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【摘要】厦漳扩建工程九龙江特大桥主跨主墩钢吊箱围堰封底施工技术
【关键词】吊箱单臂围堰封底施工技术
1、工程概况
九龙江特大桥工程起点K497+757，终点K499+672.5；右幅桥长 1915.5米，左幅桥长1939.5米。主跨85m+150m+85m悬浇箱梁横跨九龙江南港，是厦漳高速漳州段扩建工程全线的控制性工程。主跨连续箱梁采用三角挂篮悬臂浇注，120、121号墩为主跨悬浇梁的两个主墩，位于九龙江河道内，分别采用16根Ф2.5m群桩基础，六菱形承台尺寸为41.7m×17.4m×4m，承台底面高程-0.5m，承台下部为厚2m的C25封底混凝土。
1.1水文条件及气候
标段范围属亚热带海洋性气候，气候温暖湿润。桥址河段处于感潮区内，潮汐为规律性的半日潮，潮差较大，最髙潮位+4.77m，最低潮位-2.6m，汛期最大水流速为2.13m/s，水深最深达16m。
1.2主墩围堰总体施工方案
主墩承台采用单臂钢吊箱围堰施工，单臂围堰龙骨架采用大型型钢现场拼装方式进行，底板及侧板采用工厂加工大型定型钢模板。底板部分在现场拼装，利用50T履带式吊车，吊至钢护筒临时支架结构上，直至整个底板拼装完成再进行整体连接，其次拼装第一节侧模、隔舱、内支撑，完成后，第一节吊箱整体下沉、定位，随后安装第二节侧模及内支撑，定位、清淤、堵漏、灌注封底混凝土、抽水、放样、钢筋绑扎、浇注承台混凝土、养生。
1.3钢吊箱主要构造
钢吊箱平面尺寸为43m×18m×8.4m，重659t。钢吊箱由底板系、侧模系、隔舱、悬吊系、内桁架支撑组成。底模系龙骨为格式结构，采用325贝雷片，底模系面板采用6mm钢板；吊箱侧模系采用纵横肋条加面板组成；围堰底平面设置6道隔舱，隔舱利用内支撑桁架做肋，6mm钢板做隔板，隔舱均为2.05m。悬吊系吊杆采用精轧螺纹钢筋及低松弛钢绞线相结合的方式；内桁架支撑主要采用529mm螺旋钢管；封底混凝土采用C25水下混凝土。
2、围堰封底计算
2.1基本参数
2.1.1围堰外轮廓尺寸为43m×18m×8.4m，其中底节侧模高4m，顶节侧模高4.4m；承台底高程-2.5m，最高防水位+5.73m；正常施工水位+4.8m。
2.1.2封底釆用C25水下混凝土灌注，分6个隔舱进行水下一次浇注，高度为2m。
2.1.3围堰底面积Aa=32m×17.4m+17.4m×4.5m=635.1m2，16根护筒面积Ah=3.14×（2.91m/2）2×16=105.6m2。
2.1.4围堰自重G=6590kN。
2.1.5围堰内填充混凝土高度为2m，填充混凝土自重Gh=S×h×δ=（635.1m2-105.6m2）×2m×2.4t/m3=25416kN。
2.1.6施工最高水位为4.8m，封底混凝土面高程为-0.5m，围堰施工时，吊箱内最大水深为5.3m，其产生浮力ff=1.0×103kg/m3×635.1m2×5.3m=33660kN。
2.2封底围堰局部验算
封底混凝土浇注完成后，进行承台的施工，需要将吊箱中的水全部抽干，使整个吊箱成为一个底、侧密闭的环境，在最髙水位时，将要产生很大的浮力，为了施工的安全，吊箱在水中的浮力应远远小于吊箱的总重，即ff G粘=τ×S=120kN/m2×3.14×2.9m×2m×16根=34967kN
