深水强涌浪长周期波工况下承台施工工艺

深水强涌浪长周期波工况下承台施工工艺
本文根据中马友谊大橋主墩承台施工的工程实例，对临时阻水结构钢吊箱、大体积海工混凝土浇筑等施工工艺进行总结，对重难点施工工艺进行了可行性分析，为后期深水强涌浪长周期波工况下承台施工提供了思路。

标签：承台；钢吊箱；封底混凝土
1.工程概况
本项目位于马尔代夫北马累环礁（North Malé Atoll），跨越Gaadhoo Koa海峡，连接环礁上马累岛、机场岛（瑚湖尔岛）和胡鲁马累岛三个相邻岛屿，是马尔代夫最重要的岛屿连接线工程。

项目起点位于马累岛东南角，顺接规划Boduthakurufaanu Magu道路，随后设置桥梁跨越Gaadhoo Koa 海峡，在机场岛南端登陆，大桥接线与机场到Hulhumale 规划路顺接。

项目路线全长约2km，其中桥梁长度1.39km，主桥孔跨布置为100+180×2+140+100+60m，长760m；马累岛侧引桥孔跨布置为：3×30+3×30+6×30+6×30m，长540m；机场岛侧采用一联3×30m布置，长90m。

承台平面设计为六边形的梭形，角点均倒圆弧过渡，流线型承台可降低波流力作用，承台长29.5m，宽18m，高4m，倒圆弧半径3.25m。

2.承台施工工艺概述
本文主要依托中马友谊大桥深水、强涌浪、长周期波的特殊海洋施工环境，其主墩承台施工主要采用有底单壁钢吊箱法施工，施工难点在于钢吊箱下放短时间内精准定位，恶劣海况下封底混凝土的浇筑。

承台施工工序主要如下：
（1）钢吊箱拼装：通过在钢护筒上焊接承重牛腿作为吊箱拼装的承重结构，在承重牛腿上安装底板，测量放样，分块拼装吊箱壁体，壁体拼缝采取止水胶条进行密封处理。

壁体四角焊接下放挂腿，依托钢护筒作为承重结构焊接承重架，承重架、千斤顶、下放挂腿构成伸缩装置。

（2）钢吊箱下放：控制伸缩装置对钢吊箱进行下放，钢吊箱下放到位后短时间内采用钢楔子对其精准定位，迅速焊接反压梁防止钢吊箱不规律活动对桩基造成的结构影响。

（3）受力结构转化：钢吊箱下放到位后，通过拉压杆对其受力结构进行转化，解除千斤顶钢绞线的受力，拆除承重架，使钢护筒上焊接的拉压杆作为钢吊箱的主要受力结构。

（4）封底混凝土浇筑：封底混凝土采取斜截面法进行施工，其目的主要为
在封底过程中，尽量减少一个布料点的封底次数，保证封底质量。

（5）承台钢筋绑扎：由于承台所处环境为浪溅区，腐蚀环境恶劣，承台侧模采用增加保护层厚度的防腐措施，并在保护层内设置不锈钢筋网片。

承台高4m，分两次浇筑，基座高5m，分两次浇筑，按大体积混凝土浇筑温控控制措施布设冷却水管及埋设温控元件，保证混凝土养护质量。

（6）承台混凝土浇筑：由于承台位于海平面以下，距离栈桥顶面最高处高差为15m，所以在混凝土浇筑过程中防离析控制非常关键，主要采取的措施为：①做好浇筑前各项工作准备，确保混凝土浇筑不间断；②优化混凝土配合比，保证混凝土在较大高差下放后不离析；③严格控制原材料质量稳定性，加强砂石料含泥量、最大粒径、含水率、针片状含量等重要指标控制；④加强混凝土振捣，严格控制混凝土振捣棒间距，本项目采用50振捣棒，分层浇筑、振捣，上层振捣时振捣棒插入下层混凝土10cm，禁止使用振捣棒赶混凝土；⑤承台第一层混凝土浇筑初凝后及时进行拉毛，并进行覆盖土工布养护，养护人员定人定岗确保养护效果。

