橋梁工程水中承臺(tái)鋼吊箱施工技術(shù)及質(zhì)量控制

橋梁工程水中承臺(tái)鋼吊箱施工技術(shù)及質(zhì)量控制梁世剛【摘要】鋼吊箱施工工序復(fù)雜，是橋梁施工的難點(diǎn)和重點(diǎn).文章結(jié)合工程實(shí)例，分析了水中承臺(tái)鋼吊箱施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn).【期刊名稱】《西部交通科技》【年(卷)，期】2019(000)003【總頁(yè)數(shù)】3頁(yè)(P78-80)【關(guān)鍵詞】橋梁水中承臺(tái);鋼吊箱漩工技術(shù);質(zhì)量控制【作者】梁世剛【作者單位】廣西路橋工程集團(tuán)有限公司，廣西南寧530011【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】U445.40引言隨著高速公路橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展，考慮到橋墩在船舶通航時(shí)的防撞要求，深水高樁承臺(tái)在跨越通航河道橋梁工程中的應(yīng)用越來(lái)越普遍。由于有底鋼吊箱施工具有減少水下工作量、降低施工難度、縮短施工周期、降低工程成本等優(yōu)點(diǎn)，在橋梁深水高樁承臺(tái)施工中應(yīng)用比較廣泛。但有底鋼吊箱施工工序復(fù)雜，稍不注意，很容易出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，如鋼吊箱出現(xiàn)滲漏，滲漏水在承臺(tái)混凝土澆筑時(shí)進(jìn)入，改變了混凝土水灰比，使混凝土質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，導(dǎo)致承臺(tái)整體性差，嚴(yán)重時(shí)將造成返工等質(zhì)量問(wèn)題。因此，水中承臺(tái)鋼吊箱施工是橋梁施工的難點(diǎn)和重點(diǎn)，施工時(shí)必須采取合理有效的措施加以控制，以確保工程質(zhì)量。1工程概況廣西某高速公路大橋全長(zhǎng)為1473m，主橋上部采用(66+120+66)m的預(yù)應(yīng)力混凝土變截面連續(xù)鋼構(gòu)；主橋墩采用雙排實(shí)心墩，每個(gè)墩布設(shè)中2200mm樁基礎(chǔ)12根；主墩用單壁鋼吊箱圍堰的施工方法進(jìn)行承臺(tái)施工，鋼吊箱的施工難點(diǎn)為：墩位區(qū)水位深，給工程建設(shè)的組織和安全帶來(lái)不利的影響。鋼吊箱尺寸和重量比較大，拼裝、下放、定位難度大。鋼吊箱全部拼裝完成總重量約130t,用千斤頂同步下放控制難度大。鋼吊箱施工、封底混凝土施工技術(shù)難度和組織難度均較大。2鋼吊箱施工技術(shù)要點(diǎn)2.1鋼吊箱施工流程鋼吊箱施工工藝流程如圖1所示，鋼吊箱施工關(guān)鍵工藝有鋼吊箱各結(jié)構(gòu)的加工和拼裝、鋼吊箱的整體下放、鋼吊箱的鎖定及封底混凝土的施工。圖1鋼吊箱施工流程示意圖2.2鋼吊箱設(shè)計(jì)與制作本工程承臺(tái)鋼吊箱采用單壁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其中吊箱空間尺寸(長(zhǎng)x寬x高)約為13.7mx9.5mx4m,吊箱總重130t;鋼吊箱由底板、側(cè)板、內(nèi)支撐、吊掛系統(tǒng)四部分組成，其底板、側(cè)板為承臺(tái)混凝土模板，底板是封底混凝土的控制面。