τ——封底混凝土和钢护筒之间的粘结力系数，取120kN/m2
G总=G+Gh+G粘=6590kN+25416kN+34967kN=66973KN，安全系数取1.2
1.2ff=40392 3、围堰封底混凝土施工
3.1清淤
单臂钢吊箱围堰下放到位并完成体系转换，在浇注封底混凝土之前要对底板、侧模、隔舱、护筒彻底清理，防止江水从混凝土与围堰结构之间挤入。利用潮汐变换规律，在低平潮的时候，采用吸泥机、高压水枪、铁刷对封底混凝土范围内的底板、护筒壁、隔舱壁上的钻渣、泥浆、海生物等杂物进行彻底清理，特别是底模系与侧模、隔舱、护筒相交部位务必清理干净，在高、低平潮水流较缓时，潜水员下潜作业清理。
3.2堵漏
钢吊箱底板设计有16根Φ3000mm圆形倒置漏斗，钢吊箱清理完成后，需对漏斗与钢护筒间的缝隙进行封堵。潜水员首先对其部位进行清洗，然后采用Φ20cm的水泥肠袋堵漏，水泥肠袋绕护筒两周，其内径紧贴护筒外径，然后用混凝土填实；浇注后的混凝土要发生收缩，易发生混凝土与侧模脱离，使江水有机会从两者之间的缝隙挤入，因此底模与侧模之间要增加防漏设施，即在混 凝土浇注前，在底模与侧模相交的上部增加一条具有伸缩型的圆柱型橡胶带，以增加防水效果，在确保堵漏措施完成后，方可浇注封底混凝土。
3.3封底混凝土分区及浇注顺序
围堰底平面由5道隔舱分成6个区域，I、Ⅵ号单隔舱面积均约为90 m2，Ⅱ～Ⅴ号隔舱面积约为115m2。封底混凝土浇注采用先中部、到两边，由四周到中间的浇注顺序进行浇注，按照Ⅲ-Ⅳ-Ⅱ-Ⅴ-Ⅰ-Ⅵ的浇注顺序进行，按照先浇注每个隔舱的四周，再浇注每个隔舱的中间。
3.4导管布置
封底混凝土浇注采用垂直导管多点水下浇注，导管采用外径Φ35cm的螺旋焊管，使用前进行水密性承压试验，试验合格后再进行重组下放，导管底口距底板20cm～30cm。根据每个隔舱的面积、每次首盘连续灌注混凝土的体积、混凝土扩散半径2.5m、拌合站搅拌能力、混凝土的初凝时间来考虑，再根据隔舱结构分布情况，确定混凝土浇注布置方式。
3.5封底混凝土浇注
封底混凝土初凝时间不小于8h，有一座95m3/h混凝土拌合站供应混凝土，商品混凝土拌合站随时备用的方式供应。采用汽车吊垂直导管起吊料斗，混凝土泵送车泵送相结合的方式进行水下混凝土灌注。每根导管浇注前料斗混凝土不得小于5m3，混凝土运输车储料量10m3，以保证首批混凝土浇注后，导管埋深在0.8m以上，在正常施工中导管埋深控制在1.5m左右。
封底混凝土浇注过程中及时对浇注区的混凝土面进行测量，并绘制混凝土标高曲线示意图，待到混凝土面全部达到设计标高时，再进行下一个仓区的混凝土浇注。
4、封底施工技术措施
4.1每根导管的首批混凝土的坍落度宜控制在160～180mm，以避免因落下的混凝土不能形成一定的坡率而埋不住导管底口。
4.2每个仓按从四周到中间的浇注顺序，依次浇注封底混凝土，保证导管最低埋深不小于0.8m。
4.3混凝土浇注时，应尽量保证同一个仓内混凝土面均匀、整体上升，当接近标高时，加大监测频率，避免混凝土面起伏过大。临近结束时，全面复测混凝土面的标高，对混凝土面偏低点重新补料至标高，保证混凝土面高差不大于10cm，同时防止混凝土流到相邻的隔舱里面。
5、结束语
