特大桥主墩承台钢吊箱围堰施工技术

特大桥主墩承台钢吊箱围堰施工技术

摘要 国内深水承台施工多采用沉井钢吊箱法。本文以具体的工程实例为背景,从钢吊箱围堰的结构组成,刚吊箱施工两个方面介绍钢吊箱了在特大桥主墩承台施工中的应用。

关键词 特大桥;主墩承台;钢吊箱;围堰

0引言

桥梁深水基础的修建,主要困难在于防水、防土,有时还要防止冲刷、滑坡等。除沉井、沉箱基础本身具有防水功能外,管柱、桩基础的施工,常需配以防水围堰。在桥梁深水基础中,为把基础修在水面以下,仍需在沉井、沉箱之上加设临时性防水围堰,以便作沉井、沉箱以上和水面以下的部分建筑施工。因此,防水围堰虽是临时结构,但在桥梁深水基础施工中是很重要的。

1 工程概况

某特大桥主桥采用三跨变高度预应力连续箱梁,两侧引桥采用30m、35m预应力混凝土组合箱梁。桥跨布置为:5×30+5×35+(65+105+65)+21×35+6×30m。4-13#墩全部在水中,其中水中4#-9#墩承台属于深水高桩承台。根据地质、水深和承台设置情况,4#-9#墩深水高桩承台采用单壁有底钢吊箱围堰支护。

2 钢吊箱围堰的结构组成

2.1 底板

底板是钢吊箱围堰同钢套箱围堰的主要区别,是竖向主要受力构件。钢吊箱底板的结构形式主要有型钢网格分配梁底板和空间析架式底板。分配梁底板施工量小,安装简便、快捷,材料用量占优,被广泛采用。

2.2 侧板

侧板是钢吊箱水平向承受水流力、静水压力和波浪力的受力构件。侧板构造形式分为单壁围堰和双壁围堰。本工程中采用单壁围堰。

2.3 悬吊系统

悬吊系统以钻孔桩钢护筒为依托,由吊杆、纵、横梁及钢护筒组成。横梁支点设置在护筒内侧牛腿上,横梁的作用是将悬吊荷载通过钢护筒传递给桩基。纵梁的作用是支撑吊杆,井将吊杆传来的荷载传给横梁。吊杆上端固定于支架的纵

梁上,下端固定于底板的吊杆梁之上。吊杆的作用是将吊箱自重以及封底棍凝土的重量传给纵梁。

2.4 定位系统

由于钢吊箱下沉入水后受流水压力的作用,会向下游漂移,为便于调整吊箱位置,确保顺利下沉需设置定位系统。在水流较小的情况下,可采用导链牵引、抽注水方式定位,在水流较急的情况下,也可采用定位船定位。

3 刚吊箱施工

3.1 施工前的准备工作

施工前必须深入了解桥址水文地质情况,并分析比较,实测河床标高,对影响吊箱安装的局部河床或其它障碍物及时清除或抛石加固,配备浮吊、船只及起吊工具等,拆除原部分钻孔工作平台。

3.2 工艺流程

首先将吊箱在陆上分块制作,制作完成以后用拖轮浮拖至浮吊作业区,浮吊起吊箱,将吊箱套入钢护筒。向厢舱内注水使吊箱底面低于护筒顶标高时安装悬吊装置,然后注水下沉,当吊箱整体下沉结束后,应对吊箱进行纠偏和堵漏,堵漏就是封堵钢护筒和钢吊箱底板之间的空隙,通常用砂袋进行。然后浇注封底混凝土,套箱抽水,基底处理、桩头凿除,承台放样,最后进行承台施工。当承台施工结束后要进行验收,验收合格后方可拆除套箱模板。

3.2.1 钢套箱拼装

钢吊箱制作、拼装在岸上平地上完成。根据设计图纸进行侧模、底模制作,完毕后安装设计尺寸进行拼装。

套箱底板采用钢底板,在按照测量放样完成底板的拼装后,及时利用连接钢板焊接将各块底板连接成一体。套箱侧板直接置于底板上,利用Φ16螺栓连接牢固,模板间并加垫胶皮条,以防止模板间渗水,连接时严格控制钢套箱的平面位置。套箱拼装完成后利用浮船将钢套箱运输至墩位后进行钢吊箱的下沉。

