東莞市東江大橋鋼吊箱承臺施工工藝

徐世亮

(東莞市鴻高建設工程有限公司)

東莞市東江大橋鋼吊箱承臺施工工藝

徐世亮

(東莞市鴻高建設工程有限公司)

介紹了東江大橋水中鋼吊箱承臺施工工藝,包含了鋼套箱的加工、安裝、澆筑封底混凝土、承臺混凝土施工等內容。

水中承臺;鋼套箱;施工工藝

1 工程概況

東江大橋是一座跨越東江南支流的特大型城市雙層橋梁,位于東莞石碣鎮劉屋村和東莞東城柏洲邊工業區之間,是莞深三期重點項目之一。S 2#～N2#墩為主橋,長 434 m,起止里程為 K47+563～K 47+997,跨徑組合為 113 m+208m+113 m,為雙層剛性懸索加勁三跨連續鋼桁梁橋。

東江大橋 S 1#、N 1#主墩各有三個分離式承臺,每個承臺4根 Φ2.2m灌注樁支承。承臺底面標高 -4.5 m,頂面標高-0.50 m,尺寸為9.6m×9.6m×4.0m,R1m倒角,混凝土設計等級為 C40。S 1#墩河床標高 -3.96 m,N 1#墩河床標高-3.87 m,東江平常高水位+2.0m。

封底混凝土厚 80～100 c m,混凝土設計等級為 C50。單個承臺混凝土方數為 368.64 m3。采用有底鋼圍堰施工,承臺封底采用水下混凝土一次性灌注完成,承臺混凝土 1次澆筑。

2 方案及工藝

2.1 確定施工方案

(1)水深 8 m,不深也不淺。

(2)承臺大小 9.6 m×9.6 m×4.0m,不大也不小。

因此,S 1N 1承臺擬采用單壁桁架有底鋼圍堰施工,現場分塊拼裝。

2.2 承臺標高確定

通過與監理、業主、設計多輪會商,確定承臺標高由原設計標高提高 50c m,承臺頂標高定為-0.5 m,承臺底標高定為-4.5 m。

2.3 承臺施工工藝

S 1N1承臺施工工藝流程如下。

(1)施工準備;(2)河床清理;(3)圍堰下沉平臺安裝;(4)底籃拼裝平臺安裝;(5)底籃拼裝;(6)下層、上層側模安裝;(7)圍堰下放;(8)封底;(9)承臺鋼筋綁扎;(10)承臺混凝土施工;(11)養護。

2.4 鋼圍堰設計

設計思路如下。

(1)S 1N1共 6個承臺,一樣的構造,一樣的標高。

(2)承臺橫橋向、縱橋向四個邊直線段一樣;四角為一樣的倒角。

(3)側向力：8m水深動、靜水壓,4m高 C40混凝土。

(4)豎向力：鋼圍堰自重、4 m高 C40混凝土、封底混凝土重、800 t水浮力、封底混凝土與鋼護筒握裹力、風力。

(5)鋼圍堰構造。

鋼圍堰由 6部分構成。

(1)側板。

單個鋼圍堰豎向分為兩層,4 m高/層;平面上分為兩種型號 8塊：6m直線段 4塊,R1 m1/4圓弧段4塊。塊與塊間栓接,栓孔間距 20c m,Φ24 m m孔,M20mm高強螺栓。

側板由里往外依次為 8 m m鋼板、50 c m間距橫背單根[10槽鋼、50c m寬豎置桁架,1 000 c m間距橫背[10單根槽鋼。

桁架弦桿、斜桿、立桿均為[10單根槽鋼,弦桿間距40 c m,立桿間距 50c m。

(2)底板。

底板為 80 c m厚 C50混凝土。

(3)底籃。

底部為 6 m m厚鋼板,上置由 2I 25雙拼工字鋼所構框架系,鋼板 -工字鋼焊接,改變常規套箱底籃下梁上板的做法為下板上梁,即將套箱底鋼板置底,工字鋼梁置上焊牢在底板上,充分利用底籃承重梁作為封底混凝土的主骨架,這樣封底混凝土就形成型鋼混凝土結合梁板,有效降低了吊箱底籃和封底混凝土總厚度(總厚度為 60c m),同時套箱底籃系的強度大大提高,提高了抗壓承受能力。

(4)內撐。

順橋向、橫橋向各 1根 Φ35 c m×7 m m鋼管,距鋼圍堰頂3m。

(5)懸吊系。

側板在四角布置 4個吊點,底板上縱橫中部均勻布置12個吊點,吊點用[10槽鋼和 20 m m鋼板焊接,吊點與底籃I 25工字鋼焊接,吊桿為 Φ32 m m精軋螺紋鋼,吊桿上承于下沉平臺(貝雷梁構成,支承于鉆孔平臺鋼管樁上)。

(6)反壓系。

封底混凝土凝固后,抽水前,把 2I 25工字鋼用[10槽鋼與鋼護筒焊接,每個鋼護筒及中部鋼管周圍豎直沉入 I 25工字鋼,工字鋼上部水面以上與鋼護筒焊接。形成反壓體系。

