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摘要：针对某大桥主墩承台施工，解决施工时间较短，高桩承台施工的问题。介绍单壁钢吊箱围堰的组成、特点及各构件的构造，通过MIDAS Civil 2010建模整体计算各个构件。介绍了单壁吊箱围堰整体吊装及下放的施工方法。
关键词：高桩承台;单壁钢吊箱围堰;设计;施工
1工程概况
某大桥主桥跨径布置为（60+110+60）m连续刚构，全长230.0m，主梁截面采用单箱双室断面。主墩承台平面轮廓尺寸为 18.4×8.5m，为八边形，厚度为 3.5m，为高桩承台。基础采用 6 根直径φ2.0m 钻孔灌注摩擦桩。采用单壁钢吊箱围堰的施工方法进行承台施工，封底混凝土厚度0.5m。
2 单壁钢吊箱围堰设计条件
单壁钢吊箱围堰的主要特点如下：
（1）围堰侧壁采用单壁结构，侧板刚度小，内支撑材料用量大;
（2）围堰底板采用底龙骨+面板的结构形式，底板承受承台施工封底混凝土浮重，并通过撑杆传递至钢护筒，钢护筒传递竖向力至地基持力层;
（3）围堰利用吊梁整体吊装并下放到位;
（4）围堰用于承台施工，围堰与钢护筒形成整体框架结构，抵抗水流横向冲击力。
（5）围堰侧板与底板及内支撑连接采用螺栓连接，施工方便。
3.1、工况条件
根据单壁钢吊箱围堰施工阶段及受力状态，可按以下几种工况进行分析：
（1）整体吊装，下放阶段;
（2）封底混凝土浇筑阶段;
（3）抽水后，承台施工阶段。
3.2、水文、结构设计条件
根据《福州市某大桥及南北立交拓宽改造工程施工图设计文件》及现场资料提供水文数据，设计高水位+7.25m，低水位+1.0m，水流速度3m/s。
围堰采用八边形，外轮廓尺寸9.212m（宽）×19.112m（长）×7.75m（高），考虑围堰内壁兼做承台模板。围堰顶高程+7.75m，围堰底高程+0.0m，内支撑高程+5.0m和+2.5m，承台顶高程+4.0m，承台底高程+0.5m，承台高3.5m，封底混凝土厚度0.5m。
3 单壁钢吊箱围堰结构构造
单壁钢吊箱围堰主体结构包括单壁侧板、底板及龙骨、内支撑、吊桩系统等。
围堰各部分结构详述如下：
（1）单壁侧板。侧板采用δ=6mm面板;小肋∠100×63×6mm角钢，标高+5.0m以下竖向间距为300mm，以上竖向间距为400mm;大肋工22a型钢，水平间距1.0m。侧板之间连接填6mm胶皮并压缩为2mm，通过螺栓连接成整体，同时涂上早强型玻璃胶保证围堰的密闭性。
（2）底板及龙骨。底板为浇筑封底混凝土承重模板，并在桩位出留出φ2460mm圆孔，供钢护筒穿过。底板采用δ=6mm面板，小肋∠100×63×6mm角钢，间距250mm。底板下面为龙骨，龙骨采用HW300×300mm型钢，并通过模板间缝隙将底板与龙骨焊接。龙骨连接撑杆，在下放到位后，撑杆与护筒连接，将围堰及封底混凝土自重传到护筒上。龙骨上设连接板，围堰抽水后将围堰荷载通过连接板传到护筒上，拆除撑杆方便施工承台。
（3）底板与侧板连接。围堰采用侧板吊底板的形式，底板龙骨伸出围堰侧板以外，采用螺栓与侧板大肋连接牢靠。螺栓孔设计成开放式的，避免水下拆除螺栓。
（4）内支撑。内支撑采用桁架式支撑，主桁采用2[22a型钢的组合截面，连接系采用2[10型钢的组合截面。内支撑通过连接板与侧板通过螺栓连接而成，方便拆除内支撑。内支撑提高了单壁刚围堰的整体性和刚度。
（5）封底混凝土。封底混凝土主要为承台施工提供操作平台及围堰堵漏的作用。