鋼吊箱制作時(shí)先進(jìn)行散件下料加工，在場(chǎng)內(nèi)按設(shè)計(jì)分塊制作成塊件，然后再將塊件運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組拼。鋼吊箱底板使用S8mm鋼面板，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，采用損耗最小的分塊方式，分塊加工底板鋼面板。底板上開(kāi)設(shè)的樁位孔要求準(zhǔn)確，樁位孔開(kāi)孔范圍比鋼護(hù)筒在底板上的豎向投影大10~20cm。鋼吊箱側(cè)板面板均采用88mm鋼面板，側(cè)模事先在場(chǎng)內(nèi)加工平臺(tái)上精確放樣，確保側(cè)模外形尺寸精確。2.3鋼吊箱的拼裝2.3.1鋼吊箱底板拼裝鉆孔平臺(tái)的周邊開(kāi)始撤除平臺(tái)；在周邊鋼護(hù)筒上焊接鋼牛腿，并對(duì)牛腿部位護(hù)筒壁局部加強(qiáng)，架設(shè)I45a型鋼橫梁作為拼裝平臺(tái)；分塊將已制作好的單塊龍骨吊至拼裝平臺(tái)上，焊接為整體；然后拼裝底板，底板采用8mm厚鋼板，將底板焊接為整體，并對(duì)底板各結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)焊，通過(guò)高強(qiáng)螺栓與龍骨連接，確保整體穩(wěn)定和剛度。牛腿及支撐梁設(shè)置于鋼護(hù)筒間壁體上，焊制前先進(jìn)行測(cè)量抄平，牛腿采用鋼板焊制。2.3.2鋼吊箱側(cè)板、內(nèi)支撐安裝吊箱側(cè)模安裝前需在吊箱底板位置放出四個(gè)角點(diǎn)位置，利用墨斗彈好模板外輪廓線，隨后分塊吊裝側(cè)模；組拼各相鄰側(cè)模時(shí)，注意在兩法蘭之間裝入事先開(kāi)好孔的防水橡膠條，連接側(cè)模豎向法蘭螺栓，安裝臨時(shí)圍楞；待第一層側(cè)模形成框架后，利用割槍在吊箱底板上開(kāi)出與側(cè)模底口法蘭相對(duì)應(yīng)的螺栓孔，然后安裝底口法蘭螺栓。事先將吊箱側(cè)板豎向背楞（雙拼H型鋼）在場(chǎng)內(nèi)加工成整根長(zhǎng)度后，整體吊至設(shè)計(jì)位置，焊接固定于橫向圍楞上，并按照?qǐng)D紙要求，在圍楞與豎向背楞處增設(shè)三角形加強(qiáng)板。吊箱橫向管樁支撐可事先分節(jié)段在場(chǎng)內(nèi)加工成型，隨后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)安裝，應(yīng)注意管樁上下相交位置需采用連接鋼板加強(qiáng)處理。2.4鋼吊箱整體下放2.4.1下放設(shè)備及其安裝鋼吊箱沉放由千斤頂（12臺(tái)32t螺旋千斤頂）、16束中32mm精軋螺紋鋼作為吊桿，構(gòu)成完整的下放系統(tǒng)。下放系統(tǒng)充分利用了吊掛系統(tǒng)，兩者并為一體。在下放系統(tǒng)底橫梁安裝完畢后，將精軋螺紋鋼一頭穿過(guò)底橫梁后安裝連接頭，然后穿過(guò)鋼吊箱底板上的連接頭與之連接，在連接頭下方安裝一個(gè)備用螺帽；之后安裝吊掛處頂橫梁，在頂橫梁與底橫梁之間、頂橫梁上各安裝一個(gè)備用螺帽。2.4.2鋼吊箱沉放鋼吊箱采用8個(gè)60t液壓穿心式千斤頂整體下放。