彭濤

（廣東省南粵交通投資建設有限公司，廣東 廣州 510101）

該橋梁全長3043.46m，主橋為雙塔雙索面混凝土預應力斜拉橋，跨徑組合為131m+300m+131m。主墩承臺平面尺寸為56.5m×23.75m（橫×順），短邊設置半徑15.776m圓角，整個平面呈圓端形。承臺底標高為-0.45m，頂標高為+5.55m，海床面標高為-3.410～-2.36m，均低于承臺底面。該橋梁地處淺海潮汐帶，屬不規(guī)則半日潮，每日有兩次漲退潮，退潮流速大于漲潮流速。承臺為高樁承臺，采用無底雙壁鋼套箱圍堰施工。

一、鋼圍堰主體結(jié)構(gòu)設計

圖1 鋼圍堰平面布置圖

鋼圍堰既是承臺施工臨時擋水結(jié)構(gòu)，也是承臺澆筑外側(cè)模板?？紤]到下沉偏差，圍堰內(nèi)壁較承臺每邊大0.05m，為圓端形雙壁鋼套箱結(jié)構(gòu)。圍堰頂高程為+6.05m，底高程-4.95m，壁厚1.0m，平面尺寸58.624m×25.85m，總高11m，總重894.162t，平面構(gòu)造如圖1所示。圍堰主體由側(cè)板、支撐、拼裝、下放、壓重及封底6個子系統(tǒng)組成。為抵抗圍堰內(nèi)外水頭差，吊箱內(nèi)部設單層水平820mm×10mm鋼管撐。在澆筑封底混凝土未達到強度前，考慮到圍堰內(nèi)外水頭差對封底混凝土造成不利因素，分別在主墩承臺圍堰周邊側(cè)板上設置12個直徑為 203mm的連通孔，聯(lián)通孔設置于+0.000m標高處，平面構(gòu)造圖如圖2所示。

圖2 鋼圍堰側(cè)板聯(lián)通孔布置圖

（一）側(cè)板系統(tǒng)

側(cè)板平面上分成26塊，豎向整節(jié)制造，高度均為11m。底節(jié)刃腳高度為1.68m，其余為雙壁側(cè)板結(jié)構(gòu)。側(cè)板壁板采用6mm厚鋼板（刃腳受力較大區(qū)域厚度加大至16mm），∠63×6角鋼作豎向加勁肋，橫向標準間距為300mm，雙壁間設置74道16mm厚隔倉板。側(cè)板由下至上共9道水平環(huán)板均采用(□180×12+∠63×8)結(jié)構(gòu)，第1道與第2道水平環(huán)板間距為650mm，其余均為1000mm。水平環(huán)板間設置角鋼連接。

（二）支撐系統(tǒng)

圍堰支撐系統(tǒng)由內(nèi)支撐和底部桁架組成。圍堰直線段區(qū)域設置單層內(nèi)支撐，內(nèi)支撐中心距圍堰頂2.0m，內(nèi)支撐采用820×10mm鋼管。底部桁架由工20及2[20等型鋼焊接組成。

（三）拼裝系統(tǒng)

拼裝系統(tǒng)由平臺1（2I45a型鋼）、平臺2（2HN700×300型鋼）、平臺3（2I45a型鋼）和平臺4（2I45a型鋼）組成，平臺1適用于直線段圍堰拼裝，平臺3和平臺4適用于曲線段圍堰拼裝，平臺2作為平臺3和平臺4的支撐平臺。平臺1和平臺2通過在鋼護筒上開孔、對穿型鋼，形成穩(wěn)固支撐。

墊座現(xiàn)場根據(jù)實際情況調(diào)整，墊座采用型鋼制作，其規(guī)格不得低于I20a，墊座底部與平臺焊接固定。

（四）下放系統(tǒng)

為提升下放圍堰，需設置下放系統(tǒng)。下放系統(tǒng)由接高鋼護筒、下放分配梁、吊掛系統(tǒng)（千斤頂、鋼絞線及錨具等）、吊點、下放導向等組成。

接高鋼護筒采用1#、3#、6#、8#、27#、29#、32#、34#樁8根鋼護筒接高至+11.5m作為吊掛系統(tǒng)支點，在接高鋼護筒上開孔設置2HN700×300下放分配梁作為承重梁及連續(xù)千斤頂支點，下放分配梁中心標高+9.5m。

吊掛系統(tǒng)設計豎向承載力為 800t，共計8個吊點，吊點設置于圍堰側(cè)板內(nèi)，中心位置距離圍堰頂為6m，每個吊點設置一臺200t連續(xù)千斤頂，并配備13根φ15.24mm鋼絞線。

