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1、临海大桥无底钢套箱围堰施工技术罗孝德摘 要 通过临海大桥主桥主塔承台无底钢套箱围堰的施工实例，重点介绍了无底钢套箱围 堰设计、加工和主要施工工艺。为以后同类施工提供一定参考价值。关键词 钢套箱围堰 设计 加工 拼装 下沉 封底1 工程概况 临海大桥主桥为独塔单索面三跨预应力混凝土斜拉桥，桥跨布置为36m+110m+160m，主桥长306m，桥面宽31.2m。该桥横跨灵江，主塔位于灵江江 中。主塔基础采用分离式承台钻孔桩基础，两承台之间设横系梁连接。承台为 圆端矩形承台，其平面尺寸为14X10.3m，四角倒圆半径为2.0m，承台厚为5m, 系梁按预应力构件设计，矩形截面，宽度为6m,高度为3m,
2、承台系梁砼采用C40。桥址段灵江为典型半日潮，江水既受洪水，又受潮汐影响。河床高程一般在 -2.4m3.4m左右。河床顶面有8m9m淤泥质粉土覆盖层。2 施工方案的确定根据原设计图纸要求，承台采用吊箱围堰施工。实际在水上作业平台与钻孔 桩施工过程中，对承台范围进行了地质水文探测，发现此范围河床标高为-2.5m 左右，顶部以下1 3m范围主要为淤泥层。而承台底面设计标高为-3.2m，设计 封底混凝土厚为1m。这样，若施工米用钢吊箱围堰，其底面标高约为-5m左右， 吊箱底面须进入河床约2.5m，而灵江为典型半日潮，施工难度非常大。后经过 设计院、多位桥梁专家与资深人士等多方讨论研究，决定在不改变设
3、计意图的前 提下采用无底钢套箱代替钢吊箱围堰，并增加封底砼厚度为2m，完全满足施工 要求，降低了施工难度。3 钢套箱围堰设计钢套箱既作为施工围堰，又作为承台混凝土浇筑施工模板的外支撑，无底钢 套箱平面尺寸按承台结构尺寸加宽10cm设计。考虑平均潮水位及承台施工周期 短，封底混凝土及河床表面为软弱泥层等综合因素，取+6.5m作为套箱顶标高； 取-5.7m作为套箱底标高，套箱总高度为12.2m。（如图1）钢套箱面板厚度8mm，竖向按30cm间距布置Z75X75X8加劲肋，每块板边 焊以Z100X100X10法兰，用22螺栓相互连接后焊接严密。在其内侧自下至 上按一定间距布置8道I36a工字钢内支撑
4、，纵横向工字钢支撑与竖向支撑柱构成钢套箱内支撑体系。在外侧对应位置布置 8 道 I36a 工字钢圈梁。图14 钢套箱围堰施工工艺41 钢套箱加工、试拼钢套箱由施工现场加工，为拆装方便，钢套箱分层分块制作，套箱共分上下 两层，每层长方向分三块，短方向分两块。套箱加工严格按设计图纸进行，并满 足钢结构加工技术要求。单块套箱加工完成单块验收，各分块套箱加工完成后再 进行试拼，试拼验收合格后即投入正式使用。42 钢套箱拼装、内支撑体系安装421 钢套箱拼装a.套箱拼装前，先测量放样出套箱平面位置，然后根据套箱位置拆除施工 平台面层，再拆除对应位置分配梁，为套箱下放留出足够施工空间。（如图 2）水上平台
5、平面图图2b施工时先拼装第一层套箱，套箱下放采用汽车吊起吊，装载机运输。C.单块套箱下放后用倒链与千斤绳临时吊挂在平台钢管桩与钢护筒之间的 分配梁上，接着下放下一块套箱。一个方向套箱下放完毕，用螺栓将单块套箱拼 接成整体。然后下放另一方向的套箱，依此类推。四个方向的套箱下放完毕后， 接着套箱整体拼接，拼接均用螺栓连接固定。然后焊接外围工字钢圈梁。d. 螺栓连接完成后，焊接内侧套箱接缝，进行密封止水作业。422 钢套箱内支撑体系安装 底层套箱拼装完成，需要调整套箱空间位置，保证套箱精度满足设计及规范 要求。套箱调好后，开始安装内支撑封底桁架。内支撑封底桁架为保证封底混凝 土受力要求而设。内支撑封
