对桥梁工程施工中大桥基础钢套箱施工技术的探讨

摘要：随着我国交通建设的不断完善与技术的提升，我国的路桥基础建设也在不断的完善，本文作者结合多年的工作经验与实践，对桥梁工程施工中的基础钢套箱施工技术应用分析与探讨。

关键词：钢套箱；施工技术；研究

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

某大桥总长度为895m，共25个桥墩（台），其中4＃～10＃墩位于某河面上，该工程其中有5、6、7、8、9号墩常年位于水中。根据该河的水文地质特点，水中部分桥墩施工拟采用施工通道钢栈桥配合钻孔桩基平台施工方案，对钢箱梁运输采用轨道栈桥。

2. 自然条件及施工环境

2.1地质、水文条件

某桥桥区属于河流冲击地貌土质松软，两岸为该河北大道和该河南大道为一级阶地，河床主要由粗细沙组成，冲淤变化较频繁，断面有冲有淤，两岸已修筑砌石护坡的防洪堤，岸线稳固。根据钻探揭示，拟建场地在勘探深度范围内的地层有冲积层、卵石层，下伏基岩为粉砂质泥岩，

2.2、气候条件

该河流域雨水充沛，但分配不均，年平均降水量1562.0mm，4~8月为降水集中期，降水量占全年总量的80%左右，多降锋面雨，暴雨范围大、历时长；7~8月暴雨强度大；暴雨历时多为1~2天；暴雨出现次数以7月份为最多，其次为6月份和8月份。

3主要施工工艺

以8#主墩为例，8#主墩钢套箱面积约817.5m2，套箱结构分单壁和双壁组合形式，因为受力不均匀，要保证其整体下放难度较大，为顺利完成钢套箱下放的施工任务，必须编制科学合理的钢套箱施工工艺。

3.1、钢套箱的加工制作

钢套箱的加工定在北岸岛上，搭设简易场地作为套箱分块加工的工厂，分块进行加工，施工人员按照设计图纸、规范、有关工艺的要求进行加工。具体步骤是：

（1）先按图纸分块的要求进行实地放样，放样尺寸和图纸相符后，对进场的材料进行检验，检验合格后对型钢部分按设计图纸下料加工成半成品；然后结构放样尺寸进行定位，在定位好的简单模具上，把半成品的型钢焊接成骨架，把焊接好的骨架和壁板焊接。

（2）钢套箱壁板在后场分块加工焊接时，为了减少焊接变形，保证焊接质量，应选择合理的焊接工艺，尽量减少块件焊制时的变形，原则上是选用双数焊工从中央向四周焊接，沿承台中心顺时针每侧加3－5cm放余量，在现场拼接时进行修整连接。

（3）钢套箱的连接均采用焊接，其钢板的拼接采用双面焊，型钢拼接时其翼缘需要用厚度不小于10mm的钢板搭接，并对所有壁板及隔板焊缝进行煤油渗透性试验，如发现有渗水现象，应及时进行补焊。

3.2钢套箱现场拼装

当钻孔桩灌注完成后，把所有的钻机及设备清离钻孔平台，对钻孔平台进行局部改造，变成钢套箱拼装平台。在拼装平台及人行通道四周布设安全网并放置救生圈，拼装平台布置示意图见图1。

图1钢套箱壁体拼装平台布置示意图

把工厂加工好的分块套箱运到现场进行拼装，拼装时严格按照设计的要求进行。壁板连接焊接时组织技术过硬的焊工进行焊接，并对所有壁板焊缝进行煤油渗透性试验，如发现有渗水现象，应及时进行补焊钢套箱加工。套箱现场拼装顺序图见图3。

图2套箱现场拼装顺序图示意图

联系梁部分钢管桩施工平台的拼装，在施工前，钢管桩先用50t履带吊车配合振动锤，振动下沉，采用和钢栈桥施工相同的施工工艺进行钢管桩平台施工，并在钢管桩上横梁架设并固定好贝雷梁，在贝雷梁安装卷扬机，联系梁部分设两个贝雷架，每组两片贝雷片，其跨径为12.6米，卷扬机最大起吊能力20t/台，贝雷片最大弯矩160Mpa，结构安全。

3.3钢套箱的下沉及就位

钢套箱拼装好后，用卷扬机稍稍将其提起，吊离下面的支承型钢架，然后将下面的支承型钢架割除，控制下放至设计标高。在钢套箱下沉过程中，用全站仪检查套箱的平面位置，利用导向装置的微调器进行微调定位，使钢套箱的平面位置满足设计要求。钢套箱下沉见图3。

