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摘要：单壁钢吊箱施工技术是目前水中承台主要的施工方法之一，在桥梁承台施工中经常被使用。本文主要结合梅山春晓大桥施工工程实践，对其大桥主墩承台单壁钢吊箱施工技术作以简要的分析，仅供参考。
关键词：梅山春晓大桥；承台主墩；单壁钢吊箱；施工技术
1引言
单壁钢吊箱作为水下承台施工的临时性挡水结构，一般情况下，在深水高桩、强涌潮区的承台施工中，挡水结构是施工中最重要的临时结构，其施工方法的优劣性直接影响承台施工的质量安全和经济性，在梅山春晓大桥主桥承台施工过程中，使用单壁钢吊箱作为承台挡水结构，取得了很好的效果，也为强涌潮区的水中承台施工提供参考借鉴。
2工程概况
梅山春晓大桥位于宁波市穿山半岛南侧，西起春晓镇洋沙山东六路与春晓中八路交叉口（K0+180），终点位于梅山岛盐湖路与港湾路交叉口（K2+151），全长约1.971m，桥梁工程全长1.467m，主要包括主桥、春晓侧引桥、梅山侧引桥以及明月湖辅道桥。PM11、PM12主墩桩基采用φ3000mm+φ2500mm变截面钻孔灌注桩，每个主墩各设16根，承台为整体式圆弧端矩形承台，长（横桥向）×宽（顺桥向）×高为：47.119×15.2×4.0m。主墩墩身采用圆台式钢筋砼实体墩。
场区地貌类型主要为陆域山前海积平原和海洋地貌两大单元，其中陆域地貌较为简单，春晓滨海新城一侧现主要为人工湖（明月湖）及配套公园，地形稍有起伏，现地面标高一般为2.3-2.9m，勘察期间明月湖经历了几次灌排水过程，但水深最深不超过2.5m，海洋地貌又可分为海岸、滩涂、水下岸坡及海底地形。
工程所在地属亚热带季风湿润气候，具有冬夏季风交替显著，年温适中、四季分明。冬季以晴冷干燥天所为主，春末夏初副热带极峰开始稳定本区，冷暖空气交暖，阴雨绵绵，俗称梅雨季，7-8月间，天然晴热少雨，常有热带风暴侵入。多年年平均所温16.3℃，多年平均降水 1411.2mm，年最大降雨量2366.7mm,一般降水主要集中在3-9月份，约占全年的76%，多年平均相对温度78%，一般春夏两季大于秋冬两季。
3单壁钢吊箱结构总体布置
本施工方案钢吊箱主要结构使用的材料：底板系统由2I36b、3I36b、[6槽钢焊接成格构梁，6mm钢板做底板，材料均为Q235，主要功能是承受封底砼荷载。壁板系统，面板为Q235的8mm钢板，横向小背肋采用[10槽钢，间距300mm，竖向大背肋采用I28b，间距800mm，主要功能是挡水结构，砼浇筑侧模。悬吊系统采用材料为PSB830ф32精扎螺纹钢吊杆，设38个吊点，悬吊梁采用2I45为主梁，分别支撑于钢护筒和钢管桩立柱上，悬吊整个钢吊箱和封底砼重量。支撑系统，采取拉压杆形式，下2层采用ф32精扎螺纹钢拉杆，上层采用ф325×10mm钢管支撑，起到了壁板支撑，增强整体刚度的作用。定位系统，采用钢护筒上焊接水平定位装置进行水平定位，竖向定位浮吊和精扎螺纹吊杆，吊箱安装及砼浇筑时的导向定位。
4主要施工方法及其施工流程
主墩钢吊箱施工流程为：在拼装平台上拼装好钢吊箱→利用600T浮吊整体下放钢吊箱→转换吊点后浇筑封底混凝土→抽水→分层浇筑承台。
（1）其中拼装平台上拼装好钢吊箱：拼装侧板须注意接缝的密封和模板变形的调整。吊点系统必须焊接牢固，保证下沉时节点系统、倒链行程及脱钩等能顺利进行。在拼装平台上拼装好钢吊箱：
（2）利用600T浮吊整体下放钢吊箱：吊箱均匀下沉和倒链受力均匀及下沉中水平位置的调整。下沉中如有一角停止下沉，可能是护筒上有勾挂物或吊箱水平位置偏移太大，这时须稍提起吊箱，及时查明原因，采取措施
（3）转换吊点后浇筑封底混凝土：采用直升导管法浇注封底混凝土，标号C25。采用一套导管循环浇注， 先周围后中间，速度尽量快，层与层之间间隔时间要短，浇注中特别注意导管内封水，保证混凝土质量。同时注意护筒周围的砼，防止因砂袋堵塞不严引起砼的流失
（4）抽水：抽水以大小泵搭配为好，如接缝漏水可用棉絮堵，如水流较缓可在抽水时在上游撒锯屑。
