钢吊箱在大湾连江大桥承台施工中的应用

罗致扬 中交第四航务工程局有限公司总承包分公司

1.工程概况

广州从化至清远连州高速公路项目中的大湾连江大桥中心里程桩号为K123+141.7，起讫桩号为K122+669.40～K123+614.0，全桥共8联：25+(3×25)+(64+2×118+64)+(4×25)+3×（4×25）+25m；上部结构第三联采用预应力砼连续梁（刚构）箱梁，其余联采用预应力砼简支小箱梁。

大湾连江大桥6#墩在连江中，为满足6#墩下构及连续梁施工需要，在大湾连江南岸已完成钢栈桥及施工平台。因6#主墩必须在水中完成施工，工期压力较大，综合进度、安全、质量、经济各方面进行比选，最终采用了带底板的单壁钢吊箱围堰进行施工，投入2套钢吊箱。

2.钢吊箱设计

钢吊箱由底板、侧板、内支撑、围囹、连通管、悬吊系统等组成。钢吊箱设计参数见表1。钢吊箱平面为圆端矩形，内壁平面尺寸为14.85m×8.7m，吊箱高5.7m。钢吊箱侧板设置2层，分为12块。底板平面尺寸8.7m×14.85m，分为4块。连江正常水位为+39.6m，近几年汛期最高达到+45m，洪水上涨及退去时间皆为1～2d，连江水流流速：3.5m/s。

（1）钢吊箱底板。底板在工厂加工完毕后运至现场进行安装，块与块之间的分配梁必须全部用栓接形式，底板面板之间用连续焊接，面板与底分配梁每10cm焊接2cm，底板与护筒间预留10cm空隙。

表1 钢吊箱设计参数

（2）钢吊箱侧板。钢吊箱侧板高5.7m，在施工现场进行组装。侧板和侧板采用栓接形式，侧板竖肋及外侧大横肋采用S8.8级M20高强螺栓分别连接。

（3）内支撑。钢吊箱标高为+42.5m的地方设置1层内支撑，内支撑采用φ300×10mm螺旋焊管。

（4）悬吊系统。由横桥向护筒上设置4组（每组2片）贝雷，4组2I36a工字钢上承重梁，4组2I22工字钢下承重梁，12根φ32高强精轧螺纹钢筋（级别为PSB785）吊杆、千斤顶、反力架组成。钢吊箱下放过程中设置8根吊杆，封底时共设置12根吊杆。

（5）上下通道及临边防护。钢平台与钢吊箱上下通道采用槽钢焊接而成的一字型爬梯，爬梯两侧设置扶手。套箱内人员上下采用L5角钢焊接而成的垂直挂梯，并设置防坠器作为安全防护。钢吊箱围堰临边防护采用槽钢水平焊接于模板顶部，间距2m，上面满铺木板或钢板，并于两侧用φ48mm钢管焊接护栏，护栏高度≥1.2m。

3.钢吊箱承台施工

3.1 施工工艺流程

承台钢吊箱施工工艺流程为钻孔平台拆除→安装牛腿和底承重梁、拼装底板→安装贝雷、上承重梁、吊杆、千斤顶→安装侧板→钢吊箱下放及导向架安装→安装围囹及内支撑→封底混凝土→承台钢筋绑扎、浇筑混凝土→拆除钢吊箱侧板。

3.2 施工方法

（1）钢吊箱加工制作与运输。钢吊箱在厂家加工完成，运送现场后进行拼装下放。

（2）钻孔平台拆除。①从上向下依次拆除拆除平台上部结构，割除上下平联和斜撑后拔出钢管桩，完成平台拆除；②对河床底标高进行复核，必要时用长臂挖机或抽砂泵对河床进行清理，保证钢吊箱顺利下放。

（3）安装牛腿和底承重梁、拼装底板。①牛腿焊接采用吊篮作为平台进行作业，吊篮固定于钢护筒上；②底承重梁为2I22a工字钢，使用履带吊吊放至钢护筒牛腿上，须确保各排承重梁顺桥向相互平行；③底承重梁完成安装后，利用钢护筒搭建临时操作平台，再用履带吊分块吊装钢吊箱底板，进行底板拼装施工。底板就位后，进行底板分配梁焊接，最后将面板满焊连接。

（4）安装贝雷、上承重梁、吊杆、千斤顶。①由横桥向护筒上设置4组贝雷梁，每组2排贝雷；每组上承重梁设置3个吊点，吊点间距3.7m，共设12个吊点；吊杆采用φ32mm高强精扎螺纹钢筋，长度9m；所有吊杆须在钢吊箱下放前安装就位；②用吊车挂住吊杆顶端竖直下放，固定吊杆后，将吊杆反力架安装在承重梁上，将吊杆拧上锚具至反力架处；将千斤顶安装在反力架并固定，每个吊点安装1台千斤顶(25t)后，完成悬吊系统安装工作。

