深水承台钢吊箱围堰设计与施工技术

李静

安徽理工大学土木建筑学院 安徽淮南 232001

1 工程概况

八盘峡黄河特大桥所在河段水面宽阔，桥下河面宽约284米，河槽水深最深处约13米。大桥起讫桩号为DK37+308.272-DK38+640.372，全桥长1332.1m，墩台总计35个。9#、10#墩台位于水下，设计水位为1578.01，其中9#墩承台顶标高1577.569，10#墩承台顶标高1577.569。

2 钢吊箱设计

水中9#、10#墩承台尺寸都为21.8×12.4×4m，共有15个桩径为1.8m钻孔桩。考虑到加工尺寸可能存在误差以及后期受力材料会产生变形等，这些因素会影响结构尺寸，所以围堰平面尺寸相对承台尺寸各边向四周外扩5cm，为21.9m×12.5m。

钢吊箱围堰由工字钢上横梁、精扎螺纹钢吊杆、钢侧模、钢底模、工字钢下托梁组成[1]。

侧板：钢吊箱的侧模一共分三种种类，侧板在别处加工完成后运入施工现场，然后进行现场拼装组成。制造时注意分块顺序及对称关系。

面板：钢吊箱面板是6mm厚钢板，高度均为5706mm。

横肋：侧板横向小型支撑肋采用L75×45×5mm不等边角钢，间距为40（50）㎝，导梁采用I40a工字钢，距离吊箱顶部0.5m，3.0m处各设置一道。

竖肋：上部侧板采用300×200mmT型钢做竖肋，间距为65㎝。

内支撑：钢套箱共设置2层内支撑，位置对应两道导梁位置处。

底板：底板一共分为3块，底部的分配梁在底承重梁处断开，运到现场后组拼焊接后进行安装，块与块间分配梁均采用焊接形式，底板面板间采用连续焊，面板与底分配梁每10㎝焊接2㎝[2]。

悬吊系统：由横桥向护筒上设置2组2I36a工字钢吊点横梁，12根Ф32高强精轧螺纹钢筋吊杆组成。各部分布置如图1所示。

图1 钢吊箱吊挂系统布置图

3 钢吊箱施工工艺

3.1 施工流程

吊箱底板、侧板工厂加工→牛腿、底承重梁的安装→底板拼装焊接→上承重梁、吊杆安装→安装侧板并安装连通管→安装围囹→提起套箱，割除牛腿→下放吊箱到设计标高→调整吊箱平面位置及各吊杆受力，固定→浇注封底混凝土→拆除悬吊系统→封堵吊杆孔隙及连通孔→浇注承台混凝土→拆除钢吊箱侧板，钢吊箱施工结束

3.2 钢吊箱制作和下沉安装

钢吊箱的加工量主要为底模及侧模，该工作由专业队伍进行加工，而上横梁、下托梁及吊杆等多以标准的型钢或构件为主，在现场由加工班自行加工制作，标准构件购买成品。

在护筒上架起横梁，按吊点安放精轧螺纹钢，提起钢吊箱，割掉底板牛腿，将整个钢吊箱下放到设计标高位置，旋转精轧螺纹钢的螺帽，保持各吊点平稳均衡的下沉。

吊箱围堰下沉安装后的允许偏差为：

①标高：±15mm。

②模板内部尺寸：±30mm，两对角线的差异±1%。

③轴线偏位：±15mm。

④倾斜度：小于0.3%H，因为0.3%×4000mm=12mm，所以小于12mm。

3.3 钢吊箱围堰封底混凝土的灌注

（1）体系转换。封底混凝土高1.0米，分两次浇筑。在浇筑完第一层0.7m混凝土并抽水完毕后，在护筒内焊接横、竖向型钢。在进行剩余0.3m封底混凝土浇筑，并将型钢埋入其中，然后将护筒上的悬吊系统以及护筒拆除，完成体系转换。

（2）导管布置。封底混凝土施工是钢吊箱围堰施工的关键环节，能否一次封住，直接决定了钢吊箱围堰的成败。按照灌注水下混凝土的方法用多根导管施工，导管选用直径为φ300mm的标准刚性导管,导管底口距底板25cm，导管长度按8m考虑，灌注半径约为3m[3]。

（3）封底混凝土灌注。封底混凝土灌注采用逐根筑堆、及时补料的原则，首灌封底采用拔塞工艺，灌注顺序先周围导管，再中部导管[4]。浇筑时按横纵向各距离1.5m布置数个测点，当测点附近导管所出混凝土的顶面接近控制标高时，测量频率变快，然后根据测量值对各导管混凝土灌注量进行调整，最终使封底混凝土达到均匀、平整的效果。

3.4 钢吊箱施工作业要求

①吊装吊箱钢围堰作业，施工单位、船舶及人员较多，指定专人指挥，严禁多头指挥。②吊装吊箱钢围堰之前，认真检查机具、索具等是否处于适吊状态，并符合要求，签证认可之后方可起吊。③钢吊箱围堰不影响船舶往来，所以吊装期间应加强安全管控，要求警戒船现场警戒，制定措施指挥来往船舶慢速通过。④严格遵守有关起重操作规范。⑤现场总指挥与吊船总指挥经常在一起，与其它各分项工作的负责人用对讲机通讯联系及进行协调指挥。

4 结语

新建兰新铁路第二双线八盘峡黄河特大桥的9#、10#墩承台采用钢吊箱围堰加水下封底混凝土的方案进行施工,为承台施工提供无水的干燥施工环境,由于钢吊箱围堰的特点，使施工工期缩短、施工难度减小、混凝土用量变少，节约了资金。