單壁鋼吊箱在高樁承臺的施工

單壁鋼吊箱在高樁承臺施工中的應(yīng)用工程概況xxA5（xx）高速公路黃浦江大橋位于xx市松江區(qū)，主橋上部結(jié)構(gòu)為四跨（69m+120m+120m+69m）三向預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)箱梁，由左、右幅分離的兩個單箱單室箱形截面組成，單幅橋面寬16m。主橋共有3個主墩，均位于水中。主墩承臺結(jié)構(gòu)尺寸為33.6m（長）×9.9m（寬）×3.5m（厚），兩端為橢圓形，單個承臺砼方量為1117.2m3，主墩基礎(chǔ)采用Φ900mm鋼管樁。本工程主墩位于黃浦江黃金水道中，日通航量達(dá)到3000～4000艘，為了保證施工期間不影響正常通航，承臺鋼吊箱采用分塊制作，現(xiàn)場拼裝，自行下沉的施工方法。鋼吊箱的設(shè)計本橋位處江面寬約400米，承臺頂面標(biāo)高為+4.00m，設(shè)計高水位為+3.16m，設(shè)計低水位為+1.48m。主墩承臺為高樁承臺，采用鋼吊箱進(jìn)行施工。承臺砼施工按照大體積砼施工方法分兩次澆筑，第一次澆筑1.5m，第二次澆筑2.0m。鋼吊箱設(shè)計按防水結(jié)構(gòu)與承臺模板相結(jié)合的形式進(jìn)行，考慮到承臺大體積砼的溫控的要求，鋼吊箱平面尺寸每側(cè)比承臺大5.8cm，內(nèi)壁凈尺寸為33.716m×10.016m×5.0m，兩端為橢圓形，承臺施工時，嵌入4cm厚泡沫板和1.8cm厚竹膠板作為承臺的側(cè)模。鋼吊箱的驗(yàn)算工況一：鋼吊箱封底砼強(qiáng)度達(dá)到20MPa，吊箱內(nèi)抽水，連通閥已封堵，在高水位（+3.16m）情況下主要荷載：浮力10170.1KN吊箱重1013KN封底砼重6668.9KN驗(yàn)算工況二：澆筑第一層承臺，在低水位（+1.48m）情況下主要荷載：浮力5501.9KN吊箱重1013KN封底砼重6668.9KN承臺砼重10003.4KN鋼吊箱主要由4片側(cè)壁板、1片底板、14榀門式支架、8個撐桿、12個抗浮拉桿、16個連通閥組成。其輔助結(jié)構(gòu)由聯(lián)系撐和吊桿組成。鋼吊箱側(cè)壁板為單壁，壁體沿高度方向設(shè)三道鋼箍，結(jié)構(gòu)為8mm面板加縱、橫肋。側(cè)模間用不銹鋼螺栓聯(lián)接，模板底部與底板用不銹鋼螺栓聯(lián)接。在鋼吊箱的頂部設(shè)置撐桿。底板上設(shè)14個門架，在鋼吊箱下沉就位時，起臨時支撐作用。為使封底砼施工前后，吊箱內(nèi)外保持一致的水位，減小潮汐變化對吊箱的影響，在左、右側(cè)壁板上各設(shè)置8個通水孔。鋼吊箱底板結(jié)構(gòu)為面板加主、次梁。抽水后澆筑第一節(jié)承臺前，底板承受較大的浮力，在吊箱頂部四周設(shè)12個抗浮拉桿。在1：6斜樁間設(shè)置樁間聯(lián)系撐，并通過吊桿連接底板，使底板均勻承受吊箱和封底砼的重量，將力傳至鋼管樁。圖1鋼吊箱設(shè)計圖圖1鋼吊箱設(shè)計圖鋼吊箱的制作鋼吊箱選擇在具備起重碼頭的專業(yè)工廠進(jìn)行加工制作。鋼吊箱制作分塊進(jìn)行，整個鋼吊箱側(cè)壁板分成28片，底板分為9片進(jìn)行加工。所有模板均做好編號，以便能夠精確安裝。面板間的焊接采用雙面自動埋弧焊，經(jīng)整平后拼裝主、次梁。因底板受力較大，底板面板與主、次梁的連接均要求滿焊；側(cè)壁板考慮到面板平整度的要求，面板與肋采用50%間斷焊，其余加工工藝同底板。加工完成后，在場內(nèi)先進(jìn)行預(yù)拼裝，經(jīng)檢查合格后，再由水路運(yùn)至施工現(xiàn)場。鋼吊箱的拼裝與下沉根據(jù)施工進(jìn)度要求，主墩3個承臺施工需同時進(jìn)行，而橋位處整個江面僅400米寬，且在施工時仍要保證黃浦江水域的正常雙向通航，所以整個施工組織顯得尤為重要。圖2施工水域總體布置圖通過與當(dāng)?shù)睾Ｊ虏块T協(xié)調(diào)，在正常施工的同時，單向水域通航寬度不小于70m，并需設(shè)置相應(yīng)的警示標(biāo)志和防撞措施。