跨海斜拉橋承臺施工技術應用分析

摘 要：跨海斜拉橋承臺作為典型的大體積混凝土構件，施工復雜，容易出現混凝土開裂等問題，影響結構的承載性能。為提高跨海斜拉橋承臺的施工水平，結合工程實例，系統性探討承臺施工技術，包括主墩鋼吊箱圍堰施工、承臺施工、模板施工、混凝土施工等施工操作要點。旨在保障跨海斜拉橋承臺的施工質量，防止大體積混凝土溫度裂縫的產生。

關鍵詞：跨海橋梁 斜拉橋承臺 鋼圍堰 混凝土澆筑

Application Analysis of Construction Technology for Cross Sea Cable-Stayed Bridge Pier

LIANG Jingjing

Ningbo Traffic Engineering Consulting and Supervision Co.， Ltd.， Ningbo， Zhejiang Province， 315000 China

Abstract： The pier cap of a cross sea cable-stayed bridge， as a typical large volume concrete component， is complex and prone to problems such as concrete cracking， which affects the load-bearing performance of the structure. In order to improve the construction level of cross sea cable-stayed bridge piers， combined with engineering examples， this article systematically explores pier construction technology， including construction of main pier steel suspension box cofferdam， pier construction， formwork construction， concrete construction， and other construction operation points. It aims to ensure the construction quality of cross sea cable-stayed bridge piers and prevent the occurrence of temperature cracks in large volume concrete.

Key Words： Cross sea bridges; Cable-stayed bridge pier; Steel cofferdam; Concrete pouring

承臺是跨海橋梁結構的重要組成部分，其作為主要承重構件，負責承受上部荷載與向基礎結構傳力。承臺施工質量直接關乎到工程總體質量與橋梁結構穩定性。為此，應根據跨海斜拉橋橋梁的施工特點，嚴格按照設計和規范進行施工，提高跨海斜拉橋承臺的施工質量。

1 工程概況

象山港跨海大橋是整個項目的控制性工程，橋梁全長為8.276 km[ 2]"，以組合式鋼箱梁斜拉橋作為主橋型式，主塔布置22對斜拉索。主塔承臺采用鉆孔平臺施工樁基礎，采用雙壁鋼吊箱圍堰施工承臺。基礎采用28根Φ[ 3]"3.5 m鉆孔樁，承臺平面尺寸為60.5 m×35 m（橫×順），承臺總厚度為10 m，上方4 m厚處設置錐坡過渡。鋼圍堰設計為與承臺外形相同的雙壁鋼吊箱結構，圍堰總重1 532 t，壁厚0.46 m，圍堰頂高程+7.30 m，底高程-2 m，圍堰平面尺寸為 61.52×36.02 m。

承臺沿高度方向分[ 4]"3層施工，自下而上分層高度分別為2m、4m、4m。采用圍堰自身結構作為承臺模板，頂層錐坡段采用木模板。承臺鋼筋由鋼筋加工廠加工生產，由汽車運輸至碼頭，再由船運至現場，在現場綁扎成型。承臺混凝土按大體積混凝土技術要求和工藝配制，承臺混凝礙土采用在承臺內部設置循環冷卻水系統降低其內部溫度、頂部保溫保濕等措施減小承臺內外溫差，保證混凝土質量。

2 跨海斜拉橋承臺施工技術要點

2.1 主墩鋼吊箱圍堰施工

2.1.1 圍堰吊裝下放

為便于圍堰精準定位，在圍堰內壁安裝對應的導向裝置。其中：在圍堰側板內部焊接加勁板，通過螺栓與圍堰側板連接導向牛腿，通過螺栓調整導向與鋼護筒之間的空隙，確保導向正確。導向裝置共設置2層，設置在圍堰內壁，每層平面設置16個。在工廠中，隨圍堰一起提前加工、安裝、運輸導向裝置。圍堰下放完成后，拆除導向裝置^[1]。

鋼圍堰采用浮吊整體下放到位后，需要進行一次體系轉換，圍堰自重轉換至吊掛系統。吊掛分配梁采用上下兩層2HN700×300型鋼組成，吊桿底部通過M30高強螺栓與底龍骨連接。

圍堰下放前，提前將下吊桿與底龍骨連接成整體，并將吊掛系統短梁擱置在下吊桿上，安裝上吊桿的精軋螺紋鋼，松開螺帽。當吊掛系統短梁下放至鋼護筒頂時，將短梁與護簡連接固定（此時，吊掛系統精軋螺紋鋼頂部固定螺帽仍未擰緊錨固）。提前在吊掛系統精軋螺紋鋼上做好設計的高度標識，繼續使用浮吊整體下放鋼吊箱圍堰。圍堰下放至設計位置后，局部調整圍堰垂直度和平面位置。為滿足施工要求：檢查所設置的吊掛系統的精軋螺紋鋼是否擰緊、高程是否相同，無誤后，擰緊吊掛系統精軋螺紋鋼的螺帽，浮吊松鉤，完成圍堰整體下放^[2]。

