泰州长江大桥夹江左汊桥主墩承台钢吊箱设计与施工

摘要：泰州长江大桥夹江左汊桥主桥为87.5+3×125+87.5m的五跨连续梁桥，水中主墩采用高桩大体积承台，采用单壁钢吊箱围堰进行施工。文章简要介绍了深水高桩承台钢吊箱设计与施工技术。

关键词：泰州长江大桥；夹江左汊桥；高桩承台；钢吊箱；设计；施工

1 概述

1.1 工程概况

泰州长江大桥位于江苏省长江中段，上游距润扬长江大桥约60km，下游距江阴长江大桥约60km，北接泰州市，南连镇江和常州市。泰州长江大桥工程包括跨江大桥(主江及夹江)及接线工程。泰州长江大桥夹江大桥位于江苏省扬中市南侧夹江段，上游距扬中大桥约8km，下游距扬中二桥约16km，北接扬中接线段，南联镇江新区。夹江左汊桥主跨布置为87.5m+3×125m+87.5m五跨变截面连续箱梁桥。

夹江左汊桥24#～26#墩位于夹江左汊河槽内，桥梁基础采用φ2.0m的钻孔桩，呈梅花型布置，桩底标高分别为-85.5m、-88.0m、-93.5m。最大设计桩长为94m。

承台为圆端型结构，尺寸为35.1m（长）×12.9m（宽）×4.0m（高），设计为高桩承台，底标高+0.5m，顶标高+4.5m，平面布置见图1。24#、25#墩桥位处河床断面标高分别为-14.2m、-7.2m。采用钢吊箱围堰进行承台施工。

1.2水文条件

桥址区属长江下游感潮河段，潮位受长江径流与潮汐双重影响。每个太阴日潮位两涨两落。

夹江大桥最高通航水位＋6.065m，设计洪水位＋6.80m，常水位＋2.0～4.0m。施工设防水位+6.2m。

2 钢吊箱围堰设计

因承台位于夹江水域中，须采取措施使承台在无水状态下进行施工。钢吊箱围堰通过侧板、底板等形成临时阻水结构，少封底，为承台施工提供无水作业环境。考虑钢吊箱结构兼做承台施工模板。

2.1 施工设计工况

根据钢吊箱围堰施工特点及现场具体情况，施工设计为下列3种工况进行受力分析：①吊箱在平台上拼装，整体起吊下放；②吊箱下放到设计位置，堵漏，抽水；③浇筑承台。

2.2 钢吊箱结构设计

结合上述工况和水位情况，采用MIDAS建模对对钢吊箱围堰各构件进行受力计算分析，确定钢吊箱结构各构件型号及尺寸。吊箱围堰侧板兼做承台模板，围堰内平面净尺寸与承台结构尺寸相同。侧板顶标高为+7.0m，底板底面标高为±0.0m，内支撑标高为+5.0m，设计抽水水位为+4.0m。

2.3 钢吊箱构造

钢吊箱围堰分为底板、侧板、内支撑、起吊下放系统、撑杆系统五部分。底板、侧板是钢吊箱围堰的主要阻水结构，兼做承台施工用模板。根据受力分析，侧板采用单壁结构。整体结构见图2

①底板构造：底板平面尺寸为36.474m×13.552m，高度为0.3m。采用井字梁结构，由型钢和钢板焊接而成。根据钻孔桩钢护筒实测平面位置数据，底板与19根钻孔桩相对应位置设置圆形喇叭口结构，以便于吊箱围堰在钻孔桩钢护筒上拼装及起吊下放。底板设置HM300×200mm型钢主龙骨，纵横向布置。龙骨底焊接6mm厚钢板。纵横龙骨间设置∠75×8mm角钢及10mm厚钢板加劲肋。

②侧板构造：侧板高度为6.7m，由型钢和钢板焊接而成。根据现场拼装起吊设施配置情况，侧板沿承台四周分为18块进行加工制造，每块重约2.7t～5.4t不等。侧板竖肋为I32a型钢，间距750mm。水平加劲肋为∠63×6mm角钢，随水深变化间距300～500mm。侧板间采用∠75×8mm角钢开孔螺栓连接。面板为6mm厚钢板。吊箱底板与侧板间采用螺栓连接。每块侧板与侧板及侧板与底板间的连接加填6mm胶皮并压缩至2mm，同时涂上早强型玻璃胶以保证围堰的密闭性。