（五）壓重及封底系統(tǒng)

為輔助圍堰下沉，艙壁內(nèi)填充水輔助下沉。封底混凝土采用水下C30混凝土，總高度為1.5m，其中水下封底混凝土高度1.3m，剩余0.2m作為頂面干封調(diào)平層。

二、施工關(guān)鍵技術(shù)

（一）鋼圍堰制造

鋼圍堰制作采取先在加工場地內(nèi)工廠化散件下料加工，在場地內(nèi)按分塊制作成單元塊存放，再將單元塊利用平板車運抵施工現(xiàn)場進行組拼焊接。為保證圍堰結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，圍堰設置有聯(lián)通孔，拉桿錨固件，內(nèi)支撐、底部桁架、導向裝置及吊耳側(cè)板補強構(gòu)造，側(cè)板制造時相關(guān)補強構(gòu)造等需與側(cè)板同時施工?？紤]到側(cè)板單元塊的制造、運輸、起吊、拼裝、工期等因素影響，圍堰側(cè)板平面上分為26塊，各單元塊尺寸及重量如表1所示。

（二）鋼圍堰拼裝

1.鉆孔平臺局部拆除

為保證雙臂鋼圍堰順利下放到位，局部拆除（B區(qū)）鉆孔平臺與圍堰安裝沖突部分，焊接安裝圍堰拼裝平臺。主要施工步驟如下：鉆孔平臺拆除分兩部，即樁基內(nèi)和樁基外。先拆除樁基外鉆孔平臺橋面板、鋼管樁、貝雷梁等，待樁基施工完成后，再拆除鉆孔平臺B區(qū)剩余部分橋面板、鋼管樁、貝雷梁等。鉆孔平臺拆除界限如圖3所示。

圖3 局部拆除示意圖

2.圍堰拼裝平臺安裝

測量人員在每根主墩樁基護筒標出平臺1、平臺2安裝孔、平臺1底標高+2.05m、平臺2底標高+1.3m位置，工人按照設計圖紙要求安裝2I45a及HN700×300主梁及連接系，將平臺3和平臺4放置在平臺2上形成圍堰拼裝系統(tǒng)。在鋼護筒上與拼裝平臺型鋼連接位置前后端、鋼護筒內(nèi)外側(cè)均設加勁板補強；平臺1單根長6m，懸挑3.248m；平臺2單根長7.5m，懸挑4.452m，與橫橋向平行線夾角為10°；平臺1、平臺3、平臺4的頂標高均為+2.5m。

3.測量放樣 布置拼裝墊座

首先在拼裝平臺上測量放出圍堰中心軸線，再以此為基準放出圍堰側(cè)板輪廓線，并標識出側(cè)板各單元塊分塊對接點位置。為保證拼接精準，放樣時須按圖紙尺寸放樣，不考慮余量，使用白色油漆標記醒目。然后沿著輪廓線外焊接底節(jié)圍堰刃腳限位鋼板，對刃腳處平臺進行抄平，便于拼裝和控制圍堰刃腳位置。圍堰拼裝墊座采用I20a型鋼制作，墊座底部與平臺焊接固定，每個圍堰單元塊下設置2組墊座，共計52組。

4.圍堰拼裝

單元塊制作完成并經(jīng)過驗收合格后，按照拼裝順序運送至現(xiàn)場，在拼裝平臺上分塊進行圍堰單元塊組焊，閉合成環(huán)。單元塊拼裝共設1個作業(yè)面，按順序拼裝至合龍。

5.圍堰內(nèi)支撐、導向裝置安裝

（1）圍堰頂部內(nèi)支撐單根長度23.77m，重5.182t，采用履帶吊配合安裝。內(nèi)支撐兩端與圍堰側(cè)板之間留有20mm間隙，安裝時先將內(nèi)支撐一端與圍堰側(cè)板焊接，另一端通過設置抄墊，抄墊密實后再與圍堰側(cè)板焊接；內(nèi)支撐兩端對應位置處圍堰內(nèi)外壁板間設置豎向補強板，內(nèi)支撐鋼管安裝時應注意安裝方向。

（2）圍堰拼裝完成后，在圍堰側(cè)板內(nèi)壁上焊接圍堰導向裝置D1、D2，導向前端與鋼護筒間預留5cm間隙。測量組應提前測量導向鋼護筒平面位置和垂直度，以調(diào)整導向制作長度，保證圍堰順利下放。

