溫州甌江口大橋有限公司，浙江 溫州 325026

1 工程概述

溫州甌江北口大橋?yàn)閷幉ㄖ翓|莞國家高速公路（上層）和國道228線（下層）共線過江的雙層公路橋梁，橋址位于甬臺(tái)溫高速公路溫州大橋下游15km處，全長2178m，主橋?yàn)?215+2×800+275)m三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋，橋式布置形式如圖1所示。主橋中塔縱橋向?yàn)椤癆”形鋼筋混凝土剛性結(jié)構(gòu)，橫橋向?yàn)殚T形鋼筋混凝土剛性結(jié)構(gòu)，塔高142m。中塔采用沉井基礎(chǔ)，沉井下部為填充混凝土鋼殼結(jié)構(gòu)，上部為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。沉井橫橋向?qū)?6m，縱橋向?qū)?5m，總高68m，其中，鋼筋混凝土沉井高9m，鋼沉井高59m，平面布置為21個(gè)尺寸為11.36m×9.16m的井孔，周邊四角井孔設(shè)置成圓端形，形成連拱，中塔沉井結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 溫州甌江北口大橋主橋橋式布置（單位：m）

圖2 溫州甌江北口大橋中塔沉井基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖（單位：cm）

沉井接高施工一般分為整體節(jié)段接高施工和分塊接高施工。確定水中沉井接高方式時(shí)要考慮潮水位、水流流速、橋址位水深、施工費(fèi)用等綜合因素。該項(xiàng)目鋼沉井單節(jié)最大重量達(dá)1363t，結(jié)構(gòu)尺寸為55m×66m，超出常規(guī)運(yùn)輸船舶寬度較大，且吊裝和運(yùn)輸均需采用非常規(guī)設(shè)備，費(fèi)用較高。同時(shí)，考慮到大型浮吊吊裝作業(yè)時(shí)吃水深度要求，橋址處水位無法滿足現(xiàn)場整體吊裝要求，故經(jīng)過方案比選，該項(xiàng)目鋼沉井（6～12節(jié)）采取現(xiàn)場分塊接高的方式。文章以溫州甌江北口大橋中塔沉井施工為背景，主要闡述鋼沉井水中精準(zhǔn)接高施工方案及關(guān)鍵技術(shù)。

2 鋼沉井水中精準(zhǔn)接高方案

溫州甌江北口大橋中塔鋼沉井在南通韓通船廠制造、組拼，制造完成后由大噸位駁船運(yùn)輸至橋址處采用1200t浮吊配合進(jìn)行現(xiàn)場接高。

鋼沉井整體分塊過程中考慮到該項(xiàng)目橋址位潮水的往復(fù)流情況，以及平潮期短、流速較急等問題，沉井接高要求必須在平潮期內(nèi)快速對(duì)位、精準(zhǔn)接高，原分塊節(jié)段為突出齒狀結(jié)構(gòu)，在接高過程施工中，受潮水的流速影響，浮吊存在晃動(dòng)，鋼沉井塊段受到碰撞的可能性較大，通過調(diào)整分塊結(jié)構(gòu)形式，改突出塊段為直線形式，實(shí)際節(jié)段接高塊段劃分形式如圖3所示。

圖3 分塊接高塊段劃分示意圖

該項(xiàng)目鋼沉井水中接高是依據(jù)沉井施工過程中各種工況計(jì)算所得，沉井接高和下沉過程交替進(jìn)行，沉井接高時(shí)除了滿足沉井計(jì)算的下沉穩(wěn)定性要求（達(dá)到預(yù)定的下沉標(biāo)高），還要滿足水中沉井接高干舷高出最高水位的要求，防止水淹。依據(jù)單節(jié)沉井最大吊裝重量、預(yù)留沉井干舷高度、潮水位、吊裝安裝跨距、安全系數(shù)等綜合因素考慮，該項(xiàng)目采用1200t浮吊作為接高吊重的主要施工機(jī)械。

3 鋼沉井水中精準(zhǔn)接高施工關(guān)鍵技術(shù)

廠內(nèi)按方案組裝的三大塊體焊接預(yù)拼完成并驗(yàn)收合格后，三大塊體解體采用大型平板駁船舶分兩層堆碼固定，運(yùn)輸至橋位現(xiàn)場，利用墩旁1200t浮吊吊裝對(duì)位、接高組拼。吊裝順序?yàn)橹虚g塊段→邊遠(yuǎn)端塊段→邊近端塊段。

3.1 吊耳設(shè)置

4.5m段接高鋼沉井最重節(jié)段為第10節(jié)，其總重量為1363t，依據(jù)單層分塊形式中間段分塊最大重量約479t，邊塊段DF1/3分塊重量約442t，如表1所示。

表1 4.5m段接高鋼沉井分塊最大重量統(tǒng)計(jì)表 單位：t

為了滿足鋼沉井吊裝安全需要，其余接高節(jié)段吊裝點(diǎn)的設(shè)置均按最大要求制作。每個(gè)接高節(jié)段的分段的吊裝點(diǎn)必須滿足單片吊裝塊段對(duì)稱的要求，保證其起吊點(diǎn)的中心必須與結(jié)構(gòu)中心基本吻合，各分段吊裝點(diǎn)設(shè)置如圖4、圖5所示。

