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钢吊箱围堰在深水基础施工中的应用探讨

2020-07-14蔡玉贤

建材发展导向 2020年3期
关键词:吊箱侧板钢护筒

蔡玉贤

(中铁十四局集团第二工程有限公司,山东 泰安 271000)

桥梁基础施工中,利用围堰结构能够给承台与墩身的施工创设优良条件。在常规钢套箱的基础上,衍生出了特殊的钢吊箱,成为深水桥梁施工的重要支持[1]。文章围绕钢吊箱围堰在深水基础施工中的应用展开探讨。

1 工程概况

47 国道黄冈市巴河特大桥总长1500m,桥宽34.5m。本工程中,采取钢吊箱施工的方法,设有普通墩(12#~19#墩为承台结构)、边墩(20#、23#墩为承台结构),施工所用的钢吊箱设置为矩形平面形式,此处围堰规格为32.356m×7.7m×9.68m,边墩围堰规格为30.956m×8.7m×9.68m,工艺方面以Q235B 钢为原材料经加工而得。根据工程情况,在钢吊箱围堰加工环节,现场水位正逐步上涨,为创设安全的施工环境,对两类钢吊箱围堰的高度做出了改进,即提升至13.48m。

2 单壁钢吊箱围堰设计组成

围堰建设以Q235B 钢板为原材料,共由五部分构成:

1) 侧板:围堰由12 节构成,各面板均使用钢板材料制得,水平加劲肋所用材料为∠75×50×6mm 角钢,竖肋采用HN400×200mm H 型钢,水平肋为 HW588×300H 型钢。关于各个侧板的连接方式,具体为M27 螺栓连接,使各侧板形成稳定的整体,并基于销轴连接的方式处理侧板与底板,使其具有稳定性。

2) 底板:所用龙骨为I32b 工字钢,在此基础上设置有底板结构,除了6mm 面板外,还使用到∠63×6mm 角钢。

3) 圈梁及内支撑:各个围堰的设置方式相同,均为3道内支撑+2 道圈梁的组合方式,内支撑与侧板之间均采用螺栓连接的方式。

4) 底板吊挂及下放设施:底板吊挂支撑需要与龙骨连接,此处通过精轧螺纹钢实现。单独设置下方吊挂,不可出现与封底吊挂共用的情况,经下方吊挂后可使得钢吊箱顺利达到指定位置,此后即可安装封底刚性吊杆,通过此方式使得受力结构状况发生改变,使其成为封底吊挂,随后安排人员将下方吊挂拆除。

5) 导向:本次围堰工程中,采用三层导向限位器的设置方式,各层均匀分布,总量为24 个。导向结构的设置,以I45a 工字钢与10mm 厚钢板为原材料,经特定工艺制得。12#~19# 墩:由+16.401m 处开始(即指的是钢吊箱顶部区域),以此为基准向下2.0m、5.8m、10.6m,分别在各处安装导向限位器;20#、23#墩:由+16.499m 处开始,具体操作与上述一致。

3 钢吊箱围堰施工技术

3.1 钢吊箱加工

1) 底板制作、拼装,严格遵循如下流程展开:

①以图纸尺寸为基准,对准备好的I32b 工字钢加工处理;

②选择一个具有较高平整性的台座,于该处精确画出主梁平面位置,以此为指导准确摆放工字钢并实行点焊,再针对各个接头做进一步焊接,使其具有稳定性,形成主梁梁架;

③吊起梁架,要求面板在该结构的下方,处理面板与主梁梁架,即通过焊接的方式形成稳定的整体,并设置L75mm×8mm 角钢;

④设置的吊挂系统中,较为关键的结构为2I45a 工字钢吊挂梁,通过焊接的方式将其与钢护筒形成稳定的连接体,并采取加强措施;

⑤要求各吊挂梁均有2 个吊挂点,以便牢牢挂住底板,从整个钢吊箱结构来看,由于设置了8 个吊挂梁,因此形成的吊挂点总量为16 个;

⑥各吊挂点需与10t 手拉葫芦达到稳定连接状态,具体连接材料为φ32 精轧螺纹钢,通过手拉葫芦能钩住底板,且实现对围堰底板高度的调节,使得钢吊箱位置与设计要求相符。

以设计尺寸为准,合理加工底板结构,在运输车作用下将其转移到各墩位,基于75t 履带吊抬升并顺利套入指定的钢护筒内,经下放后使其位于标高14.5m 的拼装平台,对各底板精确调平,无误后焊接接头。结束底板拼装作业后,在其四周设置侧板固定器,彼此间距均控制为30cm。

