李永灿
中国葛洲坝集团路桥工程有限公司 湖北宜昌 443000
摘要：本文将详细介绍了在福建永定公路总承包部龙湖大桥钢管桩施工过程中，针对钢管桩垂直度不同，水下连接系焊接质量差等情况，通过改进传统的抱箍时连接系，采用了一种水下可伸缩无焊接的连接系施工工艺。
关键词：钢管桩连接系、可伸缩、水下无焊接
一、前言
随着我国建设领域范围的不断扩大，水上施工越来越普遍，其中不乏深水施工。目前深水施工主要有水上施工平台、钢栈桥等工程，其都会涉及到插打钢管桩作为受力基础。但有的深水施工中，由于水深过深，须设置水下连接系，将钢管桩相互连接，形成受力稳定的结构。
目前大部分水下连接系采用的是水下焊接和抱箍栓接形式，以上2种形式都存在不同的缺点：
水下焊缺点：费用较高、焊接质量得不到保证；
抱箍栓接缺点：对钢管桩施工时垂直度要求较高。目前有的工程中，由于水深太深，钢桩桩较长，每根钢桩桩垂直度不一样，造成了每根钢桩桩之间距离不等，抱箍栓接的两个抱箍之间的距离是定值，在水下无法改变，因此采用抱箍栓接会因每根钢桩之间的距离不等造成无法安装。
二、工程应用情况
福建永梅出省公路龙湖大桥全长454m，跨棉花滩水库而建，主桥为70m+120m+70m现浇预应力钢筋混凝土矮塔斜拉桥，在168m常水位时2#--8#墩均位于水中，主墩处最大水深超过70m。根据已审批主墩桩基专项施工方案及相关图纸，每个主墩钻孔钢平台采用了8根直径2300的辅助钢管桩支撑，根据设计图纸，为保证平台完全，须在水下标高140m地方设置钢管桩水下连接系，确保平台整体温度，单个平台水下钢管桩连接系有6道，原设计采用抱箍焊接形式进行。
在实际施工中，由于水深达70米，导致每根钢管桩垂直度各有不同，造成了原设计的钢管桩连接系无法按照图纸尺寸连接。经过改良创新，项目部采用了一种水下可伸缩无焊接连接系，此连接系是通过连接系中间不同管径的钢管相互重叠以达到可伸缩的目的，不用水下焊接，通过对传统水下连接系的焊接工法比较，大大加快了施工进度，安装质量也有保障，节约施工成本。
三、水下可伸缩无焊接钢管桩连接系概述
水下可伸缩无焊接钢管桩连接系是在抱箍栓接型连接系基础上进行改装成可伸缩的水下连接系，该连接系可在深水下对不同垂直度的钢管桩进行相互连接，不必采用传统的水下焊接方式、安全质量有保证。
在深水插打钢管桩施工中其垂直度很难控制，特别是超过30m水深的钢管桩插打，无法做到所有钢管桩垂直度相同，如需在水下设置连接系的话，若采用焊接，其费用昂贵，采用传统抱箍栓接下放安装，则由于钢管桩垂直度不同无法下放。因此我们在福建永定公路龙湖大桥项目中通过对不同类型的水下连接系进行比较，最终通过改进了传统抱箍栓接的水下连接系，满足了不同垂直度钢管桩之间的连接要求。此连接系是一种可水下伸缩无焊接的连接系，通过连接系中间不同管径的钢管相互重叠以达到可伸缩的目的，以便满足水下因钢管桩垂直度不同而导致的钢管桩之间距离不一样的安装。该安装工艺特点：安全可靠、施工速度快、节约成本，适用不同垂直度的钢管桩水下连接，不采用水下焊接，采用栓接的方式进行连接，保障连接质量，适用于深水钢管桩连接施工。
其工艺原理如图4.1：
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四．施工工艺流程及操作要点
4.1 施工工艺流程
水下可伸缩连接系施工工艺流程如图5.1所示
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4.2 操作要点
（1）先测量需连接的钢管桩的垂直度，算出其安装连接系位置的2根钢管桩的距离；
（2）在组装平台上预先拼装连接系，小管插入大管的距离与第一步骤中算出的2根钢管桩之间的距离要基本吻合，然后又平板车将组装好的连接系整体运至码头或钢栈桥桥头，由浮运船运至安装部位；
（3）安装前将1/2抱箍与套管A、B采用φ22的螺杆连接，螺帽不要拧紧，确保抱箍能穿过钢管桩顶后往下滑动，但也不能太松，否侧潜水员在水下拧螺帽时间将增长。套管A与B连接部分采用精轧螺纹钢穿入法兰盘也不需要螺帽全部拧紧，以便滑到水下连接系安装位置时，套管A和套管B能自由伸缩；
（4）连接系吊装下水前在1/2抱箍外侧和套管抱箍一侧均设置吊点，采用钢丝绳固定在钢管顶部，由①手拉葫芦进行调节，以便连接系在水下水平，减小潜水员水下拧螺帽时间。
（5）连接系在下水时采用浮吊将连接系套管④吊住，与两边采用手拉葫芦匀速下降直至水下连接系的设计位置。
（6）潜水员下水潜至连接系位置，采用自动归位扳手将1/2抱箍与套管A抱箍连接螺栓拧紧、将套管A和套管B处的精轧螺纹钢螺栓拧紧即可
五、经济对比
采用此工法施工钢管桩水下连接系，可大大加快施工进度，保证连接质量。社会和经济效益显著。
若钢管桩水下连接系采用水下焊接方式，1天施工1道连接系，按照潜水员相关费用1天10000元计算，共计12道连接系需要12天，共计潜水费120000元，辅助人员5人，每天按照260元工资考虑，辅助人工工资15600元，运输船、小型桅杆吊等设备费用每天2500元，设备费用为30000元，总计费用165600元。
若采用可伸缩的水下无焊接连接系：1天可施工2道连接系，按照潜水员相关费用1天10000元计算，共计12道连接系需要6天，共计潜水费60000元，辅助人员5人，每天按照260元工资考虑，辅助人工工资7800元，运输船、小型桅杆吊等设备费用每天2500元，设备费用为15000元，总计费用82800元。
通过比较采用可伸缩的水下无焊接连接系从经济还是工期和质量安全都有优势。
六、结语
通过对传统水下连接系的焊接工法比较，经改良后的水下连接系，施工安全快速、质量达到设计要求，节约施工成本，受到业主、设计、监理的好评。
作者简介：李永灿（1984-），男，汉族，云南昭通人，本科，三峡大学，工程师，主要研究方向：公路桥梁建设