③内支撑系统：内支撑系统由水平支撑、竖向支撑及外圈梁组成。在侧板外侧对应水平内支撑位置设置2I32a型钢，作为内支撑圈梁。圈梁高程为+5.0m。水平支撑采用型钢桁架结构，主桁由2[22a槽钢焊接而成，加劲杆件为∠75×8mm角钢。竖向支撑采用2[10槽钢焊接而成的桁架结构。竖向支撑与底板龙骨用钢板焊接成的柱脚连接。

④起吊下放系统：起吊下放系统由横梁、吊杆及钢护筒组成。钢吊箱拼装完成后，接高部分钢护筒，在钢护筒顶设置起吊横梁，横梁由型钢组成，横梁与钢护筒间焊接竖向三角形加劲钢板。吊杆采用φ32mm精轧螺纹钢筋，顶、底部分别与横梁、底板龙骨连接。

⑤撑杆系统：撑杆系统布置在钢护筒周边底板龙骨上，由2[20a型钢组成。在底板龙骨上焊接钢板形成铰座，与撑杆型钢栓接。在钢吊箱下放到位后，低水位时与钢护筒焊接，承受竖向荷载。

3 钢吊箱围堰施工

3.1 钢吊箱制造、拼装

根据现场起重、运输设备，钢吊箱侧板、底板在钢结构加工厂分块进行制造。加工制造时严格按施工图纸进行，制造完成后在场地内进行预拼，确保加工质量。验收合格后，编号并分块运输至码头。

待基础钻孔桩施工完成后，拆除钻孔桩施工平台。在钢护筒上焊接钢吊箱拼装牛腿。采用浮吊起吊底板龙骨和喇叭口放置在牛腿上。调整平面位置及标高。分段安装底板龙骨，并按施工图等强连接成设计长度。在龙骨上焊接底板。分块吊装侧板，同时安装围堰内支撑。

3.2 钢吊箱起吊下放

钢吊箱拼装完成后，接高图1所示1、3、4、6、14、16、17、19号钢护筒，在钢护筒顶安装起吊横梁，并将吊杆安装在横梁上。安装千斤顶。利用起吊下放系统将钢吊箱吊起少许，并调平。割除钢护筒上拼装牛腿。再缓慢起吊下放钢吊箱，下放过程中随时调整，保持整个吊箱处于水平状态。下放至接近设计标高±0.0m后，调整平面位置及标高。将撑杆系统与钢护筒在低水位时用钢板焊接牢靠。侧板开内外连通孔，保持整个下放过程中吊箱内外侧水位相同。

3.3 钢吊箱堵漏

潜水员下水，在底板环形喇叭口底部与钢护筒间堆码水泥肠袋，堵住喇叭口底部与钢护筒之间的间隙。采用单根导管逐个向喇叭口内灌注混凝土，灌注过程中注意测量并控制混凝土顶面标高在+0.3m左右。底板其他区域分别灌注混凝土至+0.4m左右。

3.4 钢吊箱抽水，体系转换

待混凝土强度达设计要求后，封闭侧板内外连通孔，抽水。按钢吊箱图纸要求焊接钢护筒与底板龙骨间所设置的加劲钢板，使底板和钢护筒连成整体，进行体系转换，见图3，将荷载传递给钻孔桩

基础。拆除撑杆系统，割除多余钢护筒。凿除钻孔桩桩头，利用混凝土垫层找平，清理。绑扎承台钢筋，安装冷却水管，按大体积混凝土施工要求进行承台混凝土灌注施工。

4 结语

根据现场实际情况，采取钢吊箱工厂分块制造。待桩基施工完成后，在墩位处利用钢护筒作为临时吊挂装置拼装钢吊箱围堰，节省了工期和大型起吊设施，快捷经济。

钢吊箱减少封底厚度，采取水泥肠袋和混凝土进行喇叭口堵漏，再焊接加劲钢板，节约了大量的封底混凝土，也避免了封底混凝土施工中的质量隐患，安全高效。

夹江左汊桥水中24#、25#主墩承台为深水高桩大体积承台，施工难度大，结合现场实际情况，采用单壁钢吊箱围堰进行设计和施工，优质、高效、快速的完成了施工任务，为后续墩身和箱梁施工提供了有力的保障。对今后类似施工项目有一定的借鉴意义。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。