2.1.2 鋼吊箱底板封堵調位

鋼吊箱定位完成后，為防止承臺樁基鋼護筒與吊箱圍堰底板間縫隙滲漏，在樁基鋼護筒與吊箱圍堰底板間縫隙處，采用兩塊半圓形鋼帶圍蔽，鋼帶兩端用M20螺栓連接緊固，鋼帶與底板、護筒間采用泡沫膠皮封堵，承臺樁基鋼護筒與吊箱圍堰底板間縫隙采用堵漏裝置封堵。

在平臺相應位置設置兩臺全站儀，照準鋼圍堰側模上X、Y[ 5]"軸中心線與高度刻度線；同時，在臺支棧橋上放出圍堰軸線位置并貼設刻度線貼紙，便于下放過程對平面位置和高程監測^[3]。

2.1.3 圍堰封底

鋼吊箱封底混凝土厚度為3 m，混凝土標號為C35，封底方量為4 836.5 m^{3[ 6]"}，分兩次澆筑。采用汽車泵澆筑封底混凝土。水下封底混凝土澆筑施工中，應做好以下幾點工作：根據現場實際情況，選擇合理的澆筑工藝；優選混凝土配合比設計，提高混凝土的性能；對封底設備進行合理配置，加強設備的維修保養，提高設備的完好率，以確保混凝土的澆筑強度和質量；加強現場的組織管理，使封底有序進行。

2.1.4 圍堰內抽水、清理、體系轉換、二次封底

當封底混凝土強度達到設計強度后，關閉連通器，進行鋼吊箱抽水，抽干圍堰內積水，對封底混凝土頂面進行浮漿清理干凈。抽水前，封底砼強度應制作同條件試塊，通過砼試塊進行強度檢驗，達到80%以上設計要求，方可抽水。抽水完成后，焊接抗沉牛腿，并將吊桿與抗沉牛腿連接固定，拆除吊掛系統與下層下放導向，完成體系轉換（吊掛系統→抗沉牛腿）。

二次封底為提高封底砼與鋼護筒之間的握裹力，在鋼護筒封底混凝土區域設置剪力鍵（HM588×300+10 mm厚鋼板），單個護筒環向共計8個。剪力件焊接完成后，綁扎封底混凝土縱、橫向加強鋼筋。第二次封底混凝土澆筑總體采用分層澆筑和斜面推進法施工工藝，澆筑厚度1.3 m。封底混凝土采用汽車泵車澆筑，混凝土澆筑從一個方向（上游側）向另外一個方向（下游側）推進，并嚴格控制分層厚度，分層厚度控制在30 cm左右^[4]。為確保封底混凝土握裹力的質量，加強鋼護筒與圍堰側板周邊混凝土振搗，保證振搗充分。

2.2 承臺施工

2.2.1 環氧鋼筋制作和驗收

按本項目設計要求，環氧涂層鋼筋固化后的涂層厚度的記錄值應至少有95%以上的概率在250～400 um[ 7]"，單個記錄值不得低于220 um，涂層厚度的上限不適用于受損涂層修補的部位。固化后的涂層應連續，不應有孔洞、空隙、裂紋或其他目視可見的涂層缺陷。承臺高性能環氧涂層鋼筋在每米長度上的漏點數目每米不應超過0.5個[ 8]"。

涂層鋼筋必須具有良好的可彎性。在彎曲試驗后，試樣彎曲外表面上不應有肉眼可見的裂紋或剝離現象。當涂層有空洞、空隙、裂紋與肉眼可見的其它缺陷時，必須進行修補

2.2.2 預埋件安裝

澆筑第二、三層承臺前，應注意塔柱鋼筋定位架、墩旁支架預埋件、塔吊基礎預埋件、電梯基礎預埋件、防撞設施預埋件等。承臺施工時，所有預埋件按圖紙要求進行預埋，不得遺漏。

預埋件施工時，應嚴格按設計圖施工，安裝位置必須準確、固定牢靠，防止在混凝土澆筑過程中發生移位。預埋件安裝時，當與主筋交叉相抵觸時，經監理現場確認后，可以將承臺、塔座鋼筋安裝位置稍作調整。為防止各種預埋件成為永久結構物的腐蝕通道，在埋設時，應比承臺表面低5 cm，并在預埋件使用完畢后，及時用砂漿覆蓋。

2.2.3 冷卻水管與測溫元件施工

主墩承臺屬于大體積混凝土施工，根據設計圖紙，在承臺混凝土內設冷卻水管通水降溫的措施，以降低承臺混凝土內外溫差，盡量避免承臺混凝土開裂，以減少混凝土水化熱對混凝土施工質量的影響。