6、底桁架与其它内支撑体系均在套箱内现场下料安装。内支撑安装完 毕后，套箱内外形成一个框架整体。43 钢套箱下沉由于灵江每天涨落潮两次，为典型半日潮，涨落潮差5m左右，因此钢套箱 下沉选在落潮之后，保证套箱下沉不受潮水影响。套箱下沉之前，调好套箱顶口高程，并在钢护筒上焊接套箱限位装置，保 证套箱下沉不出现偏位。套箱下沉通过手拉倒链进行，下沉时设专人统一指挥，套箱每下沉一到两 米，调整顶口标高一次。套箱着床后，放慢下沉速度，严格控制顶口标高，防止 套箱倾斜。同时利用配备的高压水枪及泥浆泵等设备在套箱内射水吸泥，小型抓 斗冲击抓取较硬结块，减小套箱下沉阻力，使套箱平稳下沉。第一层套箱下沉到设计位置并固
7、定好后，第二层套箱直接在第一层套箱上 进行拼装，然后按第一层施工方法进行止水与内支撑安装，至此整个套箱下沉作 业全部完成。44 钢套箱封底4.4.1 封底垫层施工 为了保证封底混凝土厚度，保证封底混凝土质量，达到止水目的，套箱封 底之前在套箱内铺设50cm厚卵石垫层。卵石粒径选用2030cm大小，并具有一 定级配。装载机运输，人工抛填。抛填完毕下潜水员对垫层找平，达到设计要求。4.4.2 钢套箱封底 钢套箱封底是无底钢套箱施工最后一道工序，也是最关键的一道工序，封 底成功才标志着整个套箱围堰施工的成功。封底前先将垫石上淤泥覆盖层清除干净，然后根据套箱平面位置关系布设 封底导管。考虑封底混凝土
8、3m的流动半径，导管按23m布设3、4根。封底混 凝土从套箱一侧向另一侧灌注。封底混凝土按水下混凝土灌注执行。封底过程中必须连续不能中断，保证 混凝土的连续性。封底先从一根导管开始，当灌注的混凝土流至附近一根导管并 埋住该导管时，开始对另一根导管灌注，先前的导管不能拔出移位。当封底混凝 土高度达到设计要求后，将先前的导管移至下一灌注位置，依此类推，直至套箱 封底完成。套箱封底过程与封底后未抽水之前，套箱内外水位均保持一致，使套箱底 部内外压力基本平衡，避免了水压力对封底混凝土产生的附加力。封底混凝土达到设计强度要求后，抽出钢套箱围堰内的水，清除杂物，找 平封底混凝土顶面，验收合格后进入下一道工
9、序。5 施工注意事项a套箱加工必须严格按设计图纸与钢结构设计规范执行，才能保证套箱拼 装结构尺寸符合要求，受力达到设计要求。b套箱下沉必须选在落潮之后，在下沉过程中手拉倒链必须由专人统一指挥，协调一致，保证套箱平稳下沉。C.套箱下沉必须随时调整套箱顶口标高，标高偏差不能大于10cm。d. 套箱着床后，必须调好顶口标高，防止套箱倾斜，若套箱某一位置无法下沉，可以在钢护筒上焊接反力牛腿，利用千斤顶施压将套箱压入泥中。e. 混凝土封底前必须清除套箱内淤泥层，同时找平卵石，保证混凝土厚度 与连续性。f. 混凝土封底时必须随时量测混凝土厚度，同时注意相邻混凝土高差，防 止混凝土顶面出现大量凹凸不平。g. 混凝土封底后未抽水之前，必须保持套箱内外水压平衡。6 结论通过对主塔承台钢套箱围堰的实际施工，左右幅钢套箱围堰封底均一次成 功，抽水后无漏水现象，施工质量全部达到设计要求。现左右幅承台已完成第一 次浇筑。由此得出以下结论：无底钢套箱围堰施工在潮汐地区是切实可行的，与原吊箱围堰相比，简化 了施工工艺，降低了施工难度，加快了施工速度，提高了经济效益，为同类施工 提供了一定的参考价值。
