容桂特大桥主墩防撞套箱及承台施工研究

文 / 佛山市顺德区工程建设中心 王世兰

为了避免船撞桥事故引发不良后果，在大型桥梁建设中，应注重防撞装置性能提升。对此，本文结合实际案例，分别对主墩防撞套箱与承台施工方案进行研究。在防撞套箱施工中，应注重套箱侧板与底板加工、起吊运输、套箱下放等环节安排；在承台施工中，应把握钢混施工、混凝土养护和温控等要点。通过本文研究可知，在主墩周围设置防撞钢套箱，可有效提高桥梁的防撞性能，使桥梁稳固可靠。

引言

在经济飞速发展下，我国对路桥等基础设施的投资力度增加，使大型桥梁数量不断增加，但船舶撞击危险也随之提升，导致桥梁垮塌、交通中断、航道受阻等，带来巨大经济损失。对此，在桥梁建设中对防撞装置的防撞性能给予高度重视，通过科学制定主墩防撞套箱、承台施工方案，使防撞钢套箱效果得到显著提升，会有效降低船撞桥事故发生率，保障人员和设施安全。

工程概况

以容桂特大桥施工项目为例，该桥的主桥是由136m+254m两跨独塔单索面钢混结合斜拉桥构成，边跨和主跨比值为0.535，箱梁按照整体单箱设计，

宽度为38.5m，混凝土部分为单箱五室结构，部分为单箱三室；主墩采用整体式高桩承台基础，尺寸为30.5m×24m×6m，配备18根直径为2.8m的钻孔灌注桩，以梅花状布设，承台顶面标高为5.0509m，底部标高为-0.491m，主墩基础利用搭设钻孔平台辅助冲击钻施工，承台施工利用带防撞功能的双壁钢套箱，整体高度为7.05m，设计顶面标高为+4.76m，底部标高为-2.29m。

桥梁主墩防撞套箱施工方案

套箱侧板与底板加工

套箱为侧板包底板的形式，底板为厚度6mm的钢板，面板加劲肋为I12.6工钢，套箱底板在横桥向安装8道桁架为主承重结构，桁架中各个杆件利用节点板焊接起来，桁架在护筒两端安装型钢吊杆、扁担梁悬吊系统，并在护筒与承台中心位置进行底板开孔，为便于套箱下放，可将开孔半径设置为165cm，与护筒半径相比超过10cm，开孔周围可增加斜向I12.6型钢加劲肋，使开孔处底板刚度得以提升。

套箱加工工作委托给专业钢结构来完成，分为侧板和底板两个方面。为了便于套箱分段加工，可根据板材规格对节段重新划分。全部钢结构件根据设计图纸下料，在工厂内对各个单元件进行切割加工，再将下料完毕的单元拼装、焊接，使其成为整体套箱。

图 1 限位型钢布设图

因套箱利用侧包底，为了便于焊接和拼装，在套箱拼装之前进行底板加工，再利用靠模法将侧板节段设置在底板周围对应位置，与底板连接后焊接在一起，确保箱体侧板能够顺利合拢。

在底板加工之前，由测量组将护筒位置数据提供给厂家，套箱底板可结合护筒位置进行优化，以免出现局部偏移，影响后期下放。

起吊和运输

套箱在工厂中拼装后，利用大型浮吊将套箱正面吊起，悬空10cm，静置20min后，检查吊点受力和变形情况，在一切正常的情况下，将套箱整体吊装到驳船上，安装侧向限位，避免滑移，套箱经过内河水道直接运送到容桂大桥主墩墩位。

因套箱体积较大，在运输之前应对河道情况全面调查，包括水道深度、跨径、通航高度等，以免套箱与沿途桥梁出现碰撞发生事故。套箱侧板利用立置方式运输，在板面两侧安装大型钢限位与支撑，在必要情况下还可在面板上焊接耳板，通过钢丝绳牵引驳船中部，以免箱体在颠簸期间出现滑移情况，确保运输安全稳定。

套箱下放施工

首先，提起套箱使其底面标高超过+3.60m，收紧浮吊前锚绳，在放松后锚绳可使浮吊逐渐移动到主墩处，在套箱转移到主墩正上方后，逐渐下放钢套箱，使箱体底板预留孔位和护筒能够逐一对应。

