田睿，何榮堅(jiān)

1 工程概況

港珠澳大橋江海直達(dá)船航道橋全長(zhǎng)994 m，橋型為獨(dú)柱型三塔整幅鋼箱梁斜拉橋，跨徑布置為（110+129+258+258+129+110）m，斜拉索采用空間扇形布置，單索面；主梁采用流線型扁平鋼箱梁，梁高4.58m[1]。橋梁效果圖如圖1。

主墩采用群樁基礎(chǔ)，每個(gè)主墩下設(shè)20根準(zhǔn)250 cm鋼管復(fù)合樁。承臺(tái)為六邊形圓倒角整體式承臺(tái)，尺寸為35m伊26m伊9 m，一級(jí)承臺(tái)頂標(biāo)高+3.8m，封底混凝土底標(biāo)高-3m，厚度1.8m，C25混凝土共1 410 m3。承臺(tái)采用C45海工混凝土6 120 m3，分2級(jí)，一級(jí)承臺(tái)高5 m；二級(jí)承臺(tái)高4m，見(jiàn)圖2。

圖1 橋梁效果圖Fig.1 Bridge effect diagram

邊輔墩采用群樁基礎(chǔ)，每個(gè)墩下設(shè)13根準(zhǔn)250 cm鋼管復(fù)合樁。承臺(tái)為六邊形倒角整體式承臺(tái)，尺寸為33m伊19m伊7.5m。

圖2 承臺(tái)全貌Fig.2 Fullview of the pile cap

通航孔橋承臺(tái)套箱與防撞結(jié)構(gòu)相結(jié)合設(shè)計(jì)，采用雙壁鋼套箱，由內(nèi)、外圍壁、底板、頂板、箱內(nèi)加勁、護(hù)弦等板架構(gòu)件組成。防撞套箱平面長(zhǎng)41.684m，寬32.084m，順橋向兩側(cè)套箱寬2.2 m，橫橋向兩側(cè)套箱寬2.5 m，型深8.3 m，套箱側(cè)板共分12節(jié)段，分塊間采用不銹鋼高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。

主墩鋼套箱共分12節(jié)段，總重約556 t（套箱重436 t，考慮防撞護(hù)弦等重約120 t），邊輔墩套箱共分10個(gè)節(jié)段，總重約400 t（套箱重280 t，考慮防撞護(hù)弦等重約120 t）。

為延長(zhǎng)防撞套箱的使用壽命，設(shè)計(jì)采用防蝕涂料對(duì)防撞套箱側(cè)板的內(nèi)外表面及其鋼構(gòu)件的表面進(jìn)行防腐涂層處理，設(shè)計(jì)要求防腐期限為30 a。

2 主要施工方案

江海直達(dá)船航道橋承臺(tái)套箱底板為H482型鋼（或H582型鋼）+8 mm鋼板+[16a槽鋼，套箱內(nèi)撐設(shè)置在套箱頂部，主墩縱橋向設(shè)置3道（邊輔墩縱橋向設(shè)置2道），橫橋向設(shè)置1道，采用準(zhǔn)820伊啄10mm鋼管。

套箱底板通過(guò)液壓千斤頂下放到設(shè)計(jì)標(biāo)高（索塔承臺(tái)為-3m，邊輔墩承臺(tái)為-1.2 m），套箱整體拼裝運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，大型浮吊整體起吊安裝就位。經(jīng)過(guò)精確調(diào)整后，澆筑第一次封底混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度等級(jí)后，抽水并進(jìn)行受力體系轉(zhuǎn)換，再進(jìn)行第二次封底混凝土澆筑。封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度要求后，清理樁頭，封底混凝土鑿毛，然后進(jìn)行承臺(tái)施工。

