苏拉马都跨海大桥钢套箱水下砼封底

摘要：主要介绍印度尼西亚苏拉马都跨海大桥主墩承台钢套箱结构形式，承台套箱采用单壁钢吊箱形式，由底板、侧板、内支撑、悬吊系统、导向系统构成。套箱底板和侧板均采用后场分块加工，现场拼装焊接底板，侧板分块之间采用栓接，浇筑封底混凝土时在侧板开孔，保证套箱内外水位相同。承台套箱封底混凝土采用总厚度1.0m混凝土封底，分两层浇筑，第一层水下封底混凝土厚度0.80m，第二层在套箱内抽水后无水干环境下加焊胡须筋和型钢反压牛腿后浇筑0.20m混凝土找平层。

关键词：单壁钢套箱、水下混凝土、混凝土封底、胡须筋、施工

Abstract: this paper is mainly introduce Indonesia horse Ursula sea-crossing bridge pile caps is main piers steel set of box structure form, tester sets box adopts single wall hanging box steel form, by bottom, side plate, interior support, suspension system, guide system structure. Set of box bottom and sides all use backcourt block processing, field assembly welding the bottom, side panel block between the bolt meet, casting back cover when the side plates concrete hole, ensure that set of box inside and outside the same water level. Sets the back cover concrete pile box total thickness 1.0 m concrete bottom sealing, two layer casting, the first underwater concrete bottom sealing layer thickness of 0.80 m, and the second on a box after pumping without water under the environment of dry and welding steel and steel beard back pressure after the casting concrete screed-coat 0.20 m.

Keywords: single wall of steel box, the underwater concrete bottom sealing and reinforced concrete, beard, construction

中图分类号：TU74 文献标识码：A文章编号：

1. 工程概况

苏拉马都跨海大桥是印度尼西亚联接泗水—马都拉岛的一座特大型桥梁，主桥为双塔双索面叠合梁飘浮体系斜拉桥，全长818m，主跨434m。主桥基础工程位于马都拉（MADURA）海峡，水深约21m，属于浅海区，P46、P47主墩分别设计有56根直径φ2.4m，桩长分别为97m、104m的钻孔灌注桩，钢护筒外径2.68m，内径φ2.64m，壁厚20mm，入土深度分别为10m、15m。主墩承台采用八边形构造，平面尺寸为5720cm×3400cm，承台底标高-0.99m，高6.0m。承台采用单壁钢套箱施工工艺，一座主墩承台混凝土方量10632m³，分三次浇筑。封底混凝土厚1.00m，方量为1451 m³。主塔基础一般构造图见图1。

图1 主塔基础一般构造图

2. 设计条件

2.1设计水位

设计水位：+1.30m，设计低水位：-0.99m。

经过我们的实际观测（部分时段），桥位处的潮水位标高与潮汐表提供数据不符合，实测的潮汐标高数据如下：

实测最高潮水位：＋1.30 m；

实测最低潮水位：－1.60 m；

考虑在最高潮水位浪高0.50m，则最高潮水位按＋1.80m控制计算，最低潮水位按-1.60m控制计算。

2.2水流流速

设计高水位时：潮流V=1.68m/s

2.3波浪

20年一遇风暴水位的NE：H5%=1.2m，波浪波长L=18.2m，周期T=3.4s。

2.4海床标高及水深

海床标高：P46 号墩-19.0m，P47号墩-16.68m；水深P46号墩d=20.3m，P47号墩的=17.98m（静水面）。

2.5结构设计条件

钢套箱底标高：-1.99m，顶标高+5.310m，钢套箱平面内净尺寸：57.2×34m。

3. 钢套箱结构形式

承台套箱采用单壁钢吊箱形式，由底板、侧板、内支撑、悬吊系统、导向系统构成。套箱底板和侧板均采用后场分块加工，现场拼装焊接底板，侧板分块之间采用栓接，浇筑封底混凝土时在侧板开孔，保证套箱内外水位相同。套箱结构如图2所示。

图2 钢套箱总体布置图

4. 钢套箱水下封底方案设计

4.1方案水下砼封底方案总体设想

在一般的大型和特大型桥梁水中承台施工方案中，需要采用套箱形成无水干环境后再进行承台的钢筋混凝土施工，这样就需要对套箱进行水下封底混凝土施工进行封底止水，由于受水下封底混凝土在水下施工条件影响，一般采取的封底厚度为2.50m。

根据苏拉马都大桥桥位处潮汐水文情况，经过详细调查和方案设计论证，本方案设计钢套箱封底采用水下浇筑封底混凝土封底止水，封底混凝土总厚度1.0 m，分两层浇注，第一层浇注0.80 m厚水下封底混凝土，第一层水下封底混凝土达到设计强度后套箱内排水，在钢护筒周围焊接胡须钢筋，干环境浇注第二层20cm混凝土封底并找平，并严格控制标高整平，同时起到调平层作用。切除底板桁架主肋的上弦杆工28a型钢，完成套箱封底工作。

4.3承台封底基本数据：

承台底标高：－0.99 m ；

承台封底混凝土总厚度1.00m，则封底混凝土底标高为－1.99m；

承台底总面积：S1＝1771.52m2；

56根φ2.70m钢护筒面积：S2＝320.63 m2；

承台封底混凝土净面积：S3＝S1－S2＝1450.89 m2；

单根φ2.70m钢护筒外周长：C1＝8.482m；

钢套箱系统自重G1=6000KN。

根据相关资料，钢管桩与水下封底混凝土的粘结力为n=120KN/ m2；

钢骨混凝土容重为25KN/m3，海水容重为10.25KN/m3 ；

4.4工况受力分析求解最佳封底混凝土厚度：

设第一次封底混凝土厚度为H，总封底厚度为：H＋0.20m，56根钢护筒平均受力。

1）第一次水下封底混凝土厚度为H时，56根φ2.70m钢护筒与混凝土粘结力能够提供最大摩擦力为：

F1＝C1×H×n×56＝8.482×H×120×56=56999.04H

2）在最高潮水位＋1.30 m，考虑在最高潮水位浪高0.50m，则最高潮水位按＋1.80m控制计算时，套箱在第一次H厚度水下混凝土封底完成套箱内排水后，56根φ2.70m钢护筒受向上力：（不考虑悬吊系统和反压系统受力）