摘要：嘉绍跨江大桥主桥为单桩独柱六塔四索面斜拉桥，桥塔墩承台为圆形深埋式，采用无底双壁钢围堰整体下放施工。钢围堰由侧板系统、导向内撑系统和下放就位系统组成。从拼装平台搭设、钢围堰侧壁拼装、导向及定位系统安装、下放系统布置、刃脚混凝土浇注及围堰下沉施工方面总结了钢围堰施工技术，其中围堰下沉分为依靠自重下沉、注水下沉、舱壁混凝土浇注及吸泥下沉、最后一次舱壁混凝土浇注及吸泥下沉到位4个阶段。实践证明，该桥钢围堰施工是成功的，其纵向及平面偏差均满足规范要求。
关键词；嘉绍跨江大桥；主塔承台；钢围堰下放；桥梁施工技术
１工程概况
嘉(兴)绍(兴)跨江公路通道嘉绍跨江大桥全长10．137km，主要由南岸水中区引桥、水中主桥、北副航道桥、北岸水中区引桥及北岸陆地区引桥等组成，主桥为六塔独柱四索面分幅钢箱梁斜拉桥，其跨径布置为70m+200m+5×428m+200m+70m=2680m。桥塔基础采用圆形承台，为了减少对钱塘江大潮世界自然奇观的影响，承台采用深埋式，承台顶面设计标高为一4．5rfl，顶面基本保持与河床水平。Z1、Z2#墩承台采用对水流适应性较强的带圆端的矩形承台，承台顶面设计标高为-4.5m，平面尺寸23.0×16.5m，厚度4.5m，圆端半径8.25m。
北侧主桥承台及桩位布置图如下：
图1.1-1主通航孔桥北侧Z1-Z5墩承台及桩位布置图
表1.1-1主通航孔桥北侧Z1-Z5墩承台参数一览表:
桥位区的钱塘江河口尖山河段河床宽浅、潮强流急、涌潮汹涌，最大水深10m左右，为非正规半日浅海潮流，水位每日两涨两落，水流属往复流，但不对称性较明显，涨潮流大于落潮流，桥址处无长期潮位观测站，依据桥址断面2003年5月短期观测资料，观测期实测最高潮位5.45m，平均高潮位4.02m；最低潮位-3.15m，平均低潮位-2.41m；最大潮差8.59m，平均潮差6.44m。涌潮试验得到桥位附近涌潮流速可达9.0～10.0m/s。涌潮产生的水动力对桥墩建筑物的作用主要集中在低水位以上1倍涌潮高度范围内。桥位线第四系覆盖层北厚、南薄，水域厚度为130～100m，可划为3层，相对应的岩性据钻孔揭示为：①亚砂土、淤泥质亚粘土（Q4）；②亚粘土、粉砂（Q3）；
③圆砾、卵石层（Q2）。Q2层工程地质条件好，可作为持力层。根据桥址处水文、地质情况综合考虑，该桥桥塔墩承台采用无底双壁钢围堰整体下放施工，施工中主要依靠千斤顶群控制，导向架导向，自重、配载及吸泥下沉来完成钢围堰下放。本文主要介绍该桥钢围堰结构设计及施工技术。
2钢围堰结构设计
2．1钢围堰结构形式
无底钢围堰结构由三大系统组成：侧板系统、导向内撑系统及下放就位系统。双壁钢围堰结构由内外壁板、竖向次梁、环向钢板、水平斜撑、井壁隔舱、连通管(共2类连通管，A类连通管将围堰外与围堰内连通，B类连通管将围堰内与舱壁连通)及其他附属工程组成。双壁钢围堰平面为圆形，壁厚1.5m；钢围堰双壁部分高度24m，单壁部分高度为2.5m，总高度26.5m。综合运输、安装及拆除的因素，钢围堰竖向分节高度为7.5m+12m+4.5m+2.5m，Z3-Z5墩围堰每节分成16块加工、安装，每节标准段外弧长8.56m，Z1、Z2墩围堰每节分成10块加工。安装，每节标准段外弧长8.56ｍ。下沉至设计位置的钢围堰顶标高为＋5ｍ，泥面标高约－8ｍ。壁体重量约800ｔ，加上配载约1050ｔ，分成16个相对独立的水密舱。
2．2钢围堰结构计算特点
Z1-Z5墩钢围堰采用计算机控制整体同步下放方案。与常规千斤顶提升技术比较，本项目计算机控制整体同步下放有以下特点：
⑴常规千斤顶提升技术完成的动作是主动向上提升，整体下放是被动下放，难度更大。
