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摘要：文章针对厄瓜多尔巴巴奥约河大桥水中承台的特点，介绍了混凝土套箱的工艺原理和流程，为同类工程施工提供参考。
关键词：桥梁工程；混凝土套箱；施工工艺
混凝土套箱的采用增加了海水区域内的承台混凝土保护层，防水效果好，降低了模板投入。目前广泛使用。广西壮族自治区公路桥梁工程总公司在巴巴奥约河大桥施工中采用了由于采用了混凝土套箱施工工艺，刚度高，稳定性好，加快及保障承台施工的安全。
一、工程慨况
巴巴奥约河大桥工程位于厄瓜多尔瓜亚斯省杜兰市，跨越巴巴奥约河的桥梁项目，由厄瓜多尔交通与公共工程部规划，是改善连接瓜亚基尔市（厄最大城市与港口）与杜兰唯一直线道路的根本工程和整体解决方案，是在今后50年内，继续及强化这个地区的发展、促进瓜亚基尔、拉本提亚、杜兰市三地之间及其与全国的沟通的必要工程。该桥所在地地质结构单一，桥位不深。巴巴奥约河大桥正常水位在-1.6～+2.6m之间，最大水流速度为2.65m/s，。桥梁部分长2185米，其中主桥长1975米，引桥长210米，上部构造为3×30+50+25×75+50+4×30。主桥共有承台、套箱各26个，每个套箱混凝土方量约为146 m3，承台平面尺寸为13×10.8m的矩形倒四个1.7×1.5m的角，承台边高度为3m，承台的四周为0.3m厚的套箱，在承台底部为0.6m的套箱底板，底板四周下部为1.1m高，0.3m厚的裙边。套箱混凝土标号为fc=35MPa。套箱设计顶高程为2.8m，套箱底板底部标高为-0.8m。
图 1套箱剖面图
二、施工方案
混凝土套箱施工前，先在四个桩基钢护筒上搭设扁担梁（考虑上游方向受力较大，上游二个钢护筒上每个采用两根扁担梁），扁担梁采用双56＃工字钢（两根并排焊接上下翼板接在一起），然后通过12根Φ32高强度钢筋悬吊住下面的施工平台底梁进行施工（保证施工平台高于最高水位）。
图 2套箱施工平台
套箱施工平台搭设完后，施工套箱底板，绑扎套箱底板钢筋，预埋12条高强螺纹钢及预留套箱墙身和裙边连接钢筋，安装底板侧模，浇注混凝土。进行套箱墙身施工。墙身施工完后，拆除施工平台。采用12台千斤顶通过预埋在套箱底板的12条Φ32高强螺纹钢进行套箱下沉，达到设计高程后，进行预埋在套箱的钢板与钢护筒焊接施工，套箱底安放一块环形钢模板，再浇注封底混凝土。当混凝土强度达到28MPa，然后把高强螺纹钢拆除，并割除钢护筒，把套箱清理干净，进行承台、墩身施工，最后再进行预制裙边的安装。
三、施工工艺
（一）施工平台搭设
先采用全站仪对桩基中心进行复测，然后在钢护筒上中心位置安装扁担梁及高强螺纹钢，然后通过12根高强度钢筋悬吊住下面的4根施工平台底梁，底梁采用56＃工字钢（双排）焊接上下翼板接在一起，底梁上面摆放10根长为21.1m的56＃工字钢作为横梁（分别在外侧的三根横梁上、下翼板上焊接21.1×2×0.005m的钢板，中间四根横梁上、下翼板焊接21.1×3×0.005m的钢板，组成3个钢箱），横梁上均匀布置刚模形成平台（间距为0.5m的6.5m长的20＃工字钢作为分配梁，分配梁上面为厚度8㎜的钢板）。
图 3套箱施工平台平面图
（二）套箱底板预制
施工平台搭设完成后，将加工好的钢筋运抵施工平台，绑扎好套箱底板钢筋、安装悬挂底板的Φ32高强螺纹钢及四个桩基预留孔的预埋钢板，安装好套箱底板侧面钢模，检验合格后，浇筑套箱底板。