（6）吊装系统。围堰设计4个吊点，从侧板第一层大肋通过吊杆与吊梁连接，通过2艘120t浮吊浮运及下放。下放到位后，将吊梁放置与护筒上，通过吊杆微调围堰。
4单壁钢吊箱围堰结构计算
根据围堰各个受力工况进行计算，然后对围堰各个构件进行设计，最后利用midas civil 2010建立整体模型，
围堰所受水平作用有：静水压力、水流力、混凝土侧压力;
竖向作用有：吊箱自重、封底混凝土自重、水的浮力、承台自重。
吊箱围堰的主要计算内容如下：
（1）围堰吊装工况下及焊接撑杆阶段吊梁的计算。
（2）围堰高水位时，侧板及内支撑的设计计算。
（3）封底混凝土浇筑时，底龙骨和底板的设计计算。
（4）承台混凝土浇筑时，底龙骨和底板的设计计算。
5吊箱围堰施工
（1）围堰拼装。钻孔桩完成后，拆除钻孔平台;在围堰拼装场地，拼装围堰底板、侧板、内支撑;安装撑杆、吊梁。
（2）围堰浮运并下放。设置围堰下放导向装置;利用浮吊整体吊运，并下放到护筒上;利用吊梁调整围堰标高并调平。
图2：单壁钢吊箱围堰浮运
（3）封底混凝土施工。在低水位时将撑杆与护筒焊接;拆除吊挂系统;侧板开设临时孔，使围堰内外水流具有良好的连通性;进行护筒周边堵漏;围堰封底。
（4）体系转换。堵漏混凝土达到设计强度以后，封堵侧板连通孔，围堰抽水，保证吊箱内无水;按设计要求焊接钢护筒与底板间的所有加强钢板，使底板和护筒连成整体;拆除底板支撑杆，将支撑杆上的力通过焊接的加强钢板转换到钢护筒;拆除导向器装置，割除加强钢板以上部分钢护筒。
（5）承台施工。利用抄平垫层顶面找平，并清除杂物;凿桩头，绑扎承台钢筋，浇筑承台混凝土;承台施工结束后，拆除内支撑进行墩身施工;墩身施工完成后，拆除钢吊箱围堰。
6结语
本次单壁钢吊箱围堰方案，通过桁架式内支撑增加单壁钢吊箱围堰刚度，利用浮吊整体吊装节约工程工期，侧板、内支撑、底板采用螺栓连接的方式提高施工效率。通过有效的控制措施和施工组织，该方案不紧成本低、速度快，还提高了施工效率，降低了施工风险，提高了经济效益，为今后高桩承台施工积累了丰富的经验。
关键词：高桩承台;单壁钢吊箱围堰;设计;施工
1工程概况
某大桥主桥跨径布置为（60+110+60）m连续刚构，全长230.0m，主梁截面采用单箱双室断面。主墩承台平面轮廓尺寸为 18.4×8.5m，为八边形，厚度为 3.5m，为高桩承台。基础采用 6 根直径φ2.0m 钻孔灌注摩擦桩。采用单壁钢吊箱围堰的施工方法进行承台施工，封底混凝土厚度0.5m。
2 单壁钢吊箱围堰设计条件
单壁钢吊箱围堰的主要特点如下：
（1）围堰侧壁采用单壁结构，侧板刚度小，内支撑材料用量大;
（2）围堰底板采用底龙骨+面板的结构形式，底板承受承台施工封底混凝土浮重，并通过撑杆传递至钢护筒，钢护筒传递竖向力至地基持力层;
（3）围堰利用吊梁整体吊装并下放到位;
（4）围堰用于承台施工，围堰与钢护筒形成整体框架结构，抵抗水流横向冲击力。
（5）围堰侧板与底板及内支撑连接采用螺栓连接，施工方便。
3.1、工况条件
根据单壁钢吊箱围堰施工阶段及受力状态，可按以下几种工况进行分析：
（1）整体吊装，下放阶段;
（2）封底混凝土浇筑阶段;
（3）抽水后，承台施工阶段。
3.2、水文、结构设计条件
根据《福州市某大桥及南北立交拓宽改造工程施工图设计文件》及现场资料提供水文数据，设计高水位+7.25m，低水位+1.0m，水流速度3m/s。
围堰采用八边形，外轮廓尺寸9.212m（宽）×19.112m（长）×7.75m（高），考虑围堰内壁兼做承台模板。围堰顶高程+7.75m，围堰底高程+0.0m，内支撑高程+5.0m和+2.5m，承台顶高程+4.0m，承台底高程+0.5m，承台高3.5m，封底混凝土厚度0.5m。
