东莞市东江大桥钢吊箱承台施工工艺

徐世亮

(东莞市鸿高建设工程有限公司)

东莞市东江大桥钢吊箱承台施工工艺

徐世亮

(东莞市鸿高建设工程有限公司)

介绍了东江大桥水中钢吊箱承台施工工艺,包含了钢套箱的加工、安装、浇筑封底混凝土、承台混凝土施工等内容。

水中承台;钢套箱;施工工艺

1 工程概况

东江大桥是一座跨越东江南支流的特大型城市双层桥梁,位于东莞石碣镇刘屋村和东莞东城柏洲边工业区之间,是莞深三期重点项目之一。S 2#～N2#墩为主桥,长 434 m,起止里程为 K47+563～K 47+997,跨径组合为 113 m+208m+113 m,为双层刚性悬索加劲三跨连续钢桁梁桥。

东江大桥 S 1#、N 1#主墩各有三个分离式承台,每个承台4根 Φ2.2m灌注桩支承。承台底面标高 -4.5 m,顶面标高-0.50 m,尺寸为9.6m×9.6m×4.0m,R1m倒角,混凝土设计等级为 C40。S 1#墩河床标高 -3.96 m,N 1#墩河床标高-3.87 m,东江平常高水位+2.0m。

封底混凝土厚 80～100 c m,混凝土设计等级为 C50。单个承台混凝土方数为 368.64 m3。采用有底钢围堰施工,承台封底采用水下混凝土一次性灌注完成,承台混凝土 1次浇筑。

2 方案及工艺

2.1 确定施工方案

(1)水深 8 m,不深也不浅。

(2)承台大小 9.6 m×9.6 m×4.0m,不大也不小。

因此,S 1N 1承台拟采用单壁桁架有底钢围堰施工,现场分块拼装。

2.2 承台标高确定

通过与监理、业主、设计多轮会商,确定承台标高由原设计标高提高 50c m,承台顶标高定为-0.5 m,承台底标高定为-4.5 m。

2.3 承台施工工艺

S 1N1承台施工工艺流程如下。

(1)施工准备;(2)河床清理;(3)围堰下沉平台安装;(4)底篮拼装平台安装;(5)底篮拼装;(6)下层、上层侧模安装;(7)围堰下放;(8)封底;(9)承台钢筋绑扎;(10)承台混凝土施工;(11)养护。

2.4 钢围堰设计

设计思路如下。

(1)S 1N1共 6个承台,一样的构造,一样的标高。

(2)承台横桥向、纵桥向四个边直线段一样;四角为一样的倒角。

(3)侧向力：8m水深动、静水压,4m高 C40混凝土。

(4)竖向力：钢围堰自重、4 m高 C40混凝土、封底混凝土重、800 t水浮力、封底混凝土与钢护筒握裹力、风力。

(5)钢围堰构造。

钢围堰由 6部分构成。

(1)侧板。

单个钢围堰竖向分为两层,4 m高/层;平面上分为两种型号 8块：6m直线段 4块,R1 m1/4圆弧段4块。块与块间栓接,栓孔间距 20c m,Φ24 m m孔,M20mm高强螺栓。

侧板由里往外依次为 8 m m钢板、50 c m间距横背单根[10槽钢、50c m宽竖置桁架,1 000 c m间距横背[10单根槽钢。

桁架弦杆、斜杆、立杆均为[10单根槽钢,弦杆间距40 c m,立杆间距 50c m。

(2)底板。

底板为 80 c m厚 C50混凝土。

(3)底篮。

底部为 6 m m厚钢板,上置由 2I 25双拼工字钢所构框架系,钢板 -工字钢焊接,改变常规套箱底篮下梁上板的做法为下板上梁,即将套箱底钢板置底,工字钢梁置上焊牢在底板上,充分利用底篮承重梁作为封底混凝土的主骨架,这样封底混凝土就形成型钢混凝土结合梁板,有效降低了吊箱底篮和封底混凝土总厚度(总厚度为 60c m),同时套箱底篮系的强度大大提高,提高了抗压承受能力。

(4)内撑。

顺桥向、横桥向各 1根 Φ35 c m×7 m m钢管,距钢围堰顶3m。

(5)悬吊系。

侧板在四角布置 4个吊点,底板上纵横中部均匀布置12个吊点,吊点用[10槽钢和 20 m m钢板焊接,吊点与底篮I 25工字钢焊接,吊杆为 Φ32 m m精轧螺纹钢,吊杆上承于下沉平台(贝雷梁构成,支承于钻孔平台钢管桩上)。

(6)反压系。

封底混凝土凝固后,抽水前,把 2I 25工字钢用[10槽钢与钢护筒焊接,每个钢护筒及中部钢管周围竖直沉入 I 25工字钢,工字钢上部水面以上与钢护筒焊接。形成反压体系。