底板砼浇筑，单个套箱底板共需浇筑混凝土64m³，混凝土浇筑时间约两个小时，拟利用现有栈桥的作为混凝土汽车泵的架设平台及混凝土运输通道，进行混凝土浇筑。混凝土浇筑完毕迅速清理泵车架设场地及沿途遗落杂物，以便恢复正常交通，由于当地商品混凝土均采用高水化热水泥拌制，混凝土初凝后马上进行冰水养护。
图 4套箱底板预制
（三）套箱墙身施工
套箱底板混凝土达到一定强度后，开始安装套箱墙身模板及钢筋，安装平面模板及连接，外侧采用直接管加顶托支撑，系统稳妥后即可开始浇注混凝土，砼的来源及运输方式同样采用商品混凝土并利用现有栈桥作为通道及汽车泵架设平台。
图 5套箱墙身施工
（四）撤除施工平台
待套箱墙身混凝土达到28MPa后，墩身模板拆除后，套箱内外侧清理干净，开始通过油泵及千斤顶对套箱及施工平台进行分离，并下放及拆除施工平台。
1．先检查预埋在底板的12根高强螺纹钢顶上的螺母是否有松动，如有松动，用特制帮手把螺母旋紧。
2．从扁担梁顶往上1米，在吊杆上量出并做好标记。（便于下放过程中同步控制）
3．在悬吊施工平台的12根高强螺纹钢上安装反力架及80T千斤顶，并连接好6台油泵。（保证承台横轴向的两侧的受力平衡，油管增设一个分头达到1台油泵控制横轴向对称的左、右2台千斤顶。）
4．先把千斤顶油缸预先顶出3cm，把千斤顶上的挡板及螺母下旋与千斤顶接触。（此时千斤顶不受力）。
5．检查千斤顶上的挡板与千斤顶接触后，开始进行提升，12台 千斤顶同步张拉到15MPa，检查是否开始有部分预埋在套箱底板的高强螺纹钢已经松动，如有松动表示此吊点处套箱已经上升，千斤顶不需继续张拉；如还未松动，其他几处继续进行同步张拉，直到所有预埋在套箱底板的高强螺纹钢已经松动（同时控制每根高强螺纹钢不超过53T，对应油表度数为36MPa）。
6．确认预埋在底板的12根高强螺纹钢均不受力后，并把顶部的锁定螺母从新拧紧在扁担梁上，千斤顶开始慢慢同步减压回油（回油过程中应检查预埋在底板的12根高强螺纹钢与混凝土接触位置是否有异样，回油过程要缓慢进行），完成套箱的重量转换到预埋在套箱底板的高强螺纹钢上。
回油到位后，检查套箱底板是否与模板脱开。
同样通过千斤顶油缸的预伸长12cm，控制每次下沉10cm，循环下沉施工平台，每次下沉控制扁担梁顶离1米标志线的高度基本相同。
待下沉1米左右采用吊车把面板从侧面吊出。再用拖船把桩基内侧的钢箱拖出（钢箱的浮力大于自重），与两侧的钢箱一起吊到预停在旁边的驳船上。
用两条钢丝绳的一端吊住主梁的两端，另一端固定在套箱上；固定好后把不受力的高强螺纹钢撤除后，通过吊车把一端放到河床后，单吊另一端的吊点把主梁逐个吊放到驳船上，完成施工平台及悬吊系统的撤除。
图 6套箱下沉悬吊系统示意图
（五）套箱下沉
施工平台分层拆除完后，在套箱下沉前在每个桩基钢护筒的四个方向焊接四个牛腿，控制牛腿顶标高为套箱底板底高程，以确保下沉到位后套箱的安全及便于套箱高程的控制。
图 7牛腿示意图
在扁担梁上面架好反力架，反力架上面安放千斤顶，通过12根高强螺纹钢采用千斤顶的拉伸下放套箱，通过在螺纹钢上每米做好标记，同时控制每次提升后，每根高强螺纹钢上的锁定螺母的上调高度来达到同步同行程下沉（同时控制每根高强螺纹钢不超过45T，对应油表度数为31MPa）。直到套箱接触牛腿，达到牛腿和高强螺纹钢共同受力。最后进行平面位置及高程验收，如需调整平面位置，可同步提升套箱脱离牛腿，在桩基四周进行手摇千斤顶侧向辅助调节后，再下放套箱。
图 8套箱下沉
（六）封底混凝土的施工
在水位低过套箱底板以后，每个桩周围八个方向环形的焊接16块连接钢板（300×250×20cm）。由于两块比较靠近，其中一块只能单面焊。通过连接钢板把预先埋在套箱底板的钢板与钢护筒连接起来（详见下图），为以后撤除悬吊系统提供支撑力。再把预先加工好的环形钢板通过4根60cm长连接钢筋吊挂焊接在护筒上，作为套箱封底模板。在低水位，待封底模板高出水面后，马上清理并浇注封底混凝土。
