（中交二航局第一工程有限公司，湖北 武汉 430012）

一、工程概况

浙江秀山大桥路线全长3063m，采用公路Ⅰ级标准建设，双向四车道，副通航孔桥为6跨连续刚构变截面箱梁，跨径布置为81+4×153+81＝774m，从6#墩至11#墩，其中6#墩座落在重力锚上，不设承台，7#墩至11#墩均在海中，设有承台，最大承台平面尺寸为26.9m×17m，采用钢吊箱施工工艺。承台所处海域最深达40m，流速最大为4.0m/s，且伴有斜坡、裸岩、涌大等因素，导致钢吊箱施工异常艰难。

二、工程特点

钢吊箱运输时需要经过正在施工的7#墩～16#墩，施工船舶较多，安全风险极大；斜坡、裸岩地质条件，导致起重船定位困难，安全风险大；墩位所处海域流急、涌大，钢吊箱安装定位精确度要求高，施工难度大，风险高；钢吊箱吊装时，为确保钢吊箱底板顺利通过钢护筒，根据实测现场钢护筒偏位情况，调整底板的开孔，对吊箱底板开孔精度要求高；封底混凝土平整度要求控制在5cm内，大体积水下混凝土浇筑，控制难度非常大。

三、钢吊箱施工

（一）方案选定

承台施工最初提出两个方案：第一是依附桩基础群搭设平台，进行钢吊箱施工；第二为预制钢吊箱，通过起重设备安装。

由于墩位处水流急，平潮期短，且本地气候多风多雨多雾，不但施工风险大，而且有效施工时间短，同时施工过程中材料转运异常困难，从施工安全及可行性方面考虑，最终选择第二套施工方案。

根据现场实际情况将钢吊箱制作定在16#墩位处，主要原因如下。

1. 16#墩处于深海和滩涂的交界处，材料供给方便，起重设备能正常起吊。

2. 16#墩桩基施工完成，平台结构稳定。

3. 16#墩左侧有一临时码头，右侧有一喂梁平台，桩基施工平台与临时码头、喂梁平台连接起来，尺寸能满足钢吊箱制作、拼装所需场地。

9#墩承台钢吊箱尺寸、重量最大，这里就选取9#墩钢吊箱进行描述。9#墩钢吊箱尺寸为27.892m×18.192m，高9.7m，重270t。

（二）钢吊箱制作

钢吊箱作为承台施工时的挡水和模板结构，经过对各个受力工况的分析与计算，钢吊箱采用单壁结构，壁体主要由8mm面板、HM588×300环向主梁、HM350×175加强环向次梁、HN350×175竖向次梁、HN150×75环向次梁组成。分块壁体底部及两侧均设置有轻型36拼接槽钢，并开设23.5mm拼接螺栓孔，通过螺栓完成壁体连接。为便于壁体拆除，壁体与底板连接方式为螺纹钢套筒对拉连接。在壁体上设置有连通器，用于钢吊箱下放时向吊箱内注水。具体制作流程如下。

1. 先进行底板加工，由于底板尺寸大，分单元块加工，加工完成后，利用两台履带吊翻面，后将各单元块焊接在一起。

2. 底板加工完成后安装吊箱壁体，吊箱壁体组拼过程中要控制吊箱尺寸偏差不大于1cm，垂直度不大于0.5%。

3. 吊箱壁体安装完后，进行挑梁、吊耳施工，在挑梁、吊耳施工前，测量在壁体上测放出设计标高，并做出记号，指导挑梁施工。

4. 挑梁施工完成后，安装连接底板及壁体连接螺栓，为便于后期壁体拆除，连接螺栓采用直径25mm螺纹钢，两头车丝，分别锁定在底板及HM350×175加强环向次梁上。

5. 利用全站仪在吊箱底板上放出实际桩位中心坐标，标示开孔范围轮廓线。底板开孔前对钢护筒的实际坐标、椭圆度、倾斜度及倾斜方向进行了测量。

6. 钢吊箱整体焊接完成后对焊缝进行探伤同时组织各单位验收，合格后方可投入使用。

（三）起重船与吊索选型

9#墩承台钢吊箱重量约270t，高9.7m，平面尺寸：27.892m×18.192m。综合考虑钢吊箱吊装重量及现场水文及波浪等条件，钢吊箱采用600t自航起重船，进行整体吊装。600t自航起重船在16#墩侧面水域起吊钢吊箱，此起重船配备两台850匹马力发电机组，在功率900匹锚挺配合牵引下自航到安装水域进行定位作业，自航能力满足要求.