下放前，精軋螺紋鋼吊桿需標(biāo)識(shí)刻度，確保各吊點(diǎn)下放同步進(jìn)行；鋼吊箱下放前，要頂升千斤頂，使鋼吊箱脫離拼裝平臺(tái)，檢查吊箱上的錨固點(diǎn)及吊箱結(jié)構(gòu)是否正常，檢查無(wú)誤后割除牛腿正式下放；下放時(shí)調(diào)節(jié)每一個(gè)千斤頂行程，同時(shí)同步下放千斤頂；每次下放行程控制在15cm左右；通過(guò)周而復(fù)始的動(dòng)作，使鋼吊箱下放至設(shè)計(jì)標(biāo)高；下放時(shí)隨時(shí)觀測(cè)鋼吊箱下放高程，確保鋼吊箱的平衡下放。2.5底板封堵與清理鋼吊箱頂部焊接連接件，配合手動(dòng)葫蘆，調(diào)整鋼吊箱的平面位置。利用型鋼替換千斤頂，完成鋼吊箱的平面位置鎖定。由潛水員在水下用鋼絲刷清洗護(hù)筒，并清除底板上殘留的雜物。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，厚度為1.2m，采用直接導(dǎo)管法一次完成澆筑。為保證混凝土的流動(dòng)性，塌落度控制在18~22cm之間。澆筑前盡量保持箱內(nèi)外水位差一致。2.7抽水封底在混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，封閉連通管，抽出吊箱內(nèi)的水。封底混凝土找平，割除護(hù)筒。2.8水中承臺(tái)施工鋼套箱封底結(jié)束，找平、堵漏后，鋼套箱施工完畢，進(jìn)入承臺(tái)施工工序。按設(shè)計(jì)制作安裝鋼筋，安裝冷卻管，澆筑第一層承臺(tái)混凝土。根據(jù)原設(shè)計(jì)施工圖可知：墩身豎向主筋埋入承臺(tái)1.6m，即埋入第一層混凝土10cm，但由于本工程墩身高度只有4m,如按原設(shè)計(jì)施工，則墩身豎向主筋僅僅埋置10cm，不利于架力定位;同時(shí)考慮減少鋼筋接頭及施工方便，本工程墩身豎向主筋擬采用一次下料安裝，為保證主筋深入承臺(tái)不小于設(shè)計(jì)值，第一層承臺(tái)澆筑2m，第二層澆筑2m。樁頭鑿除，綁扎承臺(tái)鋼筋，澆筑承臺(tái)混凝土。3鋼吊箱施工質(zhì)量控制要點(diǎn)3.1鋼吊箱整體沉放控制3.1.1吊箱結(jié)構(gòu)整體下放難點(diǎn)分析承臺(tái)鋼吊箱采用分節(jié)接長(zhǎng)后整體下放的方法，因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大，使得鋼吊箱的整體下放存在難點(diǎn)：鋼吊箱整體下放時(shí)重量大（達(dá)130t），體積大（長(zhǎng)13.7m，寬9.7m，高4m），鋼吊箱整體下放的四個(gè)吊點(diǎn)相對(duì)分散。若在下放過(guò)程中，各吊點(diǎn)的同步性得不到保證，使得各吊點(diǎn)的受力重新分配（即下放緩慢的吊點(diǎn)的受力增大，下放快的吊點(diǎn)受力減?。?，則會(huì)對(duì)鋼吊箱的結(jié)構(gòu)及其下放設(shè)備不利。對(duì)鋼吊箱吊點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度要求高，若其強(qiáng)度和剛度達(dá)不到要求，會(huì)使鋼吊箱結(jié)構(gòu)破壞。支撐鋼護(hù)筒呈偏心受壓狀態(tài)，一旦吊點(diǎn)處的支撐鋼護(hù)筒的變形大，勢(shì)必使得懸吊梁與壁板接觸，影響鋼吊箱的下放。鋼吊箱在入水后，受水流沖擊作用，吊箱可能會(huì)產(chǎn)生平面位移，對(duì)下放體系造成影響。