桥梁工程水中承台钢吊箱施工技术及质量控制

桥梁工程水中承台钢吊箱施工技术及质量控制梁世刚【摘要】钢吊箱施工工序复杂，是桥梁施工的难点和重点.文章结合工程实例，分析了水中承台钢吊箱施工技术及质量控制要点.【期刊名称】《西部交通科技》【年(卷)，期】2019(000)003【总页数】3页(P78-80)【关键词】桥梁水中承台;钢吊箱漩工技术;质量控制【作者】梁世刚【作者单位】广西路桥工程集团有限公司，广西南宁530011【正文语种】中文【中图分类】U445.40引言随着高速公路桥梁建设的不断发展，考虑到桥墩在船舶通航时的防撞要求，深水高桩承台在跨越通航河道桥梁工程中的应用越来越普遍。由于有底钢吊箱施工具有减少水下工作量、降低施工难度、缩短施工周期、降低工程成本等优点，在桥梁深水高桩承台施工中应用比较广泛。但有底钢吊箱施工工序复杂，稍不注意，很容易出现质量问题，如钢吊箱出现渗漏，渗漏水在承台混凝土浇筑时进入，改变了混凝土水灰比，使混凝土质量达不到设计要求，导致承台整体性差，严重时将造成返工等质量问题。因此，水中承台钢吊箱施工是桥梁施工的难点和重点，施工时必须采取合理有效的措施加以控制，以确保工程质量。1工程概况广西某高速公路大桥全长为1473m，主桥上部采用(66+120+66)m的预应力混凝土变截面连续钢构；主桥墩采用双排实心墩，每个墩布设中2200mm桩基础12根；主墩用单壁钢吊箱围堰的施工方法进行承台施工，钢吊箱的施工难点为：墩位区水位深，给工程建设的组织和安全带来不利的影响。钢吊箱尺寸和重量比较大，拼装、下放、定位难度大。钢吊箱全部拼装完成总重量约130t,用千斤顶同步下放控制难度大。钢吊箱施工、封底混凝土施工技术难度和组织难度均较大。2钢吊箱施工技术要点2.1钢吊箱施工流程钢吊箱施工工艺流程如图1所示，钢吊箱施工关键工艺有钢吊箱各结构的加工和拼装、钢吊箱的整体下放、钢吊箱的锁定及封底混凝土的施工。图1钢吊箱施工流程示意图2.2钢吊箱设计与制作本工程承台钢吊箱采用单壁结构设计，其中吊箱空间尺寸(长x宽x高)约为13.7mx9.5mx4m,吊箱总重130t;钢吊箱由底板、侧板、内支撑、吊挂系统四部分组成，其底板、侧板为承台混凝土模板，底板是封底混凝土的控制面。钢吊箱制作时先进行散件下料加工，在场内按设计分块制作成块件，然后再将块件运抵施工现场进行组拼。钢吊箱底板使用S8mm钢面板，根据设计图纸，采用损耗最小的分块方式，分块加工底板钢面板。底板上开设的桩位孔要求准确，桩位孔开孔范围比钢护筒在底板上的竖向投影大10~20cm。钢吊箱侧板面板均采用88mm钢面板，侧模事先在场内加工平台上精确放样，确保侧模外形尺寸精确。2.3钢吊箱的拼装2.3.1钢吊箱底板拼装钻孔平台的周边开始撤除平台；在周边钢护筒上焊接钢牛腿，并对牛腿部位护筒壁局部加强，架设I45a型钢横梁作为拼装平台；分块将已制作好的单块龙骨吊至拼装平台上，焊接为整体；然后拼装底板，底板采用8mm厚钢板，将底板焊接为整体，并对底板各结构进行补焊，通过高强螺栓与龙骨连接，确保整体稳定和刚度。牛腿及支撑梁设置于钢护筒间壁体上，焊制前先进行测量抄平，牛腿采用钢板焊制。2.3.2钢吊箱侧板、内支撑安装吊箱侧模安装前需在吊箱底板位置放出四个角点位置，利用墨斗弹好模板外轮廓线，随后分块吊装侧模；组拼各相邻侧模时，注意在两法兰之间装入事先开好孔的防水橡胶条，连接侧模竖向法兰螺栓，安装临时围楞；待第一层侧模形成框架后，利用割枪在吊箱底板上开出与侧模底口法兰相对应的螺栓孔，然后安装底口法兰螺栓。事先将吊箱侧板竖向背楞（双拼H型钢）在场内加工成整根长度后，整体吊至设计位置，焊接固定于横向围楞上，并按照图纸要求，在围楞与竖向背楞处增设三角形加强板。吊箱横向管桩支撑可事先分节段在场内加工成型，随后运至现场安装，应注意管桩上下相交位置需采用连接钢板加强处理。2.4钢吊箱整体下放2.4.1下放设备及其安装钢吊箱沉放由千斤顶（12台32t螺旋千斤顶）、16束中32mm精轧螺纹钢作为吊杆，构成完整的下放系统。下放系统充分利用了吊挂系统，两者并为一体。在下放系统底横梁安装完毕后，将精轧螺纹钢一头穿过底横梁后安装连接头，然后穿过钢吊箱底板上的连接头与之连接，在连接头下方安装一个备用螺帽；之后安装吊挂处顶横梁，在顶横梁与底横梁之间、顶横梁上各安装一个备用螺帽。2.4.2钢吊箱沉放钢吊箱采用8个60t液压穿心式千斤顶整体下放。