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摘 要：悬挂钢围堰是以桩基钢护筒为受力支撑而构造的悬挂于水中的钢围堰，是施工水中高桩承台的一种措施性结构。本文以小河溪大桥悬挂钢围堰[1]施工过程为例，详细介绍了悬挂钢围堰的构造及施工流程，为今后类似工程施工提供参考。
关键词：悬挂;钢围堰;施工;技术
中图分类号：U44 文献标识码：A 文章編号：2096-6903（2021）04-0000-00
0前言
随着我国道路建设与自然环境相协调的发展需要，涉水架桥已是常态，水下桥梁基础形式多样，其施工可根据具体条件选择土石围堰、钢围堰、钢板桩、地下连续墙等止水围堰方案，施工技术也取得了诸多成就。在国道G245线仪陇县新政至马鞍公路改建工程项目施工过程中，针对小河溪大桥5#、6#墩水中高桩承台工程的施工，采用承台侧模板与型钢支撑的钢筋砼底板、水下封底砼组合形成钢围堰，并利用桩基钢护筒支撑悬挂于水中，为水中承台的施工创造了安全可靠的干施工环境，达到简便快速、经济环保的预期施工效果。
1工程概况
国道G245巴中金平公路仪陇段改扩建工程项目K6+630小河溪大桥位于嘉陵江新政航电杻纽水电站截流库区支流小河溪内，桥位处河面宽约110 m，水深约8～10 m。上部结构采用预应力砼简支T梁，桥面连续;大桥下构5#、6#墩设于电站蓄水库区内，设计为群桩基础接承台，桩基设计长度28 m，桩径2.0 m，承台底标高为322.5 m，施工期库区水位324.0 m，最高水位324.5 m，承台尺寸820 cm×1 015 cm×300cm，桩基及承台均需利用钢栈桥（平台）在水环境中施工，本项高桩承台工程采用悬挂钢围堰措施技术，顺利完成了既定目标任务。
2悬挂钢围堰构造设计
悬挂钢围堰主要由上承重结构、下底板结构、侧模及吊杆、桩基钢护筒及牛腿等组成。
2.1上承重结构
如图2，在钢护筒（φ2 300 mm×8 mm）上纵桥向布置2I56a工字钢，纵梁共布置2组。纵梁上面横桥向安装工字钢组合梁2I40a，承受吊杆传来的全部竖向荷载。横梁共布置4组，设置16个吊点。上承重结构钢材总重约10.9 t。
2.2下底板结构
（1）如图3，下底板骨架由[32a、I25a及3 mm钢板等组成，牛腿为2I50a，钢材总重约21.9 t。
（2）经抗浮计算，混凝土封底总厚度应≥1.12 m，为确保封底效果，分两次施工，即现浇15 cm厚C30钢筋砼板+100 cm厚C30水下砼。
2.3侧模及吊杆
（1）如图1，侧模面板采用6 mm的钢板，竖肋采用[10，横肋采用5 mm×100 mm钢带，横方采用2[16a槽钢，高度为2 mm×2.1 m，各块侧板通过φ22 mm螺栓连接，拼装接缝采用10 mm×6 mm橡胶带止水，如图4，侧模板总重约26.9 t。
（2）如图1，吊杆采用16根φ32 mm精轧螺纹钢（PSB930），上承重梁通过吊杆及配套螺母、垫板与底板结构连接形成吊杆系统。
2.4施工验算情况
封底砼浇筑完成前，主要荷载均由吊杆传至上承重结构;封底砼浇筑完成后拆除吊杆及上承重结构，以牛腿为承重支点。设计计算时主要考虑3种工况：（1）水下封底砼浇注完但未凝固时，考虑结构自重、封底砼自重、水浮力，全部重量由吊杆传至上承重架受力进行验算;（2）吊箱内抽干水后，考虑结构自重（含封底砼）、水浮力和封底砼与钢护筒的粘结力，验算底板抗浮情况;（3）浇承台第一层砼时，考虑所有重力、封底砼与钢护筒的粘结力、水浮力验算牛腿及封底砼抗裂;以上主要受力工况验算结果均满足安全施工需要。
3施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程（如图5）
3.2 操作要点
3.2.1 施工准备
熟悉设计文件、地质资料、水文情况，根据承台尺寸、高程、水位及设计围堰方案[2]，确定围堰钢材用量。（1）桩基完成后，提前拆除钻孔机械等。（2）根据悬挂式钢围堰设计方案，准确计算出钢材需求量，做好材料准备。（3）完善进场条件，为钢围堰施工提供足够的施工场地，完成钢围堰承重系统型钢的加工。
3.2.2悬挂式钢围堰施工步骤
