泉州湾跨海大桥工程A5标浅水区承台无底钢套箱施工工艺

泉州湾跨海大桥工程A5标浅水区承台无底钢套箱施工工艺摘要：泉州湾跨海大桥a5合同段采用了无底钢套箱施工工艺。在b020#-b022#墩承台施工中，根据浅水区的地质潮汐情况赶潮水作业浇筑封底砼，确保承台无水环境施工。使用该方案和有底套箱相比，经济上更优，工效更高。在类似施工条件下具有较高的推广价值。

关键词：浅水区、无底钢套箱、封底砼

abstract：bottomless steel cofferdam construction technology was usded in quanzhou bay bridge a5 contract section. during the construction activity of the b020#-b022# cushion caps, back cover concrete was builded, to provide dry condition, according to the geological data and tidal information in the shallow water area. it is economical and efficient, compare this construction technology with steel cofferdam with bottom structure. this construction technology has extensive promotion value in similar engineering.

key words：shallow water area, bottomless steel cofferdam, back cover concrete

中图分类号：u445文献标识码： a 文章编号：

一、工程概况

1、泉州湾跨海大桥工程是福建省重点工程，起于晋江南塘与泉

州市环城高速公路晋江至石狮段相接，其中泉州湾跨海大桥桥长12.454km。

2、a5标海上承台施工的环境较为复杂多样。该工程b020#~b022#墩承台位置原泥面标高较高属于浅滩地质，基于节约成本、提高工效的考虑，采用无底钢套箱施工工艺。

3、承台平面为9×7.3m圆角矩形，顶标高+1.6m，底标高既封底砼顶标高-1.4m，封底砼底标高为-2.2m。设计采用c20混凝土，39.4m³。承台设计采用c35混凝土，186.9m³。

4、水文状况：由崇武水文站实测水文资料，桥址区设计高水位为+4.15m，设计低水位为-3.29m（基面为1985年国家高程基准）。

二、施工工艺流程

施工平台搭设→焊接拼装牛腿→无底钢套箱组拼→吊挂系统安装→无底钢套箱下沉定位→浇筑封底砼→抽水堵漏加固→凿除桩头→钢筋绑扎→浇筑承台砼→修补养护→拆除套箱

三、无底钢套箱设计

1、设计工况

施工中水平方向要承受静水压力、波浪力、涨落潮流水压力、新浇筑混凝土的侧压力，竖向承受水的浮力和混凝土的重量。综合考虑高低水位时，封底砼及承台砼浇筑前后施工情况，分为4个工况进行比较分析：

工况1：低水位时，封底砼浇筑后但未上强度

工况2：高水位时，封底砼浇筑后达到强度

工况3：高水位时，承台砼浇筑

工况4：低水位时，承台砼浇筑

工况2、工况4分别为侧板和封底砼的最不利工况。通过计算，分别按侧板和封底砼的最不利工况对无底钢套箱各个结构体系进行受力分析。

2、设计条件

(1)钢套箱顶标高：+5.0m

(2)钢套箱底标高：-2.7~-4.3m（入泥100cm）

(3)承台顶标高：+1.6m

(4)封底砼底标高：-2.2m

(5)砼容重：24kn/m3

3、设计参数

(1)封底砼厚0.8m，底标高-2.2m，砼强度为c20水下混凝土

(2)承台顶标高+1.6m，底标高-1.4m，砼强度为c35

(3)砼浮容重：14kn/m3；砼干容重：24 kn/m³

(4)砼与钢护筒间的握裹力：150kpa

4、无底钢套箱结构设计

无底钢套箱分为侧板、支撑桁架、吊挂下沉系统、定位系统。侧板是钢套箱的主要阻水结构并兼作承台模板，封底混凝土作为承台施工的底模板，为承台施工提供无水的施工环境。

4.1侧板

钢套箱侧板施工时主要承受承台混凝土的侧压力、静水压力、波

浪力以及流水压力。资料显示，近年最高水位+3.36m，钢套箱侧板顶面标高取+5.0 m，按最不利施工工况进行侧板设计，保证侧板的受力满足要求。侧板从上到下分三层，每层侧壁采用单壁结构，面板为δ=8mm钢板，竖肋为[12槽钢，最大间距为0.38m，横肋为[12槽钢，最大间距为1.5m。

4.2支撑桁架系统

钢套箱内支撑桁架的设计主要考虑：承台构造和钢套箱结构要求。侧模的内支撑体系使钢套箱形成空间桁架结构，需满足侧模结构的受力要求，增大整体刚度。

钢套箱模板支撑系统在外侧设置大围囹，由2×i28工字钢和[8槽钢组成的平面桁架结构（桁架可便于人员操作使用），自套箱顶往下，每间隔1.5m设置一道。钢套箱内侧设置2道内支撑桁架，采用八字形支撑架、内圈梁和拉杆，内圈梁为2×i32工字钢，拉杆支撑架为φ325钢管。内桁架与内圈梁之间采用焊接成为整体。

4.3吊挂下沉系统

吊挂系统由吊杆、液压穿心千斤顶、精扎螺纹钢及贝雷架组成。吊挂系统的作用是升降模板，布置在对应的直模两侧最边缘竖肋正上方。

4.4定位系统

定位系统用来防止钢套箱下沉入水后受流水压力的作用产生倾斜，同时用以调整钢套箱位置。在侧板内壁与钢护筒之间设上下两层导向系统。

四、钢套箱施工

1、钢套箱拼装

1.1侧模拼装

第一层侧模先放置于钢护筒牛腿上进行定位（牛腿焊接在钢护筒上，其上横梁采用i20b工字钢，每个钢护筒上焊接2个）。

安装时，侧模法兰间加垫遇水膨胀橡胶条，压紧、粘牢避免漏水。法兰压板要求拧紧，侧模组装过程中要设置必要的临时支撑。

1.2吊装装置

钢套箱拼装时，在贝雷架上安装i32b工字钢吊杆和60t穿心千斤顶，共计四组。

2、钢套箱沉放施工

2.1测量定位及导向

钢套箱拼装前需精确测量放样，在拼装牛腿上做好标记点。沉放过程中使用全站仪全程监测，在模板顶口四条边上对应的轴线位置作四个标记点，作为控制点。沉放施工选择在落潮时，并在沉放前安装好定位系统。

2.2钢套箱沉放

在钢套箱沉放前检查下部周围环境是否存在妨碍钢套箱沉放就

位的障碍物。使用千斤顶控制模板顺着导向装置下沉。

2.3钢套箱加固

钢套箱沉放后与封底砼浇筑终凝前为套箱的不稳定时间，下沉到位后，安装支撑桁架系统。以保证钢套箱外力作用下不发生偏位移