中铁十四局集团第二工程有限公司 山东省泰安市 271000
摘要：在桥梁基础施工中，围堰的主要作用是在有水基础中为承台和墩柱的施工创造干作业环境钢吊箱是钢套箱的一种特殊形式，俗称有底钢套箱，被广泛应用于深水桥梁高桩承台的施工，本文以黄冈巴河特大桥深水承台施工为例，介绍了钢吊箱施工要点。
关键词：钢吊箱；承台；深水基础；围堰
Construction of steel box cofferdam in deep water foundation of bridge Application
Zhang Pengcheng
（China Railway fourteen Bureau Group Second Engineering Co.，Ltd. Shandong taian 271000）
Abstract in the construction of bridge foundation，the main function of cofferdam is to create dry working environment for the construction of cap and pier column in the foundation with water.A special form，commonly known as the bottom steel case，is widely used in the construction of high pile cap of deep water bridge.This paper takes the deep water cap of Huanggang Bahe Bridge as The construction points of steel suspension box are introduced.
Keywords Deep water foundation cofferdam for steel box cap.
1.概况
1.1工程简介
347国道黄冈市巴河特大桥中心桩号K6+829，起止桩号为K6+079-K7+579，全长1500m，桥面宽度34.5m，交叉角度90°。全桥共36排墩台，其中7#～25#墩共19排墩位于巴河河道中；21#、22#为主墩，20#、23#为边墩，7#～19#、24#、25#为普通墩。
普通墩（12#～19#墩为承台结构）、边墩（20#、23#墩为承台结构）采用钢吊箱施工，钢吊箱为矩形平面，普通墩围堰单个尺寸32.356m*7.7m，高13.48m；边墩围堰单个尺寸30.956m*8.7m，高13.48m，采用Q235B钢板加工成型。围堰设置圈梁3道，内侧设置内支撑3道。
钢吊箱围堰由内支撑、侧板、底板、底板吊挂及下放导向设施、导向结构五部分组成。
如图1钢吊箱围堰实物参考图
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图1 钢吊箱围堰实物参考图
1.2河道基本情况
流域概况
拟建桥梁位于巴河下游孙镇河段，全长约 5km。该河段由于多年采砂活动河面较宽，中水平均河面宽度约 810m，最大河面宽度约 1400m。同时由于对采砂活动缺少规范管理，乱采乱挖现象较为严重，河道内碍航土堆较多。枯水期，上游来流量较小且经常出现断流情况，桥位河段主要依托长江回水保持通航水深；洪水期，桥位河段水文特性与长江回水顶托和上游来水量有关。
2.方案选择
2.1方案选择
通常水中承台的施工方案为套箱围堰、吊箱围堰以及钢板桩围堰。在施工前结合工程特点，对方案进行针对性的比较，邀请专家进行评选，既要经济适用，确保安全可靠，同时也要保持进度要。
2.2钢吊箱围堰结构设计
巴河特大桥12#～19#墩采用单壁钢吊箱围堰，半幅承台尺寸为7.5m×14.9m，围堰尺寸为32.356m×7.7m，围堰设置三层内支撑，内支撑采用φ630×8mm螺旋管。
第一层内支撑设置在围堰（+16.521）处。
第二层内支撑设置在围堰（+13.521）处。
第三层内支撑设置在围堰（+10.021）处。
封底采用C30砼，厚2.1米。
如图2所示：
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图2 内支撑位置示意图
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图2 内支撑位置示意图
巴河特大桥20#墩采用单壁钢吊箱围堰，半幅承台尺寸为8.5m×13.5m，围堰尺寸为/30.956m×8.7m，围堰设置三层内支撑，内支撑采用φ630×8mm螺旋管。
第一层内支撑设置在围堰（+16.0）处。
第二层内支撑设置在围堰（+13.0）处。
第三层内支撑设置在围堰（+9.5）处。
封底采用C30砼，厚2.3米。
2.3单壁钢吊箱围堰设计组成
围堰由内支撑、侧板结构、底板结构、底板吊挂及下放导向设施、导向五部分组成。构件材质为Q235bz。