1. 钢丝绳选型

以重量最大267.8t的9#墩钢吊箱作为吊索计算荷载，采用起重船两个主钩，4点起吊（没点两根钢丝绳），单个钩头吊装钢丝绳与水平面的夹角为75。则单根钢丝绳所受力为：F=267.8×10÷8÷sin75=346.6kN。

采用4根24m长的钢丝绳受力，钢丝绳安全系数取6，钢丝绳计算拉力为346.6×6=2079.6kN。

先将钢丝绳两端销栓在钢吊箱的吊耳上，再将钢丝绳栓挂在起重船的主吊钩上。4根起吊钢丝绳全部安装后，再次检查各吊点销轴，合格后起吊钢吊箱。选择小潮汛、良好气象条件时吊装钢吊箱。

2. 销轴及吊耳施工

钢丝绳与吊耳间通过销轴连接，吊耳由专业厂家设计，具体钢丝绳、销轴及吊耳连接。如图1所示。

（四）其他准备工作

1. 钢吊箱起吊前对钢吊箱内进行清理，清除所有临时施工构件，防止在安装过程出现坠落造成人员伤亡。

2. 支撑牛腿焊接在拆除钻孔平台并完成钢护筒割除后，每个钢护筒内侧焊接四组支撑牛腿，牛腿焊接前，需进行标高测量，并用油漆笔在设计标高位置做记号，指导牛腿焊接，确保牛腿标高与设计标高一致。

3. 导向装置设置

为了便于钢吊箱顺利下放，对钢吊箱采取分级导向措施。在承台每个角分别设置一个比牛腿顶标高高40cm、20cm钢护筒，作为钢吊箱下放过程中的导向。

（五）钢吊箱安装施工

在钢吊箱吊装前，提前与当地气象部门取得联系，对施工范围内的天气情况做精准预报，确保钢吊箱吊装过程中不会有突发性的恶劣天气。

钢吊箱安装时间选择：在高平潮前1小时，600t起重船在拼装钢吊箱的16#墩侧抛锚定位，并挂钩起吊钢吊箱。自航到现场，抛锚定位，并将钢吊箱悬吊在钢护筒顶部区域，随潮位下降，通过导向钢护筒，将钢吊箱下放，然后进行钢吊箱调整定位。

钢吊箱安装前，现场对起重船安装钢吊箱进行了模拟试验（空载）。模拟起吊钢吊箱前后抛锚、收锚一切正常，但当起重船行至施工现场抛锚定位时，发生跑锚现象后，立马利用拖轮协助起重船返回16#墩平台处。分析原因为施工海域斜坡、裸岩无覆盖层，由于锚的重量和数量不足，导致跑锚现象发生，后决定将锚的数量增加至8个，并加大锚的重量。

图1 钢丝绳、销轴、吊耳连接图

钢吊箱安装施工流程如下：

1. 钢吊箱吊装，起重船抛锚停靠在16#平台处，进行钢吊箱起吊工作。

2. 在拖轮、起锚艇的配合下运至施工现场，抛锚定位。

3. 起重船抛锚定位完成后，将起重船卷扬系统上的两根抗风缆绳栓挂在钢吊箱的顶口上，用于保证钢吊箱在起吊过程中平稳及后期平面位置的调整。

4. 通过绞车锚缆调整钢吊箱平面位置，钢吊箱中心位置与设计中心位置大致对齐时，停止移动起重船。缓慢下放钢吊箱，当下放至距离导向钢护筒20cm左右时，停止下放。施工人员通过钢吊箱壁体爬梯进入钢吊箱内，观察导向桩与钢吊箱对应底板孔的相对位置，指挥起重船下放钢吊箱，导向桩全部进入钢吊箱后，再次停止下放，施工人员转移至钢吊箱顶部挑梁上，指挥钢吊箱继续下放。

