橋梁工程主墩承臺有底鋼套箱施工技術

摘要：為了提高橋梁工程主墩承臺有底鋼套箱的施工質量，現結合工程實例，對其施工的難點進行了總結，并從有底鋼套箱結構設計與安裝、套箱下放施工、承臺混凝土澆筑和控溫等關鍵施工技術進行了分析。結果表明：此施工技術有效確保了項目的順利實施，竣工質量驗收合格，值得在類似項目中推廣和應用。

關鍵詞：橋梁工程；主墩承臺；有底鋼套箱；施工技術

0" "前言

某橋梁拓寬工程是提升城市建設發展水平的重要工程項目，對于緩解當地交通壓力、構建快速通勤城市圈具有重要意義。在該橋梁工程項目施工過程中，主墩承臺有底鋼套箱的施工質量控制具有較大的難度，需要結合當地氣候和自然水文地質條件，采用有針對性的工藝進行施工。本文結合某橋梁工程項目的建設特點和要求，分析了主墩承臺有底鋼套箱的關鍵施工要點。

1" "研究背景

在某市城市整體協調發展綱要的指導下，為了進一步緩解交通擁堵的現狀，需要對某橋梁工程實施拓寬工程。該工程項目的建設主要是通過拓寬大橋現有建筑基礎，沿舊橋走向、在舊橋兩側各建一座新橋梁。新橋梁的規劃是寬14.5m、可供單向三車同時并行。

經過改建，該大橋可發展成為雙向十車道的交通線路，滿足大小型車混行需求，進一步緩解了交通壓力，實現了快速通勤的目標。在該大橋改擴建工程中，為了應對當地特殊的地質水文條件，同時增加橋梁的結構穩定性，擴建工程采用雙塔雙索面疊合梁斜拉橋的結構形式，沿用五跨連續半漂浮體系。這種結構設計形式具有承載力強、抗風抗震性能優越等特點，極大滿足了建設使用要求。

2" "工程概況

該大橋拓寬工程主墩承臺采用八邊形承臺，承臺橫橋向寬19.4m，順橋向寬17.4m，厚4.5m，混凝土標號為C40，單個承臺方量為1403.5m，共2個。承臺下采用22根變截面鉆孔灌注樁，按梅花形布置。封底混凝土厚度為2.0m，混凝土標號為C35。主墩承臺頂面設計標高+5.3m（某城建高程），底面設計標高+0.8m；封底混凝土厚2.0m，封底底面標高-1.2m。承臺施工期間為枯水期（12月至次年3月），施工高水位按+6.80m計算，施工低水位按+3.69m計算，大潮平均流速為0.47m/s。

主墩承臺采用有底鋼套箱施工，套箱側模高度為9.5m。套箱上承重系統采用2I45b工字鋼作承重梁，下承重系統采用2I45b工字鋼主梁、I45b工字鋼次梁和20cm厚鋼筋混凝土底板。整個系統用Φ32mm精軋螺紋鋼做吊桿連接，布置吊點24個，其中下放吊點16個，利用16臺穿心千斤頂進行同步下放。另外8個吊點為空心吊點，用以參與封底混凝土澆筑時受力。上承重梁放置在樁基護筒凹槽內。套箱內設置兩道內撐圈梁，用2I25b工字鋼加工制成，同時在關鍵節點處添加豎向支撐桿和水平向點支撐桿。

3" "主墩承臺有底鋼套箱施工難點

主墩承臺有底鋼套箱的施工質量，直接影響著整個工程項目的順利實施。該橋梁主墩承臺有底鋼套箱施工過程中存在的施工難點如下：

3.1" " 對施工工藝要求高

主墩承臺有底鋼套箱是整個橋梁工程的重要承力部件，施工過程中很多技術指標參數必須控制在工藝設計范圍內，采用的結構件必須滿足承載力穩定性要求。同時混凝土標號及質量，需要適應工程項目所在地的氣候環境特點。這些都增加了施工工藝的整體難度，需要在施工過程中進行針對性的工藝技術改進。

3.2" " 對施工質量和安全要求高

該工程項目建設地點位于城區，在工程項目建設過程中，既需要控制周邊人員的流動，同時也需要對施工現場人員分布做好規劃，防止因為不同工種交叉施工造成人員安全性傷害。另外，由于工程所在地特殊的自然氣候和地質水文條件，進行工程項目施工時，必須有針對性地做好施工質量控制，結合工程項目施工工序和工藝特點，采用多樣化的質量控制措施，以提高工程項目的建設質量。