九龙江特大桥120#、121#墩钢吊箱围堰结构复杂，平面尺寸较大，封底混凝土总方量达1300多方，经过周密准备、精心组织，从2010年11月25 日18时至29日18时，历时4天，顺利完成封底施工任务，为后序施工打下坚实的基础。
【关键词】吊箱单臂围堰封底施工技术
1、工程概况
九龙江特大桥工程起点K497+757，终点K499+672.5；右幅桥长 1915.5米，左幅桥长1939.5米。主跨85m+150m+85m悬浇箱梁横跨九龙江南港，是厦漳高速漳州段扩建工程全线的控制性工程。主跨连续箱梁采用三角挂篮悬臂浇注，120、121号墩为主跨悬浇梁的两个主墩，位于九龙江河道内，分别采用16根Ф2.5m群桩基础，六菱形承台尺寸为41.7m×17.4m×4m，承台底面高程-0.5m，承台下部为厚2m的C25封底混凝土。
1.1水文条件及气候
标段范围属亚热带海洋性气候，气候温暖湿润。桥址河段处于感潮区内，潮汐为规律性的半日潮，潮差较大，最髙潮位+4.77m，最低潮位-2.6m，汛期最大水流速为2.13m/s，水深最深达16m。
1.2主墩围堰总体施工方案
主墩承台采用单臂钢吊箱围堰施工，单臂围堰龙骨架采用大型型钢现场拼装方式进行，底板及侧板采用工厂加工大型定型钢模板。底板部分在现场拼装，利用50T履带式吊车，吊至钢护筒临时支架结构上，直至整个底板拼装完成再进行整体连接，其次拼装第一节侧模、隔舱、内支撑，完成后，第一节吊箱整体下沉、定位，随后安装第二节侧模及内支撑，定位、清淤、堵漏、灌注封底混凝土、抽水、放样、钢筋绑扎、浇注承台混凝土、养生。
1.3钢吊箱主要构造
钢吊箱平面尺寸为43m×18m×8.4m，重659t。钢吊箱由底板系、侧模系、隔舱、悬吊系、内桁架支撑组成。底模系龙骨为格式结构，采用325贝雷片，底模系面板采用6mm钢板；吊箱侧模系采用纵横肋条加面板组成；围堰底平面设置6道隔舱，隔舱利用内支撑桁架做肋，6mm钢板做隔板，隔舱均为2.05m。悬吊系吊杆采用精轧螺纹钢筋及低松弛钢绞线相结合的方式；内桁架支撑主要采用529mm螺旋钢管；封底混凝土采用C25水下混凝土。
2、围堰封底计算
2.1基本参数
2.1.1围堰外轮廓尺寸为43m×18m×8.4m，其中底节侧模高4m，顶节侧模高4.4m；承台底高程-2.5m，最高防水位+5.73m；正常施工水位+4.8m。
2.1.2封底釆用C25水下混凝土灌注，分6个隔舱进行水下一次浇注，高度为2m。
2.1.3围堰底面积Aa=32m×17.4m+17.4m×4.5m=635.1m2，16根护筒面积Ah=3.14×（2.91m/2）2×16=105.6m2。
2.1.4围堰自重G=6590kN。
2.1.5围堰内填充混凝土高度为2m，填充混凝土自重Gh=S×h×δ=（635.1m2-105.6m2）×2m×2.4t/m3=25416kN。
2.1.6施工最高水位为4.8m，封底混凝土面高程为-0.5m，围堰施工时，吊箱内最大水深为5.3m，其产生浮力ff=1.0×103kg/m3×635.1m2×5.3m=33660kN。
2.2封底围堰局部验算
封底混凝土浇注完成后，进行承台的施工，需要将吊箱中的水全部抽干，使整个吊箱成为一个底、侧密闭的环境，在最髙水位时，将要产生很大的浮力，为了施工的安全，吊箱在水中的浮力应远远小于吊箱的总重，即ff
τ——封底混凝土和钢护筒之间的粘结力系数，取120kN/m2
