海南瓊海樂城大橋鋼套箱設計和施工

陳輝

摘 要：鋼套箱是一種比較常見的水下墩臺施工手段之一，在進行較大河流的建設橋梁的過程中，下部結構的墩臺施工往往是施工過程中技術重要環節，鋼套箱依靠型鋼，鋼板進行擋水，當沉到設計標高是進行混凝土封底，為承臺施工提供工作面，往往鋼套想能否順利進行封底和搭建承臺施工平臺是橋梁施工成敗的關鍵，本文就海南瓊海加積到樂城公路中的樂城大橋采用的鋼套箱設計進行論述。

關鍵詞：鋼套箱;側板;封底;接縫

工程簡介

樂城大橋是加積到樂城公路上跨萬泉河的一座重要的橋梁，橋梁采用標準簡支梁結構，全長200多米，標準跨徑20米10跨，除兩邊橋臺外，橋墩承臺都低于設計水位，其中6、7、8 號橋墩承臺地面且距離水底尚有5.5m高差，橋梁承臺尺寸為7m×5m，雙排樁，由于施工受限，為了加快施工進度設計3個拼裝式鋼套箱輪流進行施工，在外面進行焊接到工地進行組裝，減少對起重機的要求。

一、結構設計：

鋼套箱根據承臺的外形尺寸每一邊留50公分的工作面制定大小為7 m× 5m，根據水位和承臺標高，高度為6米，根據起重機起重重量和施工特點采用單壁式。

鋼套箱的主要構建為：側板、內部支撐、封底混凝土，其中側板抵抗土水壓力，封底混泥土為承臺施工提供工作面，內部支撐采用型鋼或者圓鋼制作。

鋼套箱的焊接要滿足施工規范的要求。

二、鋼套箱構造簡介

在進行鋼套箱的設計和施工時，根據其特點將鋼套箱分為導向裝置 側模、套箱外加固、鋼套箱內支撐系統四個部分。

1.導向裝置

鋼套箱在下沈的過程中，由于開挖不均勻潮水的影響等原因造成了鋼套箱下沉不均勻使套箱偏離原來的平面位置，這時在底部一節設置導向裝置，在四個角及每邊的中心位置焊接12#槽鋼或者4×6方管，在鋼套箱下沉的過程中，出現偏差根據其進行調整，確保施工順利進行

2.套箱側模

鋼套箱側模采用單壁結構，由實際出發，由型鋼和鋼板焊制而成，型鋼鋼起到骨架作用，型鋼又分為豎向型鋼和橫向型鋼，豎向型鋼采用為10#槽鋼，間距為40cm，橫向型鋼采用8#槽鋼，由于拼縫處應力交大采用10#槽鋼，間距為50cm，鋼板采用5mm鋼板，

每節套箱的連接處是施工的關鍵，采用螺栓連接，，并用橡膠止水帶設置再連接處以防止漏水，

3.套箱外加固

由于套箱由型鋼和鋼板焊接而成，整體性較差，在施工過程中不確定因素較多，為了增加套箱的整體性，在套箱外面加焊30#槽鋼，在豎向每1米焊接一道，以防止其變形。

4.鋼套箱內支撐系統

套箱內加固系統拉桿和壓桿組成，在鋼套箱下沉的過程中，隨著下沉深度的加大，鋼套箱四個面受到的土水壓力將越來越大，為了平衡在此過程中的內外壓力差，將設置拉桿和壓桿，在剛開始下沉鋼套箱的過程中，內外壓力差為零，可先設置拉桿，將底部封上混凝土后，鋼套箱的內外壓力差將達到最大，在此之前必須設置拉壓桿以防止變形.

