特大橋通航孔橋承臺有底鋼套箱圍堰施工技術

吳玉賢

摘 要：文章以實際工程為例，通過對吊掛系統的設計與布置、底板的設計與制作、鋼套箱拼裝與下放、水下封底施工等承臺施工關鍵技術的分析討論，工程施工后滿足了施工要求，可為后續類似工程施工提供參考和借鑒。

關鍵詞：吊掛系統 底板設計 浮吊拼裝

1.工程概況

臺州灣位于浙江中部沿海，為椒江口河口灣，該區域為強潮海域，屬正規半日潮類型，潮汐1d內兩漲兩落。海域平均高潮位+2.20m，平均低潮位-1.00m。

臺州灣跨海特大橋全長4038m，其通航孔橋為雙塔雙索面疊合梁斜拉橋，H型塔，橋跨布置85+145+488+145+85=948m。主墩基礎采用32根φ2.8m～2.5m端承樁，樁基呈梅花形布置。主墩承臺采用啞鈴型結構形式，外輪廓尺寸為：78.6×24.3m（橫×順），啞鈴型橫梁寬11.8m，長20.3m。承臺頂面設計標高為+5.0m，承臺混凝土標號C40，厚6.0m，方量8700m3；封底混凝標號C20，厚2.0m，方量2900m3。承臺周圍設置永久性鋼套箱，套箱采用外掛方式與承臺混凝土連接。防撞套箱寬度2.2m～3.3m，水線長85.2m，型寬28.7m，型深8.8m，總重量900t。

2.施工工藝流程

施工工藝流程圖具體如下：施工準備→底板改裝、下放→套箱制作、運輸→套箱分塊拼裝→整體下放→第一次水下封底→第二次干封底→第一層承臺鋼筋、混凝土澆筑→第二層承臺鋼筋、混凝土施工。

3.施工關鍵技術

3.1底板的設計與制作

底板是主墩承臺施工的主要承重結構，主要承受底板自重、鋼套箱重量、封底混凝土重量及承臺鋼筋混凝土部分重量，承受施工總荷載很大，底板結構的強度、剛度、穩定性是設計與施工控制的重點。鑒于此，底板采用框架結構，框架梁采用HM588×300×12×20型鋼，以保障底板的整體強度和剛度。底面板采用8mm鋼板，面板上間距50cm布置I14工字鋼作為反壓梁。反壓梁埋入封底混凝土內部，和封底混凝土共同承力，加強封底整體性。

底板框架梁與鋼護筒周圍需有一定間隙（約10cm），才能確保底板下放過程中不與鋼護筒干涉。底板下放到位后，鋼護筒周圍的底板堵漏是水下封底能否成功的關鍵。傳統拋填砂袋的堵漏方式雖然能起到堵漏的效果，但砂袋所占空間大，減少了封底混凝土與鋼護筒的有效接觸面積，降低封底混凝土的承受荷載能力。項目采用L型封堵鋼板堵漏，底板下放之前將封堵鋼板沿鋼護筒周圍臨時連接成一個圓環。當底板與鋼套箱整體下放就位后派潛水員在水下利用螺栓將各封堵板連接成一個整體，完成鋼護筒周圍的堵漏工作。

3.2鋼套箱拼裝與下放

根據鋼套箱的平面尺寸和結構特點，確定采用浮吊吊裝鋼套箱的工藝。考慮主墩在椒江水域中的位置及平臺的結構形式，同時兼顧浮吊的性能參數，確定采用浮吊拋錨就位于主塔平臺的航道側，橫水流方向吊裝。鋼套箱在工廠內總拼完畢后，在拖輪的輔助下浮運至主塔平臺的航道側，并與平臺臨時固定牢靠，待鋼套箱的吊點連接完畢后再解除，以確保整體安全。鋼套箱就位后，安排浮吊在指定的位置拋錨定位，浮吊拋錨定位示意圖如圖1所示。

（1）吊裝時機

鋼套箱吊裝選擇在流速較小的平潮時間段進行。

（2）吊點連接

由于鋼套箱的吊索非常重，靠人力很難完成吊點的連接，所以必須通過左右移動浮吊來實現吊點的連接，同時要準備若干2t手拉葫蘆，用以輔助吊點連接。

（3）起吊

所有吊點均連接完畢，并檢查無任何問題后，浮吊開始起鉤。起吊分級進行，每50t為一個級別，通過浮吊上自帶的拉力計進行控制。每增加一個級別，相關人員檢查錨纜、吊索、卡環等，無任何問題后施加下一級，直至鋼套箱被吊起，然后移出運輸船。

