徐世亮

(東莞市鴻高建設(shè)工程有限公司)

東莞市東江大橋鋼吊箱承臺(tái)施工工藝

徐世亮

(東莞市鴻高建設(shè)工程有限公司)

介紹了東江大橋水中鋼吊箱承臺(tái)施工工藝,包含了鋼套箱的加工、安裝、澆筑封底混凝土、承臺(tái)混凝土施工等內(nèi)容。

水中承臺(tái);鋼套箱;施工工藝

1 工程概況

東江大橋是一座跨越東江南支流的特大型城市雙層橋梁,位于東莞石碣鎮(zhèn)劉屋村和東莞東城柏洲邊工業(yè)區(qū)之間,是莞深三期重點(diǎn)項(xiàng)目之一。S 2#～N2#墩為主橋,長 434 m,起止里程為 K47+563～K 47+997,跨徑組合為 113 m+208m+113 m,為雙層剛性懸索加勁三跨連續(xù)鋼桁梁橋。

東江大橋 S 1#、N 1#主墩各有三個(gè)分離式承臺(tái),每個(gè)承臺(tái)4根 Φ2.2m灌注樁支承。承臺(tái)底面標(biāo)高 -4.5 m,頂面標(biāo)高-0.50 m,尺寸為9.6m×9.6m×4.0m,R1m倒角,混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)為 C40。S 1#墩河床標(biāo)高 -3.96 m,N 1#墩河床標(biāo)高-3.87 m,東江平常高水位+2.0m。

封底混凝土厚 80～100 c m,混凝土設(shè)計(jì)等級(jí)為 C50。單個(gè)承臺(tái)混凝土方數(shù)為 368.64 m3。采用有底鋼圍堰施工,承臺(tái)封底采用水下混凝土一次性灌注完成,承臺(tái)混凝土 1次澆筑。

2 方案及工藝

2.1 確定施工方案

(1)水深 8 m,不深也不淺。

(2)承臺(tái)大小 9.6 m×9.6 m×4.0m,不大也不小。

因此,S 1N 1承臺(tái)擬采用單壁桁架有底鋼圍堰施工,現(xiàn)場分塊拼裝。

2.2 承臺(tái)標(biāo)高確定

通過與監(jiān)理、業(yè)主、設(shè)計(jì)多輪會(huì)商,確定承臺(tái)標(biāo)高由原設(shè)計(jì)標(biāo)高提高 50c m,承臺(tái)頂標(biāo)高定為-0.5 m,承臺(tái)底標(biāo)高定為-4.5 m。

2.3 承臺(tái)施工工藝

S 1N1承臺(tái)施工工藝流程如下。

(1)施工準(zhǔn)備;(2)河床清理;(3)圍堰下沉平臺(tái)安裝;(4)底籃拼裝平臺(tái)安裝;(5)底籃拼裝;(6)下層、上層側(cè)模安裝;(7)圍堰下放;(8)封底;(9)承臺(tái)鋼筋綁扎;(10)承臺(tái)混凝土施工;(11)養(yǎng)護(hù)。

2.4 鋼圍堰設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)思路如下。

(1)S 1N1共 6個(gè)承臺(tái),一樣的構(gòu)造,一樣的標(biāo)高。

(2)承臺(tái)橫橋向、縱橋向四個(gè)邊直線段一樣;四角為一樣的倒角。

(3)側(cè)向力：8m水深動(dòng)、靜水壓,4m高 C40混凝土。

(4)豎向力：鋼圍堰自重、4 m高 C40混凝土、封底混凝土重、800 t水浮力、封底混凝土與鋼護(hù)筒握裹力、風(fēng)力。

(5)鋼圍堰構(gòu)造。

鋼圍堰由 6部分構(gòu)成。

(1)側(cè)板。

單個(gè)鋼圍堰豎向分為兩層,4 m高/層;平面上分為兩種型號(hào) 8塊：6m直線段 4塊,R1 m1/4圓弧段4塊。塊與塊間栓接,栓孔間距 20c m,Φ24 m m孔,M20mm高強(qiáng)螺栓。