承臺(tái)采用有底鋼套箱施工，套箱側(cè)壁利用防撞套箱，套箱底板在承臺(tái)澆筑完畢以后不拆除，作為永久結(jié)構(gòu)。首先將套箱底板用液壓千斤頂下放至封底底標(biāo)高，駁船浮運(yùn)整體套箱到位，浮吊整體安裝套箱，分2次澆筑封底混凝土，分5次澆筑主墩承臺(tái)混凝土。承臺(tái)施工完成后表面進(jìn)行硅烷防腐施工。

3 重點(diǎn)及難點(diǎn)

3.1 防撞套箱整體吊裝定位

鋼套箱在吊裝就位時(shí)，受漲、落潮及波浪力作用，易產(chǎn)生平面位置的移動(dòng)，因此在每個(gè)墩四角的4個(gè)護(hù)筒安裝導(dǎo)向限位系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)測(cè)的護(hù)筒偏差及套箱加工尺寸調(diào)整導(dǎo)向系統(tǒng)，以引導(dǎo)鋼套箱準(zhǔn)確落位。

采用大型運(yùn)輸駁船將套箱整體運(yùn)輸至施工現(xiàn)場(chǎng)，并拋錨就位。

浮吊停泊在待吊裝套箱的南側(cè)，拋錨固定；套箱運(yùn)輸平板駁依靠拖輪拖至浮吊正前方，拋錨固定。

浮吊吊鉤連接好專用吊具（墩臺(tái)預(yù)制構(gòu)件一級(jí)吊具），吊具通過(guò)插銷與套箱吊耳連接，形成整體。采用分級(jí)加載方式保證起重船各吊鉤同步加載。緩慢提升吊鉤，使鋼絲繩逐步收緊，當(dāng)套箱整體吊起約5 cm后靜止，進(jìn)行全面檢查。

套箱整體起吊一定高度后，套箱運(yùn)輸駁船離開(kāi)，通過(guò)絞錨將浮吊移動(dòng)到施工墩位處，通過(guò)絞錨來(lái)調(diào)整浮吊，使套箱整體位于墩位上方，再次精確調(diào)整浮吊平面位置，緩慢下放并隨時(shí)觀察套箱與樁基四周護(hù)筒的位置是否有沖突，確保無(wú)沖突后繼續(xù)下放。套箱下放到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高位置后，調(diào)整套箱平面位置、垂直度、高程，套箱頂部與外圈鋼護(hù)筒用準(zhǔn)820伊10mm鋼管連接固定，確保套箱能承受水流及波浪作用。

3.2 大體積混凝土的溫控措施

承臺(tái)屬于大體積混凝土構(gòu)件，必須制定詳細(xì)可行的溫度控制方案，采取適當(dāng)?shù)臏乜卮胧?/p>

使用坍落度相對(duì)較低的混凝土，有利于減少混凝土用水量，降低溫升，減少干縮，提高抗開(kāi)裂性能。

降低混凝土的澆注溫度對(duì)控制混凝土裂縫非常重要。在混凝土澆筑之前，采取措施降低水泥、粉煤灰、砂、石、水的溫度。

在承臺(tái)混凝土內(nèi)設(shè)冷卻水管通水降溫。冷卻水管根據(jù)溫控設(shè)計(jì)要求及分層厚度進(jìn)行布置。冷卻水管采用直徑42.3 mm，壁厚3.25 mm的輸水黑鐵管，管間采用絲頭連接。布管時(shí)，冷卻水管應(yīng)與承臺(tái)主筋錯(cuò)開(kāi)，若存在沖突可適當(dāng)移動(dòng)水管位置。

3.3 水下堵漏

鋼套箱底板共有20個(gè)孔，均采用封堵鋼板封堵和干狀混凝土堵漏相結(jié)合的方法進(jìn)行施工。

3.4 鋼筋保護(hù)層設(shè)置

主墩承臺(tái)鋼筋保護(hù)層厚度不應(yīng)小于80 mm，底面鋼筋保護(hù)層采用圓柱形混凝土墊塊，每1 m伊1 m墊1個(gè)墊塊；側(cè)面采用錐形塑料墊塊，每層混凝土上下布置2排墊塊，每排墊塊的水平間距為1 m。