2) 钢吊箱侧板的加工与拼装,根据设计图纸,选择合适的 δ6mm 钢板与 L75mm×50mm×6mm 角钢和 δ10mm 钢板背肋,为之展开分块加工处理。关于面板与槽钢之间的连接,采取双面对称焊接的方式,要求各焊点间距均控制在10cm内,形成的焊缝长度至少4cm。在吊箱底板上放样,以得到钢吊箱壁的具体位置,以此为基准焊接限位钢板,确保稳定性。围堰拼装均在特定的平台上操作,通过可行的方式将围堰与钢护筒形成整体,抵御大风天气的干扰,避免围堰侧板倾覆现象。侧板安装工艺流程见图1。

3.2 内部支撑的设置

结束钢吊箱拼装作业后,需在其内部设置顶撑装置,此处使用规格为Φ630mm、壁厚8mm 的钢管。在设置顶撑工字钢时,需使其与吊箱顶保持紧密贴合的状态,同时采取可靠的焊接措施,在满足此条件后方可发挥出支撑钢管的作用,使其具有优良的抗压与抗拉支撑能力。

在指定的加工场统一做好内支撑安装作业,通过汽车运输的方式转移到现场。首先在+11.101 处设置法兰接头,一端利用连续角钢焊接的方式使其与侧板稳定连接,余下一端则与内支撑钢管连接。

3.3 封底吊挂系统

吊箱与封底砼的稳定性必须得到吊挂系统的支持,在该系统的作用下可以将吊箱自重传导至钢护筒,从这一角度来看,吊箱安装前需做好全面的检查,确保各节钢护筒接缝符合质量要求[2]。单独设置封底吊挂系统,不可出现与下方吊挂系统共用的现象,将钢吊箱转移下放到指定位置后,首先设置刚性吊挂系统,在此基础上方可将下放吊挂系统拆除。封底吊挂系统的设置,以10mm 厚钢板与钢护筒为主要材料,形成吊耳,控制好此结构的高程,具体以+13.0 为宜。形成吊耳结构后,使用I25a 工字钢做进一步的连接,使其与钢套箱底部龙骨达到稳定连接的状态,以便承受结构重量。关于底部的加强措施,采取增设10mm 加劲板的方式。

3.4 浇注封底混凝土

1) 封底混凝土的浇注工艺,完成上述工作后搭设作业平台,具体位于吊箱顶部与钢护筒之间,材料均为 [20b 槽钢,所得平台宽度1.5m。为确保封底砼浇注质量,在施工之前全面检查底板与钢护筒形成的缝隙,在做好堵漏处理后方可浇筑封底砼。钢箱梁顶部与钢护筒间需安装卡架,在其作用下牢牢卡住导管。料斗装料后,通过75t 履带吊提升一段距离,使其到达漏斗处并浇注,施工中密切分析封底砼的标高。吊箱壁上水面需采取开孔处理,形成规格均为30cm×40cm 的孔,总量为4 个,从而控制吊箱内外水位偏差,缓解水压扰动产生的不良影响。浇注应从上游开始,逐步转移至下游,封底施工时需得到2 套导管的支持,要求各自长度均为11m。

2) 水下砼灌注施工注意事项,砼表面标高的检测需使用深锤装置,将所得数据记录好,并及时告知技术员,分析所得数,在此基础上合理提升导管并下料,砼高度的上升应遵循均匀性原则,否则会出现砼面高低不同的现象。此外,不可出现导管埋深过浅的现象,否则会使得导管处于悬空状态,因此施工人员要注重砼浇注的质量控制,确保砼平面平整度。

3.5 围堰抽水及封底混凝土调平层浇注

围堰抽水对封底混泥土强度提出较高要求,必须满足7d强度,伴随抽水作业的持续推进,需密切分析吊箱壁与钢板桩状态,不可出现变形现象,一旦发生异常需随即暂停,并向围堰内再次注水,确保内外水压处于平衡状态。结束围堰抽水作业后,部分混凝土会超出承台底标高,因此需对其采取凿除措施,随后浇注调平层,要求此层结构的厚度为20cm。

3.6 内支撑体系转换及拆除

结束承台施工作业后,便进入到内支撑体系转换环节,此环节需要拆除B、C、D 三个支撑。当墩身出水后,围堰拆除作业的场所应在低水位处,有序完成各结构的拆除作业。

4 结语

综上所述,钢吊箱围堰是现阶段桥梁工程的重要应用形式,其具备施工便捷、质量好、成本低等多重优势,在实际施工中需采取合适的技术方案,确保渗水基础施工质量。

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