深水承台钢吊箱设计与施工初探

摘要：随着我国社会经济的迅速发展，交通基础设施建设的不断完善。我国桥梁建设取得了骄人的成绩，但是近年来各地在深水承台钢吊箱的施工过程中经常会出现各式各样的问题。严重的影响到了整个桥梁的施工质量安全，对于我国的发展构成了一定的阻碍作用。本文就钢吊箱的设计及施工进行分析，并提出一些可供参考的意见和措施。

关键词：深水承台；钢吊箱；设计；施工

中图分类号：TU2文献标识码： A 文章编号：

深水承台钢吊箱的设计

（一）钢吊箱的设计构思

在施工当中设计钢吊箱的目的就是为了在承台上实现无水施工，所以在钢吊箱的设计上应该做成一个箱式结构，且四周都密封不透水。其次钢吊箱还要能够依靠底板中支承混凝土来达到密封抗浮的良好效果。不仅如此，钢吊箱的设计还应该能够悬吊并固定在钻孔灌装的钢护筒之上。一般来说，钢吊箱的底板往往是封底混凝土的一个控制面板，同时也有起着以最大承压面来承受承台施工荷载的重要作用。而在侧板的设计上也应该要具有良好的挡水性能，侧板同时也是承台混凝土和逢低混凝土的侧模板，从而在顶面设施支架后仍然可以当作混凝土浇筑施工的操作面来使用。

整体来看，整个钢吊箱应该在设计中分块进行制作，然后在具体的施工现场进行拼装，拼装完毕之后然后让整个钢吊箱下沉并使用锚块来辅助钢吊箱的定位工作。等到封底混凝土达到了施工的强度之后再进行抽水施工、护筒的焊接、吊挂系统的拆除和钢护筒多余部分的割除等施工，在最后并严格按照陆上干处施工的顺序吧承台和墩身的混凝土加以浇筑。

（二）最不利受力状态及荷载组合

由于在封底混凝土的浇筑施工阶段其底模板最不利于受力的状态，而在抽水施工环节也是钢吊箱侧模板的最不利受力阶段。因此在对深水承台钢吊箱进行设计的过程中要对以下列出的荷载和荷载组合进行严密的计算，从而确保施工过程当中的质量和安全。

要科学严密的对钢吊箱底板、侧板等模板自重进行测算。

根据具体的施工条件考虑到逢低混凝土的自重。

钢吊箱的设计需要结合承台钢筋混凝土的自身重力。

在具体的施工过程当中，一定要考虑施工材料行走、堆放和运输所出现的荷载力，施工人员自重也要得到测算。

动水压力、静水压力和浮力的测算要科学。

在对混凝土进行振捣施工和倾倒混凝土的过程中所产生的荷载力也要得到计算。

不能忽视新浇筑混凝土对钢吊箱侧模板所产生的压力的计算，避免问题出现。

深水承台钢吊箱的施工

（一）深水承台钢吊箱施工的操作流程

在进行深水承台钢吊箱的施工过程中一定要严格以下操作流程来进行，从而有效提高施工质量并避免事故问题的出现：

做好施工准备然后合理的安装井架并拼装底模，然后再进行侧模的拼装并细致的进行防漏处理工作。其次在进行钢吊箱下沉的工作，并根据锚块来加以调整纠偏，再次要及时的对封底混凝土进行浇筑，并进一步做好抽水施工和防渗处理，最后再进行下一步的承台和墩身施工等环节的工作。

在深水承台钢吊箱的施工中，具体的操作规范和方法以下加以详细介绍：

（二）施工前的准备工作

首先要对钻孔平台上的异物杂物仔细的进行清除，确保平台整洁。然后再对钢护筒的倾斜度及平面位置进行精密的测量工作，从而在后续的底模开孔施工中提供依据。再次要对钢护筒内外侧有无障碍物进行细致的探测，在确保无异常情况后然后进行加工底和侧模板等具体的施工。另外需要得到注意的是，在准备工作中还要做好气象及水文资料的收集，并结合具体的施工条件进行施工，保证施工工作的顺利进行。