3 单壁钢吊箱围堰结构构造
单壁钢吊箱围堰主体结构包括单壁侧板、底板及龙骨、内支撑、吊桩系统等。
围堰各部分结构详述如下：
（1）单壁侧板。侧板采用δ=6mm面板;小肋∠100×63×6mm角钢，标高+5.0m以下竖向间距为300mm，以上竖向间距为400mm;大肋工22a型钢，水平间距1.0m。侧板之间连接填6mm胶皮并压缩为2mm，通过螺栓连接成整体，同时涂上早强型玻璃胶保证围堰的密闭性。
（2）底板及龙骨。底板为浇筑封底混凝土承重模板，并在桩位出留出φ2460mm圆孔，供钢护筒穿过。底板采用δ=6mm面板，小肋∠100×63×6mm角钢，间距250mm。底板下面为龙骨，龙骨采用HW300×300mm型钢，并通过模板间缝隙将底板与龙骨焊接。龙骨连接撑杆，在下放到位后，撑杆与护筒连接，将围堰及封底混凝土自重传到护筒上。龙骨上设连接板，围堰抽水后将围堰荷载通过连接板传到护筒上，拆除撑杆方便施工承台。
（3）底板与侧板连接。围堰采用侧板吊底板的形式，底板龙骨伸出围堰侧板以外，采用螺栓与侧板大肋连接牢靠。螺栓孔设计成开放式的，避免水下拆除螺栓。
（4）内支撑。内支撑采用桁架式支撑，主桁采用2[22a型钢的组合截面，连接系采用2[10型钢的组合截面。内支撑通过连接板与侧板通过螺栓连接而成，方便拆除内支撑。内支撑提高了单壁刚围堰的整体性和刚度。
（5）封底混凝土。封底混凝土主要为承台施工提供操作平台及围堰堵漏的作用。
（6）吊装系统。围堰设计4个吊点，从侧板第一层大肋通过吊杆与吊梁连接，通过2艘120t浮吊浮运及下放。下放到位后，将吊梁放置与护筒上，通过吊杆微调围堰。
4单壁钢吊箱围堰结构计算
根据围堰各个受力工况进行计算，然后对围堰各个构件进行设计，最后利用midas civil 2010建立整体模型，
围堰所受水平作用有：静水压力、水流力、混凝土侧压力;
竖向作用有：吊箱自重、封底混凝土自重、水的浮力、承台自重。
吊箱围堰的主要计算内容如下：
（1）围堰吊装工况下及焊接撑杆阶段吊梁的计算。
（2）围堰高水位时，侧板及内支撑的设计计算。
（3）封底混凝土浇筑时，底龙骨和底板的设计计算。
（4）承台混凝土浇筑时，底龙骨和底板的设计计算。
5吊箱围堰施工
（1）围堰拼装。钻孔桩完成后，拆除钻孔平台;在围堰拼装场地，拼装围堰底板、侧板、内支撑;安装撑杆、吊梁。
（2）围堰浮运并下放。设置围堰下放导向装置;利用浮吊整体吊运，并下放到护筒上;利用吊梁调整围堰标高并调平。
图2：单壁钢吊箱围堰浮运
（3）封底混凝土施工。在低水位时将撑杆与护筒焊接;拆除吊挂系统;侧板开设临时孔，使围堰内外水流具有良好的连通性;进行护筒周边堵漏;围堰封底。
（4）体系转换。堵漏混凝土达到设计强度以后，封堵侧板连通孔，围堰抽水，保证吊箱内无水;按设计要求焊接钢护筒与底板间的所有加强钢板，使底板和护筒连成整体;拆除底板支撑杆，将支撑杆上的力通过焊接的加强钢板转换到钢护筒;拆除导向器装置，割除加强钢板以上部分钢护筒。
（5）承台施工。利用抄平垫层顶面找平，并清除杂物;凿桩头，绑扎承台钢筋，浇筑承台混凝土;承台施工结束后，拆除内支撑进行墩身施工;墩身施工完成后，拆除钢吊箱围堰。
6结语
本次单壁钢吊箱围堰方案，通过桁架式内支撑增加单壁钢吊箱围堰刚度，利用浮吊整体吊装节约工程工期，侧板、内支撑、底板采用螺栓连接的方式提高施工效率。通过有效的控制措施和施工组织，该方案不紧成本低、速度快，还提高了施工效率，降低了施工风险，提高了经济效益，为今后高桩承台施工积累了丰富的经验。