（4）移船

當鋼套箱被吊起超過平臺頂面50cm高后，浮吊通過絞錨、松錨操作前進，移動時應緩慢進行，幅度不宜過大。

（5）下放

當鋼套箱的縱、橫軸線與平臺的縱、橫軸線且與底板上的鋼套箱輪廓尺寸線基本重合時，浮吊落鉤并輔以手拉葫蘆及千斤頂，直至鋼套箱緩慢進入導向裝置。繼續下放，直至鋼套箱坐實在套箱底板上，使側壁緊貼底板，并保證側壁與底板垂直，然后調整套箱上口尺寸。

3.3水下混凝土澆筑

（1）首盤混凝土封口時，用測錘從導管內測出導管下口與套箱底板距離，依靠墊梁調整至20cm。

（2）澆注時按由中間向四周順序澆注，確保封底混凝土澆注過程套箱底板受力基本對稱、均衡。灌注過程中，每隔30min對已灌注完畢的導管進行補料，補料時間一般為5min，直至達到設計標高。

（3）首批混凝土澆筑方量≥10m3，首盤混凝土澆注完后立即用測繩測量導管埋深及混凝土的流動范圍，確保導管埋深>0.4m。

（4）首盤封底成功后，采用導管直接放料澆注。混凝土在同一個導管內灌注間隔時間≤30min。如果>30min則不能供料，使導管反復升降3次，每次升降幅度約0.1m。勤量勤測升降點處的混凝土高度，杜絕提空導管的現象發生。

（5）在澆筑過程中，對尚未剪球的導管處混凝土頂面高程加強量測，確保混凝土不進入導管，以免剪球時造成堵管。

（6）水下封底施工臨近結束時，全面量測封底混凝土頂面高程，重點量測導管作用半徑相交處、護筒周邊、套箱內側周邊部位，根據量測結果對高程偏低的測點附近導管增加澆注量，力求混凝土頂面平整，并保證混凝土澆注厚度達到要求。同時根據混凝土澆注理論方量作為復核。當所有測點高程符合要求后，中止混凝土澆注，上拔導管沖洗、堆放。混凝土的頂面高程誤差控制在0～+10cm。

3.4體系轉換及干封底施工

第一層封底混凝土達到設計強度的90%后，當潮水退至標高-1.50m以下時，采用早強快硬混凝土封堵鋼套箱內預留的4個泄水孔，確保在下一次漲潮前封堵完畢并形成強度，然后在套箱內抽水。利用高壓水槍沖洗水下封底混凝土頂面，確保水下封底混凝土頂面干凈無雜物。同時將鋼護筒壁及套箱內壁用自來水沖洗干凈，減少海水的殘留。隨后在標高-1m處的護筒上焊接雙拼25a工字鋼牛腿，將預置的精軋螺紋鋼上螺母打緊在牛腿上，完成體系轉換。為保證牛腿焊接質量，鋼護筒外壁的雜物需清理干凈。牛腿開50°單面坡口與鋼護筒焊接，焊縫高10mm，焊縫應緊密、均勻和飽滿。

體系轉換后進行第二次0.5m厚的封底混凝土干澆注。混凝土澆注過程中，需及時用振動棒找平、振搗密實。

3.5承臺鋼筋、混凝土施工

承臺鋼筋在鋼筋加工場完成下料，運送至施工現場后安裝。鋼筋安裝時注意確保鋼筋間距、保護層厚度滿足設計要求。

根據現場試驗，封底混凝土與鋼護筒（鋼管樁）的粘聚力>150kN/ m2，計算粘聚力時按150kN/m2取值。經計算，承臺混凝土需分兩層澆筑，分層厚度2.0m+4.0m，即綁扎鋼筋，澆筑承臺第一層混凝土，第一層澆筑高度2.0m，待第一層混凝土達到設計強度的90%后澆筑第二層混凝土，第二層混凝土澆筑高度4.0m。

4.結束語

綜上所述，通過對主墩承臺施工關鍵技術的研究與應用，項目較好地克服了臺州灣跨海特大橋主墩承臺施工中面臨的困難。主墩承臺于2016年4月20日開始進行底板制作施工，至2016年7月30日第二層承臺混凝土澆筑完成，前后歷時100d，圓滿完成主墩啞鈴型承臺施工任務。可為后續類似工程施工提供參考和借鑒。

參考文獻：

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