海南琼海乐城大桥钢套箱设计和施工

陈辉

摘 要：钢套箱是一种比较常见的水下墩台施工手段之一，在进行较大河流的建设桥梁的过程中，下部结构的墩台施工往往是施工过程中技术重要环节，钢套箱依靠型钢，钢板进行挡水，当沉到设计标高是进行混凝土封底，为承台施工提供工作面，往往钢套想能否顺利进行封底和搭建承台施工平台是桥梁施工成败的关键，本文就海南琼海加积到乐城公路中的乐城大桥采用的钢套箱设计进行论述。

关键词：钢套箱;侧板;封底;接缝

工程简介

乐城大桥是加积到乐城公路上跨万泉河的一座重要的桥梁，桥梁采用标准简支梁结构，全长200多米，标准跨径20米10跨，除两边桥台外，桥墩承台都低于设计水位，其中6、7、8 号桥墩承台地面且距离水底尚有5.5m高差，桥梁承台尺寸为7m×5m，双排桩，由于施工受限，为了加快施工进度设计3个拼装式钢套箱轮流进行施工，在外面进行焊接到工地进行组装，减少对起重机的要求。

一、结构设计：

钢套箱根据承台的外形尺寸每一边留50公分的工作面制定大小为7 m× 5m，根据水位和承台标高，高度为6米，根据起重机起重重量和施工特点采用单壁式。

钢套箱的主要构建为：侧板、内部支撑、封底混凝土，其中侧板抵抗土水压力，封底混泥土为承台施工提供工作面，内部支撑采用型钢或者圆钢制作。

钢套箱的焊接要满足施工规范的要求。

二、钢套箱构造简介

在进行钢套箱的设计和施工时，根据其特点将钢套箱分为导向装置 侧模、套箱外加固、钢套箱内支撑系统四个部分。

1.导向装置

钢套箱在下沈的过程中，由于开挖不均匀潮水的影响等原因造成了钢套箱下沉不均匀使套箱偏离原来的平面位置，这时在底部一节设置导向装置，在四个角及每边的中心位置焊接12#槽钢或者4×6方管，在钢套箱下沉的过程中，出现偏差根据其进行调整，确保施工顺利进行

2.套箱侧模

钢套箱侧模采用单壁结构，由实际出发，由型钢和钢板焊制而成，型钢钢起到骨架作用，型钢又分为竖向型钢和横向型钢，竖向型钢采用为10#槽钢，间距为40cm，横向型钢采用8#槽钢，由于拼缝处应力交大采用10#槽钢，间距为50cm，钢板采用5mm钢板，

每节套箱的连接处是施工的关键，采用螺栓连接，，并用橡胶止水带设置再连接处以防止漏水，

3.套箱外加固

由于套箱由型钢和钢板焊接而成，整体性较差，在施工过程中不确定因素较多，为了增加套箱的整体性，在套箱外面加焊30#槽钢，在竖向每1米焊接一道，以防止其变形。

4.钢套箱内支撑系统

套箱内加固系统拉杆和压杆组成，在钢套箱下沉的过程中，随着下沉深度的加大，钢套箱四个面受到的土水压力将越来越大，为了平衡在此过程中的内外压力差，将设置拉杆和压杆，在刚开始下沉钢套箱的过程中，内外压力差为零，可先设置拉杆，将底部封上混凝土后，钢套箱的内外压力差将达到最大，在此之前必须设置拉压杆以防止变形.

三、定位和吊装

拼装后的钢套箱每节重约为18T，根据起重机的起重能力对钢套箱进行整体吊装，吊装时要加大钢套箱的整体刚度，中间加型钢进行固定并设置悬吊梁注意以下几点：

经坐标计算计算出钢套箱的四个角点位置，然后进行开挖。

钢套箱一边开挖一边下沉，在此过程中防止其倾斜。

当钢套箱变形变大时要及时加支撑。

四、钢套箱施工

虽然乐城大桥的钢套箱尺寸不大，但工期比较紧，同时制作三个套箱要进行八个承台的施工，为了加快其循环利用的速度，在施工时候采用比较灵活的施工方法，效益比较明显。

1.套箱加工

从套箱的三大部分来看，钢套想侧模是重要的组成部分，其加工质量往往影响到钢套箱的整体质量，侧模的焊接实在场外工厂进行预制，并通过实验进行加载，侧模的加工必须考虑到吊装，吊点，拼装，防腐等，横竖型钢和钢板的焊缝链接必須饱满，并满足计算规范要求，每块侧模检验合格后，检验员签字，并准备发往现场

