56可拆除底板式單壁鋼吊箱施工工法

1、可拆除底板式單壁鋼吊箱施工工法GGG （魯）C1056-2008傅柏先趙根生徐景巖周茂祥周煥濤（山東省路橋集團有限公司 山東魯橋建設有限公司）（山東省公路橋梁建設有限公司）1、前言深水施工目前多采用沉井、鋼圍堰或鋼吊箱法。沉井為上下開口 的筒形結構物。通常用混凝土或鋼筋混凝土制成。沉井下沉工序繁瑣, 受地質情況影響較大，材料用量大；而鋼套箱圍堰主要使用于流速較 小、覆蓋層較薄、透水性好的砂礫或巖石深水河床，埋置不深的水中 基礎，但對于高樁承臺采用鋼套箱圍堰材料浪費較大。而鋼吊箱是在 深水樁基完成后，用起吊設備將鋼吊箱拼裝懸掛在定位樁樁頂然后灌 注水下碎封底，抽水后澆筑承臺碎。吊箱的作用就是實現(xiàn)

2、了承臺的干 施工。傳統(tǒng)鋼吊箱工藝操作簡單，節(jié)約工期，材料用量合理并能回收 再利用，技術上可行，目前鋼吊箱應用逐漸得到推廣。在青島海灣大橋承臺施工時，簽于吊箱投入數(shù)量較大，我公司對 傳統(tǒng)鋼吊箱進行了優(yōu)化設計，成功開發(fā)、設計、制造了可拆除底板式 單壁鋼吊箱，大大降低了施工成本。2、工法特點2.1、 底板采用兩端起吊，底板范圍不設置吊點，底板型鋼構件分塊 制作，不設焊接，拆除簡便，底板型鋼構件可周轉使用。2.2、 在封底混凝土內預埋鋼帶骨架，鋼帶焊接到護筒上，增加封底 混凝土和護筒間的粘結力，大幅減小了封底混凝土厚度。2.3、 底板和側板兩邊采用角鋼相扣進行連接，兩邊采用大間距長桿 螺栓連接；側板和

3、側板水下部分采用型鋼扣接，避免了水下操作，施 工簡便，同時降低了成本。2.4、 分塊拼裝，單片重量輕，操作簡便，不需要大型的機械設備。3、適用范圍本工法適用范圍：鐵路、公路橋的圓形、方形深水承臺的施工， 承臺平面尺寸最大為12.4m,潮水水位最低時鋼吊箱下節(jié)頂部露出水 面12m,吊箱下放到位后底板距海床最小高度為0.2m。4、工藝原理本工法所用鋼吊箱包括底板、側板、內支撐、吊掛系統(tǒng)四大部分。 平面形式為正方形。上節(jié)側板高3m,下節(jié)側板高4m。4.1、 吊箱上節(jié)的作用主要是擋水，鋼構件間采用法蘭連接。4.2、 吊箱豎向連接水上部分（低潮位可以退出來的部分）采用法蘭 連接，水下部分采用型鋼扣接，避

4、免了拆除時的水下操作。使用該吊箱可完成承臺的水下碎封底、鋼筋綁扎、模板支立、混 凝土澆筑、養(yǎng)護、海工碎表面防腐及墩身的全部工作，能安全、快速、 優(yōu)質地完成承臺施工。5、施工工藝流程及操作要點可拆除底板式鋼吊箱是為深水承臺施工而設計的圍護結構，其功能是用于完成承臺施工，為墩柱施工提供工作平臺，其操作要點主要 是板塊間的相互連接。5.1、 吊箱結構簡介根據(jù)吊箱使用功能，將其分為底板、側板、內支捏、吊掛系統(tǒng)四 大部分。5.1.1 底板吊箱底板由面板和縱橫梁組成，縱梁為小工字鋼，橫梁為4組 145a雙肢工字鋼，面板為厚度4mm的鋼板。底板在護筒位置處根據(jù)護 筒中心坐標、護筒傾斜度及拼裝平臺高程進行開孔

