深水承臺鋼吊箱圍堰設計與施工技術

李靜

安徽理工大學土木建筑學院 安徽淮南 232001

1 工程概況

八盤峽黃河特大橋所在河段水面寬闊，橋下河面寬約284米，河槽水深最深處約13米。大橋起訖樁號為DK37+308.272-DK38+640.372，全橋長1332.1m，墩臺總計35個。9#、10#墩臺位于水下，設計水位為1578.01，其中9#墩承臺頂標高1577.569，10#墩承臺頂標高1577.569。

2 鋼吊箱設計

水中9#、10#墩承臺尺寸都為21.8×12.4×4m，共有15個樁徑為1.8m鉆孔樁。考慮到加工尺寸可能存在誤差以及后期受力材料會產生變形等，這些因素會影響結構尺寸，所以圍堰平面尺寸相對承臺尺寸各邊向四周外擴5cm，為21.9m×12.5m。

鋼吊箱圍堰由工字鋼上橫梁、精扎螺紋鋼吊桿、鋼側模、鋼底模、工字鋼下托梁組成[1]。

側板：鋼吊箱的側模一共分三種種類，側板在別處加工完成后運入施工現場，然后進行現場拼裝組成。制造時注意分塊順序及對稱關系。

面板：鋼吊箱面板是6mm厚鋼板，高度均為5706mm。

橫肋：側板橫向小型支撐肋采用L75×45×5mm不等邊角鋼，間距為40（50）㎝，導梁采用I40a工字鋼，距離吊箱頂部0.5m，3.0m處各設置一道。

豎肋：上部側板采用300×200mmT型鋼做豎肋，間距為65㎝。

內支撐：鋼套箱共設置2層內支撐，位置對應兩道導梁位置處。

底板：底板一共分為3塊，底部的分配梁在底承重梁處斷開，運到現場后組拼焊接后進行安裝，塊與塊間分配梁均采用焊接形式，底板面板間采用連續焊，面板與底分配梁每10㎝焊接2㎝[2]。

懸吊系統：由橫橋向護筒上設置2組2I36a工字鋼吊點橫梁，12根Ф32高強精軋螺紋鋼筋吊桿組成。各部分布置如圖1所示。

圖1 鋼吊箱吊掛系統布置圖

3 鋼吊箱施工工藝

3.1 施工流程

吊箱底板、側板工廠加工→牛腿、底承重梁的安裝→底板拼裝焊接→上承重梁、吊桿安裝→安裝側板并安裝連通管→安裝圍囹→提起套箱，割除牛腿→下放吊箱到設計標高→調整吊箱平面位置及各吊桿受力，固定→澆注封底混凝土→拆除懸吊系統→封堵吊桿孔隙及連通孔→澆注承臺混凝土→拆除鋼吊箱側板，鋼吊箱施工結束

3.2 鋼吊箱制作和下沉安裝

鋼吊箱的加工量主要為底模及側模，該工作由專業隊伍進行加工，而上橫梁、下托梁及吊桿等多以標準的型鋼或構件為主，在現場由加工班自行加工制作，標準構件購買成品。

在護筒上架起橫梁，按吊點安放精軋螺紋鋼，提起鋼吊箱，割掉底板牛腿，將整個鋼吊箱下放到設計標高位置，旋轉精軋螺紋鋼的螺帽，保持各吊點平穩均衡的下沉。

吊箱圍堰下沉安裝后的允許偏差為：

①標高：±15mm。

②模板內部尺寸：±30mm，兩對角線的差異±1%。

③軸線偏位：±15mm。

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

3.3 鋼吊箱圍堰封底混凝土的灌注

（1）體系轉換。封底混凝土高1.0米，分兩次澆筑。在澆筑完第一層0.7m混凝土并抽水完畢后，在護筒內焊接橫、豎向型鋼。在進行剩余0.3m封底混凝土澆筑，并將型鋼埋入其中，然后將護筒上的懸吊系統以及護筒拆除，完成體系轉換。

（2）導管布置。封底混凝土施工是鋼吊箱圍堰施工的關鍵環節，能否一次封住，直接決定了鋼吊箱圍堰的成敗。按照灌注水下混凝土的方法用多根導管施工，導管選用直徑為φ300mm的標準剛性導管,導管底口距底板25cm，導管長度按8m考慮，灌注半徑約為3m[3]。

（3）封底混凝土灌注。封底混凝土灌注采用逐根筑堆、及時補料的原則，首灌封底采用拔塞工藝，灌注順序先周圍導管，再中部導管[4]。澆筑時按橫縱向各距離1.5m布置數個測點，當測點附近導管所出混凝土的頂面接近控制標高時，測量頻率變快，然后根據測量值對各導管混凝土灌注量進行調整，最終使封底混凝土達到均勻、平整的效果。

3.4 鋼吊箱施工作業要求

①吊裝吊箱鋼圍堰作業，施工單位、船舶及人員較多，指定專人指揮，嚴禁多頭指揮。②吊裝吊箱鋼圍堰之前，認真檢查機具、索具等是否處于適吊狀態，并符合要求，簽證認可之后方可起吊。③鋼吊箱圍堰不影響船舶往來，所以吊裝期間應加強安全管控，要求警戒船現場警戒，制定措施指揮來往船舶慢速通過。④嚴格遵守有關起重操作規范。⑤現場總指揮與吊船總指揮經常在一起，與其它各分項工作的負責人用對講機通訊聯系及進行協調指揮。

4 結語

新建蘭新鐵路第二雙線八盤峽黃河特大橋的9#、10#墩承臺采用鋼吊箱圍堰加水下封底混凝土的方案進行施工,為承臺施工提供無水的干燥施工環境,由于鋼吊箱圍堰的特點，使施工工期縮短、施工難度減小、混凝土用量變少，節約了資金。