李美林

(中交二公局第二工程有限公司，陜西 西安　710119)

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柴埠大橋主橋17#墩鋼套箱施工關(guān)鍵技術(shù)

李美林

(中交二公局第二工程有限公司，陜西 西安710119)

摘要：主要介紹了柴埠大橋主橋工程17#墩采用有底鋼套箱進(jìn)行施工的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高樁承臺(tái)；施工；鋼套箱；關(guān)鍵技術(shù)

1工程概況

浙江省桐廬縣S305(23省道)梅蓉至杭新景高速鳳川互通公路工程第一合同段柴埠大橋主橋位于富春江主河道。主橋設(shè)計(jì)為 (106+200+106) m預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁雙塔中央索面斜拉橋，群樁基礎(chǔ)。主墩17#墩承臺(tái)設(shè)計(jì)為φ22 m，厚度為5 m；承臺(tái)頂標(biāo)高為0 m，底標(biāo)高為-5.0 m，混凝土為C35，承臺(tái)混凝土方量為1 900 m3。

2水文條件

(1)每年枯水期位于當(dāng)年10月～次年的3月，洪水期在4月～9月，為了減少承臺(tái)施工困難，承臺(tái)施工計(jì)劃放在枯水期施工。

(2)工程位于富春江中，桐廬與窄溪航段在洪水與潮汛同時(shí)出現(xiàn)期間水位實(shí)測(cè)情況，2011年6月15日～17日，七里瀧電站泄洪流量9 000～13 500 m3/S，最高水位達(dá)到11.92 m。常水位在+5.5 m左右。水中施工采用鋼棧橋+型鋼平臺(tái)施工，棧橋和平臺(tái)高程為+14.5 m，河床高程117#墩為-7.7 m，距承臺(tái)底2.7 m。因?yàn)楹哟哺采w層為松散卵石層，棧橋平臺(tái)鋼管樁無(wú)法入土很深，采用小間距，而且懸空段很長(zhǎng)，對(duì)圍堰平臺(tái)體系施工造成很大困難。

(3)柴埠大橋主橋段富春江水域江面較寬，水流流速南急北緩，受上游七里瀧及富春江電站的影響，水位漲落較頻繁，漲幅一般在1.0～3.0 m。

(4)根據(jù)富春江廬茨埠站和 1969 年以后富春江電站和流量資料統(tǒng)計(jì)，富春江電站多年平均徑流量為 300.35 億m3，平均流量 952 m3/S，徑流在年際變化較大，最大和最小之比可達(dá)4倍，且徑流在年內(nèi)呈明顯季節(jié)性變化，梅汛期徑流量占全年的70%左右。

表1　桐廬窄溪的最高與最低水位分析表

(5)桐廬與窄溪航段近期水位實(shí)測(cè)情況，2013年1月7日8時(shí)～9日18時(shí)桐廬窄溪的最高與最低水位。

3鋼套箱設(shè)計(jì)

3.1方案選擇

17#墩河床高程為-7.7 m，承臺(tái)底高程為-5.0 m，距承臺(tái)底2.7 m，屬于高樁承臺(tái)?？紤]到水位變化對(duì)圍水結(jié)構(gòu)的壓力，同時(shí)考慮到工期不能按時(shí)施工水位上漲，洪水沖擊或者雨水增加水位上漲帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，綜合考慮采用雙璧鋼吊箱結(jié)構(gòu)作為17#墩承臺(tái)的圍水結(jié)構(gòu)。

3.2鋼套箱構(gòu)造

(1)側(cè)板由面板、豎向桁架、水平桁架、豎向和橫向加勁肋、鋼箱組成。內(nèi)、外面板、加勁肋均采用δ=6 mm厚的鋼板。桁架采用[8型鋼。每塊鋼吊箱內(nèi)外側(cè)均設(shè)置2道連接法蘭，法蘭采用(L100×100×8) mm角鋼，在設(shè)計(jì)位置開(kāi)設(shè)Φ22 mm螺栓孔。

(2)底板由承重梁(800×600) mm型鋼、分配梁I25a和δ=6 mm厚的鋼板組成，通過(guò)吊桿與懸吊承重梁連接。

(3)懸吊系統(tǒng)由承重梁、吊桿和提升設(shè)備組成。

懸吊承重梁采用2HN600×200 mm型鋼，固定于鋼護(hù)筒頂部。吊桿采用930級(jí)Φ32 mm精軋螺紋鋼筋，共設(shè)置50根，24根為提升吊桿，26根為固定吊桿。提升設(shè)備由24個(gè)80 t穿心千斤頂及相關(guān)管路等組成。

(4)內(nèi)支撐。

內(nèi)支撐采用Φ800×10 mm鋼管，均沿橫橋向順長(zhǎng)布置，與側(cè)板鋼箱連接。

3.3設(shè)計(jì)說(shuō)明

(1)設(shè)計(jì)工況。

工況一：鋼套箱拼裝完成下放至設(shè)計(jì)高程-7.5 m；

工況二：鋼套箱封底完成；

工況三：抽水加內(nèi)支撐；

工況四：抽水至封底標(biāo)高。

工況二底板受力最不利，工況三、四側(cè)板受力最不利。

(2)計(jì)算采用極限狀態(tài)應(yīng)力法，計(jì)算采用MIDAS/CIVIL有限元分析軟件。

4鋼套箱施工

4.1鋼套箱加工

鋼套箱加工在后場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)加工場(chǎng)內(nèi)集中進(jìn)行，采用分塊加工，整體預(yù)組拼的方式。

