大型桥梁主塔承台钢吊箱水下封底混凝土施工研究

大型桥梁主塔承台钢吊箱水下封底混凝土施工研究

摘要：看是简单的钢吊箱承台水下封底混凝土的施工方法、施工质量控制，对

承台施工起着至关重要的作用，如出现封底不严密、桩头处未封堵效果不好等情况，二次封堵效果不佳，为后续施工造成工期延误、经济损失。本文通过介绍大

型桥梁主塔承台钢吊箱水下封底的施工工艺，进一步梳理了施工方法和施工流程，为同类项目提供借鉴。

关键词：桥梁主塔承台；钢吊箱；承台施工

一、工程概况

某大桥单个主塔由两个独立36m圆形承台作为塔柱基础，承台防撞钢吊箱外径为41．2m的圆形双壁钢结构，壁体厚2．5m，高16m，单个钢吊箱与承台结

构形式如图1所示。

二、封底混凝土总体布置

水下封底混凝土施工总体采用多套导管拔塞法水下封底方法，采用集料斗首封。根据设计图纸要求，封底混凝土标号C25，厚3．0m，采用水下混凝土浇筑

方式，单次浇筑方量为3053m3。封底混凝土由混凝土配送中心2台HZS180搅拌

站生产，承台封底预计需25h。封底前搭设封底平台，按4m流动半径布置导管(试验室验算)。

封底混凝土浇筑强度达到80%后，抽出钢吊箱内的水，割除钢吊箱上端吊杆

并焊接固定在钢护筒侧面，防止钢吊箱上浮或下沉。拆除钢护筒、凿除桩头、封

底混凝土找平、安装承台钢筋、浇筑承台混凝土，养护至混凝土强度达到设计标

号后拆除内支撑及钢吊箱模板。

三、底板结构

钢吊箱纵横主骨架用Ⅰ45工字钢，间距1.2~1.7m，主骨架中间加劲梁用

［20a槽钢焊接而成整体，底板用8mm钢板焊接固定在骨架底部，这样有利于骨架与封水混凝土形成整体，类似钢混组合结构，提高钢吊箱整体刚度，保证施工

时安全系数。在桩基位置开孔，孔径比钢护筒直径大100mm左右，底板按2块

制作。

1、侧板结构

钢吊箱侧板利用大块平模板改装，模板加劲板为L125×125×8角钢，间距

400×400，面板厚6mm，转角模板焊接成整体，中部模板每边2块，尺寸为

3300×9000mm；每块模板背面焊接Ⅰ28工字钢竖向加劲梁，间距为500mm。3.3

内支撑结构钢吊箱内支撑设置1道，距承台顶标高500mm处，沿侧模四周焊接

Ⅰ36工字钢，中间焊接十字钢管支撑架，其材料为D630×10mm的钢管。

2、单壁钢吊箱结构受力计算

根据拟定的方案，结合承台尺寸进行底模（见图2）、侧模（见图3）、内

支撑设计，采用MIDASCIVIL2010软件建立模型，计算结构内力和变形。计算工况有：浇筑封底混凝土、吊箱内抽空水后和承台混凝土浇筑时三种工况，在浇筑封

底混凝土时底模受力为最不利工况，吊箱内抽空水后侧模受力为最不利工况。在

两种工况转换时，底模吊杆转换为压杆，将底模反向支撑以抑制浮力。

图2底板模型图

图3侧模模型图

四、封底混凝土施工

1、施工准备

1.1钢吊箱底板和钢护筒外壁的清理

施工水域属海洋环境，护筒沉放后极易生长海洋生物，为保证封底混凝土能

充分与钢护筒结合，保证封底砼与钢护筒之间的握裹力;需清理护筒外壁海洋生物，清理采用梅花形布置多个孔的圆形钢管，并在每个孔位安装钢丝球，履带吊吊起

后套入需要清理的钢护筒，上下移动清理钢护筒外壁海洋生物。

1.2测量准备

准备3kg的测量锤15个，25m长的测绳20根，并校核其长度。每个浇筑点

及测点处平台标高应提前测出，做为测量混凝土面的依据，并用油漆标示在该点处。

1.3封底混凝土浇筑平台搭设

封底平台由主梁 2HM588、次梁2125a、走道板、护栏组成。主梁搁置于钢

护筒顶部，并焊接牢固(悬挑位置需要焊接劲板);次梁根据封底浇筑点布置，搁置

于主梁上并焊接牢固;走道板宽 25 cm，按照 4 块并排布置(总宽度 1 m)，护栏立柱

为φ48 ×3．5 脚手管组成，高 1． 2 m，间距 1． 5 m，横杆为脚手架管Ф48

×3． 5，上下布置 2 道。

1.4封底混凝土浇筑平台搭设

封底平台由主梁2HM588、次梁2125a、走道板、护栏组成。主梁搁置于钢

护筒顶部，并焊接牢固(悬挑位置需要焊接劲板);次梁根据封底浇筑点布置，搁置

于主梁上并焊接牢固;走道板宽25cm，按照4块并排布置(总宽度1m)，护栏立柱

为φ48×3．5脚手管组成，高1．2m，间距1．5m，横杆为脚手架管Ф48×3．5，

上下布置2道。

1.5导管布置

在封底平台次梁上架设导管固定架、料斗，并焊接固定，单侧封底混凝土共

用39套导管进行依次循环推进，在每根导管顶口放置1m3的小料斗(桩基施工时

使用的小料斗)进行灌注，小料斗采用3mm钢板制作，便于人工转运。封底混凝

土导管采用内径φ325mm、壁厚δ=10mm的无缝钢管制作，管节长度为9m、3m、1．5m、1m、0．5m5种类型，管节之间连接采用快速螺纹接头。下游侧导管编

号为A1～A39，上游侧导管编号为B1～B39;封底浇筑时单根导管需配置18m左右，底部距离吊箱底板15～20cm，采用临时导管定型卡固定在操作平台上。导管上

部系白棕绳，控制导管倾斜，并挂设手拉葫芦控制导管高度，导管顶口与1m3小集料斗相接。

2、施工方法

2.1首灌混凝土浇注

导管使用前进行水密试验，导管安装中，每个接头需预紧检查，固定完成后

导管底口距吊箱底板15～20cm。首灌采用拔塞法施工工艺，向小料斗内放料前，在导管内铺设隔水薄膜，用料斗塞堵住管口并用吊车挂住钢板塞。首封混凝土浇

注完成后，导管埋深控制在0．4m以上。在一根导管首封完成后进行其相邻导管首封时，应先测量待封导管底口处的混凝土顶标高，根据实测重新调整导管底口

的高度。在开灌过程中，一般按每隔60min对已经开罐完毕的导管进行补料，补

料时间一般为10min，直至达到封底标高。为保证封底混凝土的顺利进行，在每

根导管首封完成后，按最大不超过90min控制。