抽水结束,每个钢护筒及中部钢管,反压法兰在承台底上 20 c m高度范围内与钢护筒或中部钢管焊接。

反压法兰焊接完毕,割除上部反压体系。

2.5 钢围堰加工

2.6 拼装和下沉钢围堰

(1)拟施工承台钻孔桩声测检验合格。

(2)潜水员下水通过挖、凿、抽、吊清理河床至规定标高,且无杂物。

(3)在拟施工承台水面上 1 m,钢护筒割孔,穿 2I 25工字钢,形成拼装平台。

(4)在拼装平台上安装钢围堰底篮。

(5)平板车运输钢围堰侧板至河岸,吊机吊上驳船,拖运驳船至拟施工承台附近。

(6)50 t水上吊机,分块安装钢围堰侧板,先装下层,后装上层。块与块间安放止水胶带,螺栓拴紧。

(7)侧板安装完毕,安装吊杆,吊杆中间用连接器接长,两端螺母连接。

侧板四角和中间共布置8个 20t手拉葫芦。

(8)提高 20c m钢围堰,抽出平装平台工字钢。

(9)每个下放葫芦配置 2个工人,每 2根吊杆上端配置1个工人。

(10)葫芦工人和螺母工人交替操作,约 10 h钢围堰可下沉到位。

(11)通过葫芦适当调整钢围堰平面和竖向位置。

(12)潜水员下水放置钢护筒和钢管边封口钢板,并焊接。

(13)考虑到钻孔平台钢管桩附近贝雷受力过大,为使中间钢管受力,在中间吊点位置下放 2组贝雷,并下移相应吊杆上端螺母就位。

(14)在低水位时,在水面处钢围堰割洞安装稍大口径水龙头,打开水龙头。

2.7 浇筑封底混凝土

(1)C50混凝土要求。

单个承台封底混凝土67.1 m3,根据混凝土的初凝时间宜控制其浇筑时间为 5～10 h左右;混凝土的坍落度要求控制在 18～22 c m;初凝时间 8～10 h,并采用 1～3 c m粒径石子作粗骨料。

(2)混凝土封底是整个承台施工的关键工序,必须一次浇筑完成。

(3)在钢护筒或承台中间钢管桩焊接共布置 5个灌注点,泵管管口离混凝土底板面约 30 c m,泵送。靠近栈桥的C承台,泵车站立栈桥上直接灌注,远离栈桥的 A、B承台增加1台泵车站驳船上中转。5个浇筑点,对称依次灌注,单点灌注混凝土顶面标高到位后换点灌注,在 5点灌注完后,检查各处混凝土面标高,必要时补足混凝土。

2.8 安装反压系

为平衡抽水后水对钢围堰整体浮力,须安装反压系,通过反压系把浮力反力传至灌注桩上,从而确保抽水后钢围堰整体安全。

2.9 抽水

关闭水龙头,开始抽水,抽水过程,严加观察钢围堰状况,钢围堰侧板刚度并不够则加强内撑,底板强度不够则加强反压。

抽水结束,立即在承台底以上 20 c m高度内在钢护筒四周焊接下层反压法兰,转换反压系。

3 承台混凝土施工

(1)浇筑混凝土前,模板内的杂物、积水和钢筋上的污垢应清理干净。

(2)卸料采用流槽方式、混凝土输送泵送方式。

(3)混凝土浇注分层进行,分层浇筑高度 30 c m。分层浇筑,前后两层混凝土浇筑间隙不得超过混凝土初凝时间。

(4)浇筑时每个承台配 4台以上插入式振动机,操作原则为快插慢拔,每一个振动点振捣时间 20～30 s时间不宜过长,以防造成离析现象,并严格控制振动棒插入深度(可在振捣棒上进行标记),上层振捣插入下层 50～100 m m,以便利用上下层混凝土连成一个整体。振捣过程中,采用插入式振捣器振捣。使用插入式振捣器振捣时,移动间距不应超过振动器作用半径的 1.5倍;与侧模应保持 50～100 m m的距离;每一处振动完毕后应边振动边徐徐提出振动棒;应避免振动棒碰撞模板、钢筋及其他预埋件。对每一部位振捣到位,使混凝土振捣密实,其标准是混凝土停止下沉,不冒气泡,表面平坦。

(5)在浇筑过程中或浇筑完成时,如混凝土表面泌水较多,须在不扰动已浇筑混凝土的条件下,采取措施将水排除。继续浇筑混凝土时,应查明原因,采取措施,减少泌水。

(6)承台混凝土一次浇筑完成。

(7)混凝土浇筑完成后,对混凝土裸露面应及时进行修整、抹平,待定浆后再抹第二遍并压光或拉毛。当裸露面面积较大或气候不良时,应加盖防护,但在开始养生前,覆盖物不得接触混凝土面。

(8)混凝土浇筑终凝后,每天进行浇水养护,混凝土表面湿度保持在 90%以上,连续 7 d,养护期间严禁堆载重物。

4 结 语

通过实际操作施工,我们在套箱的加工和拼装过程中进行了大量的工艺革新、由于对许多个别的情况进行认真的分析和准备,并争取了有效的应对措施,在极其困难的情况下,主墩 6个承台的封底均一次成功,且经过了 +3.5(8 m水深)洪水位的考验,抢在大的汛期之前完成主墩承台的施工任务,缩短施工周期,降低施工成本,并确保了封底的成功,为大桥施工的顺利进行了奠定了坚实的基础。

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[1] J T J 024-85.公路地基与基础设计规范 .

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U445

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1008-3383(2010)02-0099-02

2009-11-17

徐世亮(1969-),男,山东潍坊人,工程师,长期从事路桥工程建设和管理研究。