⑵千斤顶提升工程中不需入水，不受水流、潮水影响，而整体下放钢围堰入水后，整个动作受水流、潮水影响很大。
⑶常规工程如各种刚屋架的提升，结构刚度小，对吊点位置的不同步协调性强，而本项目各围堰刚度相当大，对下放系统同步要求更高。
⑷采用计算机控制同步下放系统进行钢围堰的同步下放，通过下放过程中的同步性控制使得各吊点的受力更加稳定。吊点分布区域广，控制提升油缸多，最多可达200台；控制精度高，设计控制精度±5mm；检测手段先进，配备长距离传感器、油缸行程传感器、激光测距仪、压力传感器等；控制模式多，安全、可靠性高，具备完善的应急保护措施和较强的自纠错能力。
3钢围堰同步下放工艺试验
围堰下放承重系统由上部支撑在钢护筒上的悬吊梁和下部固定在围堰内壁的下锚点两部分组成。为了确保钢围堰整体顺利下放，首先进行钢围堰同步下放相关的验，以检验钢围堰结构的安全性并获得下放经验。具体的工艺试验包括单点试提试验、整体试提试验。
⑴ 单点试提试验
采用对各个吊点分别进行分步试提升方法进行钢围堰的单点试提试验。通过单点试提试验，检测钢围堰悬吊梁及下锚点结构的强度和稳定性，确保钢围堰结构在下放过程中承重系统无较大的变形和破坏，同时检查各千斤顶的性能。分步试提升的荷载分别为理论计算荷载的 20%、40%、60%、80%、100%、120%。每级荷载当提升到位后持载 30 分钟。
⑵ 整体试提试验
按照理论计算荷载的 20%、40%、60%、80%、100%分级对 6 个吊点同时进行加载，进行钢围堰整体试提试验，以检验钢围堰结构的强度和稳定性，确保钢围堰结构在下放过程中无较大的变形和破坏，同时检查各千斤顶的性能、对千斤顶设备的影响，确保下放过程中钢护筒的稳定。另外，可检测千斤顶的同步性，包括位移同步性和荷载同步性，检验并完善其调平措施，优化修正系数，为整体下放提供有效的参考资料。
整体试提试验中还需测量监控、调整围堰的平面位置和垂直度，为正式下放做好充分准备。
整体提升离开拼装平台10cm 后持载1小时，各小组按照附件1检查表格检查围堰平面位置、垂直度、壁体结构、悬吊梁、下锚点、千斤顶荷载情况、传感器是否有效，围堰下放区域是否有障碍物等，检查无误后，立即组织人员拆除拼装平台，等候潮水准备正式下放。
图3 悬吊梁支撑
图4 现场布置的 20m3 空压机
4钢围堰沉放施工
4.1施工方案
各墩钢围堰采用整体下放方案，单个钢围堰最大的整体下放重量约为1050ｔ，根据结构特点和荷载分布，主墩围堰采用８个吊点，每个吊点设置１台350ｔ千斤顶，每个墩配置１套中央控制系统。主要分４步：依靠自重下沉→注水下沉→舱壁混凝土浇注及吸泥下沉→最后一次舱壁混凝土浇注及吸泥下沉到位。
4．2搭设拼装平台
为了方便侧壁安装，需拆除钻孔平台周围的悬臂平台，而钻孔平台内侧则直接作为封底混凝土及侧壁混凝土浇筑平台使用，同时设置通道保证辅助平台与内侧工作区的通畅。
侧壁拼装平台设置主要考虑水位的影响及侧壁拼装、下放工艺要求等因素。根据水文气象条件可知，平均高潮位为4．02m，拼装后采用整体下放工艺，侧壁整体高度高，因而拼装平台设置在+5．0m标高位置，同时在此标高处桩护筒之间采用~600mmX8mm的钢管连接成整体(在桩基施工期间兼作水位连通管)。低潮位时在外围钻孔灌注桩钢护筒上焊接拼装平台，每个侧壁单元平台采用2组双拼HM588×30型钢(／k字形布置)，将最外围钢护筒与平台钢管桩连接，同时在侧壁中心处设置牛腿(单个牛腿需承受约1000kN的荷载)。平台安装位置采用“十字撑”结构，并相应设置加劲板对钢护筒进行局部加强。平台外侧搭设环形平台作为钢围堰的拼装焊接工作平台，环形平台上设置拼装脚手架与侧壁临时固定，并在壁板拼装线以外安装栏杆，以便于壁板施工中的人员行走。
