鋼吊箱圍堰在深水墩承臺(tái)施工中應(yīng)用論文

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【摘要】在深水墩承臺(tái)施工過(guò)程中，采用有底鋼吊箱圍堰施工方案，達(dá)到快速、優(yōu)質(zhì)施工的目的，并通過(guò)使用該方案節(jié)省大量人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、材料費(fèi)，降低工程成本。

【關(guān)鍵詞】有底鋼吊箱圍堰；深水墩承臺(tái)；施工

一、概況

DIK37+117北浩龍江大橋作為黔桂線鐵路擴(kuò)能改造工程全線控制工程，具有施工難度大，施工工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高，工期緊等特點(diǎn)。河床呈V字型，狹窄，表層巖層堅(jiān)硬，水中墩位置水深為25m。其承臺(tái)底面處于施工水位以下8．0m。承臺(tái)平面尺寸為11．5×10．5m。水中墩采取的施工工藝以及施工進(jìn)展情況對(duì)該控制工程的各方面評(píng)價(jià)起到非常關(guān)鍵的作用，決定采用有底鋼吊箱圍堰施工方法代替常規(guī)無(wú)底鋼圍堰施工方法進(jìn)行墩臺(tái)施工。

通過(guò)對(duì)有底鋼吊箱圍堰施工方法和常規(guī)無(wú)底鋼圍堰施工方法進(jìn)行認(rèn)真分析與經(jīng)濟(jì)比較后得出：（1）常規(guī)無(wú)底鋼圍堰施工方法進(jìn)行時(shí)必須進(jìn)行水下爆破清平，確保鋼圍堰順利下沉就位；（2）深水區(qū)圍堰下沉過(guò)程的起重荷載相當(dāng)大，不利施工和控制；（3）加大工程成本加大，施工難度加大，工程進(jìn)展慢。采用有底鋼吊箱圍堰方法進(jìn)行深水高承臺(tái)施工更具靈活性和適應(yīng)性。達(dá)到減少水下工程量、降低施工難度、降低工程成本，縮短工期的目的。

二、施工工藝

根據(jù)施工水位情況及施工工期要求，在碼頭岸上鋼結(jié)構(gòu)加工場(chǎng)地，分塊預(yù)先加工好鋼吊箱的側(cè)模和底模，橋墩樁基混凝土澆注完成后，浮吊配合，拆除鉆孔平臺(tái)及中間妨礙鋼吊箱安裝及下沉的鋼護(hù)筒支承樁和部分連接[22槽鋼，在樁基鋼護(hù)筒上測(cè)量放樣，利用樁基鋼護(hù)筒，設(shè)置鋼吊箱臨時(shí)拼裝平臺(tái)和鋼吊箱下沉受力架，汽吊岸上配合，船舶運(yùn)輸鋼吊箱的底模，側(cè)模加工件至拼裝平臺(tái)處。浮吊配合，在臨時(shí)拼裝平臺(tái)上，安裝鋼吊箱的底模，側(cè)模和抗浮拉桿，貝蕾梁架內(nèi)撐，手拉葫蘆等，由統(tǒng)一指揮人員進(jìn)行指揮，下沉鋼吊箱至規(guī)定標(biāo)高后，鎖抗浮拉桿，對(duì)樁基鋼護(hù)筒與鋼吊箱之間的間隙密封處理，用垂直導(dǎo)管法澆注水下混凝土，強(qiáng)度達(dá)到要求后，對(duì)吊箱內(nèi)抽干水，對(duì)抗浮拉桿，主肋的工字鋼與樁頂標(biāo)高以下的鋼護(hù)筒進(jìn)行焊接，力系轉(zhuǎn)換完成后割除鋼護(hù)筒。鑿除樁頭，綁扎承臺(tái)鋼筋，澆注承臺(tái)混凝土。

（一）鋼吊箱模板的制作及加工

在碼頭岸上鋼結(jié)構(gòu)加工場(chǎng)地，采用型鋼、角鋼、鋼板焊接，分塊加工鋼吊箱的底模和側(cè)模。

1．側(cè)模。側(cè)模面板采用8mm厚鋼板，豎向主梁采用I25b工字鋼，工字鋼之間間距為80cm，側(cè)模橫向次梁采用[16槽鋼，間距50cm，側(cè)模共12塊，重約60t。

