钱云龙

【摘 要】本文介绍长山大桥主墩承台吊箱围堰施工，围堰采用工厂制造现场组拼方式，利用钢护筒进行围堰下放，采用导管法进行水下混凝土封底灌注。

【关键词】吊箱围堰；拼装下放；堵漏封底；潮汐

0 概况

长山大桥为大连市长海县的一座大型桥梁，大桥全长1790.0m，其桥跨布置为13×50m+（140m+260m+140m）+12×50m。桥址处海床基本无覆盖层，表层大多为6～9m厚的全风化、强风化石英岩（fa0=240～500kPa），地质单一，岩层强度较高。桥位处海域属正规半日潮型，其落潮历时大于涨潮历时，水流最大流速为1.98m/s。

主桥采用跨径组合为（140+260+140）m的双塔双索面预应力混凝土矮塔斜拉桥，14#、15#为主桥墩，其承台为正六边形，边长13.568m，平面尺寸为27.135×23.5m，厚度5m。承台采用双壁钢吊箱围堰法施工，封底混凝土厚2m，承台混凝土按大体积混凝土施工。承台底标高为

-2.5m，封底底标高为-4.5m，桥位处海水最大流速为1.98m/s，50年一遇最大浪高位3.0m，周期为5.8s，25年一遇最大浪高1.9m，周期5.5s。设计高水位+1.98米；设计低水位-2.03米。

1 主要施工方法及工艺

主桥14#、15#墩永久围堰采用场外预制，现场散拼的方式。在主墩钻孔桩施工完成后，拆除钻孔平台，在钢护筒上焊接牛腿，在牛腿上安装底板并依次安装双壁侧板、内支撑、吊杆，接高围堰下放需用钢护筒。下放双壁钢吊箱围堰至设计标高-4.5米，在低潮位将底板处吊杆与钢护筒焊接，围堰底口堵漏，浇筑围堰封底混凝土。待封底混凝土达到设计强度以后，封堵侧板连通孔，围堰抽水，保证吊箱内无水，割除封底混凝土以上部分钢护筒及撑杆，拆除下放吊挂系统进行承台施工（图1）。

1.1 围堰结构

1.1.1 围堰结构组成

围堰由双壁侧板、底板及龙骨、吊杆、固定导环、内支撑系统组成。

壁钢吊箱围堰主体结构包括双壁侧板、底板及龙骨、内支撑系统组成，形成承台施工平台。围堰平面尺寸为29.9×25.9m，围堰高8.896m，自重约330t。

1）双壁侧板

内外壁板间间距1200mm，采用δ6mm面板，竖向∠63×63×6角钢加劲，水平间距350mm。内外壁间采用水平支撑环板、∠63×63×8角钢斜撑连成整体。在内外壁间设36道隔舱板，将双壁间分成若干小隔舱。

2）底板及龙骨

底板为浇注封底混凝土承重模板，并在桩位处留有？准2950mm圆孔供钢护筒穿过。底板采用δ6mm面板，∠63×63×8角钢加劲，间距300mm。底板下面为底板龙骨，模板直接支承于龙骨上，并通过模板间缝隙将底板与龙骨焊连。

3）内支撑系统

围堰内支撑为单层钢管支撑型式，采用？准600，δ=6mm钢管桩，纵横桥向共八根。

4）吊杆

吊杆为工28型钢，底口用销轴与底龙骨连接，在围堰下放到位后顶口与护筒焊接，用以承受底龙骨传递的封底混凝土重量。

1.1.2 围堰受力工况

工况一：围堰拼装下放

围堰拼装时自身重量传递至底龙骨，由底龙骨传递至钢护筒上。围堰下放时自身重量由侧板吊挂传递至吊挂分配梁上，然后传递至钢护筒上。

工况二：围堰封底

水压力及波浪力传递至围堰侧板后由内支撑抵消。

围堰自身重量由侧板吊挂传递至吊挂分配梁上，然后传递至钢护筒上。

封底混凝土浮容重传递至底龙骨，由与底龙骨连接的吊杆传递至护筒上。

工况三：抽水浇筑第一层承台

围堰拼装时自身重量传递至底龙骨，由底龙骨传递至钢护筒上。围堰下放时自身重量由侧板吊挂传递至吊挂分配梁上，然后传递至钢护筒上。

采用midas软件建立整体模型，面板采用加劲板单元，其余为梁单元，经过验算各个工况下围堰受力均满足要求。

1.2 围堰拼装

1.2.1 拼装前的准备工作

1）主墩钻孔桩施工完毕后，拆除钻孔平台、钢护筒间连接系及其他附件，在低潮位时清除护筒上海洋生物等附着物，同时重新精确测量各护筒偏位及相对位置情况并绘制成图，为后续底龙骨拼装及围堰下放做好准备工作。

2）在钢护筒上标高+3.5m位置焊接围堰拼装牛腿，为保证牛腿标高准确，用精密水准仪测量，沿护筒周围画出标高线；接高1#、3#、8#、10#、12#、17#、19#桩钢护筒。在其余钢护筒上架设分配梁，搭设简易施工平台，铺设脚手板及安全防护设施。