4．3钢围堰侧壁拼装
双壁钢围堰侧壁竖向分成4节，平面分成16个单元块，弧度为22．5。侧壁按分块、分节进行对称拼装。为防止渗水，保证围堰的密封性，在每节侧壁焊接后进行水密性试验，试验中若发现漏点，则用气刨清除后补焊，补焊处应重新做水密性试验。经过预拼、水密性检查，确认符合要求后由平板车将钢围堰经过栈桥运至墩位，单位块运输前需根据单元线形设置运输胎架，将其固定在平板车上，以防止其在起吊运输、装卸、搁置过程中的局部变形。
4．4导向定位系统的安装
钢围堰导向系统原设计为导向钢管加导向挂腿，后考虑导向钢管强度较弱，改为直径1．2m的钢管桩(图3)，上端与钢护筒焊接固定，下端打人土中8～10m。导向钢管桩用振动锤振沉就位，在导向钢管桩内灌填砂子，水振密实，在桩顶浇筑不少于2m厚的混凝土。钢管桩与钢护筒之间采用型钢焊接成整体，并对钢护筒内腔进行加强，确保导向钢管桩和钢护筒共同受力。
4．5下放系统的布置
采用连续千斤顶进行钢围堰整体下放，千斤顶布置在承台外周接高的钢护筒顶端的承重架上，以承台中心径向对称放置，接高后的钢护筒顶标高为+15．0m；下端挂腿设置在壁体上。在拼装平台上拼装成整体的钢围堰采用8台350t连续千斤顶整体同步下放，单个承重架顶仅布置1台千斤顶，单个吊点钢围堰整体下放承重架立面图3
图3 围堰下放导向系统布置图
4．6刃脚混凝土浇筑
首节围堰拼装、调试并焊接完成即可浇注刃脚混凝土，浇注高度为1.7m。刃脚混凝土采用溜槽直接泵送至每个隔舱内，每个隔舱设1个浇筑点。为了确保混凝土浇筑质量，采用振动棒振捣密实。为保证围堰整体受力均匀，刃脚混凝土分东南西北4个方向对称浇注。
4.7连通孔设置
连通管的作用有４个：一是克服钢围堰下放过程中的浮力；二是保证吸泥下沉过程中围堰内外水面标高保持一致；三是保证封底混凝土浇注后围堰内外水面一致，封底混凝土承受浮力一致；四是可以减少封底混凝土等强后抽水的工作量。共设置２类连通管：Ａ类连通器将围堰外与围堰内连通，Ｂ类连通器将围堰内与舱壁连通。
4.8封底混凝土浇筑
围堰下放到位后，安装封底底板吊点。封底前必须彻底清理围堰内沉淀(厚约2．0m)，保证有效的封底厚度，并提高封底质量；用钢刷除去与封底混凝土接触的围堰侧板、钢护筒上的粘聚物，以保证封底混凝土的粘结效果。全部清理完成后，重新填塞封闭所有堵漏板，搭设封底灌注平台，在距围堰内壁1m的6根桩之间布设6根导管。封底时控制封底混凝土质量及整个封底顶面的高程。
4.9围堰内抽水
待同条件养护的混凝土试块达到设计强度，进行围堰抽水。在抽水的同时，隔舱板内要补水至9m高，以提高围堰抽水后在高潮位情况下的抗上浮能力。隔舱板内1m高度水重56．1t。在围堰下放、封底、抽水后，低、高潮位时都必须控制好隔舱板内水位(以利于围堰受力，并能提供更多的安全储备)。
5总结语
嘉绍大桥桥塔墩承台采用无底双壁钢围堰整体下放施工，围堰拼装及下放后平面位置偏差符合规范要求，封底一次成功，围堰均不漏水，证明该施工方案是可行和适用的。由于钱塘江尖山河段潮水流向变化较大，潮水流速大，涨落潮差大，时刻不能忽视围堰的横向稳定措施、封底盖板的封堵等工作，否则将带来重大的质量、安全隐患。
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论文作者:黄泳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/16
标签：围堰论文; 封底论文; 侧壁论文; 混凝土论文; 千斤顶论文; 潮位论文; 连通管论文; 《电力设备》2019年第6期论文;