中铁二局第五工程有限公司 四川成都 610091
摘要：近年来随着京津城际、武广、郑西、石太、合宁、京沪、石武、哈大、贵广、京福等高速铁路的建成通车，我国在高速铁路施工管理等方面实现了重大跨越，在建成高速铁路中桥梁比重基本超过50%，而深水大跨桥梁建造技术进入世界先进行列之一。本文介绍了京福高铁古田溪特大桥7号墩深水高桩承台钢吊箱在无大型浮吊设备条件下，采用已灌桩基作为受力支撑进行原位拼装、采用液压悬吊系统下放钢吊箱施工技术，该技术安全、适用、可靠，对类似条件深水高桩承台钢吊箱下放施工具有较强的参考意义。
关键词：深水高桩承台；钢吊箱；无大型浮吊设备；液压悬吊系统；下放施工技术
1.桥梁工程概况及吊箱结构设计
1.1 桥梁工程概况
古田溪特大桥是新建北京至福州高速铁路重点控制性桥梁之一，桥址位于福建省宁德市古田县和福州市闽清县交界处，主要跨越古田溪而设，起止里程DK743+749.85～DK744+338.74，全桥长588.85m，
桥跨布置为5-32m简支梁+1-（60+100+100+60）m连续梁+2-32m简支梁+1-24m简支梁，6号、7号、8号为连续梁主墩，其中7号墩位于古田溪库区中央，水深约43m，承台处于水面以下约17m，6#、8#墩位于库区岸边，施工水深约7m，其余墩均位于陆岸，7号墩共18根等桩长ф2.8m桩基、桩长50m，承台平面呈八边形，最大结构尺寸为20.7×32×6m。
桥址下游10km处有一座中型发电站，上游5km处有一座小型发电站，桥梁位于两山之间，两侧山势陡峭，河床底部为裸露弱分化石英砂岩，地势呈V字形分布，7号墩处在V字形低谷位置，承台设计 为钢吊箱施工，因运输条件限制，钢吊箱无法采用厂内集中加工后运输至墩位利用大型浮吊设备下放，经京福公司、中国中铁第四勘察设计院、中铁二局集团有限公司桥梁专家及有关人士多次赴现场踏勘、反复论证后，确定采用桩基钢护筒作为受力支撑进行原位拼装、用已灌桩基作为液压悬吊系统支撑点下放钢吊箱的总体方案。
1.2 钢吊箱结构设计
钢吊箱壁板平面形状与承台一致，内净空为32.2m×20.9m×8.375m，总高度为8375mm，由底板、壁板、内支撑、悬吊系统组成，底板与壁板采用螺栓连接，总重约300t。钢吊箱总体立面布置见图1-2-1。
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图1-2-1 钢吊箱总体立面布置图
底板沿桥横向设置通长主梁，主梁上顺桥向设置工字钢横梁，横梁上铺设并焊接钢面板；底板主梁上布置吊杆，吊杆下端通过钢销固定吊梁吊耳上；壁板面板采用钢板，槽钢竖肋，扁铁小横肋，按格构焊接，壁板外侧设大横肋，大横肋支撑在壁板桁架上；钢吊箱内纵、横桥向设通长内支撑；壁板外侧设置桁架，两片桁架为一组，桁架横向加固联接作为施工人员操作平台；底板与护筒顶间设置悬吊系统，吊杆采用精轧螺纹钢，底部与底横梁连接，上端锚固在钢护筒顶。钢吊箱顶部平面布置见图1-2-2、钢吊箱底部平面布置见图1-2-3。
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图1-2-2 钢吊箱顶部平面布置图 图1-2-3 钢吊箱底部平面布置图
2.钢吊箱拼装施工
（1）主梁安装
主梁安装在钢护筒已焊牛腿上，根据钢护筒实际偏位情况依次吊装主梁进行组拼，确保主梁与钢护筒之间的最小间距保持在20cm，同组主梁的两根型钢位置摆放正确后采用缀板焊接形成整体，焊缝高度为10mm。
（2）分配梁安装
分配梁根据图纸现场下料，按照图纸间距依次铺设在主梁上，并与主梁可靠焊接，焊缝高度为10mm。对于需接长的分配梁，单根分配梁可采用两根工字钢搭接焊接在主梁上，接头位置应不在同一截面。
（3）面板安装
面板采用花纹钢板，直接满铺在底板分配梁上方，并与底板分配梁可靠焊接，整个底板面板应密封成整体，防止封底混凝土浇筑时外漏。
（4）围肋安装
底板围肋分两种类型，Ⅰ型位于壁板内侧，在壁板拼装完成后安装，Ⅱ型位于壁板外侧，主要定位壁板位置，安装前应在底板上准确放出壁板位置，然后再安装Ⅱ型围肋。
（5）壁板拼装
小型浮运、浮吊设备将分块加工好的壁板运至拼装平台，从墩身大里程中轴线向两侧均匀对称依次拼装，最后在小里程中轴线位置合拢。为保证吊箱抽水后的密水性，壁板拼装焊接完成后需逐一做煤油渗透试验，若发现不合格处应立即补焊。
（6）桁架安装