5、，對于底板和護筒 間的空隙采用膠皮結合鋼板進行堵漏。面板之間焊接連接。底板面板 直接鋪放在下部型鋼框架上，利用和側板連接時的螺栓孔位及側板壓 力進行限位固定。縱梁分塊焊接，直接鋪放在橫梁上；底板吊桿側采 用（100X10的角鋼進行加強，加強角鋼焊接在底板面板上，和側板 角鋼相扣，角鋼之間加墊10mm的橡塑板;非吊桿側采用L160xl00xl0 的角鋼加強，在加強角鋼上開孔，間距50cm,將螺帽焊接在角鋼下 面，利用28mm圓鋼套絲，采用長螺桿連接底板和側板，螺桿的拆 除水上進行。底板拆除時，解除吊桿限位，水上拆除螺桿，則底板縱橫梁和面 板自動分離，吊出縱橫梁分塊，周轉使用。5.1.2 側板側板

6、為單壁結構，分為4m （下節(jié)）、3m（上節(jié)）兩節(jié)，整塊制作。 8槽鋼做縱肋，橫肋為136a工字鋼，外側豎肋為I 45a工字鋼，在側 板分節(jié)的上下兩端各設一根120a工字鋼進行加強；面板采用6mm的 鋼板，和槽鋼焊接連接。吊箱側板與側板之間、非吊桿側側板與底板之間均采用螺栓連 接，縫間設置10mm橡塑板以防漏水，吊桿側側板和底板連接采用 （100X10角鋼相扣，進行限位。吊箱側板橫向分節(jié)及豎向拼縫水上 部分均采用螺栓連接，豎向拼縫水下部分通過側板外側橫肋工字鋼進 行扣接，避免了模板拆除時水下操作工作。為了保持吊箱內外水頭一致，結合橋位區(qū)潮水情況及封堵的實 施，在吊箱吊桿側側板上對稱開2個直徑10

7、cm的圓孔。開孔位置標 高-1.0m。鋼吊箱下沉入水后受流水力的作用，吊箱會發(fā)生漂移，為便于調 整吊箱位置，確保順利下沉，在吊箱側板內壁與鋼護筒之間設三層導 向系統(tǒng)，每層4個導向。導向系統(tǒng)由導向鋼板、定位器（短型鋼）及 調位千斤頂組成。導向鋼板的作用是控制下沉吊箱的平面位置。調位 時用調位千斤頂進行。定位主要利用鋼護筒的穩(wěn)定性將下沉到位的鋼 吊箱通過定位器與鋼護筒連成整體達到鋼吊箱的定位。5.1.3 吊箱內支撐內支撐主要為水平斜撐，共二層，設在吊箱側板的內側，高程為 +0.60m和+3. 0m處。水平斜拽為雙肢120a工字鋼八字撐，桿端通過 連接板與側板利用螺栓連接成一體。5.1.4 吊箱吊掛

8、系統(tǒng)吊掛系統(tǒng)由貝雷梁、吊桿梁、平臺橫梁、吊桿及鋼護筒組成，吊掛系統(tǒng)的作用是承擔吊箱自重及封底混凝土的重量，同時利用吊桿對 側板進行限位，增強模板的整體穩(wěn)定性。該吊箱設計共設置12根吊桿，4根作為吊箱拼裝下沉時臨時支 撐，位于吊箱內部；下放到位后，進行拆除，轉換到外部8根承重吊 桿。吊桿下端通過焊接在橫梁上的螺帽固定到底板橫梁上，上端固定 到吊掛系統(tǒng)的吊桿梁上。吊桿的作用是將吊箱自重、封底混凝土的重 量傳給吊桿梁。在施工過程中，對吊桿要充分保護好，禁止碰撞，以 免影響施工的安全。在吊箱入水下放前，在底板上沿護筒一周各焊接6根鋼帶，在封 底混凝土達到90%以上強度進行抽水后，將鋼帶焊接到護筒上，增