圖4 中間塊段吊點(diǎn)平面布置圖

圖5 兩側(cè)塊段吊點(diǎn)平面布置圖

3.2 機(jī)械站位

（1）浮吊拋錨。由于第一次接高時(shí)浮吊拋錨受鋼沉井邊錨定位纜繩的限制，浮吊前端拋設(shè)4根錨繩，2根錨繩掛設(shè)于沉井上，另外上下游各拋設(shè)1根錨繩，后端拋設(shè)3根纜繩（2根八字錨，1根直錨）。具體拋錨布置形式如圖6所示。

圖6 浮吊拋錨布置圖

（2）吊裝準(zhǔn)備。浮吊拋錨定位完成前運(yùn)輸駁船預(yù)先進(jìn)入預(yù)定位置后拋錨定位。浮吊通過絞錨移動(dòng)進(jìn)入塊體運(yùn)輸船吊裝區(qū)域內(nèi)，浮吊松鉤將鋼索具下放連接鋼沉井，調(diào)整垂直度起鉤，4.5m段鋼沉井中間塊體起吊離位200mm時(shí)暫停起吊，起動(dòng)設(shè)備全部剎住，靜置5min，無異常情況后，浮吊進(jìn)行起升作業(yè)將鋼沉井吊起至預(yù)定高度。待浮吊穩(wěn)定后鉸錨使浮吊緩慢回到原先工作位置進(jìn)行后續(xù)接高工作。

（3）吊裝安裝站位。浮吊起吊塊段平穩(wěn)后，絞錨移動(dòng)浮吊至沉井中心位置，吊裝移位時(shí)應(yīng)保證待接高沉井底部應(yīng)高出已定位沉井頂面最高1m以上，防止發(fā)生碰撞，具體吊裝站位如圖7所示。

圖7 鋼沉井起吊示意圖

（4）下層沉井頂面清理。鋼沉井接高前應(yīng)對(duì)下層鋼沉井頂面進(jìn)行檢查，清除頂面雜物，著重注意接高焊縫位置處的清理，對(duì)沉井頂面環(huán)板將要進(jìn)行焊接的位置進(jìn)行打磨處理，使其平整便于后期的對(duì)位焊接。

3.3 塊段接高焊接作業(yè)

（1）鋼沉井接高導(dǎo)向裝置。接高段鋼沉井與底節(jié)鋼沉井對(duì)位需借助導(dǎo)向裝置初步定位，然后采用千斤頂精確定位。導(dǎo)向裝置在現(xiàn)場鋼沉井吊裝前焊接在下層鋼沉井不影響對(duì)位的壁板上，導(dǎo)向向上，便于接高段鋼沉井定位下放。每個(gè)塊體設(shè)置8個(gè)，全截面共計(jì)24個(gè)，具體接高導(dǎo)向裝置實(shí)物如圖8所示。

圖8 接高導(dǎo)向裝置實(shí)物圖

（2）鋼沉井吊裝對(duì)位。將接高鋼沉井分為3塊，在廠內(nèi)加工完成后，采用大型運(yùn)輸駁船運(yùn)至橋址，按預(yù)定的接高位置停泊，用墩旁1200t浮吊吊裝組拼接高，其接高總組順序?yàn)橹虚g塊段→遠(yuǎn)端塊段→近端塊段。沉井吊裝對(duì)位時(shí)，為防止水流及過往船只的影響，需要借助預(yù)先焊接在下層環(huán)板的導(dǎo)向裝置需實(shí)現(xiàn)快速初步定位。初步定位穩(wěn)定后，采用全站儀核對(duì)上下層中心線重合情況，對(duì)不符合要求的塊段進(jìn)行微調(diào)，確保結(jié)構(gòu)中心線的吻合。微調(diào)到位后，檢查焊縫接縫情況，對(duì)滿足要求的焊縫采用碼板碼齊對(duì)平焊接，對(duì)存在誤差的焊縫采用千斤頂精確調(diào)整對(duì)位。

（3）鋼沉井接高焊接。拼裝完成，微調(diào)到位后，檢查焊接焊縫尺寸，切割焊縫余量打磨平整，對(duì)個(gè)別焊縫偏差較大的，采用千斤頂局部精確對(duì)位調(diào)整，滿足焊接條件需要，確保后續(xù)焊縫焊接質(zhì)量。塊段間焊接采用CO2氣體保護(hù)焊，塊段焊接完成后，按照要求進(jìn)行焊縫檢驗(yàn)，主要包括焊縫外觀檢查及焊縫無損檢測（超聲波檢測、磁粉檢測）。

4 結(jié)束語

溫州甌江北口大橋中塔鋼沉井現(xiàn)場接高（6～12節(jié)）施工采用工廠分塊預(yù)制現(xiàn)場分塊接高的技術(shù)方案，從第6節(jié)鋼沉井接高開始，至第12節(jié)接高焊接全部結(jié)束，用時(shí)約7個(gè)月，中間經(jīng)歷沉井隔艙混凝土澆筑、取土下沉等工序。該方案的優(yōu)點(diǎn)是鋼沉井的所有構(gòu)件從制造到拼裝均在廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行，顯著減少了現(xiàn)場安裝的工作量，且采用分塊安裝的方式，更加契合施工現(xiàn)場實(shí)際情況，節(jié)省了大型機(jī)械費(fèi)用、施工周期及成本，有效保證工程安全及質(zhì)量。水中鋼沉井精準(zhǔn)接高技術(shù)在溫州甌江北口大橋中塔鋼沉井施工中的成功運(yùn)用，豐富了鋼沉井接高的施工方法，提高了鋼沉井接高施工技術(shù)水平，該施工技術(shù)可為我國特大型沉井水中施工提供參考。