（三）鋼圍堰下放

1.鋼圍堰下放系統(tǒng)安裝

在接高鋼護筒上安裝下放分配梁、千斤頂、鋼絞線，在圍堰側(cè)板內(nèi)壁上焊接吊耳等下放系統(tǒng)。下放分配梁通過在鋼護筒上開孔焊接樁帽后對穿HN700×300mm型鋼，吊耳板件須精確加工，側(cè)板開孔位置準確無誤，保證吊耳吊點位置準確。

2.鋼圍堰整體下放

圍堰下放前，對圍堰頂面平整度、垂直度等進行測量，做好相應記錄。并檢查鋼絞線有無被點焊、損傷等現(xiàn)象，在鋼絞線上按照150mm一個行程做好標記，確保各吊點同步下放，并保證圍堰垂直度。下放時，可通過控制每臺油泵供給各個千斤頂油量和設置多個水準觀測點，來確保下放的同步性。下沉速率約1m/h，選擇低潮位下沉入水，下放高度約6m。

3.鋼圍堰固定

圍堰下放至設計標高后，在圍堰與護筒間應安裝防下沉牛腿，并將牛腿與護筒及圍堰側(cè)壁焊接，兼做反壓牛腿，起到高潮位時承受淤泥沖刷變化下浮力增加影響及控制偏差預防措施。

（四）鋼圍堰封底

1.基地處理及清基施工

（1）底基處理

圍堰下沉到位后，對圍堰內(nèi)進行基底標高測量，在圍堰內(nèi)外側(cè)回填1.16m中砂和0.3m碎石，圍堰外側(cè)回填范圍須超過圍堰外表面8m，回填高度2.96m；碎石墊層頂標高即封底混凝土底標高為-1.95m。

（2）清基施工

封底施工前對圍堰內(nèi)壁、護筒上泥沙清理干凈，以保證封底砼與圍堰內(nèi)壁、鋼護筒的黏結(jié)力，同時防止出現(xiàn)涌水通道。用高壓水槍進行清除黏附泥沙，整個圍堰內(nèi)不得遺漏。清理完成后，需有潛水員仔細進行檢查，檢查合格后方可進行下一步施工。

2.封底混凝土施工

承臺封底混凝厚度為1.5m，采用大流態(tài)自流平混凝土?；炷翝仓謨纱芜M行，第一次澆筑高度1.3m，采用水下封底澆筑，從上游側(cè)向下游側(cè)逐步推進澆筑；第二次澆筑高度0.2m。

考慮混凝土流動半徑為5m，導管布置點數(shù)為37個，對應布置觀測點38個，基本覆蓋鋼套箱。未能覆蓋區(qū)域，待相應混凝土澆筑完成后，采用履帶吊將導管吊裝插入，進行局部補料。

混凝土澆筑采用汽車泵布料。為確保封底混凝土澆筑質(zhì)量，遵循一次到位、儲料足夠、保證埋深的原則。第一次混凝土澆筑順序為先周邊區(qū)域，后中間區(qū)域。為保證封底順利，在每根導管澆筑完成后，按不超過90min控制相鄰兩導管之間補料間隔時間。第二次封底施工采用先中間下料，后往四周下料的方式進行，便于將基坑內(nèi)滲水往四周排水溝推擠，集中至集水井外抽，在澆筑集水井處混凝土時，加大抽水速度，在井中積水干涸的瞬間澆筑完混凝土。

三、結(jié)語

該橋梁無底雙壁鋼套箱圍堰適用于高樁承臺且河床較高水深較淺工況，施工過程中克服下放行程較長、下放過程中平面位置、下放同步性控制難度大等難題，嚴格控制了各部分的工藝質(zhì)量，經(jīng)檢查驗收圍堰施工各項指標滿足設計及規(guī)范要求，為主墩承臺施工提供了良好的作業(yè)環(huán)境。有關(guān)優(yōu)化建議：

1.實際施工底部桁架焊接工作量大，安裝困難，可優(yōu)化采用鋼管樁支撐可以滿足施工要求，施工難度小，施工質(zhì)量易保證。

2.圍堰下放系統(tǒng)共設置8個吊點，個別吊點不能同步下放，垂直度不易控制，對于小承臺雙壁鋼圍堰施工，可將下放系統(tǒng)優(yōu)化為4個吊點，有利于控制圍堰下放垂直度。

3.測量出圍堰內(nèi)河床標高后，通過地質(zhì)情況分析，可提前采用長臂挖機將圍堰刃腳位置河床開挖至圍堰下放設計標高，既能使圍堰直接平穩(wěn)著床就位，又可以減少下沉困難時輔助下沉及糾偏措施，降低下放難度。