图3钢套箱下沉

钢套箱的下放用卷扬机组下沉，该卷扬机组由20台5t卷扬机组成,每台配4门滑车组.其操作方便、安全可靠。

8#主墩钢套箱体积大，为确保其准确、顺利下放到位，成立专门钢套箱下沉指挥机构，确保在钢套箱下沉时各项指令及操作及时准确到位。

钢套箱下沉系统由接高支架、扁担梁（贝雷梁和2[45]号槽钢）和卷扬机组、定位系统组成，接高支架由贝雷片组成，固定在钢护筒上，接高高度顶面高于拼装好的钢套箱高度加上卷扬机组工作高度即可。其布置见图4、图5 。

图4钢套箱下放导向装置布置示意图

图5 钢套箱下放观测点布置图

下放导向装置安装在钢护筒上，在钢套箱四个方向均设置导向装置，钢套箱下沉时的垂直度及位置由导向系统控制。

3.4沉放步骤

①启动控制系统，收紧所有钢丝绳，使其受力均匀一致。

② 提升钢丝绳，当钢套箱吊离钢牛腿10cm后停止提升。

③ 拆除吊挂钢牛腿及其它有碍下沉的构件。

④ 反向操纵卷扬机，使钢套箱平稳下落，直至钢套箱下沉到位。

3.5钢套箱下沉测量控制

在平面控制的同时进行标高控制，平面控制点除具有平面坐标外还具有高程，以利于测量操作。

测量准备用测量锤3kg6个，测绳16m×6根，施工前用江水浸泡2天，并校核其长度，在15、14、13、12、11m处用铅丝做标记；平台标高测量，每个浇筑点及测点处平台标高应提前测出，作为测量混凝土面的依据，并用油漆标示在该处。

3.6钢套箱下沉精度按规范要求进行控制见表

钢套箱定位后精度控制表

3.7封底及抽水

某桥8#主墩整个承台封底混凝土总方量为735m3，面积为826m2，其中钢护筒所占面积为91m2。封底混凝土顶标高92.04m，承台部分封底混凝土厚150cm，底标高90.54m，联系梁部分封底混凝土厚200cm，底标高90.04m，为C25水下混凝土。

3.8导管布置按以下原则进行布置：

①单根导管作用半径按4m考虑,全部导管作用范围覆盖整个混凝土浇注区。

②套箱内壁与最钢护筒间宜布置有一排导管，确保该部分封底混凝土厚度，以防渗水。

3.9封底混凝土平台搭设

（1）操作平台搭设

水下混凝土操作平台采用钢吊箱下沉时的操作平台，不另外搭设, 只需在承台范围内把原钻孔平台的面板去掉，只留下I45a和I28a的骨架，即为操作平台。

（2）小料斗及导管支承系统搭设

小料斗搭设高度计算如下:

H=0.04P-0.6h

H:管顶高出水面的最小高度

P：管底混凝土桩的最小超压力，按导管埋深0.6-1.0M，取200kn/m2。

h：导管周围混凝土面距水面的高度。ｈ＝6.5m 。

H＝0.04×200－0.6×6.5＝4.1m

导管顶口标高：4.1＋97＝101.1m。根据实际情况，导管顶口搭设标高为104m。导管外径为Ф325mm管，导管使用前作水压、水密性实验，合格后使用。试验的水压按导管超压力的1.2倍取值。导管的作用半径按4.0m考虑。导管底口距离钢套箱底板15cm左右。小料斗采用直接置于夹具梁上，导管采用手拉葫芦吊挂于夹具梁或平台梁上。

水下砼的灌注采用垂直导管灌注法，封口总的顺序，从钢套箱壁体四周向中央进行封口，从上游侧承台向下游侧浇注。封口前，用测深锤从导管内测出导管下口与套箱内碎石层距离，依靠葫芦调整至15-20cm，当一根导管封口完成后进行其相邻导管封口时，先测量待封导管底口处的混凝土顶标高，根据实测重新调整导管底口的高度；封底混凝土施工前，测量人员按每15 m2布设一个测点，浇注混凝土时作好测深记录，同时每根导管封口结束后应及时测量其埋深与流动范围。

当封底混凝土浇筑完成后其强度达到85%的要求后，并确保河水水位在97.5m的设计水位以下方可进行抽水。

钢套箱内抽水后可能渗漏的地方主要是套箱壁的焊缝及套箱内壁与封底砼的连接部位。

3.10某桥8#主墩钢套箱钢套箱用卷扬机组下沉，该卷扬机组由20台5t卷扬机组成,每台配4门滑车组。其操作方便、安全可靠。

图6 8#主墩钢套箱下放成功

结论：某桥8#主墩套箱是目前我单位施工平面尺寸最大的套箱，也是一次下放重量最大的套箱，该工程浩大，技术难度复杂，某桥8#主墩钢套箱于2009年5月准确、顺利成功下放到位见图6，通过某桥8#主墩钢套箱施工，我们积累了钢套箱施工的经验，解决了大桥施工的一个技术难题，为顺利完成大桥施工打下了坚实的基础。