鋼吊箱圍堰施工綜述

林 朝

摘要:近年來,隨著我國(guó)橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展,跨越大江大河以及深海的橋梁也越來越多。在深水承臺(tái)施工中,鋼吊箱圍堰作為臨時(shí)阻水結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。其作用是通過吊箱側(cè)板和底板上的封底混凝土隔水,為承臺(tái)施工提供無水的施工環(huán)境。本文從鋼吊箱圍堰的組成和施工進(jìn)行了闡述。關(guān)鍵詞:鋼吊箱圍堰;施工

1 鋼吊箱圍堰的結(jié)構(gòu)組成

1.1 吊箱整體構(gòu)造

鋼吊箱的結(jié)構(gòu)構(gòu)造由底板、側(cè)板、內(nèi)支撐、懸吊及定位系統(tǒng)組成。

1.1.1 底板

底板是鋼吊箱圍堰同鋼套箱圍堰的主要區(qū)別,是豎向主要受力構(gòu)件。鋼吊箱底板的結(jié)構(gòu)形式主要有型鋼網(wǎng)格分配梁底板和空間桁架式底板。分配梁底板安裝簡(jiǎn)便、快捷,施工量小,材料用量占優(yōu),被廣泛采用。

1.1.2 側(cè)板

側(cè)板是鋼吊箱水平向承受靜水壓力、水流力和波浪力的受力構(gòu)件。側(cè)板構(gòu)造形式分為單壁圍堰和雙壁圍堰。

1.1.3 懸吊系統(tǒng)

懸吊系統(tǒng)以鉆孔樁鋼護(hù)筒為依托,由縱、橫梁、吊桿及鋼護(hù)筒組成。橫梁支點(diǎn)設(shè)置在護(hù)筒內(nèi)側(cè)牛腿上,橫梁的作用是將懸吊荷載通過鋼護(hù)筒傳遞給樁基?？v梁的作用是支撐吊桿,并將吊桿傳來的荷載傳給橫梁。吊桿上端固定于支架的縱梁上,下端固定于底板的吊桿梁之上。吊桿的作用是將吊箱自重以及封底混凝土的重量傳給縱梁。

1.1.4 定位系統(tǒng)

由于鋼吊箱下沉入水后受流水壓力的作用,會(huì)向下游漂移,為便于調(diào)整吊箱位置,確保順利下沉需設(shè)置定位系統(tǒng)。定位系統(tǒng)有多種方式,在水流較小的情況下,可以采用導(dǎo)鏈牽引、抽注水方式定位,在水流較急的情況下,也可以采用定位船定位。

1.2 鋼吊箱設(shè)計(jì)

1.2.1 水位

根據(jù)在建工程所處水域常年水文變化曲線,確定鋼吊箱圍堰施工時(shí)的水位最低和最高控制標(biāo)高。

1.2.2 圍堰尺寸

根據(jù)在建工程基礎(chǔ)承臺(tái)設(shè)計(jì)尺寸,擬定圍堰平面內(nèi)凈尺寸(一般考慮與承臺(tái)尺寸相同,以便圍堰側(cè)模兼作承臺(tái)模板);根據(jù)施工最高控制水位定出圍堰頂面標(biāo)高;經(jīng)計(jì)算得出封底混凝土最小厚度后定出圍堰底板頂面標(biāo)高;同時(shí)初步擬定圍堰內(nèi)支撐標(biāo)高。

1.2.3 計(jì)算工況

計(jì)算工況分為圍堰拼裝下沉階段、圍堰內(nèi)澆筑封底混凝土階段、圍堰內(nèi)抽干水、施工承臺(tái)前的階段及施工承臺(tái)階段4種。

2 鋼吊箱圍堰的施工

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

施工前必須深入了解橋址水文資料,并分析比較,實(shí)測(cè)河床標(biāo)高,對(duì)影響吊箱安裝的局部河床或其它障礙物及時(shí)清除或拋石加固,配備浮吊、船只及起吊工具等,拆除原部分鉆孔工作平臺(tái)。

2.2 工藝流程

鋼吊箱一般的施工步驟如下:首先將吊箱在陸上分塊制作,第一節(jié)鋼吊箱制作完成以后用拖輪浮拖至浮吊作業(yè)區(qū),浮吊起吊首節(jié)吊箱,將吊箱套入鋼護(hù)筒。向廂艙內(nèi)注水使吊箱底面低于護(hù)筒頂標(biāo)高時(shí)安裝懸吊裝置。首節(jié)吊箱注水下沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高,然后拼裝其余吊箱將鋼吊箱接高。