3.3" " 施工工期緊湊且交叉工序多

該橋梁工程項目施工過程中，考慮特殊的氣候環境特點，工期安排要盡量集中在氣候穩定的時間段，避開強降雨和強臺風季節。由于施工工期較短，給工期統籌安排帶來了挑戰。另外，該工程項目采用了很多新工藝和較復雜的施工方法，相關工序之間存在一定的交叉。這就要求在短時間內合理安排各個工序開始的時間，統籌調配施工資源，尤其是對于大型機械設備的使用結束之后，需要給予一定的維護保養時間。維護保養達標之后再投入使用，避免過度、高頻使用，影響到機械設備的使用壽命。對于隱蔽性工程項目，需要在某道工序實施完成之后即安排檢查與驗收，不允許隱蔽工序不達標而繼續安排后續工序，造成工程質量隱患的傳遞與積累。

4" "主墩承臺有底鋼套箱關鍵施工要點

4.1" " 有底鋼套箱結構設計與安裝

進行有底鋼套箱結構設計和安裝時，需要重點做好底承重梁、預制底板、側模、內撐圈梁、吊點、上承重梁的設計與安裝，其中關鍵的施工技術要點如下：

4.1.1" "底承重梁

底承重梁所受荷載主要有自重、預制底板重、側模重、第一層封底混凝土重等。底承重梁主、次梁在加工場地制作完成后利用平板車運到現場，用75t履帶起重機將其吊至拼裝平臺牛腿上。主梁與次梁采用滿焊連接，以形成一個整體框架式結構，均勻受力。

4.1.2" "預制底板

進行預制底板結構設計時，需要兼顧承臺封底的質量，在原有承重能力的基礎上，需要考慮到承臺封底和套箱側模帶來的結構質量。預制底板需要額外承受這些質量，因此需要增加鋼筋混凝土板的厚度，一般選擇18±2cm為宜。

混凝土強度等級采用C30，布設雙層鋼筋網片，每塊底板按實測樁位平面尺寸設計，注意控制樁基護筒偏位和垂直度誤差。濕接縫混凝土采用同標號的C30混凝土。底板在橋底右幅倉庫位置進行預制，加工場地已進行硬化處理。模板采用木模拼裝。底板預制需在主墩施工平臺拆除前完成，可選擇在最后一條主墩樁基澆筑完成前30天開始預制，以確保主墩承臺正常施工。底承重梁安裝完成后分塊吊裝底板，底板外端搭接10cm在底承重梁上。在護筒+5.40m的位置焊接I25b工字鋼短牛腿，將其作為底梁拼裝平臺。然后進行底承重梁、預制底板的安裝。

4.1.3" "側模

套箱側模高度為9.5m，平面尺寸同承臺尺寸。套箱模板安裝前需對模板進行打磨，打磨后涂刷脫模劑，以確保模板拆除時模板與混凝土正常分離。模板定位時，采用在預制底板上預埋的鋼板上焊槽鋼，作為模板腳的卡位和固定，之后就可進行模板的安裝。模板間的法蘭接頭需加橡膠皮，打緊螺絲后再涂玻璃膠。為保證側模不爆模，在封底混凝土層高范圍內加設一排拉桿埋進封底混凝土中。拉桿直徑為Φ16mm，布置間距為1.0m。同時，為阻斷側模與混凝土交界面的水上升通道，在封底混凝土高度范圍內側模上焊兩圈Φ20mm圓鋼。利用履帶起重機直接在底板上拼裝承臺側模。側模設內撐兩道，由2I25b工字鋼構成，有圈梁、內撐、豎向支撐桿、水平點支撐桿。順橋向圈梁在側模安裝結束套箱下放前安裝好，橫橋向圈梁在下放過程中安裝，內撐在下放完畢后安裝，以避免沖突。

4.1.4" "內撐圈梁

套箱共設置兩道內撐圈梁，采用2I25b工字鋼。在側模內側焊接牛腿以支撐內撐圈梁。由于圈梁系統較重，牛腿附近側模鋼板受力處于不利情況。故通過在套箱內部增加4條豎向支撐桿承受圈梁系統質量。豎向支撐桿底部焊接在底板的預埋鋼板上。第一層內撐安裝的中心標高為+3.65m，第二層內撐安裝的中心標高為+6.65m。圈梁與內撐連接采用焊接，要求焊縫飽滿。在護筒上設置點支撐桿，用以抵抗第一次封底抽水后最大的外部水壓力，待第二次封底混凝土硬化后拆除護筒，同時拆除點支撐桿。