2.侧模的安装

钢套箱在场外预制好并检验合格后运输到工地，在工地就可以拼装吊装就位了，

用全站仪放样出钢套箱的四个角点形成边线，在四个角点位置设置标记，吊车根据标记将钢套箱吊到此位置，

为了防止漏水采用胶带进行密封，在下沉的过程中做好测量工作，及时测量钢套箱的平面位置和标高，但误差较大时，应及时进行调整。

受场地和机械的制约，钢套箱分成拼接和吊装两部分，先将底部一节下沉到标高后，进行拼接，在此过程中应保持两节套箱的稳定性，连接时要注意天气等因素，钢套箱内部设置用型钢制作而成临时固定装置，拼接要一次到位，拼接完成后必须进行检查，检查合格后才能进行下一步施工。

3.套箱封底

钢套箱下沉就位后，用水准仪复测标高，用全站仪复测平面位置和垂直度，若有偏差将进行调整以满足施工的要求，在固定钢套箱时要防止流沙，河水对位置的影响，检查钢套箱各项指标满足要求后将进行混凝土封底，在进行混凝土灌注时要对机具，配合比和施工现场布置进行检查，以保证在施工过程中不发生故障，混凝土采用C30，塌落度一般控制在18～ 20 cm，水下混凝土的厚度设计位60cm.

4.套箱抽水

封底后混凝土要进行养护，当混凝土的强度达到80%就可以进行抽水了，随着钢套箱里的水位下降，外部压力将随之加大，这时设置支撑，在抽水的过程中发现有渗水现象将马上采取措施封堵，当河流水位达到高潮位时候可考虑往钢套箱里回灌水，以平衡内外压力差。

五、钢套箱的拆除

钢套箱应进行分块拆除，在拆除过程中，连接处的应力加大，可以用千斤顶辅助进行，用千斤顶先把钢套箱和封底混凝土分离后，再起吊单个侧板吊上汽车，拉到下一个施工处进行施工。

六、钢套箱漏水的防治

钢套箱是为承台施工提供无水环境，在施工的过程中钢套箱的漏水是常见现象，及时抽水和堵漏是钢套箱施工成败的关键

1.侧板接缝处

其漏水的原因为： 侧板之间连接不牢，螺栓间距较短缝隙较大，连接处密封不实 钢板刚度不够导致变形过大同时密封材料的强度也对其有影响，漏水较大时采用泡沫堵漏效果很好。

2.侧板和封底混凝土连接处

其漏水的原因以为：施工工具及震动混凝土产生的扰动，混凝土的收缩徐变，混泥土材料和施工过程中出现的离析，封底混泥土的厚底抵抗不了水浮力产生的漏水等等，当出现漏水可采用的方法为：

1.当漏水不太大，检查完后，钢板之间可采用双层胶带止水，底部清洗干净后用泡沫填堵。

2.漏水较大时采用沙袋法堵漏。

七、结束语

通过钢套箱在乐城大桥的实际应用，我们完成了钢套箱的加工，运输和组装一系列的施工工艺的创新，并顺利的完成了钢套想的回收利用，同时我们根据施工需要8个承台的施工，只需要制作3个套箱，节约了成本，为公司创造了经济效益，同时又增加了钢套箱的设计和施工经验

参考文献：

[1] 张连江， 袁涛. 钢套箱在杭州湾跨海大桥工程Ⅶ标段承台施工中的应用[J]. 中国港湾建设

[2] 李康， 段壮志， 辛文军. 模板式钢套箱在水下承台施工中的应用[J]. 施工技术