鋼吊箱單壁圍堰在鐵路橋梁施工中的應(yīng)用

李　輝　（中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司，江西 九江 332000）

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鋼吊箱單壁圍堰在鐵路橋梁施工中的應(yīng)用

李輝（中鐵四局集團(tuán)第五工程有限公司，江西 九江 332000）

大跨度鐵路橋梁跨越大江大河時(shí)多設(shè)計(jì)為低樁承臺，文章以具體的工程實(shí)例為背景，從鋼吊箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及鋼吊箱圍堰施工兩個(gè)方面介紹了其在工程實(shí)體中的應(yīng)用。

低樁承臺；鋼吊箱圍堰；工程實(shí)例

1　工程概況

某鐵路橋主跨采用（76+144+76）m連續(xù)梁，其中一個(gè)主墩樁基礎(chǔ)為10根φ 200cm鉆孔樁，樁長15.5m；承臺結(jié)構(gòu)尺寸10.8×15.8×4m，墩位離岸邊20m。該河流為單孔雙向通航河道，航道等級為Ⅲ級，設(shè)計(jì)施工水位為88.6m，百年一遇水面標(biāo)高為98.18m。現(xiàn)場實(shí)測墩位河床底部無淤泥層，為斜面裸巖，水面標(biāo)高為90.58m，水深10m，水量流速為2.96m/s。根據(jù)地質(zhì)、水深和承臺設(shè)置情況綜合考慮，該水中墩采用單壁鋼吊箱圍堰法進(jìn)行施工。

2　鋼吊箱圍堰的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

鋼吊箱的結(jié)構(gòu)構(gòu)造由底板、側(cè)板、內(nèi)支撐、懸吊及定位系統(tǒng)組成。本工程鋼吊箱圍堰高度為12m，比最高水位高1.5m。鋼吊箱圍堰分兩節(jié)安裝，每節(jié)6m，每節(jié)分10塊。

2.1底板

底板是豎向主要受力構(gòu)件，由底模托梁和底模組成。底模托梁為井字梁結(jié)構(gòu)，樁間設(shè)置縱、橫梁。橫梁為主梁，縱梁為次梁，橫梁與縱梁采用焊接。吊桿設(shè)在橫梁上。底模面板采用δ=8mm鋼板，橫向加勁板條為[20a槽鋼，縱向加勁板條為□100×10mm鋼板。

2.2側(cè)板

側(cè)板采用單壁結(jié)構(gòu)，側(cè)板采用δ=6mm鋼板，面板設(shè)置□100×10mm鋼板豎向加勁板條，∠125×125 ×8mm角鋼水平加勁肋，兩端圓弧段側(cè)板額外采用間距2.5m雙拼[32a弧形抱箍加固。豎向龍骨為雙拼I28a工字鋼。吊箱下層側(cè)板與底板之間的水平縫和面板間豎縫均采用坡口焊縫焊接，以防漏水。

2.3內(nèi)支撐

內(nèi)支撐由內(nèi)圈梁、水平撐桿及豎向支架三部分組成。內(nèi)圈梁設(shè)置二層，一層位于水平面位置，另一層設(shè)置于鋼吊箱中部，內(nèi)圈梁由雙拼I36工字鋼組成；水平撐桿為縱向?qū)谓Y(jié)構(gòu)，由Φ 630×10mm鋼管組成；桿端與內(nèi)圈梁通過□800×800×20mm鋼板焊接成一體。豎向支架的底端焊接到底板上，上端與水平撐桿焊接。

2.4懸吊系統(tǒng)

懸吊系統(tǒng)由扁擔(dān)梁、吊桿及鋼護(hù)筒組成，扁擔(dān)梁均設(shè)在鋼護(hù)筒頂，由2根I36a工字鋼加工而成并焊接在護(hù)筒頂部；吊桿是由 φ 32mm精軋螺紋粗鋼及與之配套的連接器、螺帽組成，于承臺最外側(cè)8個(gè)鋼護(hù)筒間設(shè)置16根φ 28精軋螺紋鋼作為吊桿，吊桿下端固定到底板橫梁上，上端固定到吊掛系統(tǒng)的扁擔(dān)梁上。

為便于調(diào)整吊箱位置，確保順利下沉，在吊箱側(cè)板內(nèi)壁與承臺四個(gè)角點(diǎn)處的鋼護(hù)筒之間設(shè)上下兩層各用型鋼制作鋼吊箱下沉?xí)r橫、豎向定位裝置。

圖1　底模吊點(diǎn)設(shè)置圖

圖2　吊點(diǎn)大樣圖

3　鋼吊箱圍堰就位

①拆除鋼吊箱范圍內(nèi)的鉆孔作業(yè)平臺鋼結(jié)構(gòu)；其次測量護(hù)筒頂面標(biāo)高和偏位情況，根據(jù)安裝鋼吊箱圍堰設(shè)計(jì)的護(hù)筒高度，切割鋼護(hù)筒頂面至同一水平面。同時(shí)放樣出吊箱標(biāo)高及中線。