4 承臺(tái)施工工藝

4.1 底板加工及下放

套箱底板主要由承重梁、面板、分配梁等部分組成。其中套箱底架面板采用8 mm鋼板，承重梁為H482型鋼組成的框架結(jié)構(gòu)，底架面板上用 [16a槽鋼作為分配梁反壓面板，底架通過(guò)精軋螺紋鋼及十字架梁支承在鋼護(hù)筒上，如圖3。底架吊點(diǎn)共100個(gè)，其中樁基護(hù)筒頂部設(shè)置80個(gè)，底架周邊（輔助平臺(tái)上）設(shè)置20個(gè)，如圖4。

圖3 套箱底架布置圖Fig.3 Arrangement plan of box bottom

圖4 套箱底架下放示意圖Fig.4 Devolution schematic of box bottom

所有準(zhǔn)備工作完成后，穿好精軋螺紋鋼，按要求布置千斤頂（每個(gè)吊點(diǎn)配2個(gè)千斤頂），統(tǒng)一調(diào)節(jié)好精軋螺紋鋼長(zhǎng)度，準(zhǔn)備提升底板。所有工序檢查完畢，確認(rèn)各千斤頂、精軋螺紋鋼正常工作后，各施工點(diǎn)同時(shí)提升千斤頂5 cm，提升到位后，擰緊墊梁上精軋螺紋鋼螺母，割除鋼護(hù)筒支承牛腿。

牛腿全部割除后，開(kāi)始下放底板。待底板下放到位后，測(cè)量配合調(diào)平底板，將型鋼與樁基護(hù)筒焊接固定，反壓、固定底板。在外圈14個(gè)鋼護(hù)筒內(nèi)側(cè)焊接2I25a工字鋼做底板反壓梁，防止底板晃動(dòng)。按要求鎖緊混凝土澆注時(shí)需用的所有懸掛裝置。

底板下放到位后，測(cè)量調(diào)平底板，調(diào)平后潛水員塞緊底板與護(hù)筒間空隙，擰緊所有已安裝吊帶螺母，并及時(shí)焊接臨時(shí)限位措施，以免底板在套箱安裝時(shí)發(fā)生偏移。

每次提升或下放作業(yè)前，必須檢查吊點(diǎn)焊縫質(zhì)量及精軋螺紋鋼的情況[2-3]。

4.2 防撞套箱加工及下放

底板下放前，測(cè)量人員按設(shè)計(jì)圖紙放樣，然后焊接安裝底板限位裝置，底板下放完畢后在樁基外圍護(hù)筒上對(duì)稱安裝套箱下放導(dǎo)向裝置。

防撞套箱先在加工場(chǎng)拼裝好，套箱共設(shè)置4個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)橫向間距23.6 m，縱向間距27.14 m。鋼套箱順橋向設(shè)置3道內(nèi)撐，橫橋向設(shè)置1道內(nèi)撐，內(nèi)撐材料為準(zhǔn)820伊啄10 mm焊管，支撐設(shè)置于套箱頂層。

套箱整體拼裝完畢后用駁船轉(zhuǎn)運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)，采用“長(zhǎng)大海升”3 200 t浮吊配合墩臺(tái)預(yù)制構(gòu)件一級(jí)吊具進(jìn)行整體起吊和安裝，見(jiàn)圖5。

圖5 套箱整體吊裝示意圖Fig.5 Overallhoisting diagram of the box

鋼套箱下放到位后，為避免由于水流波浪力的影響造成鋼套箱偏位，需將套箱與護(hù)筒通過(guò)鋼管焊接固定，同時(shí)將另外封底增設(shè)的暫時(shí)未受力的吊點(diǎn)（包括平臺(tái)四周的吊點(diǎn)）螺母擰緊，準(zhǔn)備封底混凝土施工。

