郁江雙線特大橋雙壁鋼圍堰原位懸吊拼裝施工技術

紀淑鋒（中鐵九橋工程有限公司,江西　九江　332004）

郁江雙線特大橋雙壁鋼圍堰原位懸吊拼裝施工技術

紀淑鋒
（中鐵九橋工程有限公司,江西九江332004）

介紹新建南廣鐵路郁江雙線特大橋雙壁鋼圍堰施工技術，其施工采用原位懸吊拼裝技術，對以后深水基礎雙壁鋼圍堰施工具有一定的指導意義。

郁江雙線特大橋；雙壁鋼圍堰；原位懸吊拼裝

1　工程概況

郁江雙線特大橋主橋位于西江航運干線貴港至桂平河段上，中心里程DK 106+537,孔跨式樣：（36+92+228+96+36）m鋼桁斜拉梁，全長492m,主塔基礎283#、284#分別采用樁基為φ2.5m的大直徑群樁基礎，283#、284#主墩位于河水中，其中283#墩爆破后平均水深20m左右，284#墩處清淤后平均水深17m左右。為了提高施工進度，本工程雙壁鋼圍堰采用原位懸吊拼裝，與鉆孔樁施工同時進行。

2　郁江雙線特大橋深水基礎雙壁鋼圍堰施工技術

圍堰外輪廓尺寸為40.6m(長)×27.4m（寬）×20.2m（高），圍堰自重798噸，刃腳標高12.0m，圍堰壁倉面積130.5m2，壁內填砂高度7m，壁內澆筑砼高度8.5m，水封砼厚=2.66m，設防水位12+20.2=32.2m，大于32m水位。圍堰最大吃水深度=20m。

2.1設計依據

圍堰結構用鋼材主要為Q235B，材料技術條件符合《橋梁用結構鋼》（GB714-2000）的要求。鋼材力學性能：允許抗拉、抗壓和抗彎應力[σ]=170MPa，工廠貼角焊縫抗剪[τ]=100MPa；工地手工焊縫抗剪[τ]=80MPa；混凝土力學性能：彎曲拉應力。

2.1.1總體布置及設計原則

結合本橋的施工條件及工期安排，對兩個主塔基礎施工均采用先平臺后圍堰的施工工藝。主塔承臺頂面標高為+19.66m，承臺底面標高為+14.66m，圍堰內輪廓尺寸為承臺設計尺寸周邊各向外放寬0.1m，圍堰共分七節，底部起為第一節依次向上，第一節圍堰（刃腳段）高為2.2m，以上每節均為3m。

2.1.2圍堰側板結構說明

外側壁板：第一、二、七節圍堰外側壁板板厚為δ=6mm，第三節至第六節圍堰外側壁板板厚為δ=10mm。

外側壁板豎向加勁角鋼：第一節至第四節圍堰外側壁板豎向加勁角鋼為∠100×100×10，第五節至第七節圍堰外側壁板豎向加勁角鋼為∠75×75×8。

內側壁板：第一節至第七節所有圍堰內側壁板板厚均為δ=6mm。

內側壁板豎向加勁角鋼：第一節至第七節圍堰內側壁板豎向加勁角鋼均為∠75×75×8。

壁板間水平向連接支撐：從1.2m高刃腳以上，圍堰內外壁板上每隔1m設一條板厚為16mm的水平環帶，從第三節上部至第六節，1m間距的水平環帶間500mm處增加一條相同的水平環帶。內外水平環帶間采用∠100×100×10的角鋼作水平橫撐和水平斜撐。

2.1.3圍堰內隔倉板結構說明

圍堰依據自身結構形狀可劃分為圓弧段和直線段兩種。

圓弧段隔倉板共10道，采用鋼板板厚為δ=10mm；

直線段隔倉板共12道，采用鋼板板厚為δ=16mm；

直線段隔倉板所在位置的內外側壁板上從第三節起至第六節均需設加勁墊板，加勁墊板板厚為δ=20mm。

2.1.4圍堰內支撐結構

圍堰共設兩道內支撐：第一層內支撐位于標高+22.36m處，順橋向設置4道內撐，支點均設在由隔倉板與加勁墊板形成的大梁處，靠圓弧段側內支撐采用6個I45b工鋼，靠近中線側的內支撐采用2 根φ630×10的圓管，內支撐之間橫橋向采用φ350×6的圓管連接；第二層內支撐位于標高+28.36m處，順橋向設置4道內撐，支點均設在由隔倉板與加勁墊板形成的大梁處，靠圓弧段側內支撐采用4 個I45b工鋼，靠近中線側的內支撐采用φ630×10的圓管，內支撐之間橫橋向采用φ350×6的圓管連接。

2.2鋼圍堰制造及水密性試驗

2.2.1圍堰制造說明

所有構件連接均采用焊接，加工單位在構件制造和焊接加工的過程中，應制定嚴格措施，優化工藝，以減小構件加工變形，降低焊縫殘余應力，出現變形應及時矯正。構件接長時應適當錯開焊縫。2.2.2圍堰水密性試驗