②在距離水面80cm高處的樁基鋼護(hù)筒上焊接鋼牛腿，作為拼裝鋼吊箱臨時(shí)平臺的支點(diǎn)，在臨時(shí)平臺支點(diǎn)上設(shè)置承重梁，通過浮吊配合在承重梁上安裝縱Ⅰ36a工字鋼及橫向雙拼Ⅰ36a工字鋼，構(gòu)成墩位處拼裝鋼吊箱的臨時(shí)支承平臺。在鋼護(hù)筒上設(shè)置橫縱向偏位糾正裝置。

③浮吊配合，在臨時(shí)支承平臺上，把鋼吊箱底模分塊安裝就位后，對底模拼接縫處焊接，把底模連成整體，利用預(yù)先安裝的2Ⅰ36a工字鋼作為吊箱下放時(shí)的承重架。

④焊接底板托梁和底板，同時(shí)在每個(gè)樁基礎(chǔ)鋼護(hù)筒邊兩側(cè)橫梁上焊接抗浮豎向支架，并進(jìn)行焊縫檢查，保證焊接質(zhì)量。

⑤使用吊車把第一節(jié)單塊鋼吊箱吊起，架立在I36a工字鋼連接梁上，再吊裝第一節(jié)第二塊鋼圍堰并進(jìn)行焊接，以此類推，拼裝順序從鋼吊箱圓弧段向兩側(cè)長邊對稱拼裝直至完成封閉。

⑥在承重架上布置8個(gè)90t千斤頂及16根φ 28精軋螺紋鋼吊桿，由專人統(tǒng)一指揮，所有千斤頂同時(shí)起吊，經(jīng)反復(fù)多次提升使之脫離臨時(shí)支承平臺1.5m左右，將鋼吊箱暫時(shí)固定。注意利用承臺外圍鋼護(hù)筒及平臺四周φ 630鋼管支承樁，做好支撐，嚴(yán)格控制傾斜、扭轉(zhuǎn)、偏移。浮吊配合，拆除臨時(shí)支承平臺上的Ⅰ36a工字鋼，割除鋼牛腿。

⑦鋼吊箱第一節(jié)下放3m后，測量檢查鋼吊箱中線和標(biāo)高，過程中輔以橫縱向偏位糾正裝置予以調(diào)整，必要時(shí)使用吊鏈或油頂進(jìn)行調(diào)整。

⑧在低潮位的時(shí)候?qū)?cè)模的第二節(jié)分塊與已經(jīng)下放到位的鋼套箱的第一節(jié)側(cè)模進(jìn)行螺栓連接，使其連接為一個(gè)整體。

⑨繼續(xù)下沉3m，測量檢查鋼吊箱中線和標(biāo)高，過程中輔以橫縱向偏位糾正裝置予以調(diào)整，必要時(shí)使用吊鏈或油頂進(jìn)行調(diào)整，直至下沉到位。

⑩鋼吊箱底模下沉至規(guī)定標(biāo)高后，經(jīng)精密檢測鋼吊箱的中線和標(biāo)高，滿足規(guī)范要求后，將抗浮支架與鋼護(hù)筒之間進(jìn)行焊接，使鋼吊箱與每個(gè)護(hù)筒臨時(shí)連接為整體。拆除千斤頂，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換。

?澆筑封底混凝土，在澆注水下封底混凝土前，對鋼吊箱四周進(jìn)行探測，用沙袋堵塞底模與鋼護(hù)筒之間的空隙，保證在澆筑封底混凝土?xí)r不外漏。采用垂直導(dǎo)管法灌注水下封底混凝土，在樁基與樁基之間布置澆筑點(diǎn)，澆筑厚度1.8m。

?鋼吊箱水下封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，對鋼吊箱內(nèi)進(jìn)行抽水，抽水到每一道支撐位置以下0.5m時(shí)，安裝第一道內(nèi)圈梁和內(nèi)支撐，繼續(xù)往下抽水，并且一邊抽水一邊觀察鋼套箱是否有變形，如發(fā)現(xiàn)鋼套箱變形過大，則要立即停止抽水，待查明情況并糾正后方可繼續(xù)抽水作業(yè)。

?圍堰內(nèi)抽干水后，若有滲漏用棉紗、桐油、灰膏、堵漏王等材料將較大的滲漏處堵住。較小的砂眼滲漏用鉚釘封堵，使吊箱達(dá)到不滲漏的要求。

?堵漏完成后，將抗浮支架與樁頂標(biāo)高以下的鋼護(hù)筒通過型鋼焊接，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換，力系轉(zhuǎn)換完成后割除樁頂標(biāo)高以上的鋼護(hù)筒、抗浮抗拉桿，然后澆筑圍堰內(nèi)第二次封底混凝土找平。

4　結(jié)束語

鋼吊箱圍堰技術(shù)在施工中的優(yōu)點(diǎn)已在許多工程中得到了充分的體現(xiàn)，它工序簡單、易操作、分節(jié)分塊卸載方便，大大提高了生產(chǎn)效率，能很好地加快深水大型橋梁下部結(jié)構(gòu)的施工進(jìn)度。同時(shí)，鋼吊箱圍堰比將整個(gè)系梁作業(yè)面圍堰抽水的施工方式節(jié)約鋼材，大大減少了封底混凝土用量，避開了大面積澆筑封底混凝土的施工難度，也能夠取得一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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[3]周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計(jì)算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

U443.16+2

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1007-7359(2016)03-0181-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.066

李輝（1969-），男，工程師，副總經(jīng)理。