3.1.2吊箱結(jié)構(gòu)整體下放控制針對(duì)以上施工難點(diǎn)，在施工中將采取以下相關(guān)的措施進(jìn)行處理：（1）做好天氣預(yù)報(bào)，選擇風(fēng)浪較小的有利天氣進(jìn)行鋼吊箱的下放。（2）鋼吊箱下放期間應(yīng)設(shè)置專門(mén)的指揮系統(tǒng)，任用有豐富吊裝經(jīng)驗(yàn)的人員擔(dān)任指揮長(zhǎng)，在每個(gè)吊點(diǎn)位置配備一名觀察員和一名油泵操作手；同時(shí)為指揮長(zhǎng)及觀察員配備可靠的通訊工具，保證各相關(guān)人員之間通訊順暢。（3）根據(jù)千斤頂性能要求，精軋螺紋鋼與鉛垂線的偏角不得超過(guò)2°。（4）下放系統(tǒng)安裝必須精確，通過(guò)導(dǎo)向護(hù)弦與護(hù)筒之間的彈性接觸及磨擦約束下放過(guò)程中的位移。3.2封底混凝土施工質(zhì)量控制澆筑封底混凝土是吊箱施工成敗的關(guān)鍵，要確保封底施工的成功，不但要保證混凝土的質(zhì)量，更要保證混凝土澆筑工藝得當(dāng)。針對(duì)本工程特點(diǎn)，為確保承臺(tái)封底混凝土澆筑質(zhì)量，在封堵板上設(shè)置一層橡膠板，并用螺栓將其固定，防止混凝土沿著護(hù)筒與封堵板之間的間隙流出；混凝土的貯備及輸送采用在各個(gè)澆筑區(qū)域設(shè)置中心集料斗集料的方式，經(jīng)分料槽按順序?qū)⒒炷练峙渲粮鳚仓课粚?dǎo)管，進(jìn)行水下混凝土澆筑。3.3鋼吊箱施工測(cè)量控制3.3.1鋼護(hù)筒位置測(cè)量鋼吊箱拼裝前需對(duì)鋼護(hù)筒平面位置、垂直度和橢圓度進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)引導(dǎo)吊箱底板加工和下沉后鋼吊箱偏位的調(diào)整。3.3.2鋼吊箱下沉測(cè)量控制鋼吊箱下沉測(cè)量控制主要是平面控制和垂直度控制兩個(gè)方面。鋼吊箱平面位置控制主要是通過(guò)吊箱內(nèi)設(shè)置的手拉葫蘆來(lái)實(shí)現(xiàn)，在鋼護(hù)筒頂部設(shè)置平臺(tái)上安裝4臺(tái)20t手拉葫蘆，構(gòu)成鋼吊箱平面位置調(diào)整系統(tǒng)，用以對(duì)鋼吊箱下沉過(guò)程及下沉到位后的平面位置及傾斜度進(jìn)行調(diào)整。鋼吊箱的垂直度是通過(guò)搭設(shè)在吊箱內(nèi)鋼護(hù)筒頂口的兩個(gè)測(cè)量平臺(tái)架設(shè)經(jīng)緯儀來(lái)觀測(cè)控制的，鋼吊箱垂直度的調(diào)整調(diào)控是由平面位置調(diào)整系統(tǒng)的手拉葫蘆來(lái)進(jìn)行。在吊箱下放到位后，待各測(cè)量點(diǎn)位置滿足允許偏差后再進(jìn)行固定。3.3.3承臺(tái)中心位置及高程測(cè)量控制待吊箱封底并抽水完成后，在封底混凝土表面進(jìn)行承臺(tái)軸線及輪廓線測(cè)量，并做好標(biāo)記點(diǎn)，方便承臺(tái)鋼筋及模板的安裝。承臺(tái)模板安裝完成后，在承臺(tái)模板四周做好分層標(biāo)記點(diǎn)，作為承臺(tái)混凝土頂面標(biāo)高控制點(diǎn)。4結(jié)語(yǔ)總之，本工程采用鋼吊箱進(jìn)行施工，吊箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)突出了