（1）水密性試驗是對圍堰焊接質量最后全面的檢驗，應在焊縫外觀檢查后進行。試驗時，氣溫應高于5℃。對未做水壓水密性試驗的焊縫，考慮到現場的條件和工期的要求，采用煤油滲透試驗方式檢查焊縫抗滲性。

（2）試驗前，檢驗部分不允許油漆和搪水泥，需要試驗的箱體表面和焊縫必須打掃清潔，對采用煤油滲透試驗的，尚需對檢視面刷一層石灰漿（涼干），以便觀察。

（3）試驗中，如發現有水流或滲水（滲油）現象時，需進行修補，修補后必須重新試驗。

2.3鋼圍堰懸拼法施工

郁江雙線特大橋采用先樁后堰法施工，由于承臺設計標高在巖面以下，所以采用人工爆破，然后清渣成承臺型水下基坑，人造基底覆蓋層。清渣范圍為圍堰外輪廓尺寸向外擴寬2m{圍堰外輪廓尺寸為40.6m(長)×27.4m（寬）×20.2m（高）}，清渣標高達到+12m后，搭設水中施工平臺。

2.3.1拼裝準備

檢查驗收岸上預制鋼圍單元件，機械校正拼裝接口處壁板及水平環帶。

吊裝運輸系統安裝。鋼圍堰組拼前，在鉆孔平臺下方安裝吊裝走行軌道。軌道為圓端形，采用I36b工鋼制成，尺寸按鋼圍堰壁板中心線設計（直線段長13.2m,圓孤半徑13.1m）。軌道用拉桿系統(φ25精軋螺紋鋼)與鉆孔平臺連接在一起,當拉桿系統和平臺的工鋼、貝雷梁有沖突時，采用挑梁、馬鞍形吊掛。軌道上設電動走行系統（由兩臺電動走行小車和兩臺10t電動葫蘆組成），由于平臺上下平行作業，為平臺下的圍堰施工安全運行，在圍堰施工正上方平臺封閉3m寬平臺面板間隙。以免下雨和平臺上樁基作業時雨水損壞電動軌道，沿軌道上面安裝遮雨薄鋼板，在遮雨板上鋪設防水橡膠皮。為減少水上拼裝鋼圍堰難度，在靠江中心的平臺樁上安裝防浪板。水上利用鋼護筒和鋼管樁做支撐點，用角鋼制造成斜撐形焊接在上面，用槽鋼預制成走道形式，兩者結合一體形成水上作業通道，在圍堰施工的兩側通道旁預制欄桿，拉上安全網。在平臺江心側上游端開設一個8.7m×9.2m的圍堰塊件下放吊裝孔。由兩個C型鉤把圍堰塊件從貨車上傳遞給電動小車，在圍堰塊件下放口安裝人行樓梯，樓梯口搭設施工小平臺（供圍堰施工人員間歇、放置施工工具和焊接輔材等其它用物）。

2.3.2鋼圍堰、施工過程

（1）運輸。在預制場地把一整節鋼圍堰塊件下放順序做好標記，由龍門吊吊裝鋼圍堰塊件平穩的放置在運梁貨車上，兩側用手動葫蘆把圍堰塊件固定好。貨車從預制場地通過棧橋平臺把圍堰塊件運輸到下放口。

（2）下放。由負責下放的工人在圍堰塊件上安裝好傳遞扣件，安裝好后30T的汽車吊傳遞C型鉤給工人，扣件和C型鉤都附帶預制好的鋼絲繩，工人用卡環銜接好扣件和C型鉤。一切下放工作準備到位，由負責下放的工人指揮下放，圍堰塊件兩端系好粗麻繩分別由兩個工人控制，以免圍堰晃動或者撞到其它平臺結構物。一臺30T的汽車吊將圍堰單塊件經平臺吊裝孔下放至平臺下，慢慢的將圍堰塊件移到走行系統下，由拼裝工人通過走行系統移動電動小車到下放口適當位置，用走行系統上的電動葫蘆將塊件吊起，兩者交接好后由工人解開卡環。

（3）拼裝。吊裝系統完整平穩的轉換后通過軌道運行至拼裝位置，第一塊拼裝在下放口的對稱位置，其它塊件采用反對稱懸吊拼裝。具體拼裝如下：

1）圍堰第一節拼裝。圍堰第一節拼裝在軌道及樁基外圍8根樁（導向樁）施工完成后方可進行。圍堰塊件用汽車運至平臺后，由30噸輪胎吊將圍堰單塊件經平臺吊裝孔下放至平臺下；用走行系統上的電動葫蘆將塊件吊起，通過軌道走行至拼裝設計位置。到達設計位置調整后設置臨時吊點將塊件懸吊于平臺下面，走行小車回到裝吊孔運送下一塊單元件。兩塊件可以初步用點焊的形式預拼，在第一節所有塊件運送完，進行第一節整體調整成形，尺寸驗收合格后開始拼焊。

