闽江特大桥主墩单壁钢吊箱围堰

中图分类号：U445　文献标识码：A　文章编号：1673-0992(2009)10-245-01

摘要：运根据闽江特大桥的地形、地质及水文条件，使用单壁钢吊箱围堰进行基础施工。重点介绍主墩单壁钢吊箱的构造、组拼、下沉及应用。深水基础的钢吊箱施工在国内已有较成熟的经验，但千变万化的山川河流使其只能在某些条件下适用。在福厦铁路闽江桥施工中，考虑山区河流的特点，分析水文、地质等多种因素，并为了确保工期，选用拼装式单壁钢套箱围堰作为施工围护，取得了较好效果。

关键词：单壁钢吊箱围堰；深水基础；施工

一、工程概况

闽江特大桥为新建铁路福厦线(福建段)站前工程Ⅰ标中一座铁路特大桥，位于福州市马尾区和仓山区境内，沿线跨越104国道、福马铁路、滨江大道，斜跨闽江，再跨越福厦高速公路。闽江特大桥全长为2690.64m，跨闽江主跨为99+198+99m连续钢桁拱，主墩43、44#墩桩基为15根φ2.5m的钻孔灌注桩，承台尺寸为27.2×14.6×4.5m，承台底标高为-5.65m，承台顶为-1.15m，主墩位处位于闽江通航深水区，河床面标高约为-10.0m，经综合比较水中主墩承台施工采用单壁钢吊箱围堰施工。

二、单壁钢吊箱的设计

围堰是用于水下施工的临时性挡水设施。钢吊箱围堰的作用是通过吊箱围堰侧板和底板上的封底混凝土围水，为承台施工提供无水的干处施工环境。根据钢吊箱使用功能，将其分为底板、侧板、内支撑、吊挂系统四大部分。其中，侧板、底板是钢吊箱围堰的主要阻水结构并兼作承台模板。封底混凝土作为承台施工的底模板，吊箱侧板作为承台施工的侧模板。

1.底板作为一个整体布设面板，面板被肋分成区格400×1600。底板的作用一是与侧板共同组成阻水结构，变承台及部分墩身水上施工为陆上施工，二是作为吊箱、承台的承重结构。吊箱底板分成五块，吊箱底板由底模托梁和底模组成。底板平面净尺寸为27.2?m×14.6m，底板高0.328m，重量为59.5吨。底模托梁为井字梁结构，纵横边梁各设2道，纵横中梁各设4道。纵梁和横梁之间分别设置∠75×50×6角钢加劲肋。顶板为δ=8mm钢板。横梁与纵梁均用焊接，底板与侧板之间均用Ф22螺栓连接。吊杆设在分配梁上，吊杆采用Ф32的930级高强度精轧螺纹钢，共12根。

2.侧板采用单壁结构。侧板高度方向分为上、下两层，分别为3.70m、7.30m。每层分为8块，其中长边和短边各4块。侧板总重146吨。分块的原则主要是为了便于加工和运输，避免产生超标变形，所以分块较小。吊箱下层侧板与底板及上、下层侧板之间的水平缝和竖缝均采用螺栓连接，缝间设置8mm(压缩后为3～4mm)泡沫橡胶垫以防漏水。侧板的作用是与底板(包括封底混凝土)共同组成阻水结构，变承台及部分墩身水上施工为陆上施工，另一作用是兼做承台施工的外模板。

3.内支撑系统由内圈梁，水平支撑、内支撑桁架和边支架组成。总重为59.6吨。内圈梁：内圈梁设一层，设在吊箱侧板的内侧，高程为6.80m处，焊在侧板内壁钢板上。内圈梁的作用主要是承受侧板传递的荷载，并将其传给水平斜撑杆。

水平支撑：为井架形支撑结构，分三层。横向每层三排，纵向每层四排。底层杆端与内圈梁焊接连接成一体，由钢管组成。第二、三层杆端焊在侧板内壁钢板上。每根支撑钢管穿过内支撑桁架和边支架，主要由内支撑桁架和边支架支撑。

