鰲江六橋無底鋼套箱施工技術

白 孟 剛

(中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安 710119)

?

鰲江六橋無底鋼套箱施工技術

白 孟 剛

(中交第二公路工程局有限公司，陜西 西安 710119)

介紹了鰲江六橋無底鋼套箱的設計方案，從鋼套箱加工、試拼、下放、清淤、封底等方面，闡述了無底鋼套箱的施工工藝流程及操作要點，經實踐證明，該工法取得了良好的施工效果，為同類工程施工積累了經驗。

承臺，鋼套箱，圍堰,施工方案

1 工程概況

過渡墩承臺為帶倒圓的六邊形承臺，頂標高為+4.0 m，底標高為-0.5 m，承臺平面外形尺寸為33.8 m×15.0 m，承臺厚4.5 m，封底混凝土厚1.0 m，每個承臺下16根直徑為2.2 m的鉆孔灌注樁。過渡墩單個承臺設計混凝土方量為2 221.7 m，采用C40海工混凝土，封底混凝土量為493.7 m，采用C30普通混凝土。主橋過渡墩防撞鋼套箱構造圖見圖1。

地質水文。鰲江口為潮汐和河流雙重作用堆積而成，組成位置為全新統粉砂和砂、淤泥互層以及淤泥質粉質黏土，河床開闊及略向海域傾斜。鰲江口橋址水域潮汐屬不正規淺海半日潮類型，漲落潮明顯。根據歷年潮汐站的實測資料，最高潮位+3.23 m,最低潮位-2.65 m,多年平均風速2.0 m/s，臺風期間臺風頻繁，風力一般為8級～12級，最大可達12級以上。過渡墩位于淺灘區，河床以下10 m均屬于軟土層。

2 施工方案的選擇

根據原設計圖紙要求，過渡墩承臺采用防撞套箱施工。實際在樁基作業期間，對承臺范圍進行了地質水文探測，發現此范圍河床標高為+1 m～+1.5 m左右，河床頂以下10 m均為淤泥層。設計承臺封底頂面為-0.5 m，設計封底厚1 m，經討論，若套箱采

用有底工藝施工，開挖方量大及受樁位影響，開挖難度大，并且灘涂清淤開挖過深對周邊生態環境破壞較大，加之有底工藝施工材料浪費大，工序多，周期長，考慮以上幾點，決定采用無底工藝施工，并在原設計鋼套箱圖紙基礎上，經設計院、管理處、監理辦、項目部以及多位橋梁專家多方討論研究，決定在不改變原設計意圖的基礎上，結合現場實際環境情況，防撞鋼套箱增設1.7 m高刃角，原設計4大塊構件改為6大塊，方便吊裝。

3 鋼套箱設計

3.1 鋼套箱防撞設計

鋼套箱即作為圍堰，又作為承臺混凝土澆筑側板。為減小阻水面積，減少橋墩局部沖刷，減少坡流力，盡量減少防撞套箱尺度，減少工程造價。鋼套箱壁體構造寬度1.5 m～1.8 m,水線長40.1 m，型寬18 m，型深6.3 m；承臺套箱采用外掛方式與承臺連接；防撞套箱主體的結構由內、外圍壁、底板、主甲板、平臺板、縱橫艙壁等板架構件組成；套箱外側設置1道水平鋼質護舷；每個套箱設置12套不銹鋼扶梯；經驗算，鋼套箱滿足承臺抗撞力要求。

3.2 鋼套箱防腐設計

根據鰲江大橋鋼套箱的應用環境設計了相應的耐腐蝕和耐候性的油漆配套體系。在內表面采用低表面處理的樹脂漆；外表面在低表面處理的樹脂漆上加聚氨酯面漆，表面處理均采用噴砂除銹，涂裝采用高壓無氣噴涂。