下放前，精轧螺纹钢吊杆需标识刻度，确保各吊点下放同步进行；钢吊箱下放前，要顶升千斤顶，使钢吊箱脱离拼装平台，检查吊箱上的锚固点及吊箱结构是否正常，检查无误后割除牛腿正式下放；下放时调节每一个千斤顶行程，同时同步下放千斤顶；每次下放行程控制在15cm左右；通过周而复始的动作，使钢吊箱下放至设计标高；下放时随时观测钢吊箱下放高程，确保钢吊箱的平衡下放。2.5底板封堵与清理钢吊箱顶部焊接连接件，配合手动葫芦，调整钢吊箱的平面位置。利用型钢替换千斤顶，完成钢吊箱的平面位置锁定。由潜水员在水下用钢丝刷清洗护筒，并清除底板上残留的杂物。2.6封底混凝土施工本工程封底混凝土采用C30水下混凝土，厚度为1.2m，采用直接导管法一次完成浇筑。为保证混凝土的流动性，塌落度控制在18~22cm之间。浇筑前尽量保持箱内外水位差一致。2.7抽水封底在混凝土达到一定强度后，封闭连通管，抽出吊箱内的水。封底混凝土找平，割除护筒。2.8水中承台施工钢套箱封底结束，找平、堵漏后，钢套箱施工完毕，进入承台施工工序。按设计制作安装钢筋，安装冷却管，浇筑第一层承台混凝土。根据原设计施工图可知：墩身竖向主筋埋入承台1.6m，即埋入第一层混凝土10cm，但由于本工程墩身高度只有4m,如按原设计施工，则墩身竖向主筋仅仅埋置10cm，不利于架力定位;同时考虑减少钢筋接头及施工方便，本工程墩身竖向主筋拟采用一次下料安装，为保证主筋深入承台不小于设计值，第一层承台浇筑2m，第二层浇筑2m。桩头凿除，绑扎承台钢筋，浇筑承台混凝土。3钢吊箱施工质量控制要点3.1钢吊箱整体沉放控制3.1.1吊箱结构整体下放难点分析承台钢吊箱采用分节接长后整体下放的方法，因其结构复杂、体积大，使得钢吊箱的整体下放存在难点：钢吊箱整体下放时重量大（达130t），体积大（长13.7m，宽9.7m，高4m），钢吊箱整体下放的四个吊点相对分散。若在下放过程中，各吊点的同步性得不到保证，使得各吊点的受力重新分配（即下放缓慢的吊点的受力增大，下放快的吊点受力减小），则会对钢吊箱的结构及其下放设备不利。对钢吊箱吊点处的结构强度和刚度要求高，若其强度和刚度达不到要求，会使钢吊箱结构破坏。支撑钢护筒呈偏心受压状态，一旦吊点处的支撑钢护筒的变形大，势必使得悬吊梁与壁板接触，影响钢吊箱的下放。钢吊箱在入水后，受水流冲击作用，吊箱可能会产生平面位移，对下放体系造成影响。3.1.2吊箱结构整体下放控制针对以上施工难点，在施工中将采取以下相关的措施进行处理：（1）做好天气预报，选择风浪较小的有利天气进行钢吊箱的下放。（2）钢吊箱下放期间应设置专门的指挥系统，任用有丰富吊装经验的人员担任指挥长，在每个吊点位置配备一名观察员和一名油泵操作手；同时为指挥长及观察员配备可靠的通讯工具，保证各相关人员之间通讯顺畅。（3）根据千斤顶性能要求，精轧螺纹钢与铅垂线的偏角不得超过2°。（4）下放系统安装必须精确，通过导向护弦与护筒之间的弹性接触及磨擦约束下放过程中的位移。3.2封底混凝土施工质量控制浇筑封底混凝土是吊箱施工成败的关键，要确保封底施工的成功，不但要保证混凝土的质量，更要保证混凝土浇筑工艺得当。针对本工程特点，为确保承台封底混凝土浇筑质量，在封堵板上设置一层橡胶板，并用螺栓将其固定，防止混凝土沿着护筒与封堵板之间的间隙流出；混凝土的贮备及输送采用在各个浇筑区域设置中心集料斗集料的方式，经分料槽按顺序将混凝土分配至各浇筑部位导管，进行水下混凝土浇筑。3.3钢吊箱施工测量控制3.3.1钢护筒位置测量钢吊箱拼装前需对钢护筒平面位置、垂直度和椭圆度进行测量，以此来引导吊箱底板加工和下沉后钢吊箱偏位的调整。3.3.2钢吊箱下沉测量控制钢吊箱下沉测量控制主要是平面控制和垂直度控制两个方面。钢吊箱平面位置控制主要是通过吊箱内设置的手拉葫芦来实现，在钢护筒顶部设置平台上安装4台20t手拉葫芦，构成钢吊箱平面位置调整系统，用以对钢吊箱下沉过程及下沉到位后的平面位置及倾斜度进行调整。钢吊箱的垂直度是通过搭设在吊箱内钢护筒顶口的两个测量平台架设经纬仪来观测控制的，钢吊箱垂直度的调整调控是由平面位置调整系统的手拉葫芦来进行。在吊箱下放到位后，待各测量点位置满足允许偏差后再进行固定。3.3.3承台中心位置及高程测量控制待吊箱封底并抽水完成后，在封底混凝土表面进行承台轴线及轮廓线测量，并做好标记点，方便承台钢筋及模板的安装。承台模板安装完成后，在承台模板四周做好分层标记点，作为承台混凝土顶面标高控制点。4结语总之，本工程采用钢吊箱进行施工，吊箱结构设计突出了