浅谈A合同段钢箱梁拼装及吊装方案

1、浅谈福州机场高速公路马尾互通钢箱梁吊装施工陈义龙（福建省第一公路工程公司泉州市362000）摘要：介绍福州机场高速公路二期工程A1合同段马尾互通Q匝道1#桥19#20#墩钢箱梁吊装方案的设计、安装及该钢箱梁吊装的工艺技术，钢箱梁吊装设计突出了方便施工、安全，达到了最佳的经济效益及安全可靠。关键词：钢箱梁；吊装；施工方案1 工程概况福州机场高速公路二期工程A1合同段马尾互通匝道工程与现有罗长高速公路马尾互通相衔接。马尾互通Q匝道1#桥19#20#墩上跨罗长高速马尾互通B匝道、104国道及油库铁路。19#20#墩为35米钢箱梁，两端为28.05m砼简支梁和35.1+24.0m砼连续刚构，桥宽10.

2、5m。钢箱梁采用单箱单室断面，钢箱梁中心线处梁高2.0m，顶宽10.5m，底宽5.5m，两侧翼缘长2.5m，总重量135吨，位于曲线半桥面设6%单向横坡及4%的纵坡，在钢箱梁顶铺设20厚钢纤维混凝土+10沥青混凝土。钢箱梁顶板板厚12，底板板厚12，腹板厚14。顶、底、腹板均采用“T”形或“I”形纵向加劲肋，主梁每隔2m设置一道横隔板。三明市东新五路大桥位于三明市梅列区，横跨沙溪河道。全长384.7米，主桥桥面宽23.5米，引桥桥面宽16.0米，主桥为45+80+45米的预应力混凝土悬浇连续刚构箱梁，主梁双箱双室断面，桥墩均为薄壁墩。主桥2号、3号墩基础采用8根直径2m钻孔灌注桩和深水承台组成

3、的群桩基础，桩的间距为5.5m，承台尺寸为19.78.73.0米，承台底标高为120.8m，河床底标高为112.2m,施工常水位为126.0m,水深13.8m，属于高桩承台，承台结构布置见图1。2 钢吊箱结构设计2.1 方案确定目前深水承台的施工方法较多，各有优缺点。本桥原设计拟采用钢围堰，施工时结合本工程特点，经过多种方案论证，决定采用有底钢吊箱施工2号、3号高桩承台，该方案具有节省材料，加工方便、质量容易控制、节省模板资金、下沉时间短等优点。2.2 结构构造设计钢吊箱由吊箱底板、侧板，吊箱悬吊系统及吊箱承重结构组成。钢吊箱平面尺寸为19.78.7m，吊箱底板采用10根240a的槽钢作为底板

4、承重横梁，在横梁上铺设I14型钢作为底板纵梁，在底板纵梁上铺设5cm厚的钢筋混凝土预制板作为现浇水下封底混凝土的底模，然后灌注1.0m厚的C20水下混凝土进行封底，共同组成吊箱的承重底板。吊箱侧板采用16槽钢及8.0角钢焊接成平面承重骨架，在骨架上焊接6mm厚钢板形成吊箱的围堰四周的侧板，吊箱侧板分块分节在钢构件加工厂制作成型，然后运至现场组拼，分节高度为4.8m和1.85m,共分20节。钢吊箱悬吊系统均采用32精轧螺纹钢及配套锚具进行悬吊，将吊箱底板自重荷载传递至吊箱承重结构。吊箱承重结构采用在已完成的8根桩基上安装8根2I28a型钢作为承重立柱，立柱顶部焊接I28型钢盖梁，立柱间采用212

5、.5角钢剪刀撑连接加固，以增加立柱的承载力和稳定性，在柱顶盖梁上拼装2排单层3排贝雷桁架作为承重纵梁，在纵梁上安装10根240槽钢作为承重横梁，用于承受悬挂吊杆传递的荷载。(详见图片1及图2)图片13号墩吊箱施工图片2.3 结构受力分析及计算方法2.3.1 封底混凝土厚度确定按承台施工期水面标高为126.00m，封底混凝土底标高为119.764m，水深为6.236m，封底混凝土采用C20水下混凝土。按单向板计算，计算跨度L=5.5m，封底混凝土厚度tt2=3q0l24fweq0=62.3624t(kpa)fl=1100(kpa)t2=3（62.36-24t）5.52（41100）图片23号墩吊

6、箱施工图片解锝：t=0.913m取封底混凝土厚度为1.0m，可以满足要求。2.3.2 吊箱受浮力作用下的稳定验算在箱内抽水后，承台混凝土尚未浇灌前状态。Q-吊箱总重Q=850KNt-水下混凝土封底厚度t=1.0mrc-混凝土容重（t/m3）c=2.4 t/m3A-吊箱底静面积（扣除桩截面）A=140.979m2h-吊箱施工水位至吊箱底高度（m），h=6.186mrw-水的容重（t/m3）rw=1.0 t/m3d-钢护筒直径（m） d=2.2mn-钢护筒个数 n=8个fl1-钢护筒与封底混凝土间的粘结强度，一般为1.53.5MPa按偏于安全考虑，取fl2=0.20MPa吊箱自重与混凝土及护筒之间

