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富阳鹿山大桥主墩深水承台施工技术周功建77文章编号：1003—4722(2010)04—0077—04富阳鹿山大桥主墩深水承台施工技术周功建(中铁大桥局集团第一工程有限公司，河南郑州450053)摘要：富阳鹿山大桥主桥为(118+256+118)m双塔单索面预应力混凝土斜拉桥，桥塔墩承台为圆形，直径22m，高5．5m，承台底面在设计水位以下达15m，采用圆形双壁钢套箱围堰施工方案。该围堰不设内支撑，兼有挡水和模板功能。围堰在工厂内竖向分节、环向分块制作，车运至墩位处拼装，用千斤顶整体下放首节围堰自浮于水中，再对称安装剩余单元；利用定位桩精确定位，长臂挖机配合吸泥机均匀下沉围堰至设计标高。封底混凝土不设置隔仓，采用垂直导管法一次性灌注。针对大体积承台，从配合比优化、混凝土输送方式、浇筑顺序、温度监控及养护等方面采取控制措施保证了承台大体积混凝土施工质量。关键词：斜拉桥；承台；围堰；大体积混凝土；桥梁施工中图分类号：U448．27；U443．25文献标志码：AConstructionTechniquesforDeepwaterPileCapsofPylonPiersofLushanBridgeinFuyangZHOUGong-jian(The1stEngineeringCo．，Ltd．，ChinaRailwayMajorBridgeEngineeringGroup，Zhengzhou450053，China)Abstract：ThemainbridgeoftheLushanBridgeinFuyangisadouble—pylonandsingle—cable—planeprestressedconcretecable—stayedbridgewithspanarrangement(118+256+118)m．Thepilecapsforthepylonpiersofthebridgearecircularinshape，22mindiameter，5．5mindepth，15munderthedesignedwaterlevelfromthebottomofthecapsandwereconstructedbythecir—culardouble—wallsteelboxedcofferdams．Insideeachcofferdam，theinternalbracingswerenotprovidedandthecofferdamconcurrentlyservedasthewaterretainingstructureandformwork．Thecofferdamwasmanufacturedverticallyintiersandcircularlyinsegmentsinshop，deliveredbytruckstOthepiersitewheretheywereassembledtogether．Thefirsttiercofferdamwasfirstlyintegrallyloweredtotheriverbyjacks，floatedintheriverandthenthesuccessivetiersofthecofferdamweresymmetricallyinstalled．Thecofferdamwasaccuratelypositionedbythepositio—ningpilesandwasevenlysunktoitsdesignedelevationbydredgingbytheaidofthelongboomexcavator．Fortheconstructionofthebasesealingtremieconcreteofthecofferdam，theconcretewascastonetimebytremieducts，nottobedoneinpartitionbulkbypartitionbulk．Inregardofthemassiveconcreteforthepilecaps，therelevantcontrolmeasuresoftheconcretemixpropor—tioningoptimization，conveyingways，castingsequence，temperaturemonitoringandcontrolandcuringweretakenandtheconstructionqualityoftheconcretewashenceensured．Keywords：cable—stayedbridge；pilecap；cofferdam；massiveconcrete；bridgeconstruction收稿Et期：2010—05一O7作者简介：周功建(1975一)，男，高级工程师，1998年毕业于西南交通大学桥梁工程专业，工学学士(zgj2003@126．corn)。 