（1）上承重纵梁及底模安装。1）将上承重纵梁准确安装在桩基钢护筒设计位置，利用8个5T的葫芦将4根底承重横梁2[32a临时悬挂，其标高控制在最高水位之上。2）在定位好的底承重横梁上安装纵梁（I25a），铺接底模钢板，在底模钢板上放样出承台边线及限位槽钢件位置。
（2）吊杆安装、现浇砼底板及侧模拼装（如图6）。1）在底板承重梁吊孔对应位置准确安装上承重横梁，完成16根φ32 mm的吊杆安装，取消临时受力葫芦，转换为吊杆系统受力。2）在钢护筒周边设置2～5 cm契形隔离板与底模隔离，，绑扎底板钢筋网片后再次调整和固定底板，核对和固定限位件，浇筑15 cm厚钢筋砼底板，如图6、图7。3）待砼强度达到15 MPa以上，安装侧模板，模板间设置止水胶带，并按要求设置模板内支撑。内支撑采用对拉杆外套φ100 mm钢管，按井字形布置[3]，如图9。
（3）钢围堰下放组装就位（如图8），焊接牛腿支撑，浇筑水下砼封底（如图1）。1）安装千斤顶及配套顶升梁，拆除钢护筒周边契形隔离板，利用千斤顶下放围堰2.6 m左右，拼接完成围堰模板。2）用钢尺（测绳）准确定位出牛腿的位置，潜水工将牛腿焊接在钢护筒上，并确保水下焊接质量。3）牛腿水下焊接完成后，利用千斤顶同步分级下放钢围堰至牛腿上。钢围堰下放时安排专人对钢围堰四个角落高程进行监测，避免钢围堰倾斜。4）封堵钢护筒周边与底板间空隙，浇筑水下砼封底。 利用粗麻繩、废旧麻袋、棉絮等堵缝材料，由潜水工进行填堵桩基钢护筒与底板之间的空隙，然后浇筑1 m厚水下砼封底。
（4）抽水、拆除承重吊杆系统。灌注封底砼完成后，待混凝土强度达75%以上，可在吊箱内抽水、清除封底混凝土浮浆和杂物、拆除围堰吊杆承重系统。抽水过程中及时检查钢箱（模板）变化情况，变形过大应加强内支撑。
（5）承台施工与拆除钢围堰。钢围堰形成后破除桩头，按照常规施工方法完成承台砼施工[4]，人工配合机械拆除钢围堰。
4结语
悬挂钢围堰施工技术，主要特点有：（1）采用承台侧模板与钢围堰合二为一设计，节约了钢材用量;（2）利用桩基钢护筒及上承重结构的支撑条件，悬挂完成钢围堰的拼装、下放施工，易于工人操作;（3）水下封底混凝土施工结束后可拆除吊杆及上承重系统，及时投入循环使用，同时为承台钢筋绑扎、混凝土浇筑等后续施工创造了宽敞、安全的干施工环境;（4）钢围堰下放到位后其受力主要依靠牛腿支撑，采用水下焊接工艺，需要专业技能工人完成。
参考文献
[1] JTG/T 3650-2020.公路桥涵施工技术规范[S].
[2] GB 50017-2017.钢结构设计标准[S].
[3] JGJ 120-2012.建筑基坑支护技术规程[S].
[4] JTG F80/1-201.公路工程质量检验评定标准[S].
收稿日期：2021-03-05
作者简介：田贵洪（1974—），男，重庆人，本科，高级工程师，从事公路桥梁、港口码头施工技术管理工作。
Construction Technology of Suspension Steel Cofferdam
TIAN Guihong
（Sichuan Luhang Construction Engineering Co.， Ltd.， Chengdu Sichuan 610045）
Abstract： Hanging steel cofferdam is a kind of steel cofferdam suspended in water， which is constructed with pile foundation steel retaining tube as force support， and is a kind of measure structure of pile cap in construction water. Taking the construction process of suspension steel cofferdam of Xiaohexi Bridge as an example， this paper introduces the structure and construction process of suspension steel cofferdam in detail， which provides a reference for similar construction in the future.