7、粘结力之和为：850+241.05140.979+82.21.00.2103=15461.077KN吊箱所受水浮力为：6.23610140.979=8791.450KN安全系数为：K=15461.077/8791.45=1.759因此吊箱在水浮力作用下不上浮，完全能保持稳定状态。2.3.3吊箱承受钢筋混凝土承台重量的稳定计算、钢吊箱各结构内力等计算、悬吊系统计算符合要求，计算过程（略）3 施工方法由于墩位处水深较深，设计承台平面尺寸较大，施工用吊箱结构大，自重较重。因此，在进行吊箱围堰施工时，采用将吊箱分块细化，构件加工车间进行吊箱钢模板加工，运输至工地进行现场安装组拼、下沉定位、堵漏等，最后

8、进行水下混凝土的施工方法进行封底。3.1 吊箱制作吊箱的侧板、上下承重横梁、承重立柱等构件，工程量较大，工艺要求较高，须在构件加工车间进行吊箱钢模板加工，并进行侧板的试拼，然后运输至工地进行现场安装组拼。内部支撑，柱间支撑等须在组拼过程中现场进行加工安装。3.2 吊箱拼装吊箱拼装采用分阶段施工。第一阶段：首先，进行上承重结构的拼装。在已施工完成的桩基中心处安装立柱底座钢板，底座钢板采用20100膨胀螺丝与桩基连接，并与底座焊接，将立柱进行柱间支撑焊接和安装柱顶盖梁。在立柱盖梁上组拼贝雷桁架承重纵梁和纵梁的横向支撑加固。在承重纵梁上安装240上承重横梁，并在安装完成后进行一次结构的中间检查。经检

9、查合格后，然后进行吊箱悬吊系统及底板承重系统的安装。将32精轧螺纹钢悬吊吊杆按设计位置进行安装就位，并用锚具锁紧。将底板承重横梁吊装就位，并与吊杆连接，调整吊杆长度，确保横梁位于同一个水平面上，并使吊杆位于垂直线上。然后将底板纵梁吊入，铺设预制钢筋混凝土底板，并把底板的预留钢筋焊接成为一个整体。最后，进行围堰侧板的安装。先进行测量定位，安装侧板底座，逐块将侧板吊入，进行底层侧板的安装，侧板接缝采用5mm厚橡胶垫片进行接缝止水，底层侧板安装完成后，安装第一层侧板，安装完后进行外观检查，则第一阶段的吊箱拼装便基本完成。接下来的第二阶段便是吊箱围堰的下沉和上层侧板的安装。挂箱下沉采用在每根承重横梁两

10、端各挂一个3吨以上的葫芦吊住吊箱底盘，调整吊杆锚具，使吊杆下沉10cm，然后调整葫芦，均匀使挂箱底盘下沉10cm，反复重复以上步骤，使吊箱下沉至底层侧板顶面距水面30cm时，停止下沉，进行吊箱上层侧板和内支撑安装与加固。采用相同的方法进行吊箱侧板的逐层安装和下沉就位。3.3 吊箱定位及堵漏吊箱下沉至设计标高后，首先，复核其平面位置，同时，将预先挂在吊箱底板4个角处的4条钢丝绳用葫芦调整吊箱的平面位置，并把吊箱固定于工作平台上。然后，全面检查吊箱的受力系统和各拼装接缝处是否符合要求，并进行调整。最后，请潜水员下水，将钢护筒外侧桩顶以下1米范围内的表面清理干净，并将堵漏板紧固在护筒上。每个护筒堵漏

11、板由4块1cm厚的弧形钢板拼成一个环形板，在吊箱下沉前初步安放在护筒洞口周围。3.4 灌注吊箱封底混凝土封底混凝土的主要荷载为水浮力、承台自重、底板混凝土自重和底板混凝土与桩周摩阻力。其作用是抵抗水浮力在吊箱底板引起的弯曲应力，底板混凝土与桩基粘结力是吊箱承受浮力和承台自重的主体。因此，封底混凝土必须要有足够的刚度、强度、抗渗性，封底混凝土的灌注质量是吊箱围堰成败的关键。针对吊箱混凝土具有面积大，厚度小的特点，拟采用多点方法进行灌注，整个封底共采用13点进行灌注，灌注顺序详见图2。封底混凝土浇筑采用泵送混凝土车进行泵送，混凝土标号为C30，配制配合比时，应掺加高效缓凝型减水剂和合适的外加剂，并

12、具有一定的抗渗性。3.5 箱内作业封底混凝土浇筑完毕后，当混凝土强度达到C20时即可进行抽水，抽水观察吊箱的变形情况，确认吊箱受力稳定后开始箱内作业。箱内作业内容包括如：a 将多余的钢护筒和钢立柱割除；b 封底混凝土表面凿毛、清洗干净；C 测量放样；d 模板安装；e 在钢模表面涂涮脱模剂。f 绑扎承台钢筋，埋设冷却管。3.6 混凝土浇筑混凝土采用商品混凝土，由混凝土输送泵泵送入模。承台为大体积混凝土，在混凝土浇筑过程中应采用分层浇筑，并从中间往两侧对称均匀浇筑。在浇筑过程中应注意振捣密实，避免漏振和过振。为降低水化热带来的不利影响，在进行承台混凝土浇注时首先对其进行专项温控设计。同时优化砼配合比设计，添加粉煤灰选用适合的外加剂和采用低热水泥。在承台混凝土浇注完收浆后，即应采用编织袋或土工布进行覆盖蓄水保湿养护，养护期应超过7天。3.7 吊箱拆除承台混凝土浇筑48小时后，先拆除箱顶纵