整體下沉完畢后,應(yīng)對(duì)吊箱進(jìn)行糾偏和堵漏,堵漏就是封堵鋼吊箱底板和鋼護(hù)筒之間的空隙,通常用砂袋進(jìn)行。最后澆注封底混凝土進(jìn)行承臺(tái)施工。鋼吊箱施工過程中的施工控制工況主要分為3個(gè)階段:拼裝下沉階段、封底混凝土施工階段和抽水后承臺(tái)施工階段。

2.3 圍堰的加工及拼裝

2.3.1 吊箱加工。

吊箱必須在后場(chǎng)工廠化加工。吊箱加工質(zhì)量以鋼模板質(zhì)量標(biāo)推進(jìn)行控制,尤其要求栓接面順直平整,栓孔眼對(duì)齊。

2.3.2 吊箱拼裝。

首先,吊箱應(yīng)在加工場(chǎng)地進(jìn)行試拼裝,并將拼裝好的每組吊箱進(jìn)行編號(hào)。組裝好確定無誤后,拆卸分片運(yùn)輸至平臺(tái)頂。吊箱的拼裝按步驟在鉆孔平臺(tái)完成,先后安裝下沉吊箱吊桿及底梁,逐塊拼裝底板、底節(jié)吊箱、中節(jié)吊箱和上節(jié)吊箱。整個(gè)吊箱一次拼裝完畢,逐節(jié)下沉到位。安裝吊桿時(shí),穿過平臺(tái)頂工字梁,用吊車下放底梁,然后連接吊桿及底梁。底板組裝前應(yīng)對(duì)護(hù)筒進(jìn)行定位,并根據(jù)護(hù)筒尺寸及位置,在底板上切割出鉆孔樁孔位,用鋼板在吊箱底板與鋼護(hù)筒間制作堵漏斜槽。節(jié)與節(jié)之間,側(cè)板與側(cè)板之間,底板與底板之間均要求用棉絮、膩?zhàn)忧犊p堵

2.3.3 圍堰下沉

對(duì)組拼好的吊箱進(jìn)行全面檢查、調(diào)整。下沉?xí)r,由指揮人員統(tǒng)一下令指揮,操作人員隨時(shí)觀察吊箱頂部是否水平及底部有無障礙情況。若發(fā)現(xiàn)吊箱下沉不均勻或傾斜時(shí),應(yīng)及時(shí)找出問題,調(diào)整水平后方可繼續(xù)下沉。全部下沉到位后進(jìn)行標(biāo)高精確調(diào)整。

2.3.4 封底混凝土澆筑

封底混凝土澆筑是吊箱施工成敗的關(guān)鍵。首先是水下混凝土的性能,即用怎樣的材料和配合比問題。吊箱封底混凝土既起吊箱防水又起配重作用,其質(zhì)量必須達(dá)到承臺(tái)混凝土的質(zhì)量要求。為便于吊箱沿護(hù)筒順利下落,在加工吊箱底模時(shí)特意將底模上的樁位預(yù)留孔加大,使護(hù)筒周邊與底模間有3cm~5cm的間隙,封底混凝土完成后,抽水觀察測(cè)量吊箱變形情況,確認(rèn)吊箱受力穩(wěn)定后方可派人在箱內(nèi)作業(yè)。

箱內(nèi)作業(yè)內(nèi)容包括:1)切割鋼護(hù)筒。將原鉆孔樁鋼護(hù)筒位于承臺(tái)部分切割掉,以利于承臺(tái)鋼筋綁扎。2)封底混凝土表面鑿毛,清洗干凈。3)在側(cè)模表面涂刷脫模劑。4)綁扎承臺(tái)鋼筋。當(dāng)箱外水位接近或達(dá)到控制水位時(shí),箱內(nèi)應(yīng)停止作業(yè),并以大于漲水速度向箱內(nèi)補(bǔ)水,以平衡高水位產(chǎn)生的浮力。

2.3.5 澆筑承臺(tái)混凝土

在低水位時(shí)抽干箱內(nèi)積水,進(jìn)行承臺(tái)混凝土施工,承臺(tái)混凝土分三次灌筑,灌筑厚度分別為1.2m、1.2m、1.1m,其誤差控制在1cm以內(nèi),在下層混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上時(shí),方可灌筑上一層混凝土,新舊混凝土接茬表面應(yīng)鑿毛清洗。

2.3.6 吊箱拆除

箱內(nèi)支撐隨承臺(tái)混凝土分層灌筑逐層拆除,未灌注部分支撐暫不拆除。承臺(tái)混凝土灌筑完48h后卸下吊桿,拆除底模下的托梁。吊住鋼板梁,切割鋼板梁連接系及鋼立柱。水下卸掉側(cè)模與底模連接螺栓,先拆短邊側(cè)模,然后按順序拆除長(zhǎng)邊側(cè)模。吊箱拆除時(shí)注意安全,同時(shí)采取措施,保證鋼板梁及側(cè)模等主要部件不受損壞,以利于下一承臺(tái)重復(fù)利用。