（七）撤除悬吊系统及清理套箱
在封底混凝土达到设计强度后，拆除千斤顶，把12条φ32的高强螺纹钢沿底板顶部割除，扁担梁及高强螺纹钢移走到另一个平台上使用。把套箱内部的钢护筒割除，清理桩头，准备进行承台施工。
（八）裙边施工
裙边采用在岸边预制分块好，通过驳船运输至承台位置，每天在低水位采用吊车及驳船进行裙边施工，通过预留在套箱墙身四周的预埋钢板与裙边的预留钢筋焊接。贴在套箱外侧，再现场浇筑35cm混凝土覆蓋预埋钢板及钢筋。
四、结语
混凝土套箱施工作为靠海水域的基础施工方案，在当代桥梁基础施工中广泛使用，混凝土套箱增加了海水区域内的承台混凝土保护层；防水效果好；多承台降低了模板的投入。由于采用了混凝土套箱，巴巴奥约河大桥承台施工效果很好，套箱清理干净后，底板封底处及墙身没有出现渗水现象，而且套箱刚度高，稳定性好，为承台施工提供一个安全无水施工环境，加快了承台施工，达到安全快速施工的目的。
参考文献
[1]公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）[S]．
[2]公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2003）[S]．
[3]陆仁达．公路施工手册-桥涵/上册[Z]．北京：人民交通出版社．
[4]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）[S]．
作者简介：高山（1981- ），男，湖南邵阳人，广西路桥工程总公司工程师，研究方向：公路桥梁施工管理。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：桥梁工程；混凝土套箱；施工工艺
混凝土套箱的采用增加了海水区域内的承台混凝土保护层，防水效果好，降低了模板投入。目前广泛使用。广西壮族自治区公路桥梁工程总公司在巴巴奥约河大桥施工中采用了由于采用了混凝土套箱施工工艺，刚度高，稳定性好，加快及保障承台施工的安全。
一、工程慨况
巴巴奥约河大桥工程位于厄瓜多尔瓜亚斯省杜兰市，跨越巴巴奥约河的桥梁项目，由厄瓜多尔交通与公共工程部规划，是改善连接瓜亚基尔市（厄最大城市与港口）与杜兰唯一直线道路的根本工程和整体解决方案，是在今后50年内，继续及强化这个地区的发展、促进瓜亚基尔、拉本提亚、杜兰市三地之间及其与全国的沟通的必要工程。该桥所在地地质结构单一，桥位不深。巴巴奥约河大桥正常水位在-1.6～+2.6m之间，最大水流速度为2.65m/s，。桥梁部分长2185米，其中主桥长1975米，引桥长210米，上部构造为3×30+50+25×75+50+4×30。主桥共有承台、套箱各26个，每个套箱混凝土方量约为146 m3，承台平面尺寸为13×10.8m的矩形倒四个1.7×1.5m的角，承台边高度为3m，承台的四周为0.3m厚的套箱，在承台底部为0.6m的套箱底板，底板四周下部为1.1m高，0.3m厚的裙边。套箱混凝土标号为fc=35MPa。套箱设计顶高程为2.8m，套箱底板底部标高为-0.8m。
图 1套箱剖面图
二、施工方案
混凝土套箱施工前，先在四个桩基钢护筒上搭设扁担梁（考虑上游方向受力较大，上游二个钢护筒上每个采用两根扁担梁），扁担梁采用双56＃工字钢（两根并排焊接上下翼板接在一起），然后通过12根Φ32高强度钢筋悬吊住下面的施工平台底梁进行施工（保证施工平台高于最高水位）。