9、加 了封底混凝土和護筒間的粘結力，封底混凝土厚度由1.6m減小到 1.0m。5.2、 施工工藝流程5.2.1 施工準備5.2.1.1 試驗室建設情況吊箱施工前，高標準試驗室用房：辦公室、混凝土室、耐久性試 驗室、養(yǎng)護室、水泥室、力學室、土工室、倉庫等搭設完畢，工程所 需的主要試驗儀器、設備均安裝結束并標定完畢，試驗室人員全部到 位，試驗資質審批完畢，開工前的各項試驗工作均須完成（水泥及砂 石料等原材試驗完畢，滿足施工要求，配合比試驗己完成，并經(jīng)監(jiān)理 工程師批準使用）。5.2.1.2 工程測量情況結合工程的實際情況，在樁基施工完畢后用全站儀測出各護筒的中心坐標及護筒垂直度，計算出拼裝位置處及下放

10、到位位置處護筒的 具體偏位，根據(jù)偏位數(shù)據(jù)進行吊箱底板面板開孔。圖521吊箱施工工藝框圖5.2.1.3 、施工現(xiàn)場準備首先拆除鉆孔平臺上部結構，割除平臺內鋼管樁的連接支撐和護 筒之間的泥漿連通管，同時清除護筒內泥漿。用浮吊配合振動錘拔除平臺內的鋼管樁。拔除時，要先使振動錘急振, 使鋼管樁周圍土層充分液化后再行拔除。用特制大型筒刷刷洗護筒，筒刷采用16mm鋼板卷制，直徑比護筒直徑大30cm,高度150cm。用廢舊鋼絲繩設三排，利用吊機或浮 吊吊起筒刷對封底混凝土部位作重點刷除，以確保封底混凝土與護筒 之間的粘結效果。護筒刷洗干凈后，在拼裝位置處對護筒進行開孔，穿拼裝工字鋼。5.2.2 吊箱拼裝及下

11、沉底板：底板在鋼構件加工場加工制作試拼合格后用掛車運輸至平 臺位置，根據(jù)現(xiàn)場實測的護筒平面位置，并充分考慮護筒的垂直度情 況，開挖底板孔洞，孔洞的直徑要大于護筒直徑20cm。底板型鋼分 塊制作，現(xiàn)場拼裝。底板拼裝完成之后，安裝吊掛系統(tǒng)，拼裝側板， 安裝封堵板，焊接預埋鋼帶，圍堰入水。側板：先將側板下節(jié)按順序提前運至墩位處，利用浮吊結合倒鏈 對稱懸掛安裝下節(jié)側板（根據(jù)扣接工字鋼的上下順序，按照先下后上 的原則拼裝下節(jié)側板）。在下節(jié)側板拼裝的同時完成臨時吊掛系統(tǒng)及 外側下節(jié)吊掛系統(tǒng)的安裝。吊掛系統(tǒng)就緒后，下放吊箱給上節(jié)側板的 拼裝提供工作而。拼裝完上節(jié)側板后，連接外側吊桿，轉換體系，拆 除臨時吊桿

12、。側板安裝完成后，全面檢查套箱拼裝質量和封堵板情況, 確認無遺漏后，套箱下放。安裝側板的關鍵是確保側板的密封性，拼 縫間設置10mm橡塑板以防漏水。每塊側板焊縫均進行煤油滲透試 驗。封底混凝土具有90%以上強度后，割除護筒，將吊桿固定在下節(jié) 吊箱側板橫肋的支撐梁上，保證吊箱的整體穩(wěn)定性。內支撐：吊廂側板拼裝完畢尚未下放前，進行內支撐連接，內支 撐通過連接板和槽鋼栓接在側板上。套箱下沉利用四臺60噸液壓穿心千斤頂，用精軋螺紋螺帽來調 整各吊點高程，每次升降高度嚴格控制在150mm以內，沉放時，要 有專人指揮，協(xié)調一致，以確保套箱下沉的平穩(wěn)安全，避免扭曲變形。 若吊箱下沉過程中箱內水面明顯低于箱外