水管管間采用絲口連接，接頭擰緊后，用防水膠布對接頭處纏繞包裹。彎頭采用內螺紋彎頭，連接時，應保證絲口的連接質量，以防漏水。冷卻管進、出水口位置可以根據施工布置作適當調整，進、出水口統一管理，并標識清楚，做到易于辨認。進、出水口均做法蘭接頭，接頭必須帶有閥門，使用時，由閥門控制。水管安裝時，采用鋼筋支架固定，并采用U型定位筋與支架卡焊，要確保位置準確、固定牢靠，保證在澆筑混凝土過程中不發生移位現象。冷卻管與鋼筋或其他構件相碰時，冷卻管可以適當調整位置。每層冷卻管安裝完畢后，應在0.1 MP水壓下進行試驗，以確保水管無滲漏，避免水管堵塞的現象，做到管道通暢、接頭可靠、不漏水、不阻水。冷卻管不能承受重物，灌注混凝土時，嚴禁踩踏。

承臺溫控時，應對環境體系溫度和混凝土溫度場進行監控測量。承臺混凝土內部溫度監測采用溫度傳感器監測，使用計算機自動溫控系統進行記錄。

2.2.4 模板施工

主墩承臺錐坡段模板平面上分為4種，共16塊，模板高度為4 m，模板高度均為2.0 m，承臺模板受力應經過計算。

根據混凝土澆筑方案安裝承臺模板，模板頂面高出承臺混凝土面20 cm作為混凝土澆筑完成后的蓄水養護擋水結構。在承臺頂部混凝土中預埋錨固鋼筋，錐坡段模板拉桿與預埋鋼筋進行焊接連接，以形成對模板的支撐。模板安裝前，精確放出承臺邊線，模板采用吊機分塊吊裝。模板安裝后，接縫嚴密，接縫處采用雙面膠帶粘貼，防止漏漿^[5]。模板與混凝土的接觸面必須清理干凈。澆筑混凝土前，模板內的積水和雜物應清理干凈。

2.2.5 混凝土施工

開盤前，要檢查砂、石的質量情況，核實使用原材料與配合比通知單是否相符、數量是否足夠并有10%的富余量。試驗人員測定砂、石含水率，將混凝土理論配合比換算成施工配合比?；炷僚淞媳仨毎丛囼炇彝ㄖ獑芜M行，并應有試驗人員值班，配料應采用自動計量系統計量。校核攪拌站計量設備及其他計量器具，并由試驗人員復核。應檢查拌和機、攪拌運輸車、混凝土輸送泵與管道、灌注等各工序設備的運轉情況。每盤混凝土在混凝土工廠攪拌機攪拌時間為120 s，混凝土自攪拌加水至入模時間不宜超過90 min。

由于承臺面積較大，混凝土澆筑按照水平分層、斜向分段的原則進行。承臺澆筑分為3段，橫橋向由一側向另一側推進。分層厚度控制在30 cm左右，上、下層混凝相距2 m，以保持混凝土穩定和錯開接縫。

2.2.6 承臺混凝土表面硅烷浸漬

承臺側面和頂面采用硅烷膏體浸漬材料（主要活性物質成分為2，4，4三甲基戊基三乙氧基硅烷（異辛基硅烷），活性物質含量gt;80%，可溶氯化物含量lt;0.1%o）300 g/m²一道施涂，硅烷膏體浸漬材料性能與應用性能應滿足規范要求。應注意以下問題。（1）混凝土進行表面硅烷浸漬涂裝作業前，應確保其養護齡期不少于28 d。混凝土應為面干狀態且表面無露石、蜂窩、碎屑、油污、灰塵及不牢附著物等；否則，應對表面進行處理。（2）采用打磨的方法去除混凝土表面上的不牢灰漿、尖角、油污等污染物及其它松散附著物；同時，對混凝土表面的缺陷進行修補平整。（3）提前采用淡水沖洗混凝土表面，涂覆前表面應為干燥狀態。（4）硅烷浸漬時。不得以溶劑或其它液體稀釋使用，采用刷涂、輥涂施工。

3 結語

綜上所述，跨海斜拉橋承臺施工階段，以大體積混凝土結構現澆成型作為主體施工內容，要保證承臺結構成型質量完全滿足設計要求，才能夠維持主塔結構乃至橋梁結構體系穩定狀態。施工單位必須提高對主塔承臺施工技術的重視程度，科學設計施工方案，重點把控各項技術細節，主動防治解決承臺溫度裂縫病害，確保橋梁結構的穩定性。

參考文獻

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[4]曾健，胡培，王超.常泰長江大橋主塔下橫梁支架設計與施工工藝研究[J].中外公路，2024，44（6）：185-190.

[5]王幫琴，戴志強.G3銅陵長江公鐵大橋4號主塔墩承臺順利澆筑完成[J].世界橋梁，2022，50（4）：126.