3.3 鋼套箱吊裝設計

鋼套箱吊裝系統采用吊耳形式，6塊構件每塊設置3個吊耳，頂面2個，側面1個，吊耳均設置在鋼套箱加勁肋位置。

4 鋼套箱施工工藝

4.1 鋼套箱加工、試拼

根據施工進度計劃，防撞鋼套箱加工采用委派有資質的鋼構廠分塊加工，套箱加工嚴格按照設計圖紙進行，并滿足鋼結構加工技術要求。單塊鋼套箱加工完成后單塊驗收，各分塊驗收完成后再進行試拼，試拼驗收合格后即可轉運至現場使用。

4.2 鋼套箱的拼裝及內支撐、連通管布置

1)拼裝平臺搭設：鋼套箱到場以前，拆除原鉆孔平臺，并利用原鋼棧橋外側鋼管樁及永久鋼護筒搭設簡易鋼套箱拼裝平臺，平臺高度根據潮汐情況及河床高度，應保證在拼裝過程中潮水上漲不至于漫過拼裝平臺為宜，鰲江六橋拼裝高度+2.8 m,結構設計應滿足鋼套箱承重要求，并力求遵循搭拆便捷原則。2)浮吊選型：整個套箱總重約306 t，單體構件最大約60 t，根據吊重、主橋平臺布置及起吊位置，經綜合考慮采用350 噸級浮吊。3)安裝：安裝前應在拼裝平臺上精確放出每塊鋼套箱拼接位置，然后根據試拼編號順序拼接。4)鋼套箱內支撐施工：為滿足施工需要，在鋼套箱內需設置鋼管內支撐，內支撐水平支撐管采用φ630×8 mm鋼管。內支撐鋼管采用整體焊接拼裝的形式進行安裝。具體步驟如下：鋼管下料(內支撐按順橋向短邊設置)；在套箱側板上放出相應鋼管位置并沿鋼管位置焊接三道 (25×25×5)mm 加勁板；用100 t履帶吊吊裝縱向鋼管，放置于相應加勁板上；進行縱向鋼管的焊接；用同樣的方法進行橫向鋼管的吊裝焊接工作，其中鋼管連接均采用哈佛接頭。鋼管內支撐的焊接必須嚴格按照相應規范要求進行，在每根鋼管內支撐焊接完成后，技術人員均應對焊縫質量進行檢查，并做好記錄。過渡墩鋼套箱內支撐采用φ630×8 mm 的鋼管，內支撐的標高設置在+2.3 m處。內支撐在下放系統安裝之前進行安裝，內支撐安裝好后，隨著套箱一起下放。5)連通管的設置：過渡墩鋼套箱連通管設置在鋼套箱側壁上，共設置四個，其中每個長邊設置兩個，設置標高為+1.0 m。6)導向架安裝：鋼套箱的拼裝過程中，同步進行導向架的安裝工作。導向架焊接在鋼護筒上。導向架焊接成線性，即導向架是一個面接觸鋼套箱，而不是點接觸鋼套箱。

5 鋼套箱下放

5.1 鋼套箱下吊系統主吊點布置及提升

過渡墩下放采用6套185 t連續千斤頂，主吊點鋼護筒接高后，在接高鋼護筒上設置雙拼HN500型鋼吊點F架承重梁，在鋼管樁上焊接牛腿及用前支撐墊梁進行結構的加固，并在鋼管樁壁上焊接反拉型鋼，確保吊點F架承重梁受力滿足要求。將185 t連續千斤頂配合7束鋼絞線布置在上吊點承重梁上，鋼絞線下穿吊點承重牛腿，錨環固定在與吊點承重牛腿錨固的扁擔梁上，形成下放主吊體系，主吊點體系范圍內的套箱與F架承重梁進行加勁處理。待各項準備工作完成后，檢驗液壓千斤頂頂升系統，確認無誤后，6個千斤頂同步頂升，預抬高度在50 cm。預抬過程中時刻檢查液壓千斤頂的各項性能情況，頂升需同步進行，以防套箱傾覆變形。