然后，缓慢下放套箱，采用护筒上的钢支架将底板缓慢送入护筒中，再将套箱平面角度逐渐调整到设计点，在全部导向均进入预留孔后，继续下放套箱到底板桁架扁担梁位置，支撑牛腿降落到护筒顶面，最后将套箱所有荷载均转移到护筒上；将导向限位型钢设置在钢护筒、钢套箱侧板中间，确保箱套能够在指定位置下方，限位型钢数量为4，且位置不同，均在各个边选取一根护筒安装，如图1所示。

最后，在悬吊体系能够完全承受荷载的情况下，将吊钩缓慢下放50cm，钢丝绳保持松弛状态，测量人员对套箱控制点的高程、平面进行测量，再结合数据提起护筒，通过手拉葫芦对套箱位置进行调整，利用垫钢板修正套箱的高程，如此反复调整直到满足允许误差后，将套箱固定，推出浮吊松钩，整个下放工作完毕。

桥梁承台施工要点

承台钢筋施工

承台钢筋在陆上加工厂进行下料，运输到现场进行绑扎，因承台需要分层浇筑，需要对钢筋逐层绑扎和浇筑，索塔承台钢筋绑扎施工要点如下。

1.在绑扎之前，在封底混凝土面上的桩基及套箱四周划出钢筋保护层厚度的控制线，在绑扎期间严格控制保护层厚度。因承台底部钢筋较为密集，利用混凝土垫块应满足强度要求，并支垫牢固。

2.在绑扎期间，应合理布设温控冷却管，并预埋防雷设施。在绑扎第二层钢筋时，做好塔座、索塔钢筋预埋处理。在顶层钢筋绑扎时，应根据钢箱梁安装需求进行支架、塔吊等预埋工作，保证后续施工顺利开展。整个绑扎工作都应严格遵循设计图纸与相关规定，严控绑扎质量。

3.在绑扎结束后，先由项目部质检人员和技术人员进行检查，并与监理人员一同验收，在验收合格后由监理工程师签证，才可开展后续作业。

承台混凝土施工

该项目采用标号为C30的混凝土，设计方量为4025.8m，整个承台采用分层浇筑的方式，首次浇筑方量最大为1341.57m。第二次浇筑为2635.48m，利用两台120混凝土拌合机与罐车进行浇筑。

施工要点如下：

1.在浇筑之前，应对混凝土原料进行科学拌和、泵送和保养，使混凝土供应与现场浇筑量、浇筑速度要求相符。

在正式浇筑前需要采集天气预报信息，杜绝在恶劣天气下作业，在浇筑结束后、初凝之前不受雨天影响；还要准备好浇筑所用的振捣设备，还要预留备用，以免在施工期间出现故障，使浇筑时间被延误。

2.在浇筑过程中按照特定顺序，从宽度方向，从两侧朝着中间浇筑，利用2台混凝土臂泵中的布料杆进行混凝土供应。

根据规定的C30承台混凝土配比拌和后，还要做好质量控制工作，以原料控制为例，应格外注重砂石料的含泥量、砂料等，必须过筛，石料需要水洗后使用，在运输期间避免受到二次污染；在每层混凝土布料完毕后，进行振捣，间距控制在50—60cm之间，振捣棒插入混凝土中，深度在5—10cm之间，坚持快插慢拔的原则，直至不再有气泡，表面泛浆为止。

3.在浇筑完毕后还要做好养护和温控工作。

待混凝土初凝后，需要在箱内装满高度为15cm的淡水进行养护，减缓砼表面水分流失，使砼表面温度、内部温度、外界温度间的差值得到良好控制，以免砼表面开裂。在水化峰值之前，可采用蓄水与温控相结合的方式；在临近水化峰值时，可用河水为冷却水，使承台蓄水下降到能够保障表面湿润即可，促进整个台面混凝土散热。在养护期间，还要做好温控工作，在浇筑期间搅拌机出口温度应保持在20℃左右，尽可能降低混凝土内部水化热最大温升，因受现场条件影响，最高入模温度应保持在25℃以内。

结论

综上所述，在容桂特大桥施工中，因过往船舶数量较多、吨位较大，使桥梁面临着较大的撞击风险。对此，施工人员在主墩周围增设防撞钢套箱，使桥梁防撞结构得以完善，起到防撞、挡水围堰的作用。在承台钢混施工中，采用分层分块浇筑方式，依照特定顺序进行浇筑，还要注重大体积混凝土的养护和温控，才能充分提高混凝土体积稳定性，减少裂缝产生，取得更理想的桥梁施工效果。