容桂特大橋主墩防撞套箱及承臺施工研究

文 / 佛山市順德區(qū)工程建設(shè)中心 王世蘭

為了避免船撞橋事故引發(fā)不良后果，在大型橋梁建設(shè)中，應(yīng)注重防撞裝置性能提升。對此，本文結(jié)合實際案例，分別對主墩防撞套箱與承臺施工方案進行研究。在防撞套箱施工中，應(yīng)注重套箱側(cè)板與底板加工、起吊運輸、套箱下放等環(huán)節(jié)安排；在承臺施工中，應(yīng)把握鋼混施工、混凝土養(yǎng)護和溫控等要點。通過本文研究可知，在主墩周圍設(shè)置防撞鋼套箱，可有效提高橋梁的防撞性能，使橋梁穩(wěn)固可靠。

引言

在經(jīng)濟飛速發(fā)展下，我國對路橋等基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度增加，使大型橋梁數(shù)量不斷增加，但船舶撞擊危險也隨之提升，導致橋梁垮塌、交通中斷、航道受阻等，帶來巨大經(jīng)濟損失。對此，在橋梁建設(shè)中對防撞裝置的防撞性能給予高度重視，通過科學制定主墩防撞套箱、承臺施工方案，使防撞鋼套箱效果得到顯著提升，會有效降低船撞橋事故發(fā)生率，保障人員和設(shè)施安全。

工程概況

以容桂特大橋施工項目為例，該橋的主橋是由136m+254m兩跨獨塔單索面鋼混結(jié)合斜拉橋構(gòu)成，邊跨和主跨比值為0.535，箱梁按照整體單箱設(shè)計，

寬度為38.5m，混凝土部分為單箱五室結(jié)構(gòu)，部分為單箱三室；主墩采用整體式高樁承臺基礎(chǔ)，尺寸為30.5m×24m×6m，配備18根直徑為2.8m的鉆孔灌注樁，以梅花狀布設(shè)，承臺頂面標高為5.0509m，底部標高為-0.491m，主墩基礎(chǔ)利用搭設(shè)鉆孔平臺輔助沖擊鉆施工，承臺施工利用帶防撞功能的雙壁鋼套箱，整體高度為7.05m，設(shè)計頂面標高為+4.76m，底部標高為-2.29m。

橋梁主墩防撞套箱施工方案

套箱側(cè)板與底板加工

套箱為側(cè)板包底板的形式，底板為厚度6mm的鋼板，面板加勁肋為I12.6工鋼，套箱底板在橫橋向安裝8道桁架為主承重結(jié)構(gòu)，桁架中各個桿件利用節(jié)點板焊接起來，桁架在護筒兩端安裝型鋼吊桿、扁擔梁懸吊系統(tǒng)，并在護筒與承臺中心位置進行底板開孔，為便于套箱下放，可將開孔半徑設(shè)置為165cm，與護筒半徑相比超過10cm，開孔周圍可增加斜向I12.6型鋼加勁肋，使開孔處底板剛度得以提升。

套箱加工工作委托給專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)來完成，分為側(cè)板和底板兩個方面。為了便于套箱分段加工，可根據(jù)板材規(guī)格對節(jié)段重新劃分。全部鋼結(jié)構(gòu)件根據(jù)設(shè)計圖紙下料，在工廠內(nèi)對各個單元件進行切割加工，再將下料完畢的單元拼裝、焊接，使其成為整體套箱。

圖 1 限位型鋼布設(shè)圖

因套箱利用側(cè)包底，為了便于焊接和拼裝，在套箱拼裝之前進行底板加工，再利用靠模法將側(cè)板節(jié)段設(shè)置在底板周圍對應(yīng)位置，與底板連接后焊接在一起，確保箱體側(cè)板能夠順利合攏。

在底板加工之前，由測量組將護筒位置數(shù)據(jù)提供給廠家，套箱底板可結(jié)合護筒位置進行優(yōu)化，以免出現(xiàn)局部偏移，影響后期下放。

起吊和運輸

套箱在工廠中拼裝后，利用大型浮吊將套箱正面吊起，懸空10cm，靜置20min后，檢查吊點受力和變形情況，在一切正常的情況下，將套箱整體吊裝到駁船上，安裝側(cè)向限位，避免滑移，套箱經(jīng)過內(nèi)河水道直接運送到容桂大橋主墩墩位。

因套箱體積較大，在運輸之前應(yīng)對河道情況全面調(diào)查，包括水道深度、跨徑、通航高度等，以免套箱與沿途橋梁出現(xiàn)碰撞發(fā)生事故。套箱側(cè)板利用立置方式運輸，在板面兩側(cè)安裝大型鋼限位與支撐，在必要情況下還可在面板上焊接耳板，通過鋼絲繩牽引駁船中部，以免箱體在顛簸期間出現(xiàn)滑移情況，確保運輸安全穩(wěn)定。

套箱下放施工

首先，提起套箱使其底面標高超過+3.60m，收緊浮吊前錨繩，在放松后錨繩可使浮吊逐漸移動到主墩處，在套箱轉(zhuǎn)移到主墩正上方后，逐漸下放鋼套箱，使箱體底板預留孔位和護筒能夠逐一對應(yīng)。