Keywords： suspension; steel cofferdam; construction; technology
关键词：悬挂;钢围堰;施工;技术
中图分类号：U44 文献标识码：A 文章編号：2096-6903（2021）04-0000-00
0前言
随着我国道路建设与自然环境相协调的发展需要，涉水架桥已是常态，水下桥梁基础形式多样，其施工可根据具体条件选择土石围堰、钢围堰、钢板桩、地下连续墙等止水围堰方案，施工技术也取得了诸多成就。在国道G245线仪陇县新政至马鞍公路改建工程项目施工过程中，针对小河溪大桥5#、6#墩水中高桩承台工程的施工，采用承台侧模板与型钢支撑的钢筋砼底板、水下封底砼组合形成钢围堰，并利用桩基钢护筒支撑悬挂于水中，为水中承台的施工创造了安全可靠的干施工环境，达到简便快速、经济环保的预期施工效果。
1工程概况
国道G245巴中金平公路仪陇段改扩建工程项目K6+630小河溪大桥位于嘉陵江新政航电杻纽水电站截流库区支流小河溪内，桥位处河面宽约110 m，水深约8～10 m。上部结构采用预应力砼简支T梁，桥面连续;大桥下构5#、6#墩设于电站蓄水库区内，设计为群桩基础接承台，桩基设计长度28 m，桩径2.0 m，承台底标高为322.5 m，施工期库区水位324.0 m，最高水位324.5 m，承台尺寸820 cm×1 015 cm×300cm，桩基及承台均需利用钢栈桥（平台）在水环境中施工，本项高桩承台工程采用悬挂钢围堰措施技术，顺利完成了既定目标任务。
2悬挂钢围堰构造设计
悬挂钢围堰主要由上承重结构、下底板结构、侧模及吊杆、桩基钢护筒及牛腿等组成。
2.1上承重结构
如图2，在钢护筒（φ2 300 mm×8 mm）上纵桥向布置2I56a工字钢，纵梁共布置2组。纵梁上面横桥向安装工字钢组合梁2I40a，承受吊杆传来的全部竖向荷载。横梁共布置4组，设置16个吊点。上承重结构钢材总重约10.9 t。
2.2下底板结构
（1）如图3，下底板骨架由[32a、I25a及3 mm钢板等组成，牛腿为2I50a，钢材总重约21.9 t。
（2）经抗浮计算，混凝土封底总厚度应≥1.12 m，为确保封底效果，分两次施工，即现浇15 cm厚C30钢筋砼板+100 cm厚C30水下砼。
2.3侧模及吊杆
（1）如图1，侧模面板采用6 mm的钢板，竖肋采用[10，横肋采用5 mm×100 mm钢带，横方采用2[16a槽钢，高度为2 mm×2.1 m，各块侧板通过φ22 mm螺栓连接，拼装接缝采用10 mm×6 mm橡胶带止水，如图4，侧模板总重约26.9 t。
（2）如图1，吊杆采用16根φ32 mm精轧螺纹钢（PSB930），上承重梁通过吊杆及配套螺母、垫板与底板结构连接形成吊杆系统。
2.4施工验算情况
封底砼浇筑完成前，主要荷载均由吊杆传至上承重结构;封底砼浇筑完成后拆除吊杆及上承重结构，以牛腿为承重支点。设计计算时主要考虑3种工况：（1）水下封底砼浇注完但未凝固时，考虑结构自重、封底砼自重、水浮力，全部重量由吊杆传至上承重架受力进行验算;（2）吊箱内抽干水后，考虑结构自重（含封底砼）、水浮力和封底砼与钢护筒的粘结力，验算底板抗浮情况;（3）浇承台第一层砼时，考虑所有重力、封底砼与钢护筒的粘结力、水浮力验算牛腿及封底砼抗裂;以上主要受力工况验算结果均满足安全施工需要。
3施工工艺流程及操作要点
3.1 施工工艺流程（如图5）
3.2 操作要点
3.2.1 施工准备
熟悉设计文件、地质资料、水文情况，根据承台尺寸、高程、水位及设计围堰方案[2]，确定围堰钢材用量。（1）桩基完成后，提前拆除钻孔机械等。（2）根据悬挂式钢围堰设计方案，准确计算出钢材需求量，做好材料准备。（3）完善进场条件，为钢围堰施工提供足够的施工场地，完成钢围堰承重系统型钢的加工。
3.2.2悬挂式钢围堰施工步骤
（1）上承重纵梁及底模安装。1）将上承重纵梁准确安装在桩基钢护筒设计位置，利用8个5T的葫芦将4根底承重横梁2[32a临时悬挂，其标高控制在最高水位之上。2）在定位好的底承重横梁上安装纵梁（I25a），铺接底模钢板，在底模钢板上放样出承台边线及限位槽钢件位置。