2．底模。底模面板采用8mm厚鋼板，底模主梁采用I36工字鋼，工字鋼之間間距為150cm，次梁采用[10槽鋼，間距50cm，底模共6塊，重約30t。

3．在底模和側(cè)模上焊接好各種吊耳，支撐連接，為鋼吊箱的后續(xù)施工做好準(zhǔn)備。

（二）拆除部分鉆孔平臺(tái)，在樁基鋼護(hù)筒上焊接鋼牛腿，設(shè)方形孔

1．樁基施工完成后，拆除鉆孔平臺(tái)及中間妨礙鋼吊箱安裝及下沉的鋼護(hù)筒支承樁和部分連接[22槽鋼。測(cè)量放樣好承臺(tái)底面，吊箱底面，承臺(tái)頂面，吊箱頂面等標(biāo)高及中線。

2．在樁基鋼護(hù)筒距離水面0。8m處及水下鋼吊箱底模下沉就位處，在樁基鋼護(hù)筒上焊接鋼牛腿，作為拼裝鋼吊箱臨時(shí)拼裝平臺(tái)的支點(diǎn)及鋼吊箱下沉就位時(shí)的受力點(diǎn)。在鋼護(hù)筒上設(shè)方形孔，加焊鋼板和型鋼，形成受力點(diǎn)。

（三）在樁基鋼護(hù)筒處安裝鋼吊箱臨時(shí)拼裝平臺(tái)

1．汽吊配合，由船舶運(yùn)輸現(xiàn)場(chǎng)拼裝鋼吊箱臨時(shí)支承平臺(tái)的I22b工字鋼至墩位處。

2．浮吊配合，安裝臨時(shí)支承平臺(tái)的縱橫I22b工字鋼，構(gòu)成墩位處拼裝鋼吊箱的臨時(shí)支承平臺(tái)。

（四）鋼吊箱底模的拼裝，安裝工字鋼受力架、抗浮抗拉桿

1．汽吊配合，由船舶運(yùn)輸鋼吊箱的底模共6塊運(yùn)至臨時(shí)支承平臺(tái)處。

2．浮吊配合，在臨時(shí)支承平臺(tái)上，把鋼吊箱底模分塊安裝就位后，對(duì)底模拼接縫處焊接，把底模連成整體。

3．在每個(gè)樁基鋼護(hù)筒上開方形孔，加焊鋼板加固，安裝I36b工字鋼縱橫主梁及手拉葫蘆，與鋼吊箱底模主梁I36b工字鋼的吊耳連接拉緊，作為鋼吊箱下沉?xí)r的承重結(jié)構(gòu)。在底模工字鋼骨架上焊接由兩根[20槽鋼拼焊組成的抗浮抗拉桿。

4．吊箱底止水采用半月型鋼板在吊箱內(nèi)封堵。

（五）安裝鋼吊箱側(cè)模、貝雷梁桁架內(nèi)撐

1．汽吊配合，由船舶運(yùn)輸鋼吊箱的側(cè)模模板至臨時(shí)支承平臺(tái)處。

2．浮吊配合，在臨時(shí)支承平臺(tái)上，把鋼吊箱側(cè)模分塊安裝，安裝時(shí)利用外側(cè)Φ70鋼護(hù)筒支承樁與側(cè)模進(jìn)行臨時(shí)連接，防止側(cè)模傾倒，使側(cè)模分塊安裝就位，擰緊連接螺栓，把側(cè)模連成整體。

3．模板接縫止水采用2cm厚軟橡膠條。

4．為防止鋼吊箱下沉?xí)r側(cè)模因?yàn)樗畨毫退臎_擊力而變形扭曲，保證鋼吊箱的安全，在鋼吊箱內(nèi)部安裝貝雷梁桁架作為內(nèi)撐，防止鋼吊箱在后續(xù)施工過(guò)程中產(chǎn)生變形扭曲。

（六）轉(zhuǎn)換受力體系并提升鋼吊箱，拆除臨時(shí)拼裝平臺(tái)。

1．由統(tǒng)一指揮人員進(jìn)行指揮，所有手拉葫蘆同時(shí)拉緊起吊鋼吊箱，使之脫離臨時(shí)支承平臺(tái)0。2米，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換。注意利用鉆孔平臺(tái)的Φ70鋼護(hù)筒支承樁，做好支撐，嚴(yán)格控制傾斜、扭轉(zhuǎn)、偏移。