4.吊挂系统由分配梁、吊杆1、吊杆2，及钢护筒组成，吊挂系统的作用是承担吊箱自重及封底混凝土的重量。分配梁：分配梁共计6根，均设在钢护筒顶，每根由2I45b组成。分配梁支点焊接于护筒上，并在两端加斜支撑于护筒上。分配梁的作用是将精轧螺纹钢传递的荷载(通过护筒)传递至基桩。

吊杆1：吊杆1是由?φ32?mm精扎螺纹粗钢筋及与之配吊的连接器、螺帽组成，共12根吊杆，重2.9吨，吊杆下端固定到底板的托梁上，上端固定到吊挂系统的分配梁上。吊杆2：吊杆2由I22a作吊杆，长8.50m。?∠100×100×10作辅杆，于之构成斜三角形，焊接在底板龙骨上，每个钢护筒周围焊接4根吊杆共计60根，三面围焊。吊杆2在吊箱下放到位后于护筒焊接进行体系转换，为重要受力结构。水下封底后将吊杆与护筒焊点引到封底砼面，割除以上部分进行承台钢筋施工。吊杆的作用是将吊箱自重及封底混凝土的重量逐级传递给护筒。在使用前做试验，满足施工要求方能施工；在施工过程中，对吊杆要充分保护好，禁止碰撞，以免影响施工的安全。

5.吊箱定位系统钢吊箱下沉入水后受流水压力的作用，吊箱围堰会向下游漂移，为便于调整吊箱位置，确保顺利下沉，在吊箱侧板内壁与钢护筒之间设上下两层导向系统，第一层设在距围堰底板2.00?m处，第二层设在距围堰底板6.00?m处，每层8个导向。定位系统由导向钢板、定位孔、定位器(短型钢)及调位千斤顶组成。导向板为厚度δ＝16mm钢板，端部制成圆弧，分别焊于吊箱4个角部位的纵、横内圈梁上，导向板端部至钢护筒外壁之间留一定的空隙；定位孔是利用吊箱底板上靠上游的前排3个护筒孔洞作为定位孔，其位置必须和护筒-2.50m处位置保持一致；导向钢板及定位孔的作用是控制下沉吊箱的平面位置。调位时用调位千斤顶进行。定位是在吊箱下沉到位后，封底混凝土凝固前，为防止水流压力、波浪力及靠船力等动荷载对自由悬挂的钢吊箱发生挠动，影响封底混凝土质量而设置固定装置。定位主要利用钢护筒的稳定性将下沉到位的钢吊箱通过定位器与4个角的钢护筒连成整体达到钢吊箱的定位。

三、水下混凝土封底

当套箱下沉到位后，进行底板与钢护筒之间的缝隙堵漏，堵漏采用10cm直径的布袋填装1:1的砂浆砼填塞缝隙。然后进行水下混凝土封底。封底时设5个导管插点，从上游侧向下游侧推进灌注。为了保证封底效果，在C20混凝土中掺入速凝剂，保证混凝土在深水下不离散。

四、结束语

单壁、拼装式钢吊箱作为一种深水基础施工的围堰形式，从施工过程、使用情况和实用结果来看，具有许多优点:(1)不受河床地形、地质的限制。(2)单壁拼装板块的重量小，施工中不需要大型的水上浮运和起吊设备。(3)充分利用钻孔平台就可完成套箱施工的全过程，直至墩身施工完毕。(4)可实行工厂化加工，多点平行作业。(5)使用效果好。封底抽水设置井s架形内支撑后，钢套箱无变形，渗水量少。(6)与设计双壁钢堰相比，可节约大量钢材，节省水上浮运、起吊作业施工费用，具有显著的经济效益。采用螺栓组拼，承台以上的拼装板块均可回收重复使用。

参考文献：

闽江桥施工组织设计方案