套箱施工方案

XXXX大桥1#~3#墩承台钢套箱

施

工

方

案

2008.10

水中墩（1#~3#）承台钢套箱施工方案

一、工程概况

XXXX大桥左幅新建1#、2#及3#墩位于主河槽中，基本上是在原墩位处新建。设计基础为钻孔灌注桩加大尺寸承台形式。承台高3m，顶面高程+8.513m，底面高程+5.513m。平面尺寸横桥向分别为18.64m，20.67m，21.11m，顺桥向尺寸分别为11.7m，13.6m，14.5m，为减小水流影响，承台设计为圆端型。本桥承台尺寸较大，为大体积混凝土实体结构。老桥桥墩位于基础承台轮廓线内，其上部结构已拆除，目前残留桥墩顶面标高为+13.1m。墩位处水较深，河床面标高在0~2m 之间。经实际测量，XXX江常水位标高为+11.1~+11.5m，较为稳定。河床表面为中粗砂层，层厚3m左右，其下为含卵石砾砂，再往下即进入泥质砂岩层。

根据设计及现场实际情况，经方案比选，确定1#、2#及3#墩承台施工包括旧桥墩及基础拆除均采用钢套箱围堰方案实施。

1#~3#墩承台主要工程数量见下表：

1#~3#墩承台主要工程数量表

二、施工方案

本桥水中墩（1#~3#墩）承台施工有如下几个特点：一是承台尺寸较大，前面已经提到，3#墩承台最大，其横向达到21.1m，顺桥向14.5m。承台基本成矩形状，受力形式不太好。二是受右幅老桥基础承台影响较大，新建承台与右幅老桥承台间距只有50cm左右，这就说明钢套箱外围尺寸要受到此限制。三是承台标高较低，围堰挡水结构较高，这也就意味着承受的水压力较大，承台套箱要有足够的刚度和强度来承受水压力，同时要求承台壁板止水效果要好。四是受老桥基础的影响，内支撑系统不能一步到位，而需分步实施。五是工程造价较低，尽可能优化施工设计，以达到套箱重复使用，结构在满足使用要求的条件下尽量轻巧，以减少施工投入。根据本桥承台以上施工特点，我们构思了一种内加劲梁式套箱结构，充分利用封底混凝土来承担一部分荷载，使得整个套箱受力明确，结构简单易于制作，同时可重复使用。

套箱壁板主要起围水作用，以便在封底混凝土施工完毕并抽水后，形成一个干燥无水的承台施工环境。其结构与一般钢模板结构相同，因考虑将水压力传递至内加劲梁，所以比一般模板刚度要大一些。为便于安装及拆除，套箱壁板采取分块制作，并用高强螺栓连接成整

体，为防止漏水，套箱壁板分块连接缝内嵌塞专用橡胶止水带。套箱内加劲梁采用2I25a工字钢，竖向放置，间距2.5m左右（根据计算确定）。整个套箱受力均考虑由内加劲梁承担并传递到内支撑和封底混凝土上，套箱壁板的整体承载能力未考虑，可作为安全储备。考虑到前述第二条原因，内加劲梁置于壁板内侧，采用短2[14a槽钢将内加劲梁与壁板焊接成一个整体，为便于拆除壁板，在封底混凝土范围内，内加劲梁与壁板不连接。内加劲梁底端置于封底混凝土内，并与封底混凝土固结，计算时按固结点考虑。上部与内围檩和内支撑连接，形成一个稳定的受力结构。

钢套箱采取在桥位分块拼装成整体后一次下沉到位。利用原桩基施工平台钢管桩及钢护筒沿套箱轮廓线搭设一个拼装平台，这个平台在下沉前将承担整个套箱的重量。在套箱顶面以上安装一个吊放平台，套箱在下沉时，其重量将通过吊杆或手拉葫芦传递至这个平台。平台标高将根据拼装平台标高及套箱高度确定。在钢护筒内焊接一个十字牛腿，作为上部吊放平台钢管柱的基座。沿套箱周边共布置16个吊点，用10~15t手拉葫芦下沉套箱。另外在16个吊点中，选择8个吊点安装JL32精轧螺纹钢筋吊杆，作为套箱下沉的辅助设备和安全储备。

套箱拼装利用浮吊和汽车吊来实施。拼装时设临时支撑以保证套箱的稳定。套箱下沉到位后，利用套箱的吊放平台安装灌注导管，进行封底混凝土的浇注。

因受老桥基础的影响，内支撑系统分2个步骤完成。在进行封底

混凝土施工的同时，进行套箱临时内支撑的安装连接工作。该支撑设在+11.5m标高，即在刚露出水面的位置。在封底混凝土达到设计强度以及+11.5m标高处内支撑完成后，即可将水抽至+8.5m。在此状态下，将老桥墩身及基础拆除至+8.5m标高，在+9.0m标高安装正式内支撑，继续抽水至封底混凝土顶面。将承台底面以上部分的老桥基础拆除，同时拆除+11.5m处临时钢支撑，并将护筒割除至桩顶标高。

承台施工时，直接利用套箱壁板作为其外侧模板。承台分一次浇注完成。因其属大体积混凝土，其内部设置2层冷却管。承台水平分层进行浇筑，分层厚度控制在30~50cm。在混凝土浇筑至冷却水管标高时，即通水冷却，并连续通水持续不小于7d，直至温度基本降至外界气温。

因承台顶面标高为+8.513m，尚在常水位以下2.6m。因此，在承台施工完毕后，承台套箱尚不能进行拆除，待桥墩出水后，方可拆除套箱。在桥墩施工时，将+9m处支撑拆除，可不另加支撑，因为此时内加劲梁作为悬臂梁支承套箱壁板，其受力完全能够满足要求。

综上所述，承台的施工顺序为：

套箱制作→人造河床并整平→套箱拼装→套箱下沉→套箱水下混凝土封底→安装内支撑→抽水→凿除旧桥墩身及基础，割除护筒→承台钢筋绑扎→承台混凝土浇筑→待桥墩出水后拆除套箱。

其工艺流程可详见下图。

3、施工准备

3.1 技术准备

3.1.1 熟悉和分析设计资料和施工现场的水文资料，编制承台施工技术方案和钢套箱施工设计图，并向施工班组进行书面的一级技术交底和水上作业安全技术交底。

3.1.2 施工放样：测定承台四角边线，测定平台标高。

利用桩内预埋钢管柱，搭设承台套箱吊装平台人工筑河床至设计标高测量放样，安装套箱壁板

及内加劲梁

安装顶部内支撑，搭设顶

部施工平台

起吊套箱，拆除拼装平台，

下放套箱安装套箱吊装系统套箱加工制作

混凝土生产、运

输

钢构件加工

西枝江大桥1#~3#墩套箱法施工承台工艺流程

利用平台钢管桩和护筒，搭设套箱壁板拼装平台浇筑封底混凝土

拆除桩基作业平台，仅保

留钢管桩抽水至+8.5m，拆除旧墩

身至+8.5m标高

安装+9.0m内支撑，将水抽干。将旧桥凿除至设计标高，割除多余护筒，桩检

绑扎承台钢筋，安装冷却管，及各种预埋件

浇筑承台混凝土，通冷却

水降温

墩身施工

拆除套箱

制作试件，填写测温记录

混凝土生产、运

输养生

钢筋、冷却水管、预埋件加工钢构件加工钢构件加工