78桥梁建设2010年第4期1工程概况3围堰结构设计富阳鹿山大桥是320国道至杭新景高速公路连双壁套箱围堰内径22．2m，外径24．6m，总岛接线跨越富春江的关键性工程，位于浙江省富阳市。20．2m，竖向共分3节(底节高i0ITI，中节高8m，主桥为(1】8+256+118)m双塔单索面预应力混凝顶节高2．2m)，单套围堰总重248t。底节和中节土斜拉桥，桥宽33m，桥塔墩为双薄壁柔性墩，墩、为双壁结构，双壁间距1．2m；顶节为单壁围堰，视梁、塔固结。桥塔墩基础采用大直径嵌岩桩，深水圆水位情况再确定是否安装。形承台，承台直径22m，高5．5m，每个承台下布置每节双壁围堰环向划分20个单元，单元最大尺14根2．5m钻孔桩。承台底标高～7．5m(85国家寸3．8m×10m，吊装重7．2t。为保证围堰的刚度高程，下同)，桥塔墩处河床标高为一6．0～一9．5m。和便于围堰的注水下沉定位，在双壁间沿环向等间桥址处水面宽约920m，平均水深8m。最高距设置10个隔仓板，底节隔仓内需浇筑8．5ITI高压通航水位+7．60m，常水位+5．0m，河床最深处高仓混凝土。C3O封底混凝土有效厚度2．5In。双壁程约～ii．0ITI。航道等级四级，通航净高为8In。围堰底节单元构造见图2。1O年一遇洪峰流量13500m。，设计流速2m／s，钱立面塘江潮汐对水位有一定影响。设计基本风速28．6m／s。桥位地质状况主要为覆盖层、淤泥质粘土层、松散细砂层、卵石层、漂石层、各类风化岩层、构造破碎带等。2桥塔墩承台施工方案i．1娥R．根据桥塔墩承台结构特点、河床标高及水文地质条件，考虑了多边形单壁钢套箱、多边形单壁钢吊。工HI二二H箱、圆形单壁钢套箱、圆形双壁钢套箱4种方案。多单位：∞边形围堰方案的思路主要是考虑加工方便和便于回图2双壁围堰底节单元构造收再利用，但由于水深过大，单壁围堰的安全性和经《I蘑T撇该围堰不设内支撑，其内壁兼作承台浇筑的模济性均无优势；而圆形围堰抵抗四周水压最合理，且T、矧』板，具有一定的便捷性和经济性。围堰内壁半径比采用双壁后可不设内支撑，经受力分析和充分论证，承台半径大10cm，主要是考虑围堰的制造拼装误最终选定圆形双壁钢套箱方案，围堰半径比承台半差、下沉定位误差，对吸泥下沉定位精度要求较高。径大10cm，围堰内壁兼作承台浇筑的模板。承台围堰底节在平台上拼焊合龙后，采用千斤顶整体起混凝土方量为2I30m。，采用一次性浇筑方案，利用吊下放，白浮于水面后，再对称安装第2节单元，可栈桥上设置的地泵并结合罐车进行混凝土输送。围通过隔仓内注水来调节垂直度。在中节围堰内、外堰拼装下沉及钢筋安装利用设置于平台上的30t壁问设2个直径150rnm联通阀，以保持内、外水头龙门吊机辅助施工。桥塔墩承台施工布置见图1。平衡。A-A31．24桥塔墩承台施工关键技术4．1围堰加工、运输及拼装4．I．1围堰加工、运输围堰单元节在专业钢结构工厂制造，要求对主要焊缝进行探伤，对所有壁板焊缝做煤油渗透试验口]。单元节如厂前还需进行试拼，对拼缝的平整度、内侧壁板的曲率弧度、垂直度、直径偏差等作好单位。详细记录，组拼合格后按照拼装顺序逐一编号，分类图I桥塔墩承台施工布置存放，并按编号顺序用汽车运输至现场安装。4．1．2围堰拼装 富阳鹿山大桥主墩深水承台施工技术周功建79该围堰主要拼装步骤：①在平台上拼焊底节围题)，减少了大量的吸泥工作量，长臂挖机围堰内清堰单元，检测合格后灌注刃脚段混凝土，做水密试淤见图4。吸泥设备采用双风管吸泥机，配备2台验；②接高4根钢护筒，安装起吊设备；③用千斤顶20m。风包，较硬土层采用高压射风辅助吸泥，双风四吊点起吊下放底节围堰，使底节围堰在水面达到管吸泥机吸泥见图5。吸泥过程中，需将围堰内、外自浮状态；④对称安装中节单元直至合龙。壁间的连通管阀门打开，保证围堰内、外水位平衡，底节围堰拼装时，先在平台上测放刃脚基线，定以免造成翻砂现象。位底节基准单元即第1个单元，再按照试拼时的底节单元编号进行围堰其余单元对接，直至底节围堰在栈桥侧合龙。基准单元的安装影响到底节其余单元和中节单元的拼焊工作。底节围堰起吊重约180t，设4个吊点，每个吊点处安设1台250t千斤顶和油泵及2根~32精轧螺纹钢(螺纹钢上做好刻度，以保证四吊点的同步性)。利用起吊系统将围堰底节吊离钻孔平台约lm，拆除有碍围堰下放的平台构件。4点同步受力缓缓下放围堰，双壁围堰底节整图4长臂挖机围堰内清淤体起吊下放见图3。底节围堰靠重力和浮力自悬浮在水中达到平衡，在底节围堰悬浮状态下继续对称接高剩余围堰单元。图5双风管吸泥机吸泥4．2．3终止吸泥前探测河床面为保证有效的封底厚度，吸泥必须到位。终止图3双壁围堰底节整体起吊下放．4．2围堰下沉吸泥前，先用测绳检测堰内各部位水深，再安排潜水围堰内平均吸泥深度4m，局部达5m，为加快员探摸河床面状况、护筒四周及围堰刃脚处，并用钢下沉速度，施工中采用“长臂挖机围堰内清淤+吸泥刷拉毛封底范围内钢护筒外壁l_2]，对河床突起部位机高压射风吸泥”组合技术下沉双壁围堰。继续吸泥，并使护简四周河床标高比设计值低204．2．1精确定位cm左右，以确保封底混凝土与护筒间的粘结力。