三、定位和吊裝

拼裝后的鋼套箱每節重約為18T，根據起重機的起重能力對鋼套箱進行整體吊裝，吊裝時要加大鋼套箱的整體剛度，中間加型鋼進行固定并設置懸吊梁注意以下幾點：

經坐標計算計算出鋼套箱的四個角點位置，然后進行開挖。

鋼套箱一邊開挖一邊下沉，在此過程中防止其傾斜。

當鋼套箱變形變大時要及時加支撐。

四、鋼套箱施工

雖然樂城大橋的鋼套箱尺寸不大，但工期比較緊，同時制作三個套箱要進行八個承臺的施工，為了加快其循環利用的速度，在施工時候采用比較靈活的施工方法，效益比較明顯。

1.套箱加工

從套箱的三大部分來看，鋼套想側模是重要的組成部分，其加工質量往往影響到鋼套箱的整體質量，側模的焊接實在場外工廠進行預制，并通過實驗進行加載，側模的加工必須考慮到吊裝，吊點，拼裝，防腐等，橫豎型鋼和鋼板的焊縫鏈接必須飽滿，并滿足計算規范要求，每塊側模檢驗合格后，檢驗員簽字，并準備發往現場

2.側模的安裝

鋼套箱在場外預制好并檢驗合格后運輸到工地，在工地就可以拼裝吊裝就位了，

用全站儀放樣出鋼套箱的四個角點形成邊線，在四個角點位置設置標記，吊車根據標記將鋼套箱吊到此位置，

為了防止漏水采用膠帶進行密封，在下沉的過程中做好測量工作，及時測量鋼套箱的平面位置和標高，但誤差較大時，應及時進行調整。

受場地和機械的制約，鋼套箱分成拼接和吊裝兩部分，先將底部一節下沉到標高后，進行拼接，在此過程中應保持兩節套箱的穩定性，連接時要注意天氣等因素，鋼套箱內部設置用型鋼制作而成臨時固定裝置，拼接要一次到位，拼接完成后必須進行檢查，檢查合格后才能進行下一步施工。

3.套箱封底

鋼套箱下沉就位后，用水準儀復測標高，用全站儀復測平面位置和垂直度，若有偏差將進行調整以滿足施工的要求，在固定鋼套箱時要防止流沙，河水對位置的影響，檢查鋼套箱各項指標滿足要求后將進行混凝土封底，在進行混凝土灌注時要對機具，配合比和施工現場布置進行檢查，以保證在施工過程中不發生故障，混凝土采用C30，塌落度一般控制在18～ 20 cm，水下混凝土的厚度設計位60cm.

4.套箱抽水

封底后混凝土要進行養護，當混凝土的強度達到80%就可以進行抽水了，隨著鋼套箱里的水位下降，外部壓力將隨之加大，這時設置支撐，在抽水的過程中發現有滲水現象將馬上采取措施封堵，當河流水位達到高潮位時候可考慮往鋼套箱里回灌水，以平衡內外壓力差。

五、鋼套箱的拆除

鋼套箱應進行分塊拆除，在拆除過程中，連接處的應力加大，可以用千斤頂輔助進行，用千斤頂先把鋼套箱和封底混凝土分離后，再起吊單個側板吊上汽車，拉到下一個施工處進行施工。

六、鋼套箱漏水的防治

鋼套箱是為承臺施工提供無水環境，在施工的過程中鋼套箱的漏水是常見現象，及時抽水和堵漏是鋼套箱施工成敗的關鍵

1.側板接縫處

其漏水的原因為： 側板之間連接不牢，螺栓間距較短縫隙較大，連接處密封不實 鋼板剛度不夠導致變形過大同時密封材料的強度也對其有影響，漏水較大時采用泡沫堵漏效果很好。

2.側板和封底混凝土連接處

其漏水的原因以為：施工工具及震動混凝土產生的擾動，混凝土的收縮徐變，混泥土材料和施工過程中出現的離析，封底混泥土的厚底抵抗不了水浮力產生的漏水等等，當出現漏水可采用的方法為：

1.當漏水不太大，檢查完后，鋼板之間可采用雙層膠帶止水，底部清洗干凈后用泡沫填堵。

2.漏水較大時采用沙袋法堵漏。

七、結束語

通過鋼套箱在樂城大橋的實際應用，我們完成了鋼套箱的加工，運輸和組裝一系列的施工工藝的創新，并順利的完成了鋼套想的回收利用，同時我們根據施工需要8個承臺的施工，只需要制作3個套箱，節約了成本，為公司創造了經濟效益，同時又增加了鋼套箱的設計和施工經驗

參考文獻：

[1] 張連江， 袁濤. 鋼套箱在杭州灣跨海大橋工程Ⅶ標段承臺施工中的應用[J]. 中國港灣建設

[2] 李康， 段壯志， 辛文軍. 模板式鋼套箱在水下承臺施工中的應用[J]. 施工技術