4.3 承臺(tái)第1次封底混凝土施工

鋼套箱下放完畢以后，潛水人員下水再一次對(duì)底板摸底，將有漏的地方進(jìn)行封堵。承臺(tái)封底采用C25水下混凝土，主墩承臺(tái)封底混凝土厚1.8 m，方量為1 414m3，分2次澆筑，第1次1.4m。水下封底混凝土采用2艘攪拌船（長(zhǎng)大16及長(zhǎng)大18），共3條布料桿，分32個(gè)澆筑點(diǎn)對(duì)稱澆注?；炷亮蟼潺R全，一切準(zhǔn)備工作就緒后組織一次性澆注完1.4m水下封底混凝土。

預(yù)先設(shè)置在底板上的鋼管做泄水孔，保持套箱內(nèi)外水壓平衡，封底混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后封堵泄水孔。

4.4 體系轉(zhuǎn)換及第2次干封底

為確保承臺(tái)混凝土澆筑的安全，必須進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換。封底混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，抽水，清理封底混凝土表面松散層，主墩承臺(tái)在標(biāo)高為-1.6 m處的護(hù)筒上焊接2I36a工字鋼牛腿，將預(yù)置的精軋螺紋鋼上螺母擰緊在牛腿上，準(zhǔn)備進(jìn)行第2次封底混凝土澆筑。

為保證牛腿焊接質(zhì)量，要將鋼護(hù)筒外壁的雜物清理干凈。牛腿開(kāi)50毅單面坡口與鋼護(hù)筒焊接，焊縫高12mm，焊縫應(yīng)緊密、均勻和滿焊。

體系轉(zhuǎn)換后進(jìn)行第2次0.4 m厚的封底混凝土干澆筑，其中主墩第2次封底混凝土共313.28 m3，邊輔墩第2次封底混凝土共222.8 m3。

4.5 承臺(tái)鋼筋安裝及混凝土澆筑

承臺(tái)鋼筋采用HPB235、HRB400、HRB335，承臺(tái)最外層鋼筋及其露頭拉筋采用不銹鋼鋼筋。直徑>20 mm的鋼筋采用機(jī)械連接[4]，接頭為玉級(jí)接頭，不銹鋼鋼筋采用不銹鋼鋼筋連接器。

同時(shí)，由于鋼筋用量較大，鋼筋網(wǎng)格、層次較多，為保證設(shè)計(jì)鋼筋能放置正確和混凝土澆筑質(zhì)量，除架立鋼筋外，用短鋼筋頭架立各層鋼筋網(wǎng)片，做到上下層網(wǎng)格對(duì)齊，層間距正確，并確保鋼筋的保護(hù)層厚度[5-6]。

主墩承臺(tái)：一級(jí)承臺(tái)分3層澆筑，第1層1.5m，澆筑混凝土方量約1 326 m3，第2層2 m，澆筑方量約1 768 m3，第3層1.5 m，澆筑方量約1 326 m3；二級(jí)承臺(tái)分2層澆筑，每層澆筑高度2 m，第1層澆筑方量1 147 m3，第2層澆筑方量566 m3。在混凝土澆筑前進(jìn)行腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)的安裝及準(zhǔn)確預(yù)埋索塔底座的預(yù)埋件。

邊輔墩承臺(tái)：一級(jí)承臺(tái)分2次澆筑，第1次1.75 m（1 010 m3），第 2 次 1.75 m（1 010 m3）；二級(jí)承臺(tái)1次澆筑，澆筑厚度2.5m。

澆筑第1層混凝土對(duì)于承臺(tái)套箱有很大的意義。第1層混凝土的澆筑成功可以說(shuō)套箱施工的基本問(wèn)題得以解決。為保證第1層混凝土澆筑成功，在技術(shù)工藝上應(yīng)采取以下措施：