3.2.2 钢套箱下沉

钢套箱拼装完成并同底板连接好后开始下沉,钢套箱下沉采用20t浮吊吊起直接下放,提前在钢吊箱上焊接临时扁担,并准确计算好钢吊箱下放高度,将桩基钢护筒隔设在一定标高位置,钢吊箱下放的位置高度正好为扁担横放在钢护的高度。为确保钢套箱均匀正位下沉,一般每下沉0.5m观察一次平面位置及垂直度,直至满足技术规范及评定标准要求为止。钢套箱下沉就位后由测量进行调校,确保底板顶面平面位置和标高满足设计要求,然后全面检查套箱的各个系统,并将套

箱悬吊系统进行定位锚固。在套箱最上层的竖直背肋与套箱外侧的临时支撑钢管桩上的承重梁2I40连接固定,并设置反压受力牛腿,同时与钢管桩相焊接牢固,以避免套箱下沉、上浮和左右偏位。对于套箱底板与主护筒间的孔隙较大部分采取沿护筒四周设置钢板条进行堵盖;缝隙较小部分采用塞堵麻素、麻绳等进行封闭;防止封底过程中混凝土渗漏。

3.2.3 封底

根据计算导管作用半径,确定导管具体的布设,然后根据导管的埋深确定首批混凝土的数量,选用适当的料斗。利用吊车将导管料斗安装到位。封底混凝土均采用C20素混凝土,承台封底混凝土的厚度为50cm,单个承台封底混凝土方量为12m³。

封底用的混凝土采用混凝土罐车直接从岸上进行混凝土运输,然后利用输送泵将混凝土输送至料斗进行浇注套箱封底混凝土。封底混凝土浇注过程中必须确保导管有一定的埋深,避免造成导管提空进水。浇注的顺序先周围后中部,确保混凝土面保持大致相同。混凝土浇注应连续快速进行,技术人员指挥具体的下料,到混凝土浇注将近结束时,加大混凝土的坍落度,并加大导管埋深,使混凝土均匀地扩展,形成较为平坦的表面。封底前,必须加强对套箱侧板与套箱侧板、套箱侧板与底板、套箱底板与护筒之间密封性的检查,确保封底顺利进行。

3.2.4 封底混凝土检查、破桩头

封底混凝土浇注完毕,待封底混凝土强度达到设计强度后抽水进行封底混凝土检查。符合要求后方可进入下一道工序的承台钢筋绑扎、混凝土浇筑施工。在进行护筒割除以前,必须先清除护筒内沉渣,然后再割除护筒,护筒割除完成后利用空压机进行桩头的凿除,并确保桩头嵌入承台20cm。

3.2.5 套箱的拆除

承台混凝土在达到设计强度的85%以上时方可拆除套箱模板。钢吊箱仅拆除侧模,首先应割除套箱与外侧钢管桩间的斜撑槽钢,其次拆除套箱侧模与横向2I45工字钢承重梁间的连接,然后由潜水员下水将侧模和底模间的螺栓解除后,直接采用浮吊提升将侧模拆除。然后将侧模运至岸上进行变形调整,合格后进行下一钢吊箱的拼装。拉出的模板及时地进行打磨和涂脱模剂,为下个承台的施工做好准备。

4 施工注意事项

1)制作钢吊箱的板材、螺栓、焊条、型钢等主要材料应符合现行行业标准和设计要求及。

2)吊箱焊接的质量应满足设计要求,在吊箱下沉前要作水密性检查,检查合格后方可进行下沉施工。

3)保证钢吊箱的尺寸与承台尺寸一致,应要求误差在允许范围内。

4)施工前先对全体的施工人员进行技术交底,组织有关人员对设计图纸进行研究与现场核对工作。钢吊箱下沉施工之前,应对相关施工人员进行岗前培训,使工人熟悉操作方法及规程。

5)封底前打开钢吊箱内外连通器,使整个封底混凝土浇注过程中吊箱内外水头基本保持一致,消除因吊箱内水头升高对底板和吊箱壁体的影响;提高封底混凝土坍落度及强度级别,将混凝土坍落度控制在18~20cm;集料中掺加粉煤灰和高效缓凝型减水剂,提高混凝土的流动性和延长混凝土的初凝时间。

5 结论

通过使用钢吊箱围堰工艺进行深水墩高承台施工,给整个桥施工带来了深远影响。有底钢吊箱围堰施工方法灵活,施工效率高,大大减少了水下工程量,降低了水下施工难度,在施工中节约了大量人工费,材料费,机械费,是一种值得推广的施工工艺。

参考文献

[1]张兰.深水高桩承台轻型吊箱施工方法的探讨[J].北方交 通,2010,3:60-63.

[2]刘鸿.特大桥深水基础钢吊箱焊接施工技术[J].现代焊 接,2006,2:38-42.