（2）吊杆安装、现浇砼底板及侧模拼装（如图6）。1）在底板承重梁吊孔对应位置准确安装上承重横梁，完成16根φ32 mm的吊杆安装，取消临时受力葫芦，转换为吊杆系统受力。2）在钢护筒周边设置2～5 cm契形隔离板与底模隔离，，绑扎底板钢筋网片后再次调整和固定底板，核对和固定限位件，浇筑15 cm厚钢筋砼底板，如图6、图7。3）待砼强度达到15 MPa以上，安装侧模板，模板间设置止水胶带，并按要求设置模板内支撑。内支撑采用对拉杆外套φ100 mm钢管，按井字形布置[3]，如图9。
（3）钢围堰下放组装就位（如图8），焊接牛腿支撑，浇筑水下砼封底（如图1）。1）安装千斤顶及配套顶升梁，拆除钢护筒周边契形隔离板，利用千斤顶下放围堰2.6 m左右，拼接完成围堰模板。2）用钢尺（测绳）准确定位出牛腿的位置，潜水工将牛腿焊接在钢护筒上，并确保水下焊接质量。3）牛腿水下焊接完成后，利用千斤顶同步分级下放钢围堰至牛腿上。钢围堰下放时安排专人对钢围堰四个角落高程进行监测，避免钢围堰倾斜。4）封堵钢护筒周边与底板间空隙，浇筑水下砼封底。 利用粗麻繩、废旧麻袋、棉絮等堵缝材料，由潜水工进行填堵桩基钢护筒与底板之间的空隙，然后浇筑1 m厚水下砼封底。
（4）抽水、拆除承重吊杆系统。灌注封底砼完成后，待混凝土强度达75%以上，可在吊箱内抽水、清除封底混凝土浮浆和杂物、拆除围堰吊杆承重系统。抽水过程中及时检查钢箱（模板）变化情况，变形过大应加强内支撑。
（5）承台施工与拆除钢围堰。钢围堰形成后破除桩头，按照常规施工方法完成承台砼施工[4]，人工配合机械拆除钢围堰。
4结语
悬挂钢围堰施工技术，主要特点有：（1）采用承台侧模板与钢围堰合二为一设计，节约了钢材用量;（2）利用桩基钢护筒及上承重结构的支撑条件，悬挂完成钢围堰的拼装、下放施工，易于工人操作;（3）水下封底混凝土施工结束后可拆除吊杆及上承重系统，及时投入循环使用，同时为承台钢筋绑扎、混凝土浇筑等后续施工创造了宽敞、安全的干施工环境;（4）钢围堰下放到位后其受力主要依靠牛腿支撑，采用水下焊接工艺，需要专业技能工人完成。
参考文献
[1] JTG/T 3650-2020.公路桥涵施工技术规范[S].
[2] GB 50017-2017.钢结构设计标准[S].
[3] JGJ 120-2012.建筑基坑支护技术规程[S].
[4] JTG F80/1-201.公路工程质量检验评定标准[S].
收稿日期：2021-03-05
作者简介：田贵洪（1974—），男，重庆人，本科，高级工程师，从事公路桥梁、港口码头施工技术管理工作。
Construction Technology of Suspension Steel Cofferdam
TIAN Guihong
（Sichuan Luhang Construction Engineering Co.， Ltd.， Chengdu Sichuan 610045）
Abstract： Hanging steel cofferdam is a kind of steel cofferdam suspended in water， which is constructed with pile foundation steel retaining tube as force support， and is a kind of measure structure of pile cap in construction water. Taking the construction process of suspension steel cofferdam of Xiaohexi Bridge as an example， this paper introduces the structure and construction process of suspension steel cofferdam in detail， which provides a reference for similar construction in the future.
Keywords： suspension; steel cofferdam; construction; technology