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1工程概述

大橋及接線全長(zhǎng)為540米，主橋?qū)?3.5米，引橋?qū)?6.0米。其中主橋上部為45+80+45米預(yù)應(yīng)力混凝土懸澆連續(xù)剛構(gòu)箱梁。主橋下部基礎(chǔ)為群樁基礎(chǔ)，高樁承臺(tái)。主橋墩采用8根φ2000mm的鉆孔灌注樁，承臺(tái)頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為+123.764m，底面設(shè)計(jì)標(biāo)高為120.764m。主橋墩位于沙溪河深水區(qū)，最深深達(dá)-11.3m，施工常水位為+126.00m。經(jīng)綜合比較分析，主橋墩承臺(tái)施工圍堰采用單壁鋼吊箱。鋼吊箱設(shè)計(jì)原理鋼吊箱的設(shè)計(jì)原理：將箱內(nèi)的水抽干后承臺(tái)混凝土尚未澆灌前，封底混凝土與孔樁周邊（孔樁鋼護(hù)筒）的粘結(jié)力及吊箱自重之和大于水的浮力；同時(shí)吊箱底板在水浮力作用下，板中負(fù)彎矩應(yīng)力小于C20混凝土彎拉應(yīng)力；在箱內(nèi)抽干水后，承臺(tái)混凝土澆灌過(guò)程吊箱所承受的水浮力與吊箱封底混凝土與孔樁周邊（孔樁鋼護(hù)筒）的粘結(jié)力之和大于承臺(tái)自重與吊箱自重之和。以下為東新五路大橋3#墩承臺(tái)鋼吊箱主要計(jì)算說(shuō)明鋼吊箱底板水下封底混凝土厚度的確定:按承臺(tái)施工期水面標(biāo)高為126.00m，封底砼底標(biāo)高為119.764m，水深為6.236m，封底砼采用C20水下混凝土。按單向板計(jì)算，計(jì)算跨度L=5.5m，計(jì)算封底砼厚度t得0.913m取1.0m，滿足要求。吊箱受浮力作用下的穩(wěn)定驗(yàn)算:在箱內(nèi)抽水后，承臺(tái)混凝土尚未澆灌前狀態(tài)。吊箱總重Q為850KN，吊箱底靜面積A為140.979m2，吊箱施工水位至吊箱底高度h為6.186m，鋼護(hù)筒與封底混凝土間的粘結(jié)強(qiáng)度f(wàn)lc取0.20MPa。吊箱自重與砼及護(hù)筒之間粘結(jié)力之和計(jì)算約15460KN。吊箱所受水浮力計(jì)算為8790KN。安全系數(shù)K=15460/8790=1.759。因此，能保持穩(wěn)定狀態(tài)。吊箱承受鋼筋砼承臺(tái)重量的穩(wěn)定計(jì)算:箱所受水的浮力為8790KN;吊箱封底砼與護(hù)筒粘結(jié)力為11058KN;吊箱所受浮力與吊箱封底砼及護(hù)筒粘結(jié)力之和為19850KN;吊箱自重及吊箱底板砼自重之和為4402KN;承臺(tái)砼自重為12194KN；吊箱自重與承臺(tái)砼自重之和為16596KN。安全系數(shù)K=19850/16596=1.196。因此，由吊箱浮力及吊箱底砼與護(hù)筒之間粘結(jié)力承受承臺(tái)砼及吊箱自重是安全的，滿足要求。