2．浮吊配合，拆除臨時(shí)拼裝平臺(tái)上的22b工字鋼，割除鋼牛腿。

（七）鋼吊箱下沉

（上接第190頁(yè)）1．由統(tǒng)一指揮人員進(jìn)行指揮，所有手拉葫蘆同時(shí)松動(dòng)，使鋼吊箱緩慢均勻下沉入水中。在鋼吊箱沉入水中的過(guò)程中，嚴(yán)格控制其傾斜、扭轉(zhuǎn)、偏移。技術(shù)人員注意使用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行監(jiān)控，嚴(yán)格控制鋼吊箱的垂直度。

2．下沉分三階段，每一階段到規(guī)定標(biāo)高時(shí)，使用全站儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量，檢查鋼吊箱的中線和標(biāo)高，使鋼吊箱的中線和標(biāo)高滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。用類似的方法，直至鋼吊箱底模置于水下樁基鋼護(hù)筒的鋼牛腿上，滿足封底混凝土的厚度和承臺(tái)的設(shè)計(jì)標(biāo)高要求。

（八）鎖定抗浮抗拉桿，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換，密封處理鋼護(hù)筒的間隙

鋼吊箱就位后，把槽鋼抗浮拉桿與樁基鋼護(hù)筒通過(guò)型鋼焊接，拆除手拉葫蘆，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換。槽鋼抗浮拉桿與樁基鋼護(hù)筒及鋼吊箱底模主肋I36工字鋼構(gòu)成了鋼吊箱后續(xù)的承重結(jié)構(gòu)。

（九）水下封底混凝土的澆注

1．在澆注水下封底混凝土前，對(duì)底模與樁基鋼護(hù)筒之間約10cm的間隙，用預(yù)先準(zhǔn)備好的鋼圈焊接，加焊角鋼加固，做密封處理。

2．采用垂直導(dǎo)管法一次澆筑完成水下封底混凝土，在樁基與樁基正中間布置澆筑點(diǎn)。澆注厚度1.0m，邊澆筑時(shí)邊進(jìn)行觀測(cè)，判別各澆筑點(diǎn)是否達(dá)到澆筑標(biāo)高。封底過(guò)程中吊箱內(nèi)、外設(shè)連通孔，保持內(nèi)、外水頭基本一致，減少因吊箱內(nèi)壁水頭升高對(duì)底板增加的荷重和對(duì)側(cè)模增加內(nèi)壓力。

（十）抽干水，抗浮抗拉桿、主肋的工字鋼與樁頂標(biāo)高以下的鋼護(hù)筒焊接，力系轉(zhuǎn)換完成后割除鋼護(hù)筒

1．鋼吊箱水下封底混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，對(duì)鋼吊箱內(nèi)抽干水，把槽鋼抗浮抗拉桿與樁基鋼護(hù)筒用槽鋼加強(qiáng)焊接連接，為再度轉(zhuǎn)換力系做好準(zhǔn)備。

2．割除封底混凝土頂面以上部分的抗浮抗拉桿及鋼護(hù)筒，進(jìn)行力系的轉(zhuǎn)換。

鋼吊箱封底后，進(jìn)行力系轉(zhuǎn)換，鑿開護(hù)筒四周部分混凝土，把底板縱、橫主肋的工字鋼與樁頂標(biāo)高以下的鋼護(hù)筒用3cm厚L形鋼板焊接，保證鋼吊箱的抗浮和承載能力。力系轉(zhuǎn)換完成后，再切割鋼護(hù)筒、抗浮抗拉桿。

（十一）鑿除樁頭，綁扎承臺(tái)鋼筋，澆注承臺(tái)混凝土

鑿除樁頭浮漿，并清理干凈。綁扎承臺(tái)鋼筋，樁身的鋼筋伸入承臺(tái)中，與承臺(tái)鋼筋連成一體，澆注承臺(tái)混凝土。

三、結(jié)論

通過(guò)使用有底鋼吊箱圍堰工藝進(jìn)行深水墩高承臺(tái)施工，給整個(gè)橋施工帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響，相比傳統(tǒng)的無(wú)底鋼圍堰施工更顯靈活、操作簡(jiǎn)單和施工快捷。大大提高了生產(chǎn)效率，大大減少水下工作量，降低了水下施工難度，在施工中可節(jié)約大量人工費(fèi)、機(jī)械費(fèi)、材料費(fèi)，獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益，在深水墩臺(tái)施工中是一種極有推廣價(jià)值的工藝。