鋼吊箱的拼裝在每個承臺一側(cè)設(shè)置一艘25T起重船，作為拼裝和吊運(yùn)鋼吊箱的起重設(shè)備，在另一側(cè)放置方駁，用以堆放鋼吊箱部件和現(xiàn)場拼裝的臨時平臺。拼裝時按照以下步驟進(jìn)行：⑴、割除水上樁的吊耳將鋼吊箱范圍內(nèi)原鋼管樁上的吊耳割除，避免影響鋼吊箱的下沉。⑵、搭設(shè)安裝平臺在外側(cè)鋼管樁標(biāo)高+2.00m處焊接牛腿，牛腿上架設(shè)[40b作為安裝平臺。圖3安裝平臺布置圖⑶、底板開孔和拼裝9塊底板先在方駁上拼接成3大塊，中間一塊長度為2.7m，其面板暫不與主、次梁焊接。在拼接好的底板上進(jìn)行開孔，孔的具體位置和大小按照現(xiàn)場實(shí)測樁位和斜度進(jìn)行，直樁是圓形，斜樁是橢圓形，并將孔徑適當(dāng)放大，每邊留10cm的富余量，以便鋼吊箱能夠順利的下放。用起重船先將兩側(cè)的底板吊裝并就位然后，吊裝2.7m段的底板型鋼，并與兩側(cè)底板的主、次縱梁進(jìn)行焊接，然后安裝2.7m段的面板，并在平臺下面進(jìn)行面板與型鋼的焊接。⑷、安裝側(cè)壁板和吊箱上部撐桿將28塊側(cè)壁板按照編號逐塊進(jìn)行吊裝。側(cè)壁板與側(cè)壁板和側(cè)壁板與底板間先墊上1cm厚的膨脹型橡膠止水條，再用螺栓連接。側(cè)壁板安裝完畢后焊接吊箱頂部的撐桿。⑸、安裝手拉葫蘆并割除安裝平臺為了保證手拉葫蘆操作有一定的空間，采用先接長鋼管樁，然后在接長的鋼管樁上焊接樁間聯(lián)系撐，在聯(lián)系撐上懸掛手拉葫蘆。手拉葫蘆安裝完畢后，提升鋼吊箱5～10cm，割除安裝平臺。圖4手拉葫蘆及樁間聯(lián)系撐布置圖鋼吊箱的下沉鋼吊箱下沉利用懸掛在聯(lián)系撐上的18個20T的手拉葫蘆同步下放，安裝好以后在低潮時下放鋼吊箱至底標(biāo)高為+1.50m位置，安裝導(dǎo)向裝置。圖5導(dǎo)向裝置示意圖鋼吊箱在下沉過程中，在其四周各放一個塔尺，測量鋼吊箱頂面至水面的距離，使鋼吊箱做到整體平穩(wěn)下沉。鋼吊箱下沉到位后，安裝門架，調(diào)緊門架上的精軋螺紋鋼，并焊接承重拉桿，使鋼吊箱的重量由手拉葫蘆改為由精軋螺紋鋼和承重吊桿承受。然后由潛水員水下安裝封孔板。每套封孔板按照鋼管樁沉入后的實(shí)際斜度進(jìn)行修割和試配后，再進(jìn)行安裝。封孔板與吊箱底板需平行，以保證止水效果。同時，在抱箍和鋼管樁間設(shè)置止水橡皮，然后緊固抱箍螺絲。圖6封孔板示意圖鋼吊箱拼裝和下沉過程中的測量控制鋼吊箱的平面位置控制安裝平臺搭設(shè)完畢后，在平臺型鋼上放出鋼吊箱底板邊線，底板拼裝按照邊線進(jìn)行。側(cè)壁板安裝時，設(shè)置臨時支撐，以控制側(cè)壁板的垂直度。在鋼吊箱頂面平撐焊接前，用鋼尺量測吊箱頂面的平面尺寸，確認(rèn)偏差在允許范圍內(nèi)后焊接頂面平撐。導(dǎo)向裝置安裝時，用全站儀放出定位輪的外邊線，并以此來定位導(dǎo)向裝置的平面位置，然后再將導(dǎo)向裝置焊接固定在鋼管樁上。鋼吊箱的高程控制由于3個主墩承臺均位于黃浦江中，為了減小測量距離，在江邊搭設(shè)測量平臺，用水準(zhǔn)儀進(jìn)行鋼吊箱拼裝和下沉中各階段的高程測量控制。承臺封底完成后的堵漏工作承臺封底砼采用剛性導(dǎo)管進(jìn)行水下灌注。待封底砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)定值時，關(guān)閉通水閥，進(jìn)行吊箱內(nèi)抽水。此時吊箱底部的承重和止水通過封底砼與鋼管樁的固結(jié)實(shí)現(xiàn)。抽水后，在鋼吊箱側(cè)壁板的拼縫和通水孔處僅有少量滲水，無漏水。因滲水量較小，通過設(shè)置在承臺底面的集水井匯集后，用水泵直接抽出吊箱外即可。對滲水處還可用棉絮進(jìn)行堵塞。結(jié)束語⑴、單壁鋼吊箱的加工質(zhì)量易控制，裝、拆方便，可兼作承臺模板。⑵、單壁鋼吊箱使用材料較少，單個鋼吊箱底板、側(cè)板和支撐、下沉材料共140噸，下沉?xí)r間短，節(jié)省工期和資