图 2套箱施工平台
套箱施工平台搭设完后，施工套箱底板，绑扎套箱底板钢筋，预埋12条高强螺纹钢及预留套箱墙身和裙边连接钢筋，安装底板侧模，浇注混凝土。进行套箱墙身施工。墙身施工完后，拆除施工平台。采用12台千斤顶通过预埋在套箱底板的12条Φ32高强螺纹钢进行套箱下沉，达到设计高程后，进行预埋在套箱的钢板与钢护筒焊接施工，套箱底安放一块环形钢模板，再浇注封底混凝土。当混凝土强度达到28MPa，然后把高强螺纹钢拆除，并割除钢护筒，把套箱清理干净，进行承台、墩身施工，最后再进行预制裙边的安装。
三、施工工艺
（一）施工平台搭设
先采用全站仪对桩基中心进行复测，然后在钢护筒上中心位置安装扁担梁及高强螺纹钢，然后通过12根高强度钢筋悬吊住下面的4根施工平台底梁，底梁采用56＃工字钢（双排）焊接上下翼板接在一起，底梁上面摆放10根长为21.1m的56＃工字钢作为横梁（分别在外侧的三根横梁上、下翼板上焊接21.1×2×0.005m的钢板，中间四根横梁上、下翼板焊接21.1×3×0.005m的钢板，组成3个钢箱），横梁上均匀布置刚模形成平台（间距为0.5m的6.5m长的20＃工字钢作为分配梁，分配梁上面为厚度8㎜的钢板）。
图 3套箱施工平台平面图
（二）套箱底板预制
施工平台搭设完成后，将加工好的钢筋运抵施工平台，绑扎好套箱底板钢筋、安装悬挂底板的Φ32高强螺纹钢及四个桩基预留孔的预埋钢板，安装好套箱底板侧面钢模，检验合格后，浇筑套箱底板。
底板砼浇筑，单个套箱底板共需浇筑混凝土64m³，混凝土浇筑时间约两个小时，拟利用现有栈桥的作为混凝土汽车泵的架设平台及混凝土运输通道，进行混凝土浇筑。混凝土浇筑完毕迅速清理泵车架设场地及沿途遗落杂物，以便恢复正常交通，由于当地商品混凝土均采用高水化热水泥拌制，混凝土初凝后马上进行冰水养护。
图 4套箱底板预制
（三）套箱墙身施工
套箱底板混凝土达到一定强度后，开始安装套箱墙身模板及钢筋，安装平面模板及连接，外侧采用直接管加顶托支撑，系统稳妥后即可开始浇注混凝土，砼的来源及运输方式同样采用商品混凝土并利用现有栈桥作为通道及汽车泵架设平台。
图 5套箱墙身施工
（四）撤除施工平台
待套箱墙身混凝土达到28MPa后，墩身模板拆除后，套箱内外侧清理干净，开始通过油泵及千斤顶对套箱及施工平台进行分离，并下放及拆除施工平台。
1．先检查预埋在底板的12根高强螺纹钢顶上的螺母是否有松动，如有松动，用特制帮手把螺母旋紧。
2．从扁担梁顶往上1米，在吊杆上量出并做好标记。（便于下放过程中同步控制）
3．在悬吊施工平台的12根高强螺纹钢上安装反力架及80T千斤顶，并连接好6台油泵。（保证承台横轴向的两侧的受力平衡，油管增设一个分头达到1台油泵控制横轴向对称的左、右2台千斤顶。）
4．先把千斤顶油缸预先顶出3cm，把千斤顶上的挡板及螺母下旋与千斤顶接触。（此时千斤顶不受力）。
5．检查千斤顶上的挡板与千斤顶接触后，开始进行提升，12台 千斤顶同步张拉到15MPa，检查是否开始有部分预埋在套箱底板的高强螺纹钢已经松动，如有松动表示此吊点处套箱已经上升，千斤顶不需继续张拉；如还未松动，其他几处继续进行同步张拉，直到所有预埋在套箱底板的高强螺纹钢已经松动（同时控制每根高强螺纹钢不超过53T，对应油表度数为36MPa）。
6．确认预埋在底板的12根高强螺纹钢均不受力后，并把顶部的锁定螺母从新拧紧在扁担梁上，千斤顶开始慢慢同步减压回油（回油过程中应检查预埋在底板的12根高强螺纹钢与混凝土接触位置是否有异样，回油过程要缓慢进行），完成套箱的重量转换到预埋在套箱底板的高强螺纹钢上。