2.3.1 侧板：整个围堰共分12节/块，面板为6mm钢板，水平加劲肋为∠75*50*6mm角钢，竖肋为HN400*200mmH型钢，水平肋为HW588*300H型钢。侧板间连接为M27螺栓连接，侧板与底板间连接为销轴连接。见下图3，侧板拼装示意图
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图3 侧板拼装图
2.3.2底板：底板分为龙骨、底板两部分。龙骨为I32a工字钢焊接而成；底板为6mm面板+∠63*6mm角钢焊接而成。整个底板自上而下分别为：加劲肋、底板面板、龙骨。如图4所示
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图4 底板、龙骨布置图
2.3.3圈梁及内支撑：每个围堰设3道圈梁，圈梁为HW588*300mmH型钢加工而成。圈梁加工、安装同各节段侧板一起施工、螺栓连接。
每个围堰设3道内支撑，内支撑为Ø630*8mm钢管加工而成，内支撑与侧板均用螺栓连接。
内支撑体系为便于施工及支撑体系转换采用连接法兰与内支撑进行螺栓连接。如图5所示：
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图5 内支撑布置图
2.3.4底板吊挂及下放导向设施：底板吊挂支撑在钢护筒顶部，底部直接挂在龙骨上。下放吊挂及封底吊挂不共用，其中下放到位后，焊接封底刚性吊杆。如图6所示：
图7 导向结构布置图
3．钢吊箱的施工过程控制
3.1钢吊箱围堰主要施工工艺
钢吊箱其底板是封底混凝土的控制面，围堰内壁为浇注封底混凝土及承台混凝土侧模板。
施工前对加工场地进行平整和硬化，场地内做好排水措施。
吊箱壁板和底板在岸上进行整体加工，然后根据吊装能力分割成块，经试拼合格后分块运输到墩位处，在墩位处设计标高位置用工字钢牛腿与桩基钢护筒焊接作拼装平台，然后用履带吊在拼装平台上按顺序拼装底板、壁板成整体。底板拼装过程中用吊挂系统精轧螺纹与底板连接，各块底板调整标高后再焊接成整体。底板拼装完成后，再分块拼装壁板，壁板在拼装过程中在内侧设置导向结构，单个围堰共设置三道导向结构。侧板拼装完成后，施工套箱内支撑系统。内支撑系统施工完毕，在下放围堰前，在护筒顶部位置安装吊挂系统的工字钢吊挂梁，安装吊挂梁的护筒要用钢板加强。然后割除临时拼装平台或固定结构，将围堰通过吊挂系统下放到设计标高。下放过程中保持围堰壁内水位与外部联通。浇筑封底砼前潜水员下水将钢护筒周边缝隙封堵密实，防止浇注封底混凝土时，混凝土从缝隙渗漏。
3.2钢吊箱围堰下放
钢吊箱的设计总重量为370t，钢吊箱侧板、底板与内撑架安装完成并经检验合格后进行钢吊箱下沉。钢吊箱下沉采用 100t同步千斤顶进行。施工时，由一名号令员吹哨，所有施工人员依据哨音，每次下降25cm。如图8所示
下沉到位后，可以在低水位时将侧板与钢护筒进行连接牢固。在钢吊箱壁顶上设置监控点，随时监控标高及位置情况。
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图8 钢吊箱下放示意图
3.3钢吊箱围堰封底
钢吊箱下沉到位并完成吊挂系统设置，并完成加固后，在吊箱顶部和钢护筒之间采用[20b槽钢设置宽1.5m的作业平台。浇注封底砼前，安排潜水员下水将底板和钢护筒周边的缝隙封堵，然后开始浇注封底砼。封底砼浇注采用灌注水下砼的方法进行，要求和易性和流动性较好。在钢吊箱顶上及桩基钢护筒之间设置卡架卡住灌注导管。采用55t履带吊，通过料斗将混凝土吊运到漏斗浇注，浇注过程中经常测量封底砼面的标高，达到预期要求后移动漏斗到下一位置。混凝土浇注时，在吊箱壁上水面位置割四个30cm×40cm的孔，以保持吊箱内外水位一致，避免水压扰动封底砼。浇注顺序为从上游到下游依次浇注。封底混凝土导管布置如图所示。封底采用两套导管同时进行，每套导管长度11m（略高于钢吊箱顶部）。如图9所示：
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图9 钢吊箱下放导管布置图
封底完成7天后，抽水进行承台施工。
4.总结
通过使用钢吊箱围堰工艺进行深水墩高承台施工，给整个桥施工带来了深远影响。有底钢吊箱围堰施工方法灵活，施工效率高，大大减少了水下工程量，降低了水下施工难度，在施工中节约了大量人工费，材料费，机械费，是一种值得推广的施工工艺。
参考文献：
[1]347国道黄冈市巴河特大桥工程施工图设计
[2]《公路桥涵施工技术规范》（JTG/T F50-2011）
[3]《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）
[4]《钢结构工程施工规范》（GB 50755-2012）
[5]《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001
[6]本项目现场踏勘及调查周边环境条件获得的资料