13、水面，用兩臺水泵對稱向箱 內抽水。套箱下沉到位后，利用側板頂面標高（+3.30m）控制沉放高度。5.2.3 吊箱定位與堵漏由于在吊箱側板設有導向定位裝置（該裝置是根據(jù)護筒的實際偏 位設計的），因此，吊箱下沉到位后其平面位置偏差均在施工規(guī)范允 許誤差范圍以內。吊箱下放到位后用四臺千斤頂對8根吊桿進行調 整，使其受力均勻，然后用型鋼將導向型鋼和護筒焊死，確保吊箱 在后續(xù)的水封施工中不得有平面位移。護筒開口封堵板用橡膠板，將橡膠板用螺栓固定在圓形壓板上， 利用橡膠板包緊護筒以達到封堵的目的。套箱下沉到位并精確定位 后，由潛水員下水檢查，以確保封堵效果。在灌注封底混凝土前，要及時搭建臨時施工平臺，以便

14、于施工人 員進行施工。5.2.4 灌注封底混凝土封底混凝土的作用：一是利用封底混凝土與護筒之間的粘結力作 為平衡結構重量的主體；二是防水滲漏；三是抵抗水浮力在吊箱底部 形成的彎曲應力；四是作為承臺的承重底模。封底混凝土采用一次封底法，待混凝土達到設計強度的90%以上 后，進行箱內抽水，抽水時應限制抽水速度，密切觀察套箱狀況，以 確保安全。抽水后，套箱側板拼縫處可能會有個別漏水處，要用棉紗 或棉絮進行封堵處理。封底混凝土澆注是吊箱施工成敗的一大關鍵，主要難點是水下混 凝土澆注面積大，而且水位較深。在吊箱混凝土封底中，采用一根導 管進行灌注。為了保證混凝土質量，在施工中擬采取了以下幾點措施:5.2

15、.4.1 吊箱下沉前，用自行研制的大型圓筒形鋼絲刷清除封底混 凝土高度范圍護筒表面氧化層及附著物，確保封底混凝土與鋼護筒間 粘結力；吊箱定位后至水封前，每天測量其平面位置，觀察吊箱是否 穩(wěn)定。5.2.4.2 水封前潛水員逐一對4根護筒四周進行認真檢查，以確保 封底時圍堰底板不漏混凝土。5.2.4.3 提高封底混凝土坍落度，將混凝土坍落度控制在18 20cm,另外摻加粉煤灰和高效緩凝型減水劑，提高混凝土的流動性, 延長混凝土的初凝時間。為保證封底混凝土厚度一致，在導管上設置附著式振動器，測量 封底混凝土頂而發(fā)現(xiàn)混凝土堆積時開動振動器，找平頂而。振動過程 中要控制好振動時間，以確保混凝土良好結合。

16、由于側板上對稱開了 兩個連通孔，整個澆筑過程中吊箱內外水頭一致，底板基本不受擾動, 保證了封底混凝土和吊箱的良好粘結。封底混凝土澆注過程中在混凝 土頂面內預留兩個30cm的沙桶（對角放置），以便抽水階段的施工。 封底混凝土達到90%以上強度后，即可抽出吊箱內積水，拆除吊掛系 統(tǒng)，割除護筒，鑿除樁頭，焊接鋼帶骨架，找平頂面，進行承臺施工。5.2.5 承臺墩柱施工1.1 .5.1封底混凝土達到90%以上強度后，首先抽出吊箱內積水， 焊接預埋鋼帶，然后割除護筒，鑿出樁頭，進行樁基檢測。樁基檢測 合格后，整平封底混凝土頂面，綁扎承臺鋼筋、墩身預埋筋及降溫管, 支立承臺模板進行混凝土澆筑及養(yǎng)生?；炷吝_