4.1.5" "吊點

承臺套箱下放及承重吊桿采用φ32mm精軋螺紋鋼吊桿，吊桿從上承重梁和底承重梁中穿過，形成一個下承重結構形式，支撐點以螺母、墊板、板凳固定。整個系統用Φ32mm精軋螺紋鋼做吊桿連接，布置吊點24個，其中下放吊點16個，利用16臺穿心千斤頂進行同步下放。另外8個吊點為空心吊點，用以參與封底混凝土澆筑時受力。底梁吊點均布置在主梁上，吊點位置需焊接6.66cm焊管作為吊桿通道，焊管下部為鋼板。需要將錨固螺母焊接在鋼墊板上（方便吊桿拆卸），且焊管中心需和錨固螺母中心線重合。

4.1.6" "上承重梁的設計與安裝

上承重梁在加工場地制作完成后利用平板車運到現場，用75t履帶起重機將其吊至樁基護筒頂部凹槽內。

4.2" " 套箱下放施工

抄平樁基護筒至+8.60m，并開60cm高凹槽，在護筒頂部凹槽內安裝2I45b工字鋼作為上承重梁，在其上下布置下放系統。進行套箱下放施工時，單根精軋螺紋鋼穿過千斤頂，頂底分別用螺母鎖定。在上承重梁板凳內部和千斤頂頂部各設置一個螺母。首先利用板凳內部螺母鎖緊來承受荷載，將千斤頂油缸向上伸出18cm，之后鎖緊千斤頂頂端螺母，松開板凳內部螺母脫離墊板一定高度（大于15cm）。將千斤頂油缸緩慢均勻下降15cm，則整個套箱下放一個行程15cm。如此反復，直到套箱到達指定的位置。套箱下放到位后，緊固空心吊點。套箱下放時，底板面的標高從+6.3m下放到-1.2m，行程共7.5m。之后進行承臺封底施工，封底施工時采用兩次施工方法，單次封底厚度均為2m。

4.3" " 承臺混凝土澆筑和控溫

4.3.1" "混凝土澆筑

承臺混凝土采用分層澆筑方法進行施工。第一層混凝土澆筑順序為從中間往四周進行，澆筑采用兩臺泵車進行。要求混凝土和易性好，初凝時間17～18h，坍落度18～22cm。承臺混凝土分兩次澆筑，第一次澆筑2.0m，第二次澆筑2.5m，以利于塔柱鋼筋預埋安裝。

第一層承臺混凝土通水養護完畢后，或在第二層承臺混凝土澆筑之前，需對第一層承臺混凝土中的冷卻水管進行注漿封孔。在澆筑第二層混凝土時，可從上水往下水方向平鋪澆筑，第二層混凝土的方量也比較大，澆筑混凝土的時間長，要求混凝土的各項性能都能滿足要求，以保證混凝土澆筑后的質量。在澆筑第二層混凝土之前，要先安裝塔柱預埋鋼筋，塔柱預埋鋼筋伸入承臺2.5m交替布置。澆筑完第一層混凝土后，安裝塔柱鋼筋安裝的定位架，確保塔柱的預埋鋼筋的位置準確。每層混凝土澆筑之前，應對上一層混凝土表面進行鑿毛。承臺混凝土屬于大體積混凝土，需在混凝土內埋設冷卻水管，用流動的冷水降低混凝土溫度。澆筑前對安裝好的混凝土冷卻管進行試通水，防止管道漏水、阻塞。第二層承臺混凝土通水養護完畢后，同樣需對冷卻水管進行壓漿封孔，同時截除伸出承臺頂面的冷卻水管。采用8臺插入式振動器進行振搗。

4.3.2nbsp; "溫控措施

在進行承臺混凝土施工時，需要做好溫控措施。溫度的劇烈變化會導致混凝土出現裂縫，嚴重時甚至會導致混凝土斷層等。為了做好承臺混凝土的溫度控制，對于出攪拌機之后的混凝土，應該控制澆筑溫度在20±5℃的范圍內，要盡量減少混凝土在泵送、入模、振搗的時間，以有效減少溫度損失，保證混凝土容易達到這個溫度目標值。另外，對于混凝土澆筑過程中的溫度，可以采用數字多路自動巡回檢測控制儀進行動態監測。設置較低的分辨率和靈敏度，基本每隔4h左右監測一次，一旦出現數據異常立刻進行報警。采用現場鼓風、升溫的措施，確保溫度控制在目標值范圍內。總之，在施工過程中，需要通過持續不斷的溫度調節實現混凝土的快速凝固，以減少裂縫的出現。

5" "結論

采用以上施工工藝，該橋梁工程改擴建工程順利完成，橋梁工程建設質量順利通過竣工驗收。在后續的研究中，應該進一步探索主墩承臺有底鋼套箱的先進施工工藝，并將施工工藝進行流程標準化，通過施工工藝技術特點的深入研究，進一步提高橋梁工程項目建設水平，促進橋梁施工技術的發展。

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