5.2 割除承重牛腿、拆除承重托架

套箱抬升50 cm后，將拼裝用的承重牛腿及承重托架利用吊車拆除進行下一步的套箱下放。拆除時需注意將鋼套箱壁周圍干擾物全部清理，防止后續阻礙鋼套箱下放。

5.3 套箱下放

完成以上步驟后，即可進行鋼套箱下放施工，此時鋼套箱處于懸空狀態。千斤頂同步下放施工，下放時注意控制下放的速度，保證下放平穩。待下放一定位置，在邊側護筒上焊接導向裝置。若在下放過程中，出現下放困難，則利用套箱內四個泥漿泵同時對稱往外吸泥，吸泥時注意禁止將刃腳掏空，以防止漲潮時出現刃腳處泥土內翻。

5.4 套箱鎖定

下放到位后，對套箱平面位置及高程進行檢查，檢查符合要求后，進行反壓梁焊接，反壓梁由雙拼HN500型鋼焊接而成，共設計8道，反壓梁焊接在套箱周圍鋼護筒外壁上，反壓梁型鋼對套箱頂起反壓限位作用，防止套箱整體上浮。

6 清淤及拋石

為保證封底混凝土厚度及質量，達到止水目的，套箱封底前應在鋼套箱內承臺范圍鋪設50 cm厚卵石墊層，鋪設方式采用裝載機轉運，吊車加料斗鋪設方式。鋪設高度不應高于設計封底底面。封底前應對套箱內墊石上淤泥覆蓋層清除干凈。

7 封底

鋼套箱封底是無底鋼套箱施工的最后一道工序，也是最關鍵的一道工序，封底成功才標志著整個套箱施工成功。

封底混凝土按水下混凝土灌注執行，封底過程中必須連續不能中斷，保證混凝土的連續性，鰲江六橋項目采用2臺60 m汽車泵，加7輛運輸罐車，從西向東同步推進，直至套箱封底完成。封底混凝土設計厚度為1.0 m。封底采用C30混凝土，分兩次完成，第一次澆筑0.9 m，第二次澆筑0.1 m。套箱封底過程與封底后抽水前，套箱內外水位均保持一致，使套箱內外側壓力平衡，避免因壓力導致封底混凝土產生附加壓力。待第一次封底混凝土達到設計強度要求后，抽出鋼套箱圍堰內的水，并焊接錨固鋼筋和剪力件，利用高壓水槍對底板進行淤泥清除。隨后進行第二次封底混凝土澆筑。

8 結語

通過對過渡墩承臺鋼套箱圍堰的實際施工，鋼套箱在下放到位后封底一次成功，抽水后未出現漏水現象，施工質量全部達到設計要求，并且采用此工法現在已陸續完成剩余3個墩位的鋼套箱施工，目前均已進入墩身施工階段。實踐證明此無底鋼套箱圍堰工法在潮汐地區是切實可行的，為同類施工提供了一定的參考價值。

[1] 周水興.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

[2] GB 50205—2001，鋼結構工程施工質量驗收規范[S].

[3] 浙江省交通規劃設計研究院.甬臺溫高速公路復線溫州瑞安至蒼南段工程施工設計圖[Z].

Construction technologies of bottomless steel casing box of Aojiang Liu bridge

Bai Menggang

(ChinaCommunication2ndHighwayEngineeringBureauCo.,Ltd,Xi’an710119,China)

The thesis introduces the design scheme of bottomless steel casing box of Aojiang Liu bridge, and describes construction technology procedures and operation points of bottomless steel casing box from aspects of steel casing box fabrication, testing spelling, transfer, cleaning slurry and sealing bottom. Practice proves that: the above-mentioned construction method achieves great construction effect, which has accumulated experience for similar engineering construction.

cushion cap, steel casing box, cofferdam, construction scheme

1009-6825(2017)07-0167-02

2016-12-22

白孟剛(1983- )，男，工程師

U445

A