側(cè)板由里往外依次為 8 m m鋼板、50 c m間距橫背單根[10槽鋼、50c m寬豎置桁架,1 000 c m間距橫背[10單根槽鋼。

桁架弦桿、斜桿、立桿均為[10單根槽鋼,弦桿間距40 c m,立桿間距 50c m。

(2)底板。

底板為 80 c m厚 C50混凝土。

(3)底籃。

底部為 6 m m厚鋼板,上置由 2I 25雙拼工字鋼所構(gòu)框架系,鋼板 -工字鋼焊接,改變常規(guī)套箱底籃下梁上板的做法為下板上梁,即將套箱底鋼板置底,工字鋼梁置上焊牢在底板上,充分利用底籃承重梁作為封底混凝土的主骨架,這樣封底混凝土就形成型鋼混凝土結(jié)合梁板,有效降低了吊箱底籃和封底混凝土總厚度(總厚度為 60c m),同時(shí)套箱底籃系的強(qiáng)度大大提高,提高了抗壓承受能力。

(4)內(nèi)撐。

順橋向、橫橋向各 1根 Φ35 c m×7 m m鋼管,距鋼圍堰頂3m。

(5)懸吊系。

側(cè)板在四角布置 4個(gè)吊點(diǎn),底板上縱橫中部均勻布置12個(gè)吊點(diǎn),吊點(diǎn)用[10槽鋼和 20 m m鋼板焊接,吊點(diǎn)與底籃I 25工字鋼焊接,吊桿為 Φ32 m m精軋螺紋鋼,吊桿上承于下沉平臺(tái)(貝雷梁構(gòu)成,支承于鉆孔平臺(tái)鋼管樁上)。

(6)反壓系。

封底混凝土凝固后,抽水前,把 2I 25工字鋼用[10槽鋼與鋼護(hù)筒焊接,每個(gè)鋼護(hù)筒及中部鋼管周圍豎直沉入 I 25工字鋼,工字鋼上部水面以上與鋼護(hù)筒焊接。形成反壓體系。

抽水結(jié)束,每個(gè)鋼護(hù)筒及中部鋼管,反壓法蘭在承臺(tái)底上 20 c m高度范圍內(nèi)與鋼護(hù)筒或中部鋼管焊接。

反壓法蘭焊接完畢,割除上部反壓體系。

2.5 鋼圍堰加工

2.6 拼裝和下沉鋼圍堰

(1)擬施工承臺(tái)鉆孔樁聲測檢驗(yàn)合格。

(2)潛水員下水通過挖、鑿、抽、吊清理河床至規(guī)定標(biāo)高,且無雜物。

(3)在擬施工承臺(tái)水面上 1 m,鋼護(hù)筒割孔,穿 2I 25工字鋼,形成拼裝平臺(tái)。

(4)在拼裝平臺(tái)上安裝鋼圍堰底籃。

(5)平板車運(yùn)輸鋼圍堰側(cè)板至河岸,吊機(jī)吊上駁船,拖運(yùn)駁船至擬施工承臺(tái)附近。

(6)50 t水上吊機(jī),分塊安裝鋼圍堰側(cè)板,先裝下層,后裝上層。塊與塊間安放止水膠帶,螺栓拴緊。

(7)側(cè)板安裝完畢,安裝吊桿,吊桿中間用連接器接長,兩端螺母連接。

側(cè)板四角和中間共布置8個(gè) 20t手拉葫蘆。

(8)提高 20c m鋼圍堰,抽出平裝平臺(tái)工字鋼。

(9)每個(gè)下放葫蘆配置 2個(gè)工人,每 2根吊桿上端配置1個(gè)工人。

(10)葫蘆工人和螺母工人交替操作,約 10 h鋼圍堰可下沉到位。

(11)通過葫蘆適當(dāng)調(diào)整鋼圍堰平面和豎向位置。

(12)潛水員下水放置鋼護(hù)筒和鋼管邊封口鋼板,并焊接。

(13)考慮到鉆孔平臺(tái)鋼管樁附近貝雷受力過大,為使中間鋼管受力,在中間吊點(diǎn)位置下放 2組貝雷,并下移相應(yīng)吊桿上端螺母就位。

(14)在低水位時(shí),在水面處鋼圍堰割洞安裝稍大口徑水龍頭,打開水龍頭。

2.7 澆筑封底混凝土

(1)C50混凝土要求。

單個(gè)承臺(tái)封底混凝土67.1 m3,根據(jù)混凝土的初凝時(shí)間宜控制其澆筑時(shí)間為 5～10 h左右;混凝土的坍落度要求控制在 18～22 c m;初凝時(shí)間 8～10 h,并采用 1～3 c m粒徑石子作粗骨料。