2鋼吊箱的構(gòu)造

在橫梁上鋪設(shè)I14型鋼作為底縱梁，在底縱梁上鋪設(shè)8cm厚的鋼筋混凝土預(yù)制板，在現(xiàn)場(chǎng)安裝就位后，灌注1.0m厚C20水下混凝土進(jìn)行封底，由此共同完成吊箱的承重底盤。吊箱側(cè)板采用單壁結(jié)構(gòu)，由I16及∠7型鋼焊接成平面承重骨架，在骨架上焊接6mm厚鋼板形成吊箱的圍堰四周的側(cè)板，吊箱側(cè)板高度方向分為上、下兩層，分別為1.85m和4.80m。每層分為20塊。分塊的原則主要是為了便于加工和運(yùn)輸，避免產(chǎn)生超變形。吊箱下層側(cè)板與底板及上、下層側(cè)板之間的水平縫和豎縫均采用螺栓連接，縫間設(shè)置10mm橡膠墊以防漏水。側(cè)板的作用：與底盤共同組成阻水結(jié)構(gòu)，另一作用是兼做承臺(tái)施工外模板。吊箱內(nèi)支撐：內(nèi)支撐由內(nèi)圈梁、水平支撐桿二部分組成。內(nèi)圈梁：內(nèi)圈梁設(shè)二層，設(shè)在吊箱的內(nèi)側(cè)，高程為+3.8m和+5.6m處，由下層2I22b和上層I22b結(jié)構(gòu)組成的水平四邊形，焊在側(cè)板內(nèi)壁上。內(nèi)圈梁的作用主要是承受側(cè)板傳遞的荷載，并將其傳給水平支撐桿。水平支撐桿由上下各12道Φ102（δ=4mm）鋼管組成，桿端與內(nèi)圈梁焊接連成一體。鋼吊箱懸吊系統(tǒng)：懸吊系統(tǒng)由縱、橫梁、立柱、吊桿組成，吊掛系統(tǒng)的作用是承擔(dān)吊箱自重及封底混凝土的重量。立柱：采用2I28a工字鋼拼焊成箱柱分別立焊在已完成的8根樁基上，立柱頂部焊接I28a工字鋼及柱間用∠12.5cm剪刀撐使立柱連成一承重體?？v梁：在承重立柱頂支座上（順?biāo)较颍┰O(shè)置2道3排貝雷梁，每排7片貝雷片。貝雷梁的作用是支承橫梁，并將橫梁傳遞的荷載（通過(guò)立柱）傳遞至樁基。橫梁：橫梁（順橋向）設(shè)置在貝雷梁上，共計(jì)10排，由2I40槽鋼組成。橫梁的作用是支承吊桿，并將吊桿荷載傳遞給縱梁。吊桿：吊桿是由φ32精軋螺紋鋼及配套錨具、連接器組成，共40根吊桿，吊桿下端固定到底板的托梁上，上端固定到吊掛系統(tǒng)的橫梁上。吊桿的作用是將吊箱自重及封底砼的重量傳給橫梁。

3鋼吊箱的施工

安裝2I40上承重橫梁，安裝完成后進(jìn)行一次中間檢查，經(jīng)檢查合格后，再進(jìn)行吊箱懸掛系統(tǒng)及底盤側(cè)板的安裝，安裝懸掛φ32精軋螺紋鋼吊桿，采用吊車安裝承重橫梁，吊裝就位，并與吊桿連接，下承重梁安裝完成后，調(diào)整吊桿長(zhǎng)度，確保橫梁位于同一個(gè)水平面上，同時(shí)檢查吊桿，使吊桿位于垂直線上，用吊車將底縱梁吊入，鋪設(shè)預(yù)制鋼筋砼底板，并把底板的預(yù)留鋼筋焊接成為一個(gè)整體，進(jìn)行測(cè)量定位，安裝側(cè)板底座。側(cè)板接縫采用10mm厚橡膠墊片進(jìn)行接縫止水，底層側(cè)板安裝完成后，安裝下層內(nèi)支撐，然后進(jìn)行吊箱第一次下沉，吊箱下沉采用在每根承重橫梁兩端各掛兩個(gè)5噸以上葫蘆吊住吊箱底盤，調(diào)整吊桿錨具，使吊桿下沉10cm，然后調(diào)整葫蘆，均勻使吊箱底盤下沉10cm，重復(fù)以上步驟，下沉至底層側(cè)板頂面距水面30cm處，然后安裝吊箱上層側(cè)板，安裝上層內(nèi)支撐，然后采用同上方法進(jìn)行吊箱下沉就位。水下砼封底施工過(guò)程中嚴(yán)格控制封底厚度，即時(shí)補(bǔ)足厚度，保證封底砼連續(xù)不分層。待砼封底強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80％時(shí)進(jìn)行抽水、堵漏，邊抽水邊堵塞鋼模板與鋼模板之間的間隙。圍堰施工完成后即進(jìn)行承臺(tái)的施工。

4鋼吊箱施工注意事項(xiàng)

吊箱所用的鋼材均采用A3鋼，其規(guī)格、質(zhì)量必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)BG709-65的有關(guān)規(guī)定。吊箱側(cè)板加工過(guò)程中焊縫均采用貼角焊縫，焊條采用E42普通焊條，焊縫質(zhì)量必須嚴(yán)格按照橋梁施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定控制。上承重貝雷縱梁考慮在支點(diǎn)處采用型鋼加強(qiáng)腹部，用鋼板局部加固貝雷上下弦桿。吊箱內(nèi)吊桿采用Φ51鋼管作為套管。吊箱安裝時(shí)必須認(rèn)真做好測(cè)量就就位工作，保證吊箱位置符合要求。施工采用4根導(dǎo)管從吊箱短邊方向向另一邊澆注，同時(shí)確保砼的厚度及表面平整度平整。吊箱立柱安裝完成后，先在護(hù)筒處進(jìn)行臨時(shí)加固，待吊箱安裝就位后，再進(jìn)行立桿平斜撐加固。吊箱內(nèi)部縱橫支撐鋼管的交點(diǎn)與豎向支撐角鋼進(jìn)行焊接，保證支撐縱橫鋼管連成整體。

作者：郭永貴單位：福建建工集團(tuán)總公司