1）根據(jù)潮汐選擇合適的澆筑時(shí)間。2）優(yōu)化澆筑順序。3）優(yōu)選混凝土配合比（如初凝時(shí)間、坍落度指標(biāo)）等。

4.6 承臺(tái)防腐施工

二級(jí)承臺(tái)表面采用硅烷浸漬進(jìn)行防腐，主墩承臺(tái)涂裝面積共2 663.4m2，過(guò)渡墩、輔助墩承臺(tái)涂裝面積共2 210m2。防腐施工前對(duì)承臺(tái)表面進(jìn)行處理，進(jìn)行噴涂試驗(yàn)和檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果符合設(shè)計(jì)要求及規(guī)范規(guī)定后，再進(jìn)行全面施工。

4.7 犧牲陽(yáng)極構(gòu)造施工

通航孔橋鋼管樁的陰極保護(hù)采用手鐲形環(huán)狀陽(yáng)極組，共112組。犧牲陽(yáng)極直接安裝在承臺(tái)下部的鋼管復(fù)合樁上。安裝時(shí)間控制在鉆孔區(qū)平臺(tái)拆除完成、套箱底板下放前，采用水下施工的方式進(jìn)行安裝，安裝位置在最低潮位以下30 cm處，可根據(jù)潮汐變化適當(dāng)調(diào)整陽(yáng)極安裝的水平位置。安裝前，首先要對(duì)鋼管樁側(cè)壁附著物進(jìn)行清除，再將陽(yáng)極組用環(huán)狀鋼帶相連，預(yù)制成管箍形結(jié)構(gòu)，鋼帶用高性能涂層保護(hù)，履帶吊起吊將陽(yáng)極組套入鋼管樁，下沉至設(shè)計(jì)高度后，由潛水員在水下將管箍與鋼管固定，同時(shí)用水下焊接方式實(shí)現(xiàn)犧牲陽(yáng)極與鋼管的電導(dǎo)連，焊接點(diǎn)用SLF涂層防護(hù)完成安裝。

5 結(jié)語(yǔ)

江海直達(dá)船航道橋承臺(tái)施工處于外海，風(fēng)浪及潮汐情況復(fù)雜，通過(guò)采用先進(jìn)可靠的材料、設(shè)備，整個(gè)工藝技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，切實(shí)可行，安全可靠。

：

[1]中交水運(yùn)規(guī)劃設(shè)計(jì)院.港珠澳大橋主體橋梁工程DB01標(biāo)段施工圖設(shè)計(jì)[R].2012.CCCC Highway Consultants Co.,Ltd.Construction drawing design of DB01 section of the main bridge project of Hongkong-Zhuhai-Macao Bridge[R].2012.

[2] 交通部第一公路工程總公司.橋涵 [M].北京：人民交通出版社，1999.Ministry of Communications First Highway Engineering Co.,Ltd.Bridge and culvert[M].Beijing:China Communications Press,1999.

[3]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].JTG/T F50—2011,Technical specification for construction of highway bridge and culverts[S].

[4]JG 171—2005，墩粗直螺紋鋼筋接頭[S].JG 171—2005,Parallel thread rebar splice with upsetting end[S].

[5] 楊嗣信.建筑工程模板設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1997.YANG Si-xin.Architectural engineering template design manual[M].Beijing:China Architecture&Building Press,1997.

[6] 毛瑞祥，程翔云.公路橋涵設(shè)計(jì)手冊(cè)：基本資料[M].北京：人民交通出版社，1993.MAO Rui-xiang,CHENG Xiang-yun.Road bridge design manual:basic information[M].Beijing:China Communications Press,1993.工程師擬納入國(guó)家注冊(cè)造價(jià)工程師體系統(tǒng)一考慮，可見(jiàn)水運(yùn)工程造價(jià)從業(yè)人員管理正逐步向權(quán)威化、規(guī)范化發(fā)展。