（三）吊挂系统

众所周知，吊挂系统主要是由吊带、井架、承力梁及链条等构件组成的，在施工当中有着非常重要的作用，因此吊挂系统必须要得到合理的设置。就井架而言应该采用万能杆件来进行拼装，并在井架下端利用工字钢来固定在钢护筒之上，然后再在井架上方加装承力梁，从而有效的对钢吊箱重量承重并能够合理及时的调整钢吊箱的位置、高程。通过在各个钢护筒上设置吊挂系统，并沿钢护筒加装四根抗浮型钢与钢吊箱底焊接牢固的方式能够在浇筑封底混凝土的施工工作当中协助吊挂系统受力，从而有效防止在抽水的过程中钢吊箱上浮的问题。

（四）底、侧模板安装

经过对钢吊箱的受力分析发现，可以在底模承力结构上使用网格式整体结构来方便钢吊箱的吊装，并加快施工的进度。网格式整体结构也就是通过利用工字钢及角钢等材料焊接成往往，并用δ=6mm钢板作为底模的面板使用。因为网格梁自身重力不大，所以可以利用水上吊车来进行整体的吊装施工，让后采用钢护筒上面的吊挂系统把底模悬挂在水面上，把底模的水平位置固定好之后然后在结合具体的放样电位来安装侧模板。通过这种方式既能够保障侧模具有良好的挡水性能，而且还能作为承台混凝土模板来保证承台混凝土的位置及尺寸。具体的施工过程中应该将模板各边长加长2公分并采用分块结构，另外每个整块要用型钢做肋，方便吊装。

（五）吊箱整体下沉及定位

钢吊箱底板和侧模板安装完毕并检查没有问题之后可以根据钢护筒平面位置的相关测量资料来进行下一步的施工。首先要沿着钢护筒到侧模板的垂直方向来安装导向架。一般来说应该在钢吊箱之内设置8个左右的导向架来保证钢护筒就位的准确性。另外还可以在每个钢护筒的吊挂系统中设置4个链条葫芦，从而在钢吊箱下沉的过程中，吊挂系统中的多个链条葫芦能够同时运行保证钢吊箱能够以缓慢匀速的方式入水。另外为了减小钢吊箱下沉过程当中水流对侧模及钢吊箱的压力，可以在下沉前在钢吊箱的上游预留混凝土锚，并在下沉过程中收紧缆绳，从而尽可能的抵消水压力并防止钢吊箱的偏移。当钢吊箱下沉并符合预定标高之后应立即焊接浮槽钢并封堵钢护筒与底模间空隙，钢吊箱位置符合要求后便可以进行封底混凝土的浇筑施工工作。

（六）封底混凝土的浇筑与钢吊箱的拆除

封底混凝土的浇筑应该采用导管法来进行，需要注意到是，浇筑时要注意好混凝土坍落度的控制，以18到20公分为宜。在浇筑时首批混凝土应该选择使用较小值，封底混凝土厚度为1米。在封底混凝土的浇筑过程中应该密集测量水下混凝土地面高程，并做好混凝土接茬工作。另外还可以通过在水泥混凝土中添加絮凝剂的方式来减小混凝土在水中的离析性，提高封底效果。

当墩身及承台混凝土达到了可拆模的强度之后，便可以进行钢吊箱的拆除工作。首先应该让潜水员下水先把钢吊箱侧模上的连结螺栓拆除下来，然后再配合水上吊车，对钢吊箱的侧模与各支撑加以回收。考虑到钢吊箱底模使用的是整体框架式结构，其拆除工作也比较困难，所以在回收工作中予以放弃，这样不仅可以保证施工人员的安全，而且能够提高施工质量与速度。

总结

总而言之，深水承台钢吊箱的设计与施工一定要科学、合理、严密的进行。特别是在深水承台钢吊箱的设计阶段，一定要综合考虑各方面因素，避免在后来施工过程中出现问题。其次是在深水承台钢吊箱的具体施工工作当中，应该严格的按照相关操作流程和规范来进行施工工作。尤其是在施工当中，为了避免受到外界因素的影响，应该在该区内设置信号，防止过往船只造成的波浪对箱体产生冲击力，提高钢吊箱位置的准确性及其结构的安全。总之，只有不断提高施工规范与技术，采用合理的方法才能保证深水承台钢吊箱施工的顺利进行，并取得良好的社会经济效益，为我国的交通基础设施建设和社会发展做出贡献。

参考文献：

[1]陈伟，李明《桥梁施工临时结构设计》[J]北京：中国铁道出版社2002

[2]庞建军，肖建平《高桩承台钢吊箱围堰施工工艺》[J]铁道建筑2006

[3]陈宁贤《大型钢吊箱围堰的带荷载提升和下放施工技术》[J]铁道建筑2007