2）圍堰第一節下水及導向架安裝。第一節拼裝成型后，安裝下沉機構,解除臨時吊點,安裝鋼圍堰導向系統。下沉機構由吊點牛腿、吊桿（φ32精軋螺紋鋼）、分配梁、液壓系統組成。先將牛腿與分配梁分別安裝在圍堰與平臺上，在第一節成形后將圍堰通過牛腿與分配梁用吊桿連接起來，使圍堰懸吊在平臺下面。下沉系統安裝完畢后方可解除圍堰臨時吊點，為了不影響鉆機施工，液壓系統只在整節段下沉時安裝。鋼圍堰下水以前,對面板和隔倉板所有焊縫進行密閉性檢查，對骨架系統進行結構檢查。如有滲漏現象發生應補焊，補焊時應鏟除原有焊縫金屬后重新焊接,不能采用堆焊的方式補漏,再視情況確定是否需要做氣密試驗,以確保圍堰的密閉性。為了減小下沉過程中的檢查工作量，可在塊件成形后對面板和隔倉板焊縫進行密閉性檢查。下沉前只對拼裝焊縫進行檢查。結構檢查包括連接焊縫的長度與高度；桿件布設位置、數量與設計圖是否相符；圍堰有無局部和總體變形。如有以上情形應根據實際情況采取相應的補強措施。

在第一節拼裝完成并在整體尺寸驗收合格后，在圍堰壁上定出一個測量基準面并確定圍堰兩個方向的中軸線，在測點設置好后將圍堰調整至設計位置。在圍堰接高過程中應以基準面和中軸線為標記點，來保證圍堰拼裝接高過程中的尺寸控制和下沉過程中的垂直度的調整。

為保證圍堰平面定位準確，安裝導向裝置，導向裝置由導向架和導向輪組成，導向架共設三層，分別設置在第1、3、5節圍堰內壁上，同一平面共設置8個，在每個圓弧段與直線段各兩個。導向系統除保證圍堰下沉過程中的平面位置和垂直度外，還要將水流對圍堰產生的沖擊力及封底混凝土在灌筑過程中產生的側壓力傳遞給導向樁，因此，定位架必須設置在鋼圍堰骨架處。導向輪的設置是為了在圍堰下沉過程中水平受力后，減小導向架與導向樁的摩阻力。

3）鋼圍堰接高拼裝。圍堰單塊件用汽車運至平臺后，由一臺30噸輪胎吊將圍堰單塊件經平臺吊裝孔下放至平臺下；用走行系統上的電動葫蘆將塊件吊起，通過軌道走行至拼裝設計位置。到達設計位置后吊點將塊件放置在前一節段后，進行順直度和平面位置，調整走行小車回到裝吊孔運送下一塊單元件。吊裝接高過程中對塊件要隨拼裝，隨調整，待全部點焊成型后，方可全面焊接。拼接施焊時，先焊圍堰內外壁板的外立焊縫，然后焊環焊縫，形成環包立焊形式，內外壁板外側焊的同時焊水平加勁環的對接焊（當水平加勁環對接錯臺大于一半板厚需加豎向加強板，圓弧段與直線段相接處的受力比較大且復雜，此處的環板對接均需加豎向加強板）；上面焊完后，接著隔倉板對接焊、內外壁板的內側的立焊、平角焊、豎向角鋼及水平斜桿焊接，并按對稱施焊要求進行。焊接內外壁焊縫時，需要預先搭設施工平臺設置防護欄桿，以便操作。

為了防止圍堰拼裝過程中因為水位上漲而造成圍堰上浮，使得吊桿不受力甚至承受壓力，采用向圍堰內注水的方法壓重。根據圍堰外露高度和圍堰重量確定倉內注水高度，圍堰下沉、吊桿固定完成后，應另加注1.0m高的水。

具體操作步驟如下：單塊吊裝喂至走行小車上→走行至設計位置定位后吊掛臨時吊點→定位焊接→重復以上程序完成一節鋼圍堰拼裝→安裝下放結構→加水下放至要求標高→調節倉內水位進行下一節圍堰拼裝，直至完成全部圍堰拼裝。

3　結束語

原位懸吊拼裝雙壁鋼圍堰施工技術，對以后深水基礎雙壁鋼圍堰施工具有一定的指導意義。

[1]陳光福雙壁鋼圍堰的施工技術[J].中國港灣建設，2002(06).

[2]傅瓊閣深水基礎鋼圍堰施工技術[J].中外公路，2005(04).

題目：郁江雙線特大橋雙壁鋼圍堰原位懸吊拼裝施工技術。

紀淑鋒（1977-），男，畢業于三峽大學，本科，工程師。