海南瓊海樂城大橋鋼套箱設(shè)計(jì)和施工

陳輝

摘 要：鋼套箱是一種比較常見的水下墩臺施工手段之一，在進(jìn)行較大河流的建設(shè)橋梁的過程中，下部結(jié)構(gòu)的墩臺施工往往是施工過程中技術(shù)重要環(huán)節(jié)，鋼套箱依靠型鋼，鋼板進(jìn)行擋水，當(dāng)沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高是進(jìn)行混凝土封底，為承臺施工提供工作面，往往鋼套想能否順利進(jìn)行封底和搭建承臺施工平臺是橋梁施工成敗的關(guān)鍵，本文就海南瓊海加積到樂城公路中的樂城大橋采用的鋼套箱設(shè)計(jì)進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：鋼套箱;側(cè)板;封底;接縫

工程簡介

樂城大橋是加積到樂城公路上跨萬泉河的一座重要的橋梁，橋梁采用標(biāo)準(zhǔn)簡支梁結(jié)構(gòu)，全長200多米，標(biāo)準(zhǔn)跨徑20米10跨，除兩邊橋臺外，橋墩承臺都低于設(shè)計(jì)水位，其中6、7、8 號橋墩承臺地面且距離水底尚有5.5m高差，橋梁承臺尺寸為7m×5m，雙排樁，由于施工受限，為了加快施工進(jìn)度設(shè)計(jì)3個拼裝式鋼套箱輪流進(jìn)行施工，在外面進(jìn)行焊接到工地進(jìn)行組裝，減少對起重機(jī)的要求。

一、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：

鋼套箱根據(jù)承臺的外形尺寸每一邊留50公分的工作面制定大小為7 m× 5m，根據(jù)水位和承臺標(biāo)高，高度為6米，根據(jù)起重機(jī)起重重量和施工特點(diǎn)采用單壁式。

鋼套箱的主要構(gòu)建為：側(cè)板、內(nèi)部支撐、封底混凝土，其中側(cè)板抵抗土水壓力，封底混泥土為承臺施工提供工作面，內(nèi)部支撐采用型鋼或者圓鋼制作。

鋼套箱的焊接要滿足施工規(guī)范的要求。

二、鋼套箱構(gòu)造簡介

在進(jìn)行鋼套箱的設(shè)計(jì)和施工時(shí)，根據(jù)其特點(diǎn)將鋼套箱分為導(dǎo)向裝置 側(cè)模、套箱外加固、鋼套箱內(nèi)支撐系統(tǒng)四個部分。

1.導(dǎo)向裝置

鋼套箱在下沈的過程中，由于開挖不均勻潮水的影響等原因造成了鋼套箱下沉不均勻使套箱偏離原來的平面位置，這時(shí)在底部一節(jié)設(shè)置導(dǎo)向裝置，在四個角及每邊的中心位置焊接12#槽鋼或者4×6方管，在鋼套箱下沉的過程中，出現(xiàn)偏差根據(jù)其進(jìn)行調(diào)整，確保施工順利進(jìn)行

2.套箱側(cè)模

鋼套箱側(cè)模采用單壁結(jié)構(gòu)，由實(shí)際出發(fā)，由型鋼和鋼板焊制而成，型鋼鋼起到骨架作用，型鋼又分為豎向型鋼和橫向型鋼，豎向型鋼采用為10#槽鋼，間距為40cm，橫向型鋼采用8#槽鋼，由于拼縫處應(yīng)力交大采用10#槽鋼，間距為50cm，鋼板采用5mm鋼板，

每節(jié)套箱的連接處是施工的關(guān)鍵，采用螺栓連接，，并用橡膠止水帶設(shè)置再連接處以防止漏水，

3.套箱外加固

由于套箱由型鋼和鋼板焊接而成，整體性較差，在施工過程中不確定因素較多，為了增加套箱的整體性，在套箱外面加焊30#槽鋼，在豎向每1米焊接一道，以防止其變形。

4.鋼套箱內(nèi)支撐系統(tǒng)

套箱內(nèi)加固系統(tǒng)拉桿和壓桿組成，在鋼套箱下沉的過程中，隨著下沉深度的加大，鋼套箱四個面受到的土水壓力將越來越大，為了平衡在此過程中的內(nèi)外壓力差，將設(shè)置拉桿和壓桿，在剛開始下沉鋼套箱的過程中，內(nèi)外壓力差為零，可先設(shè)置拉桿，將底部封上混凝土后，鋼套箱的內(nèi)外壓力差將達(dá)到最大，在此之前必須設(shè)置拉壓桿以防止變形.