达围堰着床前利用导链及平台调整好平面位置，到要求后，终止吸泥工作。精确定位，当围堰的平面偏位、中心里程满足设计和4．3围堰封底规范要求后，在围堰各仓壁内均匀对称注水，使围堰封底混凝土(C30)方量约800m。，采用导管法比较均衡地插入河床，结束悬浮状态，同时紧贴围堰一次性灌注。在水封平台中央摆放水封总槽，导管内壁插打4根~529钢管桩作为导向，并将导向桩与漏斗与总槽之间用溜槽连接，共布置9个下灰点。钢护筒间焊接。水封混凝土在岸上混凝土工厂拌制，布设2套泵管4．2．2吸泥下沉将混凝土泵送至总槽。为辅助围堰下沉，在底节围堰仓壁内水封一定水封前打开围堰内、外壁问的连通管阀门，使围高度的C30压仓混凝土，要求各隔仓对称浇注，防堰内、外水位基本保持平衡。砍球采用拔塞工艺，按止围堰倾斜，并使堰内水头差满足设计要求。照先周边后中间的顺序逐个砍球封底。灌注过程需l4号墩围堰吸泥前，采取25m长臂挖机围堰快速连续，加强围堰刃脚以及护筒周边的测量密度，内取土(挖机作业时需特别关注平台的结构安全问确保封底成功。待封底混凝土强度达到设计强度的 8O桥梁建设2010年第4期80后方可抽水。凝土进行洒水养护。当混凝土终凝后立即在其表面该围堰抽水状态是最危险工况，抽水过程中需作蓄水养护，蓄水深度应在3Ocm以上，以推迟混凝严密关注堰外、堰内及仓内的水位变化情况，仔细检土表面温度的迅速散发，控制混凝土内部中心与表查围堰焊缝并观测变形情况。面的温差，防止混凝土表面开裂，蓄水时间根据温度4．4承台大体积混凝土施工关键技术监控不超过3d。通过调节冷却水管进出水流量和桥塔墩承台C35混凝土方量为2130m。，钢筋流速，有效地提高混凝土内部降温效率，控制温差，243．4t，采用一次性浇筑方案。缩短混凝土养护时间。冷却通水时间14d，停水时，4．4．1优化混凝土配合比内、外温差不大于10℃。为检验施工质量和温控效为降低大体积混凝土水化热，在满足规范和设果，通过承台测温片及冷却管出水口水温，进行24计要求的前提下，增大粉煤灰掺量，并对多种配合比h温度监测，取得了较好的效果。进行了试拌，最终选定配合比(kg／m。)为：水泥：粉煤灰：细集料：粗集料：水：外加剂一240：180：5结语799：1016：155：5．04。初凝时问22h，终凝时间富阳鹿山大桥两桥塔墩承台已于2009年6月28l1。7日全部浇筑完成，无内支撑圆形双壁钢套箱围堰4，4．2钢筋绑扎及混凝土浇筑得到成功应用，此类深水承台在施工中需注意以下由于承台顶层钢筋密集、层数多、自重大，特别几点：①对该类深水承台，应做好施工方案比选工设置了劲性骨架。对双薄壁墩预埋筋及塔吊预埋件作，无内支撑双壁钢套箱围堰在设计阶段需充分检设置了定位架。承台上各类预埋件种类繁多，}昆凝算各工况的受力，确保结构安全；②由于围堰内壁土浇筑之前须履行好检查签证手续。兼作承台模板，在拼装下沉围堰时，对焊接偏差、精混凝土运输采用罐车结合地泵的方式，在栈桥确定位有十分严格的要求，施工中必须严加控制；③头设置多级可旋转溜槽将混凝土送至承台各指定点施工中应对封底工作给予特别关注，做好生产组织、处，承台浇筑溜槽布置见图6。混凝土按一定厚度、?昆凝土配合比、坍落度、有效封底厚度等方面的工顺序和方向自下而上水平分层浇筑，在下层混凝土作，确保一次性封底成功；④围堰抽水状态往往是初凝前，须浇完上层混凝土。在钢筋密集处及各类该类围堰的最危险工况，从抽水至承台浇筑期间尽预埋件处需加强混凝土振捣，确保混凝土密实。浇量避开洪水期，若实际水位超过设防水位，需按设计筑至最后阶段时，应将混凝土坍落度适当调小，承台要求及时往围堰内补水，以策安全；⑤承台大体积顶面的浮浆需及时清除掉。为便于墩身及0号块施混凝土施工需严格遵守规范要求，采取切实可行的工期间堰内抽水，特在承台边缘利用钢管设一集温控措施，充分利用测温元件等现代监控手段。水槽。参考文献：[1]J，rJO4l一2000，公路桥涵施工技术规范[s]．E2]菅永明．泸州长江大桥2号墩钢围堰吸泥下沉技术[J]．铁道建筑，2003，(4)：17～18．(JIANYong～ming．SinkingTechniqueofSteelCofferdambySoilSuctionforNo．2PierofLuzhouYangtzeRiverBridge[J]．RailwayEngineering，2003，(4)：17—18．inChinese)图6承台浇筑溜槽布置[3]冯红涛．河海大桥主塔承台大体积混凝土施工技术4．4．3混凝土温控措施及养护[J]．桥梁建设，2001，(5)：49～51．为保证大体积混凝土的施工质量，除对混凝土(FENGHong-tao．ConstructionTechniquesofMas—配合比进行优化外，还采取了以下措施：承台内设置siveConcreteforBaseSlabofMainTowerofHehai3层冷却水管，并在1／4承台范围内布设了测温元Bridge[J]．BridgeConstruction，2001，(5)：49—51．件]。混凝土浇筑完成，表面收浆并达初凝后，对混inChinese)