大连长山桥引桥组合吊箱围堰施工

摘要：对长海长山大桥引桥承台围堰施工方案比选、工艺控制要点及主要施工方法进行介绍，对混凝土底板+钢侧板组合吊箱围堰的优缺点进行分析，给今后类似施工提供借鉴和参考。

关键词：长山大桥;吊箱围堰;砼底板

1、工程概况

1.1 工程简介

大连市长海县长山大桥是辽宁省和大连市重点工程，大桥采用双向四车道一级公路标准，设计速度60公里/小时，大桥全长1790米，主桥为三跨预应力混凝土双塔双索面矮塔斜拉桥，主跨260米为国内同类型桥梁最大跨径，主桥宽23米，跨径布置采用140米+260米+140米；引桥为25×50米现浇预应力混凝土连续箱梁。长山大桥于2010年10月开工建设，工程总投资5.79亿元。

长山大桥引桥下部结构为倒花瓶式桥墩，4根φ2.5米钻孔桩基础，承台为高桩承台，顶面标高+2.5米，承台厚3米， 10.65米×10.65米的矩形承台。

根据本标段地质及水文潮夕资料，0#桥台、1#墩承台、28#桥台采用陆地施工法施工，2#墩承台、27#墩承台采用单壁钢围堰法施工，3#墩～11#墩、18#墩～26#墩承台均采用混凝土底板+钢侧板组合吊箱围堰进行施工。

吊箱围堰布置图见图1.1-1, 1.1-2。

图1.1-1吊箱围堰立面布置图

图1.1-2吊箱围堰平面布置图

1.2水文条件

该海域基本属于正规半日潮性质,潮位特征值为：设计高水位1.98米，设计低水位-2.03米，极端高水位3.08米，极端低水位-3.63米，施工水位0.07米。

2、围堰施工方案比选

由于本工程水中墩承台均为高桩承台，承台顶面标高+2.5米，承台底面标高为-0.5米，设计要求封底砼1.5米厚，即封底砼底面标高为-2.0米。而本工程设计低水位-2.03米，正常施工水位+0.07米。结合实地观测，大潮和中潮期间最低潮水位时，水位略低于-2.0米；小潮期间最低潮水位时，水位高于-2.0米，每天潮水位高差4米左右，墩位处水位最深达21米。因此，本工程承台围堰采用吊箱围堰法进行施工。

本桥共有21个10.65米×10.65米的矩形承台全部需要水中施工，针对本工程使用量大，且围堰底面基本都在水面以下，安装拆除倒用困难的特点，结合施工可拆除性和经济成本因素，我们编制了4个方案进行比选：

(1) 自浮式钢套箱围堰方案。制作自浮式钢底板，优点可倒用，施工速度快，水上转运方便；缺点和风险，一是底板拆除困难，需要水下脱模，顶脱模难度大；二是潮水高差大，且大潮期间最低潮水位会低于-2.0，浮箱围堰底板使用会受到限制。

(2) 采用钢底板不封底方案。优点是制作和安装的施工速度快，工作效率高；缺点，钢底板在水下拆除困难，一次性使用，没法倒用，全桥投入量太大，不经济。且不浇筑封底混凝土的方案还要报请业主、设计等单位审批，不一定能通过。

(3) 采用钢底板+封底混凝土方案。优点是制作和安装相对较快，钢底板投入量相对较小；缺点，钢底板仍然是一性使用，全桥投入量较大，不经济。

(4) 采用混凝土底板+钢侧板方案。围堰底板混凝土标号为C30，承台施工完毕后，底板不进行拆除，作为封底混凝土的一部分为永久性结构。优点是混凝土底板既作为围堰底板，也作为封底砼的一部分，可以进行计价收入，经济合理，比钢底板节约成本综合折算约200多万元。不足之处，砼底板施工速度慢，倒运和拼装时吊重大，需要50吨以上设备起吊设备配合。

综合以上方案比选，结合长山桥施工现场实际情况，引桥承台墩身施工不制约引桥上部结构施工，且现场有履带吊和水上浮吊，不需要另外增加大型起吊设备。因此，最终确定采用第四种方案，即混凝土底板+钢侧板组合吊箱围堰的施工方案，底板分为四块预制，现场墩位处进行拼装联结形成整体底板，单块吊量不超过25吨，方便倒运和吊装。事实证明，此举能够在有效保证结构安全质量的前提下，实现了施工进度可控，经济效益可观的良好局面。

3、组合吊箱围堰施工方法

3.1施工流程

组合吊箱围堰施工工艺流程：搭建围堰组拼平台→混凝土底板拼装→混凝土底板调整→围堰吊挂系统及导向装置安装→围堰侧板及内支撑安装→围堰下放→护筒堵漏→围堰封底→承台施工→围堰拆除。

3.2搭建围堰组拼平台

在钢护筒上测量放点，在钢护筒的指定标高位置割除开洞，安装好4条牛腿，搭建混凝土底板拼装平台。安装完成后对牛腿及分配梁标高、位置进行复核。

3.3混凝土底板拼装

吊箱围堰混凝土底板尺寸为10.65米×10.65米，厚40cm，由四块钢筋混凝土预制板组合而成，板与板拼接处为20cm的混凝土湿接头。砼底板在生产区进行预制，预制完毕后用平板车运输至沙石码头，50t浮吊作为吊装设备，用驳船运输至施工墩位处。利用50t浮吊拼装围堰底板，使四根钢护筒分别穿入底板预留孔中，缓慢下放底板至护筒牛腿上，将事先安装好的吊挂吊杆与围堰锚固点连接，将围堰底板吊挂在扁担梁上，调整底板平面位置及水平度后将底板与护筒、扁担梁的间隙采用木块抄紧，防止底板晃动。并调整四块底板的标高与水平方位，使其高差不大于5mm，焊接底板预埋件，对四块底板进行连接，将4块底板连接成整体。对底板拼接处缝处混凝土浇筑。