（5）分层浇筑承台：抽水后将桩头凿除，把护筒烧割，快速绑扎好钢筋即可进行第一层承台混凝土施土。
根据设计规划与施工安排，按最不利原则，对各施工阶段最不利荷载工况进行分析:
5钢吊箱整体计算分析
5.1 荷载工况分析
（1）梅山春晓大桥PM11#和PM12#主墩钢吊箱于平台上拼装完成后，采用600T（800t起吊能力）浮吊整体起吊下放工艺。由于考虑尽量减小作用于钢吊箱上的水平力作用，拟通过一个辅助钢箱梁进行整体吊装。吊装方法为：在钢吊箱上设置12个吊点（长边横桥向一边6组，吊点布置见第三章结构总体布置），吊点下端直接拴接在底板主梁上，上端挂在辅助起吊梁预留的耳板上，浮吊起吊时直接4点起吊辅助钢箱梁。
（2）辅助起吊梁采用钢箱结构形式，截面尺寸为1.7m×1.5m，纵向腹板采用12mmQ345钢板，共布置2道，顶底面板采用16mm钢板。横向设置6道16mmQ345钢横隔板，横隔板下端加长作为钢吊箱吊点（局部加强），上端通过20mm钢板将腹板与隔板整体焊接，作为浮吊吊点吊耳，辅助起吊梁重量约为31t。总体构造图如图1：
（3）根据浮吊的起吊性能，初步确定钢吊箱起吊高度（起吊梁至底板）为30m，吊箱起吊钢绳与钢吊箱的水平夹角为74°，辅助起吊梁起吊钢绳与起吊梁的水平夹角为63°（考虑总体起身高度最大为50m，浮吊两吊钩的垂直水平距离为4.5m）。
5.2计算分析及结果
（1）起吊钢丝绳拉力计算分析
采用Midas civil 2012进行整体钢吊箱整体建模，钢吊箱自重考虑1.2分项系数，得出垂直起吊时相应吊点处支点反力如图2示：
根据浮吊的起吊性能，初步确定钢吊箱起吊高度（起吊梁至底板）为30m，吊箱起吊钢绳与钢吊箱的水平夹角为74°，辅助起吊梁起吊钢绳与起吊梁的水平夹角为63°（考虑总体起身高度最大为50m，浮吊两吊钩的垂直水平距离为4.5m）。
（2）辅助起吊梁整体计算和浮吊起吊钢绳的计算
经简化建模分析，起吊时辅助起吊梁主梁组合应力最大为116.7Mpa＜[f]=215Mpa，满足使用要求。经简化建模分析，起吊时浮吊起吊绳的最大拉力为1148.4KN.。
5.3封底砼强度计算
经整体建模分析，在设计低水位（-1.92m）浇筑首层承台砼时封底砼组合应力（主要表现为与钢护筒相接处局部拉应力，见后图）为2.5Mpa＞[ft]=1.27Mpa，局部抗拉不满足要求，为保证施工安全，考虑采用2项措施保证。第1项措施为在浇筑封底混凝土之前增设横桥向临时吊杆（封底浇筑完成后将吊杆悬挂于割除后的钢护筒上），通过吊箱底板分担部分承台混凝土重量；第2项措施为在钢护筒上焊接抗拉剪力键（水下焊接钢牛腿+局部铺设钢筋网）的方法提高钢护筒与封底混凝土的粘接力和封底混凝土的局部抗拉能力。
6结语
最后，通过文章对单壁钢吊箱施工技术的简要介绍和对其具体的计算进行了深入探讨，更好的为围堰工程奠定基础，梅山春晓大桥主墩PM11、12承台钢吊箱施工为深水高桩圆弧端矩形承台，施工难度大，结合实际情况，施工采用单壁钢吊箱围堰进行设计施工，取得了显著成效。
1) 速度快，节省工期：边钻孔边拼装围堰，效率快，时间用时短。
2) 质量优：因吊箱围堰结构设计合理，定位准确，无渗漏现象。
3) 效益好：因单壁钢吊箱结构设计合理，节约了数十吨钢材，加之吊箱侧板又兼作承台施工模板，节省了模板费用。
作为临时的挡水结构，单壁钢吊箱无疑是成功的挡水做法，对于保证梅山春晓大桥工程的施工有着十分重要的现实意义。
参考文献
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[3]裴志强.海域铁路桥梁施工中单壁钢吊箱的创新应用[J].铁道标准设计，2010（06）.
论文作者:黄俊
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/30
标签：浮吊论文; 封底论文; 春晓论文; 大桥论文; 混凝土论文; 水平论文; 结构论文; 《防护工程》2019年第4期论文;