桁架由横肋和竖桁架组成，横肋按图纸结构尺寸与壁板焊接，竖桁架置于横肋外侧，桁架按照图纸相应位置坐好标示，人工配合浮吊安装桁架，桁架一端与横肋可靠焊接，底部放置于底板分配梁上并可靠固定。
3.钢吊箱下放技术
3.1.下放悬吊系统安装
下方悬吊系统从下至上分别由底横梁、吊耳、吊杆、顶部横纵梁、液压穿心千斤顶组成。
（1）底横梁安装
吊箱底部双拼Ⅰ50工字钢主梁作为悬吊系统底部横梁。
（2）吊耳安装
吊耳为Q235的2cm钢板，共设置10组，均匀分布吊箱底部，吊耳下口必须开双面坡口后与底横梁焊接。
（3）吊杆、顶部横纵梁、穿心液压千斤顶安装
吊杆采用10根Φ40精轧螺纹钢，80t液压千斤顶作为升降动力设备，钢吊箱总重约300t，单根精轧螺纹钢受力约30t，千斤顶上方支垫钢板，下方置于2I45a作纵梁和横梁上，纵横梁位于钢护筒顶部，两者受力部位设置2[32a斜杆。见图3-1-1、3-1-2。
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图3-1-1 下放悬吊系统大样图 图3-1-2 下放悬吊系统整体布置图
3.2.钢吊箱吊点分布、吊点作用力与液压千斤顶读数计算
底板系统、壁板、内支撑、壁板桁架一起形成整体下放，下放吊点共设10个，分布见图3-2-1；将底板系统简化为空间梁格系，精轧螺纹钢吊杆简化为拉杆，吊箱壁板荷载作用于底板边缘，采用MADIS CIVIL建模计算得出拉杆单点轴力，见图3-2-2。
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图3-2-1 下放悬吊系统吊点分布图 图3-2-2 下放悬吊系统吊杆轴力图（KN）
每处吊杆设置1个经相关资质单位有效校核后的液压穿心千斤顶，吊杆轴力对应千斤顶校核方程式计算出油表读数，见表3-2-1。
表3-2-1 钢吊箱下放穿心式液压千斤顶控制参数表
3.3.钢吊箱下放
钢吊箱地板和壁板拼装完成经验收合格后，安装精轧螺纹钢和穿心式液压千斤顶等下放系统构件，钢吊箱下放工艺流程如下：
（1）整体提升钢吊箱离开底板拼装平台5cm，检查下放系统是否牢固，吊箱结构是否有异常，若无异常，静吊30分钟后再向上提升10cm。
（2）人工配合50t浮吊拆除吊箱底板拼装平台，拆除底板拼装平台时，应从内向外依次拆除，切割工字钢时应齐平钢护筒切割，避免阻碍钢吊箱下放。
（3）以15cm为一个循环逐步下放钢吊箱，直至钢吊箱的顶面标高控制在设计标高。
（4）复核钢吊箱的平面位置，若平面位置不满足设计要求，钢吊箱的平面位置调整采用在壁板和钢护筒上焊接耳环，利用链条葫芦调整。
4.钢吊箱下放安全控制措施
（1）钢吊箱底板结构距钢护筒外边应留有200mm间隙，防止各点下降高度不均衡，出现底板与钢护筒碰撞挤压而阻碍下放。
（2）下放前再次检查各构件是否都安装或有遗漏。
（3）检查下放系统是否安全、可靠。
（4）劳动力分工明确、统一指挥。
（5）检查所有千斤顶、油表、油泵是否正常工作。
（6）下放时听从统一人员指挥。
（7）吊箱内壁做好刻度标示，便于下放过程中吊箱同步性观察。
（8）下放过程严格按照15cm一个循环倒顶。
（9）千斤顶操作人员必须为专业操作人员，做到10个吊点的受力与设计要求基本相符。
（10）吊箱在提升和下降过程中10个吊点都应同步升降，防止吊箱扭曲变形。
5.结束语
在地势陡峭、桥梁附近无工厂集中加工条件的山岭地区、河道上下游无大型浮运设备通航条件下，钢吊箱加工、运输、下放条件受限，其施工方法较为单一，本文介绍的钢吊箱采用原位拼装、下放施工技术，有效解决了存在的不利因素，成功突破在无大型浮运、浮吊设备情况下，大吨位钢吊箱拼装、下放施工，本方法充分利用了桩基钢护筒作为钢吊箱拼装平台受力支撑结构，已灌混凝土桩顶作为钢吊箱下放支撑作用点，采用穿心式液压千斤顶+精轧螺纹钢筋替代了大型浮吊设备吊装作业，精准、安全、有效的把钢吊箱下放至理想位置，该案例在类似条件下的深水高桩承台施工领域值得推广。
参考文献：
[1]《钢结构设计标准》（GB 50017-2017）
[2]《高速铁路桥涵工程施工技术规范》（Q/CR9603-2015）
[3]《铁路桥涵施工规范》（TB10203-2002）
[4]《钢结构高强度螺栓连接技术规程》（JGJ82-2011）
[5]《钢筋焊接及验收规程》（JGJ 18-2012）
[6]《铁路桥涵工程施工安全技术规程》（TB10303-2020）