4.2鋼吊箱拼裝平臺(tái)搭設(shè)

鉆孔平臺(tái)拆除完成后，進(jìn)行鋼吊箱拼裝平臺(tái)的搭設(shè)。鉆孔平臺(tái)拆除時(shí)，按照從上至下的順序進(jìn)行，首先拆除平臺(tái)頂面鋼板，再拆除平臺(tái)的縱、橫分配梁。

4.3鋼吊箱懸吊系統(tǒng)設(shè)置

鋼吊箱拼裝平臺(tái)搭設(shè)完成后，開(kāi)始進(jìn)行懸吊系統(tǒng)的布置，懸吊系統(tǒng)由下至上:吊桿、懸吊梁、分配梁、穿心千斤頂、墊片、錨固螺栓。

4.4鋼吊箱側(cè)板分塊拼裝

為了減小鋼吊箱的拼裝誤差，鋼吊箱側(cè)板拼裝均采用對(duì)角拼裝法。17#墩鋼吊箱選擇內(nèi)側(cè)1#塊作為首個(gè)拼裝塊，14#、15#墩選擇倒角3#塊作為首個(gè)拼裝塊，然后依次拼裝其相鄰塊段，最后在吊箱對(duì)角進(jìn)行合攏。

4.5鋼吊箱導(dǎo)向裝置安裝

鋼吊箱側(cè)板拼裝完成后，在側(cè)板上焊接導(dǎo)向裝置，以滿足吊箱下放精度。

4.6鋼吊箱整體下放

(1)將懸吊梁上的固定吊點(diǎn)松開(kāi)，液壓穿心千斤頂提升吊點(diǎn)全部進(jìn)行錨固；

(2)液壓穿心千斤頂升1個(gè)行程(80 t千斤頂行程20 cm)，將鋼吊箱整體提起20 cm，割除下部支撐型鋼，此時(shí)鋼吊箱自重荷載全部轉(zhuǎn)換至千斤頂上；

(3)千斤頂緩慢回油1個(gè)行程，鋼吊箱隨著錨固點(diǎn)整體下放20 cm；

(4)將懸吊梁上的固定吊點(diǎn)進(jìn)行錨固，松開(kāi)提升吊點(diǎn)；

(5)千斤頂緩慢頂升1個(gè)行程，將提升吊點(diǎn)全部錨固，松開(kāi)固定吊點(diǎn)；

(6)重復(fù)上述(3)～(5)步驟，一直將吊箱下放至設(shè)計(jì)位置。

4.7封底混凝土施工

(1)護(hù)筒清洗和封堵。

鋼吊箱下放完成后，潛水員下潛至護(hù)筒位置，對(duì)護(hù)筒進(jìn)行清洗，保證混凝土與鋼護(hù)筒的粘結(jié)力，再將兩塊對(duì)開(kāi)寬15 cm鋼板，使用螺栓連接，擰緊螺栓將鋼板帶卡在護(hù)筒周?chē)５跸涞装迮c護(hù)筒之間的空隙，除用環(huán)形夾板封堵后，尚留的縫隙使用麻繩、棉絮等堵塞封嚴(yán)。

(2)導(dǎo)管布置。

根據(jù)計(jì)算導(dǎo)管下口壓力及護(hù)筒的影響，確定導(dǎo)管的作用半徑為3.0 m。根據(jù)封底面積，確定導(dǎo)管點(diǎn)布置數(shù)量及平面位置。

17#主墩鋼吊箱封底導(dǎo)管點(diǎn)共布置15個(gè)，采用5套導(dǎo)管。

(3)封底混凝土灌注。

混凝土運(yùn)輸采用罐車(chē)運(yùn)送到墩位，利用混凝土輸送泵泵送進(jìn)行澆注封底混凝土。

混凝土配合比采用摻加緩凝劑，混凝土初凝時(shí)間可達(dá)15 h左右。所有封底混凝土必須在混凝土初凝前澆注完成。

封底混凝土澆注的順序?yàn)椋合鹊吞幒蟾咛?，再周?chē)笾胁浚_?；炷撩姹３衷诖笾孪嗤臉?biāo)高，混凝土標(biāo)高采用測(cè)繩現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定。

5結(jié)束語(yǔ)

主墩承臺(tái)施工從鋼套箱開(kāi)始施工，工期2015年2月14日～2015年5月27日。很好解決高樁承臺(tái)施工圍水結(jié)構(gòu)在不利條件順利完成承臺(tái)結(jié)構(gòu)施工。

參考文獻(xiàn)：

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTG/T F50-2011)[S].人民交通出版社，2011.

[2]橋涵(上冊(cè)) [M].北京：人民交通出版社，2000.

[3]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB 50017-2003)[S].

The construction technology of the 17#pier steel tank of main bridge of the Chaibu bridge

LI Mei-lin

(The Second Engineering Co., Ltd.,CCCC Second Department,Xi′an,Shanxi 710119,China)

Abstract:This paper mainly introduces the key technology of bridge engineering 17# Chai Bu piers bottom steel cofferdam construction.

Keywords:high pile cap; construction; steel tank; key technology

中圖分類(lèi)號(hào)：U445.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2016)01-0066-02

作者簡(jiǎn)介：李美林(1982-)，男，工程師，研究方向：施工管理。

收稿日期：2015-11-02