(2)混凝土封底是整個(gè)承臺(tái)施工的關(guān)鍵工序,必須一次澆筑完成。

(3)在鋼護(hù)筒或承臺(tái)中間鋼管樁焊接共布置 5個(gè)灌注點(diǎn),泵管管口離混凝土底板面約 30 c m,泵送?？拷鼦虻腃承臺(tái),泵車站立棧橋上直接灌注,遠(yuǎn)離棧橋的 A、B承臺(tái)增加1臺(tái)泵車站駁船上中轉(zhuǎn)。5個(gè)澆筑點(diǎn),對(duì)稱依次灌注,單點(diǎn)灌注混凝土頂面標(biāo)高到位后換點(diǎn)灌注,在 5點(diǎn)灌注完后,檢查各處混凝土面標(biāo)高,必要時(shí)補(bǔ)足混凝土。

2.8 安裝反壓系

為平衡抽水后水對(duì)鋼圍堰整體浮力,須安裝反壓系,通過反壓系把浮力反力傳至灌注樁上,從而確保抽水后鋼圍堰整體安全。

2.9 抽水

關(guān)閉水龍頭,開始抽水,抽水過程,嚴(yán)加觀察鋼圍堰狀況,鋼圍堰側(cè)板剛度并不夠則加強(qiáng)內(nèi)撐,底板強(qiáng)度不夠則加強(qiáng)反壓。

抽水結(jié)束,立即在承臺(tái)底以上 20 c m高度內(nèi)在鋼護(hù)筒四周焊接下層反壓法蘭,轉(zhuǎn)換反壓系。

3 承臺(tái)混凝土施工

(1)澆筑混凝土前,模板內(nèi)的雜物、積水和鋼筋上的污垢應(yīng)清理干凈。

(2)卸料采用流槽方式、混凝土輸送泵送方式。

(3)混凝土澆注分層進(jìn)行,分層澆筑高度 30 c m。分層澆筑,前后兩層混凝土澆筑間隙不得超過混凝土初凝時(shí)間。

(4)澆筑時(shí)每個(gè)承臺(tái)配 4臺(tái)以上插入式振動(dòng)機(jī),操作原則為快插慢拔,每一個(gè)振動(dòng)點(diǎn)振搗時(shí)間 20～30 s時(shí)間不宜過長,以防造成離析現(xiàn)象,并嚴(yán)格控制振動(dòng)棒插入深度(可在振搗棒上進(jìn)行標(biāo)記),上層振搗插入下層 50～100 m m,以便利用上下層混凝土連成一個(gè)整體。振搗過程中,采用插入式振搗器振搗。使用插入式振搗器振搗時(shí),移動(dòng)間距不應(yīng)超過振動(dòng)器作用半徑的 1.5倍;與側(cè)模應(yīng)保持 50～100 m m的距離;每一處振動(dòng)完畢后應(yīng)邊振動(dòng)邊徐徐提出振動(dòng)棒;應(yīng)避免振動(dòng)棒碰撞模板、鋼筋及其他預(yù)埋件。對(duì)每一部位振搗到位,使混凝土振搗密實(shí),其標(biāo)準(zhǔn)是混凝土停止下沉,不冒氣泡,表面平坦。

(5)在澆筑過程中或澆筑完成時(shí),如混凝土表面泌水較多,須在不擾動(dòng)已澆筑混凝土的條件下,采取措施將水排除。繼續(xù)澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)查明原因,采取措施,減少泌水。

(6)承臺(tái)混凝土一次澆筑完成。

(7)混凝土澆筑完成后,對(duì)混凝土裸露面應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修整、抹平,待定漿后再抹第二遍并壓光或拉毛。當(dāng)裸露面面積較大或氣候不良時(shí),應(yīng)加蓋防護(hù),但在開始養(yǎng)生前,覆蓋物不得接觸混凝土面。

(8)混凝土澆筑終凝后,每天進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù),混凝土表面濕度保持在 90%以上,連續(xù) 7 d,養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁堆載重物。

4 結(jié) 語

通過實(shí)際操作施工,我們?cè)谔紫涞募庸ず推囱b過程中進(jìn)行了大量的工藝革新、由于對(duì)許多個(gè)別的情況進(jìn)行認(rèn)真的分析和準(zhǔn)備,并爭取了有效的應(yīng)對(duì)措施,在極其困難的情況下,主墩 6個(gè)承臺(tái)的封底均一次成功,且經(jīng)過了 +3.5(8 m水深)洪水位的考驗(yàn),搶在大的汛期之前完成主墩承臺(tái)的施工任務(wù),縮短施工周期,降低施工成本,并確保了封底的成功,為大橋施工的順利進(jìn)行了奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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U445

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1008-3383(2010)02-0099-02

2009-11-17

徐世亮(1969-),男,山東濰坊人,工程師,長期從事路橋工程建設(shè)和管理研究。