然后，緩慢下放套箱，采用護筒上的鋼支架將底板緩慢送入護筒中，再將套箱平面角度逐漸調(diào)整到設(shè)計點，在全部導向均進入預留孔后，繼續(xù)下放套箱到底板桁架扁擔梁位置，支撐牛腿降落到護筒頂面，最后將套箱所有荷載均轉(zhuǎn)移到護筒上；將導向限位型鋼設(shè)置在鋼護筒、鋼套箱側(cè)板中間，確保箱套能夠在指定位置下方，限位型鋼數(shù)量為4，且位置不同，均在各個邊選取一根護筒安裝，如圖1所示。

最后，在懸吊體系能夠完全承受荷載的情況下，將吊鉤緩慢下放50cm，鋼絲繩保持松弛狀態(tài)，測量人員對套箱控制點的高程、平面進行測量，再結(jié)合數(shù)據(jù)提起護筒，通過手拉葫蘆對套箱位置進行調(diào)整，利用墊鋼板修正套箱的高程，如此反復調(diào)整直到滿足允許誤差后，將套箱固定，推出浮吊松鉤，整個下放工作完畢。

橋梁承臺施工要點

承臺鋼筋施工

承臺鋼筋在陸上加工廠進行下料，運輸?shù)浆F(xiàn)場進行綁扎，因承臺需要分層澆筑，需要對鋼筋逐層綁扎和澆筑，索塔承臺鋼筋綁扎施工要點如下。

1.在綁扎之前，在封底混凝土面上的樁基及套箱四周劃出鋼筋保護層厚度的控制線，在綁扎期間嚴格控制保護層厚度。因承臺底部鋼筋較為密集，利用混凝土墊塊應(yīng)滿足強度要求，并支墊牢固。

2.在綁扎期間，應(yīng)合理布設(shè)溫控冷卻管，并預埋防雷設(shè)施。在綁扎第二層鋼筋時，做好塔座、索塔鋼筋預埋處理。在頂層鋼筋綁扎時，應(yīng)根據(jù)鋼箱梁安裝需求進行支架、塔吊等預埋工作，保證后續(xù)施工順利開展。整個綁扎工作都應(yīng)嚴格遵循設(shè)計圖紙與相關(guān)規(guī)定，嚴控綁扎質(zhì)量。

3.在綁扎結(jié)束后，先由項目部質(zhì)檢人員和技術(shù)人員進行檢查，并與監(jiān)理人員一同驗收，在驗收合格后由監(jiān)理工程師簽證，才可開展后續(xù)作業(yè)。

承臺混凝土施工

該項目采用標號為C30的混凝土，設(shè)計方量為4025.8m，整個承臺采用分層澆筑的方式，首次澆筑方量最大為1341.57m。第二次澆筑為2635.48m，利用兩臺120混凝土拌合機與罐車進行澆筑。

施工要點如下：

1.在澆筑之前，應(yīng)對混凝土原料進行科學拌和、泵送和保養(yǎng)，使混凝土供應(yīng)與現(xiàn)場澆筑量、澆筑速度要求相符。

在正式澆筑前需要采集天氣預報信息，杜絕在惡劣天氣下作業(yè)，在澆筑結(jié)束后、初凝之前不受雨天影響；還要準備好澆筑所用的振搗設(shè)備，還要預留備用，以免在施工期間出現(xiàn)故障，使?jié)仓r間被延誤。

2.在澆筑過程中按照特定順序，從寬度方向，從兩側(cè)朝著中間澆筑，利用2臺混凝土臂泵中的布料桿進行混凝土供應(yīng)。

根據(jù)規(guī)定的C30承臺混凝土配比拌和后，還要做好質(zhì)量控制工作，以原料控制為例，應(yīng)格外注重砂石料的含泥量、砂料等，必須過篩，石料需要水洗后使用，在運輸期間避免受到二次污染；在每層混凝土布料完畢后，進行振搗，間距控制在50—60cm之間，振搗棒插入混凝土中，深度在5—10cm之間，堅持快插慢拔的原則，直至不再有氣泡，表面泛漿為止。

3.在澆筑完畢后還要做好養(yǎng)護和溫控工作。

待混凝土初凝后，需要在箱內(nèi)裝滿高度為15cm的淡水進行養(yǎng)護，減緩砼表面水分流失，使砼表面溫度、內(nèi)部溫度、外界溫度間的差值得到良好控制，以免砼表面開裂。在水化峰值之前，可采用蓄水與溫控相結(jié)合的方式；在臨近水化峰值時，可用河水為冷卻水，使承臺蓄水下降到能夠保障表面濕潤即可，促進整個臺面混凝土散熱。在養(yǎng)護期間，還要做好溫控工作，在澆筑期間攪拌機出口溫度應(yīng)保持在20℃左右，盡可能降低混凝土內(nèi)部水化熱最大溫升，因受現(xiàn)場條件影響，最高入模溫度應(yīng)保持在25℃以內(nèi)。

結(jié)論

綜上所述，在容桂特大橋施工中，因過往船舶數(shù)量較多、噸位較大，使橋梁面臨著較大的撞擊風險。對此，施工人員在主墩周圍增設(shè)防撞鋼套箱，使橋梁防撞結(jié)構(gòu)得以完善，起到防撞、擋水圍堰的作用。在承臺鋼混施工中，采用分層分塊澆筑方式，依照特定順序進行澆筑，還要注重大體積混凝土的養(yǎng)護和溫控，才能充分提高混凝土體積穩(wěn)定性，減少裂縫產(chǎn)生，取得更理想的橋梁施工效果。