G总=G+Gh+G粘=6590kN+25416kN+34967kN=66973KN，安全系数取1.2
1.2ff=40392
3.1清淤
单臂钢吊箱围堰下放到位并完成体系转换，在浇注封底混凝土之前要对底板、侧模、隔舱、护筒彻底清理，防止江水从混凝土与围堰结构之间挤入。利用潮汐变换规律，在低平潮的时候，采用吸泥机、高压水枪、铁刷对封底混凝土范围内的底板、护筒壁、隔舱壁上的钻渣、泥浆、海生物等杂物进行彻底清理，特别是底模系与侧模、隔舱、护筒相交部位务必清理干净，在高、低平潮水流较缓时，潜水员下潜作业清理。
3.2堵漏
钢吊箱底板设计有16根Φ3000mm圆形倒置漏斗，钢吊箱清理完成后，需对漏斗与钢护筒间的缝隙进行封堵。潜水员首先对其部位进行清洗，然后采用Φ20cm的水泥肠袋堵漏，水泥肠袋绕护筒两周，其内径紧贴护筒外径，然后用混凝土填实；浇注后的混凝土要发生收缩，易发生混凝土与侧模脱离，使江水有机会从两者之间的缝隙挤入，因此底模与侧模之间要增加防漏设施，即在混 凝土浇注前，在底模与侧模相交的上部增加一条具有伸缩型的圆柱型橡胶带，以增加防水效果，在确保堵漏措施完成后，方可浇注封底混凝土。
3.3封底混凝土分区及浇注顺序
围堰底平面由5道隔舱分成6个区域，I、Ⅵ号单隔舱面积均约为90 m2，Ⅱ～Ⅴ号隔舱面积约为115m2。封底混凝土浇注采用先中部、到两边，由四周到中间的浇注顺序进行浇注，按照Ⅲ-Ⅳ-Ⅱ-Ⅴ-Ⅰ-Ⅵ的浇注顺序进行，按照先浇注每个隔舱的四周，再浇注每个隔舱的中间。
3.4导管布置
封底混凝土浇注采用垂直导管多点水下浇注，导管采用外径Φ35cm的螺旋焊管，使用前进行水密性承压试验，试验合格后再进行重组下放，导管底口距底板20cm～30cm。根据每个隔舱的面积、每次首盘连续灌注混凝土的体积、混凝土扩散半径2.5m、拌合站搅拌能力、混凝土的初凝时间来考虑，再根据隔舱结构分布情况，确定混凝土浇注布置方式。
3.5封底混凝土浇注
封底混凝土初凝时间不小于8h，有一座95m3/h混凝土拌合站供应混凝土，商品混凝土拌合站随时备用的方式供应。采用汽车吊垂直导管起吊料斗，混凝土泵送车泵送相结合的方式进行水下混凝土灌注。每根导管浇注前料斗混凝土不得小于5m3，混凝土运输车储料量10m3，以保证首批混凝土浇注后，导管埋深在0.8m以上，在正常施工中导管埋深控制在1.5m左右。
封底混凝土浇注过程中及时对浇注区的混凝土面进行测量，并绘制混凝土标高曲线示意图，待到混凝土面全部达到设计标高时，再进行下一个仓区的混凝土浇注。
4、封底施工技术措施
4.1每根导管的首批混凝土的坍落度宜控制在160～180mm，以避免因落下的混凝土不能形成一定的坡率而埋不住导管底口。
4.2每个仓按从四周到中间的浇注顺序，依次浇注封底混凝土，保证导管最低埋深不小于0.8m。
4.3混凝土浇注时，应尽量保证同一个仓内混凝土面均匀、整体上升，当接近标高时，加大监测频率，避免混凝土面起伏过大。临近结束时，全面复测混凝土面的标高，对混凝土面偏低点重新补料至标高，保证混凝土面高差不大于10cm，同时防止混凝土流到相邻的隔舱里面。
5、结束语
九龙江特大桥120#、121#墩钢吊箱围堰结构复杂，平面尺寸较大，封底混凝土总方量达1300多方，经过周密准备、精心组织，从2010年11月25 日18时至29日18时，历时4天，顺利完成封底施工任务，为后序施工打下坚实的基础。