3. 4 围堰吊挂系统及导向装置安装

在钢护筒上测量放点，以4根桩基桩位中心为基准，拉出4条“井”字型弦线，以此为标准安装护筒顶扁担梁及导向结构，并在设计标高位置安装牛腿、下放导向、底板吊挂扁担梁。围堰吊挂系统及导向装置安装布置图见图3-1。

图3-1 围堰吊挂系统、导向装置安装图

3.5 围堰侧板、内支撑安装

待围堰底板拼装完成后，在底板牛腿上安装侧板及内支撑。侧板与底板之间采用销轴连接，背带对准铰座，安装就位后，将其临时固定。侧板间拼缝及侧板与底板间拼缝均垫设防漏胶皮并压紧，侧板与底板间连接竖向利用长拉杆拉紧，并在外侧拼缝位置压注发泡材料及砂浆止水；水平向利用U型槽限位，抵抗水压力及混凝土侧压力。侧板间靠连接螺栓拧紧，并将侧板的圈梁用拼接板等强连接。侧板安装完成后，安装围堰内短支撑。

3.6围堰下放

待围堰底板、侧板、内支撑及吊挂系统安装且调平后，进行围堰的下放。利用底板吊挂系统，整体抬升底板5cm，拆除钢护筒上的牛腿，并设置围堰下放导向装置，通过吊挂系统缓慢下放围堰，围堰每下放5cm，需调平一次。钢吊箱围堰下放至设计标高并将吊箱底板与钢护筒临时限位，低水位焊接吊杆与护筒之间连接板（即支撑牛腿），并拆除吊挂系统进行体系转换，体系转换后割除多余钢护筒及撑杆。

3.7护筒堵漏

根据钢护筒周围空隙情况，准备相应的布袋装干砂拌水泥进行人工堵漏，如局部位置空隙较大（10cm～15cm之间），应利用合适大小钢筋网带或薄钢板放入喇叭口底。选择低潮位时将布袋沿着喇叭口周围铺设，顺着护筒喇叭口下端与护筒间空隙塞入，进行水下初步堵漏。在需封堵的喇叭口四周布置水下砼灌注用φ120mm小导管，每个喇叭口位置设4个灌注点，每点连续灌注一次完成，对喇叭口逐个进行砼灌注。喇叭口堵缝砼为水下C20砼，要求具有良好的流动性和水下不离析等性能，满足堵缝的要求。

3.8 围堰封底

由于在大潮期间，最低潮位时底板面能够露出水面，因此封底砼应尽量选择合理时间快速浇筑，进行干封。同时考虑死汛期间，或工期紧张时，采用水下封底方案备用。围堰封底前需检查连通孔是否打开及畅通。封底混凝土采用C20水下混凝土，封底混凝土厚度1.1m（不拆式混凝土底板厚0.4米），封底混凝土底标高-1.6m。根据围堰平面尺寸及护筒布置，采用2套导管同时进行水下混凝土封底施工（封底砼由中间向四周依次灌注），导管长度6m，采用φ273钢管制作，2套导管分别布置在2个临时浇筑平台上。

封底混凝土灌注顺序是根据导管的布置依次进行，并且应对称、交错地依次拔球、灌注。封底混凝土灌注方法与钻孔桩混凝土灌注类似，整个混凝土灌注过程中，须避免混凝土的任何一个接头面出现初凝现象，以确保混凝土的整体性。混凝土灌注过程中，应加强测量工作，以确保整个围堰内的封底混凝土标高满足施工设计要求。

须合理选择封底混凝土浇筑时间，以确保封底结束时混凝土顶面能够露出水面，然后人工对混凝土面进行振捣、找平，尤其护筒周围的封底混凝土必须振捣密实，围堰侧板四周混凝土必须确保平整。待封底混凝土强度达到设计要求后，关闭侧板连通孔，割除护筒，凿除桩头，清理围堰基坑进行承台施工。

3.9 围堰拆除

承台混凝土强度达到70%以后，且在混凝土浇筑10天后进行围堰的拆除（设计要求浪溅区以下新浇混凝土必须保证在10天内不受海水侵蚀，浪溅区标高为0.98～3.48米）。围堰拆除时首先解除围堰内支撑，低潮位时解除侧板与底板之间的顶紧拉杆，拆除围堰侧板。

4、施工体会

4.1优点。本方案混凝土底板既作为围堰底板，也作为封底砼的一部分，经济合理，比一次性投入钢底板，节约成本较多，经济效益可观。且承台施工完成，拆除侧板后，底板、封底及承台均为砼，低潮位时整体外观较好。如果采用钢底板不拆除，外露时不利于防腐，且外观也比较难看，还要增加处理工序和费用。

4.2不足。施工速度相对较慢，倒运、拼装、浇筑湿接头均要在现场墩位上完成，占用3~4天的时间。且施工过程中需要大型起吊设备配合，下放过程中，对同步要求较高，否则砼板扭曲破坏可能性大。没有钢底板施工轻便及塑性变形能力强。

4.3总结。在工期允许，有起吊设备配合的条件下，使用混凝土底板还是比较经济。只要精心控制，用心拼装，同步下放，围堰结构的安全质量还是能够做到平稳可控的。

参考文献

［1］公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）

［2］大连市长海长山大桥工程施工组织设计

作者简介： 杨忠勇，男，本科

作者单位：中铁大桥局二公司，江苏南京，210015

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。