材料供应、混凝土工作性能、混凝土强度指标以及大体积混凝土温控等方面进行反复对比、优化，最终确定承台混凝土设计配合比，以保证承台混凝土的质量。

2.3.4.2 混凝土生产、运输及泵送

承台混凝土在搅拌站集中生产，并采用6台10 m3混凝土运输车由陆路运至现场桥位处。浇筑时采用一台汽车天泵泵送混凝土，最大可泵送混凝土约30～40 m3/h，承台单次最大浇筑量为391 m3混凝土，最长浇筑时间约10～12 h。

2.3.4.3 混凝土的布料及振捣

（1）天泵泵送过程中应注意控制混凝土自由下落高度在2 m以内。在混凝土开始浇筑前，为保证天泵泵送通畅而不堵管，先行泵送1 m3水泥砂浆进行润管。承台混凝土采用分层浇筑，分层厚度为30 cm。混凝土浇筑要求连续进行，其间歇时间要求小于前一层混凝土的初凝时间或能重塑时间，上、下两层混凝土的浇筑时间间隔一般应≤90 min。在浇筑上层混凝土时，振动棒要求插入下层混凝土中的深度为50～100 mm。

（2）采用插入式振动器进行振捣，振动棒的振动深度不超过棒长的2/3～3/4倍。振捣时要“快插慢拔”，不断上下移动振动棒，以便捣实均匀。对每一个振捣部位，一般振捣时间为20～30 s，要求振捣到该部位混凝土密实为止。振捣应有规律性，防止漏振、过振。振动棒作用半径为其直径的8～9倍，移动间距不超过作用半径的1.5倍，振动棒距离侧模50～100 mm。

2.4 钢吊箱拆除

待主墩承台外侧橡胶防撞护舷和承台顶钢浮箱安装完成后，可拆除钢吊箱，打开侧壁板补水孔进行钢吊箱内灌水作业。根据钢吊箱内水位，依次由下至上割开并拆除内支撑体系，待钢吊箱内外水位平衡后，潜水员下潜松开各侧模之间的连接螺栓，再分层分块依次拆除钢吊箱侧板。

3 施工效果

本工程主墩承台施工采用单壁钢吊箱围堰施工方法，采取了有效的施工技术及质量控制措施，解决了施工过程中遇到的钢吊箱就位、围堰渗漏水以及大体积混凝土施工等技术难题，取得了明显的施工效果。主墩承台施工速度快、质量优、效益好，得到了业主的好评。

4 结语

在高速公路桥梁水中承台施工中，必须根据施工现场的地质、地形、水文、气候等情况，结合施工材料与机械设备情况，制定合理、科学的施工方案，采取有效的质量控制措施，确保工程质量和进度。通过实践表明，加强先进施工技术、施工材料、施工机械设备的运用，可以有效克服施工难点，提高施工质量。

[1]陈功捷.钢吊箱围堰结构设计与施工技术的思考[J].四川建材，2018（6）：77-78.

[2]杨 涛.钢吊箱在桥梁基础水中承台施工中的应用[J].山东交通科技，2014（6）：39-41.