（5）安装侧板。①底板和侧板、下层侧板与上侧板板、侧板与侧板间均采用栓接方式；②底板安装完毕后，测量放样出承台四个角点，定出承台的轮廓线。侧板安装从边角处开始，依次向另一端安装，在安装过程中，从侧板顶口临时用槽钢焊接在钢护筒或者平台上，以固定侧板，防止歪斜。下层侧板安装后，待侧板垂直度和顶口尺寸检验合格后，方可继续下步施工。

（6）钢吊箱下放及导向架安装。①钢吊箱下放施工时，必须确保所有上下螺母拧起高度一致，在螺母开始受力前，先全面检查每个固定垫板是否均顶紧螺母，在确定所有锚具共同受力后，再继续顶升或回落千斤顶，以保证所有吊点同时、共同受力。②导向架共设置10个，采用I22a工字钢一端焊接在钢护筒上，另一端距钢吊箱侧壁1cm。当钢吊箱下放超过2m时，暂停下放，待第二层导向架焊接完毕后，再继续钢吊箱下放。

（7）安装围囹及内支撑。按照短边、长边依次完成侧板围囹安装，最后安装四角斜撑，围囹之间采用满焊连接，围囹连接处设置加劲板。支撑之间、支撑与围囹之间连接采用满焊，支撑与围囹连接处加焊加劲板。钢吊箱下放到位后，安放所有千斤顶和锚具，使所有吊杆共同参与受力，同时设置水平限位装置，固定钢吊箱位置。

（8）封底混凝土施工。①在钢吊箱下放就位后，潜水员潜入水中，用两个半圆弧形夹板进行堵漏，封堵夹板安装就位后，为防止漏浆，用细袋装砂堵住封堵板和钢护筒之间的缝隙。刷除钢护筒上的聚集物和锈斑，用水枪冲散并彻底清理底板上的沉积物；②封底混凝土强度为C20，高1.2m，单个钢钢吊箱封底混凝土144.74m3。封底混凝土浇注采用刚性导管、泵送混凝土法施工；③封底后处理。封堵吊杆孔隙及连通孔：由潜水员潜入水中，用棉绒塞堵吊杆孔，将橡胶垫块塞放在连通孔上，安装好盖板，最后拧紧螺栓；采用水泵将水抽出，封底混凝土表面起伏情况按设计标高人工找平；钢护筒割除，桩头凿除，采用风镐或人工破除桩头达到设计标高，同时要求达到混凝土新鲜面。

（9）承台钢筋绑扎、浇筑承台混凝土。按图纸和规范要求完成承台钢筋绑扎，安装布置好承台冷却管后，承台混凝土分两层浇筑完成。

（10）拆除钢吊箱侧板。①因底板拆除须水下作业时间较长及作业空间不足，底板废弃不拆除；②承台混凝土浇筑完成后，待混凝土达到设计强度80%以上时，可拆除钢吊箱侧板，钢吊箱承台施工结束。

3.3 施工要点

（1）吊箱下放时，时刻注意吊箱各个吊点的下沉速度，确保所有吊点同时、共同受力，避免因单个吊点受力过大破坏，导致安全事故。（2）为确保封底混凝土施工后的防水效果，在浇注混凝土时应设置抽水泵抽水或在浇筑前于侧板处开设洞口，保证钢吊箱内外的水位一致，减少钢吊箱内的水压力，确保混凝土质量。（3）做好极端情况下的技术储备方案，确保施工本质安全。汛期连江水位上涨，极端情况下可能淹没钢吊箱，如水位上涨至警戒位置（+42.5m）须及时撤离施工人员和机具，待水位退下再继续施工。因此，钢吊箱强度按照水位淹没钢吊箱时进行计算，保证强度刚度满足要求。（4）做好围堰监测，南北河岸上各设置1个观测基点，采取人工巡视检查可能的裂缝变形和全站仪监测水平位移的手段，确保施工安全。

4.结束语

水中承台施工位于连江主航道上（规划III级航道），不确定因素多、水头高、风险大，如何克服汛期施工可能的洪水影响是本工程的重点和难点，通过对钢吊箱承台施工方案的严密科学编制和实施的严格控制，确保了施工安全，加快了施工进度，本工程两个水中承台一个月完成了施工，实践证明钢吊箱方案是科学、合理的。