17、到初凝后降溫管通水 降溫，溫控完成后，降溫管采取壓入水泥漿封堵。5.252 在承臺混凝土達到5MPa以上強度時，綁扎墩柱鋼筋及支 座墊石預埋筋，支立墩柱模板，進行混凝土澆筑及養(yǎng)生。拆除墩柱模 板，達到齡期及相關要求后進行承臺墩柱防腐處理。5.2.6 吊箱拆除吊箱拆除時，首先分片拆除上節(jié)側板，然后依次拆除長螺桿及精 軋螺紋，抽出底板縱橫梁，最后按照下節(jié)側板的扣結順序依次拆除下 節(jié)側板。吊箱拆除完畢，清理、整修后轉入下一墩臺進行施工。6、材料與設備鋼吊箱施工機械主要設備表機械、設備名稱型號產地國功率/噸位/容積單位數(shù)量碎拌和站HSL8080m3/h套1碎拌和站HSL6060m3/h套1碎攪拌運輸車

18、MR-60S日本8m3輛10碎拖式泵車HBT-8080 m3/h臺2穿束千斤頂YDC-1100臺8電動油泵ZB4-50臺8履帶吊機50T臺2汽車起重機QY-25臺2鋼筋彎曲機GW-40濟南臺4鋼筋切割機GC-40濟南臺4交流電焊機BX1-400臺107、質量控制可拆除底板式單壁鋼吊箱施工工法的質量控制關鍵在于拼裝質 量，主要控制要點如下：7.1、 拼裝過程中要注意拼裝順序及相互間的連接方式，便于使用后 的拆除。7.2、 拼裝完成后，在封底前應檢查密封情況，確保封底混凝土不流 失。7.3、 嚴格控制封底混凝土性能，嚴格按照水下混凝土灌注程序進行 封底，執(zhí)行標準為公路橋涵施工技術規(guī)范JTJ041-

19、2000。8、安全措施8.1、 起重安全本工法施工用的主要起重設備為輪胎式汽車吊、履帶式起重機， 施工過程中嚴格執(zhí)行起重操作規(guī)程，禁止大風超過七級時進行海上作 業(yè)。8.2、 用電安全嚴格用電管理，鋼結構加工場和施工現(xiàn)場的一切電源電路的安裝 和拆除，必須由持證電工操作，施工用電設備必須嚴格接地、接零和 安裝漏電保護器。9、環(huán)保措施9.1、 現(xiàn)場文明施工9.1.1 加工及拼裝時各種材料整齊堆放，并按有關規(guī)定進行標示。9.1.2 施工現(xiàn)場必須做到掛牌施工和管理人員佩卡上崗。9.1.3 施工便道經(jīng)常灑水，防止塵土飛揚；海上施工、生活垃圾要定 期運回陸上處理，不得污染海域。9.2、 環(huán)保體系921根據(jù)本

20、工程所處的環(huán)境條件和工程特點，施工期間，對環(huán)境容 易造成污染的主要有：921.1 施工中產生的廢水、廢氣和噪音；921.2 施工機械的廢水、廢氣和噪音；921.3 .3機械車輛產生的揚塵；921.4 施工現(xiàn)場和施工駐地的垃圾和氣體、固體、液體廢棄物；921.5 海上工程駁船、浮吊、打樁船等大中型設備產生的廢氣、廢油 及其他廢棄物。921.6 對于駐地生活污水及施工過程產生的污水，預先設置污水匯集 設施，沉淀處理達到排放標準后再行排放。海上作業(yè)時盡量將污水及 其他廢棄物集中起來，在上岸時再按標準另行處理。921.7 施工前，對場內鋼筋模板加工區(qū)、拌合區(qū)進行硬化，對場內主要車輛行走便道進行硬化，防止揚塵；施工過程中，采取灑水降塵措 施，控制揚塵。工程船舶在進場前及正常施工中要進行行前檢測以達 到排污標準。921.8 噪聲環(huán)境污染源主要為施工期間施工機械、施工活動、運輸車 輛造成的噪音。施工中采取以下措施：924.1 設備選型時優(yōu)先考慮低噪音設備。如：裝載運輸車輛選擇較新 的，以減少噪音。924.2 采用低噪音的方法。如：車輛不急剎車、不鳴笛、等候裝車時 開啟小油門或停機等。924.3 .3加強設備維修和保養(yǎng)，對與施工無關的人員和車輛加以控制， 以減少噪音