5. 当钢吊箱吊放到离设计标高5cm时，测量人员量测钢吊箱平面位置，精确调整到位后，将钢吊箱落放到位。测量再次量测钢吊箱偏位，如符合设计要求，解除钢吊箱上的钢丝绳和抗风缆绳，起重船起锚驶离施工现场。如不符合设计要求，继续调整钢吊箱平面位置，由于非导向钢管桩顶口为水平，调节偏位通过切割4个角导向桩槽口护筒壁来实现，具体方法如下：先了解钢吊箱偏位情况，然后定尺寸切割导向桩槽口，起重船再次起吊钢吊箱约2cm，通过缆风绳调整偏位，到位后，下放钢吊箱，测量复测，直至钢吊箱偏位满足设计要求。

6. 钢吊箱安装精确定位后，不能及时浇筑封底砼，此时钢吊箱在海况风浪作用下，外力对钢吊箱的安全稳定性影响较大，需要进行临时加固。主要加固措施为将钢吊箱挑梁与搁置钢护筒牛腿及钢护筒顶口焊接并在四角设置限位装置。

7. 为了提高钢护筒与封底混凝土之间的粘结力，对钢护筒外壁进行清洗，除去其外表的附着物。

8. 将每个钢管桩对应底板哈弗板连接成整体，哈弗板与钢护筒之间的间隙用砂袋封堵。

（六）钢吊箱封底混凝土浇筑

由于设计低潮位标高-1.52m，钢吊箱设计底标高-4.3m。不具备干施工条件，现场采用水下封底施工方法。

1. 布料导管布置

布料导管采用浇筑钻孔桩混凝土的导管，导管为φ325mm无缝钢管制成，快速螺纹接头，导管接头处设2道密封圈，保证接头的密封性。导管固定在钢吊箱的施工作业平台上，固定导管的支架在拼装钢吊箱时焊接好。在浇筑封底混凝土前，制作2个9m3容积的大料斗和1m3小料斗，导管底口距离钢吊箱底板约20cm。首封混凝土方量根据公路桥涵施工技术规范8.2.11公式计算确定为5.1m3。

水下混凝土在底板上的流动作用半径，一般在5m～8m之间，按6m流动半径布设布料导管，导管使用前进行水密试验。9#承台平面尺寸为26.9m×17m，布置6个布料点即可满足封底混凝土施工需要。每个布料导管上安装一个9m3的大料斗和1m3小料斗，用于浇筑封底混凝土。浇筑时，采用从一侧向前逐步推进的工艺进行灌注。

2. 封底混凝土浇注

承台封底混凝土为水下C20混凝土，最大封底混凝土方量为808m3,利用水上搅拌船1603#进行施工，最大仓容量1000m3，两台布料杆，两台搅拌站的搅拌能力150m3/h，约8小时内完成最大承台混凝土浇筑。

需要注意的是，由于封底高度仅2.0m，导管在封底完成后一次性拔除，中途不再拔除。为确保封底顶面平整及其与壁体和底板的结合质量，封底混凝土的上升需要在吊箱内多点监测，做到临近布料点的位置既不多浇而超高，远离布料点的位置既不少浇而过低。

特别注意的是钢吊箱四角、钢吊箱壁体与钢护筒间由于钢护筒遮挡，混凝土标高偏低，需进行补浇找平。将浇筑平台移至需补浇位置，导管插入此处封底混凝土内10cm，再次采用首封的方法浇筑。

封底混凝土达到设计强度后，关闭钢吊箱壁体上预留的阀门，开始从钢吊箱内缓慢抽水。抽水时注意观察壁体的变形情况，如发生异常，应立即停止抽水。