（7）钢吊箱拆除：承台施工完毕后选择涌浪小的时机及时进行钢吊箱拆除。

钢吊箱拆除控制要点为潜水工水下作业的安全管理和拆除后的钢吊箱起吊作业。

在钢吊箱拆除前首先要选择具有资质和能力的特种作业单位进行，首个钢吊箱拆除前必须做好拆除方案，方案中必须考虑长周期波海况下的安全控制措施。

按照要求进行评审和专家论证，必要时还要组织特种作业操作实地考试，考试合格后方可上岗，作业前必须进行安全技术交底。

钢吊箱水下切割前必须做好起吊吊耳的安装或焊接，防止切割后掉入海水中，起吊过程必须专人指挥，统一命令，禁止晚上作业，拆除后起吊的钢板选择安全并不影响通行的场地堆放，必要时做好临时焊接以防倾倒。

3.重难点施工工艺分析
（1）钢吊箱下放定位
钢吊箱下放过程中，遭遇强涌浪对吊箱壁体的不规律性撞击，导致单根桩基承受不利于结构稳定的横向水平推力，为保证下部结构的稳定性、安全性。

需在短时间内完成下放、定位、加固这一工序。

定位主要采取施工简便且效果极佳的钢楔子进行定位，其主要操作顺序如下：
a.模型模拟根据检孔仪对钢护筒垂（下转第页）（上接第页）直度进行检测，及结合测量所测顶口平面位置，CAD模拟下放到位后钢护筒实际平面位置，且计算出钢吊箱下放到位后吊箱壁体导向装置与护筒之间的距离值，通过钢楔子填充进行限位。

b.钢楔子设计钢楔子顶口一端为直径3.2m的圆弧（钢护筒直径），一端为直径0.46m的圆弧（导向装置直径），此类设计有利于安装钢楔子时抵抗一定的侧向压力，为安装带来便利及有利于定位。

下方设置卡板，为加固过程中钢楔子
不滑落提供安全系数，且两个圆弧间最小宽度即为CAD模拟出的钢吊箱下放到位后的距离值。

此类设计有助于加固的便利。

c.吊箱加固吊箱加固在保证吊箱定位符合规范要求后，且6个钢楔子限位到位后，进行钢楔子单边焊接，焊缝长度达到一定要求后进行另外一边的焊接，若同时焊接圆弧两边容易导致吊箱晃动而致使两边的焊缝撕裂。

提前根据护筒位置对反压梁下料，在钢楔子限位完成后立即吊装反压梁进行加固。

（2）封底混凝土浇筑
a.连通器设置封底过程中吊箱内、外设连通孔的目的，是为了保持吊箱内、外水头基本一致，减少因吊箱壁体内、外水头过大造成吊箱底板浮托力、吊箱侧模内压力增大。

且连通器开设亦防止吊箱密封性不好而形成强压力水柱对封底造成不利影响。

b.斜截面封底在此类工况下选择斜截面封底主要目的为减少单个布设点首封次数，减少二封的可能性，保证封底的成功质量。

c.二次封底封底分两次进行，第一次封底混凝土厚1.5m，第二次封底混凝土厚0.5m，其重要目的为减少一次性封底混凝土重量对底板结构的破坏而导致封底失败且通过后浇0.5m埋设型钢受力架，完成一次受力转化，将拉压杆所受力转换至型钢受力架，确保后期施工过程中吊箱结构不受强涌浪、长周期波的影响而至使吊箱渗水，影响承台施工质量及吊箱结构的安全性。

4.总结
目前，中马友谊大桥主墩承台全部施工完成，克服了深水强涌浪长周期波对承台施工的影响，根据本工程实践验证了此施工工艺的可行性，为以后类似工况下承台施工提供了经验。