回油到位后，检查套箱底板是否与模板脱开。
同样通过千斤顶油缸的预伸长12cm，控制每次下沉10cm，循环下沉施工平台，每次下沉控制扁担梁顶离1米标志线的高度基本相同。
待下沉1米左右采用吊车把面板从侧面吊出。再用拖船把桩基内侧的钢箱拖出（钢箱的浮力大于自重），与两侧的钢箱一起吊到预停在旁边的驳船上。
用两条钢丝绳的一端吊住主梁的两端，另一端固定在套箱上；固定好后把不受力的高强螺纹钢撤除后，通过吊车把一端放到河床后，单吊另一端的吊点把主梁逐个吊放到驳船上，完成施工平台及悬吊系统的撤除。
图 6套箱下沉悬吊系统示意图
（五）套箱下沉
施工平台分层拆除完后，在套箱下沉前在每个桩基钢护筒的四个方向焊接四个牛腿，控制牛腿顶标高为套箱底板底高程，以确保下沉到位后套箱的安全及便于套箱高程的控制。
图 7牛腿示意图
在扁担梁上面架好反力架，反力架上面安放千斤顶，通过12根高强螺纹钢采用千斤顶的拉伸下放套箱，通过在螺纹钢上每米做好标记，同时控制每次提升后，每根高强螺纹钢上的锁定螺母的上调高度来达到同步同行程下沉（同时控制每根高强螺纹钢不超过45T，对应油表度数为31MPa）。直到套箱接触牛腿，达到牛腿和高强螺纹钢共同受力。最后进行平面位置及高程验收，如需调整平面位置，可同步提升套箱脱离牛腿，在桩基四周进行手摇千斤顶侧向辅助调节后，再下放套箱。
图 8套箱下沉
（六）封底混凝土的施工
在水位低过套箱底板以后，每个桩周围八个方向环形的焊接16块连接钢板（300×250×20cm）。由于两块比较靠近，其中一块只能单面焊。通过连接钢板把预先埋在套箱底板的钢板与钢护筒连接起来（详见下图），为以后撤除悬吊系统提供支撑力。再把预先加工好的环形钢板通过4根60cm长连接钢筋吊挂焊接在护筒上，作为套箱封底模板。在低水位，待封底模板高出水面后，马上清理并浇注封底混凝土。
（七）撤除悬吊系统及清理套箱
在封底混凝土达到设计强度后，拆除千斤顶，把12条φ32的高强螺纹钢沿底板顶部割除，扁担梁及高强螺纹钢移走到另一个平台上使用。把套箱内部的钢护筒割除，清理桩头，准备进行承台施工。
（八）裙边施工
裙边采用在岸边预制分块好，通过驳船运输至承台位置，每天在低水位采用吊车及驳船进行裙边施工，通过预留在套箱墙身四周的预埋钢板与裙边的预留钢筋焊接。贴在套箱外侧，再现场浇筑35cm混凝土覆蓋预埋钢板及钢筋。
四、结语
混凝土套箱施工作为靠海水域的基础施工方案，在当代桥梁基础施工中广泛使用，混凝土套箱增加了海水区域内的承台混凝土保护层；防水效果好；多承台降低了模板的投入。由于采用了混凝土套箱，巴巴奥约河大桥承台施工效果很好，套箱清理干净后，底板封底处及墙身没有出现渗水现象，而且套箱刚度高，稳定性好，为承台施工提供一个安全无水施工环境，加快了承台施工，达到安全快速施工的目的。
参考文献
[1]公路桥涵设计通用规范（JTG D60-2004）[S]．
[2]公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2003）[S]．
[3]陆仁达．公路施工手册-桥涵/上册[Z]．北京：人民交通出版社．
[4]公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTG D62-2004）[S]．
作者简介：高山（1981- ），男，湖南邵阳人，广西路桥工程总公司工程师，研究方向：公路桥梁施工管理。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。