抽水結束,每個鋼護筒及中部鋼管,反壓法蘭在承臺底上 20 c m高度范圍內與鋼護筒或中部鋼管焊接。

反壓法蘭焊接完畢,割除上部反壓體系。

2.5 鋼圍堰加工

2.6 拼裝和下沉鋼圍堰

(1)擬施工承臺鉆孔樁聲測檢驗合格。

(2)潛水員下水通過挖、鑿、抽、吊清理河床至規定標高,且無雜物。

(3)在擬施工承臺水面上 1 m,鋼護筒割孔,穿 2I 25工字鋼,形成拼裝平臺。

(4)在拼裝平臺上安裝鋼圍堰底籃。

(5)平板車運輸鋼圍堰側板至河岸,吊機吊上駁船,拖運駁船至擬施工承臺附近。

(6)50 t水上吊機,分塊安裝鋼圍堰側板,先裝下層,后裝上層。塊與塊間安放止水膠帶,螺栓拴緊。

(7)側板安裝完畢,安裝吊桿,吊桿中間用連接器接長,兩端螺母連接。

側板四角和中間共布置8個 20t手拉葫蘆。

(8)提高 20c m鋼圍堰,抽出平裝平臺工字鋼。

(9)每個下放葫蘆配置 2個工人,每 2根吊桿上端配置1個工人。

(10)葫蘆工人和螺母工人交替操作,約 10 h鋼圍堰可下沉到位。

(11)通過葫蘆適當調整鋼圍堰平面和豎向位置。

(12)潛水員下水放置鋼護筒和鋼管邊封口鋼板,并焊接。

(13)考慮到鉆孔平臺鋼管樁附近貝雷受力過大,為使中間鋼管受力,在中間吊點位置下放 2組貝雷,并下移相應吊桿上端螺母就位。

(14)在低水位時,在水面處鋼圍堰割洞安裝稍大口徑水龍頭,打開水龍頭。

2.7 澆筑封底混凝土

(1)C50混凝土要求。

單個承臺封底混凝土67.1 m3,根據混凝土的初凝時間宜控制其澆筑時間為 5～10 h左右;混凝土的坍落度要求控制在 18～22 c m;初凝時間 8～10 h,并采用 1～3 c m粒徑石子作粗骨料。

(2)混凝土封底是整個承臺施工的關鍵工序,必須一次澆筑完成。

(3)在鋼護筒或承臺中間鋼管樁焊接共布置 5個灌注點,泵管管口離混凝土底板面約 30 c m,泵送。靠近棧橋的C承臺,泵車站立棧橋上直接灌注,遠離棧橋的 A、B承臺增加1臺泵車站駁船上中轉。5個澆筑點,對稱依次灌注,單點灌注混凝土頂面標高到位后換點灌注,在 5點灌注完后,檢查各處混凝土面標高,必要時補足混凝土。

2.8 安裝反壓系

為平衡抽水后水對鋼圍堰整體浮力,須安裝反壓系,通過反壓系把浮力反力傳至灌注樁上,從而確保抽水后鋼圍堰整體安全。

2.9 抽水

關閉水龍頭,開始抽水,抽水過程,嚴加觀察鋼圍堰狀況,鋼圍堰側板剛度并不夠則加強內撐,底板強度不夠則加強反壓。

抽水結束,立即在承臺底以上 20 c m高度內在鋼護筒四周焊接下層反壓法蘭,轉換反壓系。

3 承臺混凝土施工

(1)澆筑混凝土前,模板內的雜物、積水和鋼筋上的污垢應清理干凈。

(2)卸料采用流槽方式、混凝土輸送泵送方式。

(3)混凝土澆注分層進行,分層澆筑高度 30 c m。分層澆筑,前后兩層混凝土澆筑間隙不得超過混凝土初凝時間。

(4)澆筑時每個承臺配 4臺以上插入式振動機,操作原則為快插慢拔,每一個振動點振搗時間 20～30 s時間不宜過長,以防造成離析現象,并嚴格控制振動棒插入深度(可在振搗棒上進行標記),上層振搗插入下層 50～100 m m,以便利用上下層混凝土連成一個整體。振搗過程中,采用插入式振搗器振搗。使用插入式振搗器振搗時,移動間距不應超過振動器作用半徑的 1.5倍;與側模應保持 50～100 m m的距離;每一處振動完畢后應邊振動邊徐徐提出振動棒;應避免振動棒碰撞模板、鋼筋及其他預埋件。對每一部位振搗到位,使混凝土振搗密實,其標準是混凝土停止下沉,不冒氣泡,表面平坦。

(5)在澆筑過程中或澆筑完成時,如混凝土表面泌水較多,須在不擾動已澆筑混凝土的條件下,采取措施將水排除。繼續澆筑混凝土時,應查明原因,采取措施,減少泌水。

(6)承臺混凝土一次澆筑完成。

(7)混凝土澆筑完成后,對混凝土裸露面應及時進行修整、抹平,待定漿后再抹第二遍并壓光或拉毛。當裸露面面積較大或氣候不良時,應加蓋防護,但在開始養生前,覆蓋物不得接觸混凝土面。

(8)混凝土澆筑終凝后,每天進行澆水養護,混凝土表面濕度保持在 90%以上,連續 7 d,養護期間嚴禁堆載重物。

4 結 語

通過實際操作施工,我們在套箱的加工和拼裝過程中進行了大量的工藝革新、由于對許多個別的情況進行認真的分析和準備,并爭取了有效的應對措施,在極其困難的情況下,主墩 6個承臺的封底均一次成功,且經過了 +3.5(8 m水深)洪水位的考驗,搶在大的汛期之前完成主墩承臺的施工任務,縮短施工周期,降低施工成本,并確保了封底的成功,為大橋施工的順利進行了奠定了堅實的基礎。

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U445

C

1008-3383(2010)02-0099-02

2009-11-17

徐世亮(1969-),男,山東濰坊人,工程師,長期從事路橋工程建設和管理研究。