三、定位和吊裝

拼裝后的鋼套箱每節(jié)重約為18T，根據(jù)起重機(jī)的起重能力對鋼套箱進(jìn)行整體吊裝，吊裝時(shí)要加大鋼套箱的整體剛度，中間加型鋼進(jìn)行固定并設(shè)置懸吊梁注意以下幾點(diǎn)：

經(jīng)坐標(biāo)計(jì)算計(jì)算出鋼套箱的四個角點(diǎn)位置，然后進(jìn)行開挖。

鋼套箱一邊開挖一邊下沉，在此過程中防止其傾斜。

當(dāng)鋼套箱變形變大時(shí)要及時(shí)加支撐。

四、鋼套箱施工

雖然樂城大橋的鋼套箱尺寸不大，但工期比較緊，同時(shí)制作三個套箱要進(jìn)行八個承臺的施工，為了加快其循環(huán)利用的速度，在施工時(shí)候采用比較靈活的施工方法，效益比較明顯。

1.套箱加工

從套箱的三大部分來看，鋼套想側(cè)模是重要的組成部分，其加工質(zhì)量往往影響到鋼套箱的整體質(zhì)量，側(cè)模的焊接實(shí)在場外工廠進(jìn)行預(yù)制，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行加載，側(cè)模的加工必須考慮到吊裝，吊點(diǎn)，拼裝，防腐等，橫豎型鋼和鋼板的焊縫鏈接必須飽滿，并滿足計(jì)算規(guī)范要求，每塊側(cè)模檢驗(yàn)合格后，檢驗(yàn)員簽字，并準(zhǔn)備發(fā)往現(xiàn)場

2.側(cè)模的安裝

鋼套箱在場外預(yù)制好并檢驗(yàn)合格后運(yùn)輸?shù)焦さ?，在工地就可以拼裝吊裝就位了，

用全站儀放樣出鋼套箱的四個角點(diǎn)形成邊線，在四個角點(diǎn)位置設(shè)置標(biāo)記，吊車根據(jù)標(biāo)記將鋼套箱吊到此位置，

為了防止漏水采用膠帶進(jìn)行密封，在下沉的過程中做好測量工作，及時(shí)測量鋼套箱的平面位置和標(biāo)高，但誤差較大時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

受場地和機(jī)械的制約，鋼套箱分成拼接和吊裝兩部分，先將底部一節(jié)下沉到標(biāo)高后，進(jìn)行拼接，在此過程中應(yīng)保持兩節(jié)套箱的穩(wěn)定性，連接時(shí)要注意天氣等因素，鋼套箱內(nèi)部設(shè)置用型鋼制作而成臨時(shí)固定裝置，拼接要一次到位，拼接完成后必須進(jìn)行檢查，檢查合格后才能進(jìn)行下一步施工。

3.套箱封底

鋼套箱下沉就位后，用水準(zhǔn)儀復(fù)測標(biāo)高，用全站儀復(fù)測平面位置和垂直度，若有偏差將進(jìn)行調(diào)整以滿足施工的要求，在固定鋼套箱時(shí)要防止流沙，河水對位置的影響，檢查鋼套箱各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求后將進(jìn)行混凝土封底，在進(jìn)行混凝土灌注時(shí)要對機(jī)具，配合比和施工現(xiàn)場布置進(jìn)行檢查，以保證在施工過程中不發(fā)生故障，混凝土采用C30，塌落度一般控制在18～ 20 cm，水下混凝土的厚度設(shè)計(jì)位60cm.

4.套箱抽水

封底后混凝土要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到80%就可以進(jìn)行抽水了，隨著鋼套箱里的水位下降，外部壓力將隨之加大，這時(shí)設(shè)置支撐，在抽水的過程中發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象將馬上采取措施封堵，當(dāng)河流水位達(dá)到高潮位時(shí)候可考慮往鋼套箱里回灌水，以平衡內(nèi)外壓力差。

五、鋼套箱的拆除

鋼套箱應(yīng)進(jìn)行分塊拆除，在拆除過程中，連接處的應(yīng)力加大，可以用千斤頂輔助進(jìn)行，用千斤頂先把鋼套箱和封底混凝土分離后，再起吊單個側(cè)板吊上汽車，拉到下一個施工處進(jìn)行施工。

六、鋼套箱漏水的防治

鋼套箱是為承臺施工提供無水環(huán)境，在施工的過程中鋼套箱的漏水是常見現(xiàn)象，及時(shí)抽水和堵漏是鋼套箱施工成敗的關(guān)鍵

1.側(cè)板接縫處

其漏水的原因?yàn)椋?側(cè)板之間連接不牢，螺栓間距較短縫隙較大，連接處密封不實(shí) 鋼板剛度不夠?qū)е伦冃芜^大同時(shí)密封材料的強(qiáng)度也對其有影響，漏水較大時(shí)采用泡沫堵漏效果很好。

2.側(cè)板和封底混凝土連接處

其漏水的原因以為：施工工具及震動混凝土產(chǎn)生的擾動，混凝土的收縮徐變，混泥土材料和施工過程中出現(xiàn)的離析，封底混泥土的厚底抵抗不了水浮力產(chǎn)生的漏水等等，當(dāng)出現(xiàn)漏水可采用的方法為：

1.當(dāng)漏水不太大，檢查完后，鋼板之間可采用雙層膠帶止水，底部清洗干凈后用泡沫填堵。

2.漏水較大時(shí)采用沙袋法堵漏。

七、結(jié)束語

通過鋼套箱在樂城大橋的實(shí)際應(yīng)用，我們完成了鋼套箱的加工，運(yùn)輸和組裝一系列的施工工藝的創(chuàng)新，并順利的完成了鋼套想的回收利用，同時(shí)我們根據(jù)施工需要8個承臺的施工，只需要制作3個套箱，節(jié)約了成本，為公司創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)又增加了鋼套箱的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)

參考文獻(xiàn)：

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