3）围堰按照图纸要求在工厂分块加工，在焊缝及防腐涂层检查验收合格后用船运输到桥位处。

1.2.2 围堰拼装

围堰拼装利用50t浮吊由承台一个角向四周依次组拼焊接。将工厂分12块制作的钢围堰运输至墩位（由于主墩承台为正六边形，所以围堰只有侧板A（直边形）与侧板B（120°钝角形）两种结构，无需进行编号，围堰块与块之间具有可通用性），利用50t浮吊从承台北侧逆时针进行围堰侧板的拼装，侧板与底龙骨临时焊接锁定。

1.2.3 拼装要点

1）12块围堰拼装合拢后，全面调整其垂直、水平度等，务使接头对准，所有误差均在允许范围之内，经检查认可后方可进行电焊。

2）起吊围堰时，应按指定位置起吊，不得任意改动，以免扭曲变形，起吊时不得碰撞。应密切关注天气及潮水情况，合理组织。

3）拼装时如发现接头不对，不准硬拉硬顶。调整钢围堰放置千斤顶或倒链滑车位置，进行辅助调整。

4）定位焊和全面焊的立焊缝应全部由下向上进行，电焊先后顺序应为：先内壁、后外壁对称进行。焊接完成后进行油密试验，对个别部位进行查漏补缺。

1.3 围堰下放

围堰拼装完成后，安装围堰导向装置，在已经接高的护筒上安装吊挂系统，吊挂系统由吊挂分配梁、吊杆、千斤顶等组成。

（1）吊挂分配梁：主吊挂分配梁有4组，每组由4片贝雷梁组成。辅助吊挂分配梁共1组，由工25a型钢制作而成。

（2）吊杆：围堰下放系统共设10个吊点，主吊挂系统单个吊点设2根吊杆，吊杆为长12.5米的精轧螺纹。辅助吊挂系统单个吊点设1根吊杆，吊杆为长19.5的精轧螺纹。

（3）千斤顶：一个吊杆位置需一台千斤顶，共需18台60t千斤顶。

围堰吊挂系统安装完成且检查合格后利用18台60t千斤顶同时均匀起顶，将围堰提离钢护筒牛腿约20mm，并调平，割除钢护筒上牛腿，通过吊挂均匀下放钢吊箱，下放过程中尽量保证18台千斤顶同步，每下放5cm左右即调平一次，钢吊箱下放至设计标高-4.5m。

1.4 围堰封底

1.4.1 封底前准备工作

围堰下放到位后安装堵漏卡环，在低潮位将底板处吊杆与钢护筒进行焊接用以承受封底混凝土重量，且保证侧板连通器处在连通状态，使围堰内外水位持平（封底混凝土施工后且未达到混凝土设计强度）、保持下放吊挂系统，使吊挂承受侧板、底板自重荷载。

卡环安装时在卡环与护筒之间安装胶皮，用编制袋装填由碎石、细砂均匀搅拌而成的混合物投掷在所有护筒周围（装填半袋），请潜水员下水逐一堆码在护筒周围，压制卡环与护筒及底龙骨之间缝隙。

利用双壁钢围堰和钻孔桩钢护筒作为支撑，搭设封底施工平台，采用垂直导管法灌注封底混凝土，导管数量及在平面上的布置，应使各导管的有效灌注半径互相搭接，并覆盖围堰底板全范围。

1.4.2 混凝土封底施工

由于承台处于海中，受潮汐及大风等恶劣天气影响较大，须提前谋划，关注天气及潮汐情况，选择无大风天气即将到达最高位潮位前一个小时左右开始进行混凝土水下灌注工作。应保证混凝土连续供应，在潮汐到达最低潮前使整个围堰内混凝土平均高度上升至0.8m-1m左右，因此要求混凝土每小时上升约15cm左右。混凝土采用早强缓凝混凝土，要求和易性、流动性良好，初始坍落度14～18cm，初凝时间不小于6-8h，3d强度不小于20MPa。在封底开始前应进行试拌以检验设备完好，一切就绪后，方可开始。

拔球顺序由四周向中间的顺序，分期分批开灌，尽量使混凝土流动不要太远。水下封底过程中，对混凝土的流动距离、流动坡度、泵管埋入深度、灌注速度、围堰内混凝土面上升情况，均应及时测量，做好记录，随时调整。

封底混凝土强度达到设计要求后进行围堰抽水，对封底混凝土表面局部找平后进行承台施工。

2 结语

长山大桥主桥墩处于航道之中，采用现场拼装的方式减少对航道的妨碍，钻孔桩与围堰制造同步进行，大大缩短了施工工期，其经济性和适用性很强。

潮汐、风浪以及湿气等对围堰现场组装焊接质量、下放及封底安全性有较大的影响。必须合理组织，关注天气情况，选择在无大风大浪天气进行围堰组拼施工，在平潮位时进行围堰下放及封底施工。

[责任编辑：王楠]