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[摘 要]本文结合工程实际，对大型深水钢套箱围堰施工技术进行了分析，以便更好的提高工程质量。
[关键词]深水钢套箱围堰；平台；方案
中图分类号：U445.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0158-01
1 工程概况
漳州新江东大桥跨主河道采用预应力混凝土连续梁，下部为35 号～45 号墩，其中35 号、45 号墩位于河道大坝边，36 号～ 44 号墩位于河道，40 号～ 42 号墩之间两孔为通航航道。
2 施工总体安排
钢套箱采取岸边制作、浮龙门上预拼底节，整体浮运至墩位、下沉就位锚定后向上接高。
根据桥址处的地质水文条件，42 号墩、43 号墩先搭设水中作业平台进行钻孔桩施工。
施工流程为： 制作套箱→覆盖层清除→墩位处岩层渣石清除→拼组浮龙门及拼装平台→在平台上拼组底节套箱→将套箱提升悬吊→拆除拼装平台→底节钢套箱下水→接高第二、三节钢套箱→钢套箱整体下沉→底节套箱着床→水下探摸堵漏→钢套箱上布置平台→护筒埋设固定→封底混凝土施工。
3 大型深水钢套箱围堰施工技术
3.1水中作业平台
42 号、43 号墩施工均采用搭设钢管桩型钢钻孔作业平台施工桩基础。水中作业钻孔平台平面尺寸为21 m×11 m。基础采用63×6 mm 钢管桩，横桥向间距4.6 m，顺桥向间距最大为6.58 m； 钢管桩顶顺桥向布置双拼2Ⅰ45 型钢作垫梁，垫梁上横桥向布设贝雷梁，贝雷梁上再布置Ⅰ36 作为分布梁，工字钢最大间距为1.0 m，除护筒口外，其余均铺设木板。平台顶面四周设1.1 m 高护栏，平台顶面标高为33 m。
钻孔平台计算：钻机重量按30 t 计，按最不利受力，此时钻机所有重量全部集中在前横梁上，前横梁支撑在2 根2Ⅰ36 工字钢上，取其中一根工字钢进行受力分析，P = 15 t。贝雷梁上按最不利横桥向布置1 台钻机，贝雷梁的控制弯矩按600 kN·m。由于贝雷梁的支撑位置不是正对节点，所以施工中对各个支撑点都用2[20 加强，2[20 的截面面积远大于贝雷梁的竖杆截面面积，所以抗剪能满足要求。按最不利，平台上一侧同时集中两台钻机钻进的工况考虑，下横梁承受的最大集中荷载是300 kN，偏安全考虑，抗弯时，认为其作用在跨中； 抗剪时作用在支点。630 mm 钢管最大受力按30 t 计。
3.2 钢套箱
3.2.1 钢套箱结构形式
根据桥墩承台的尺寸大小，钢套箱设计为矩形。因钢套箱需要拆除，钢套箱内部尺寸比承台外围尺寸每边放大0.4 m，尺寸为10.4 m×13.6 m 的6 个承台，双壁围堰均设计成外径13.6 m×16.8 m 的矩形；对12 m×14.4 m 的1个承台，钢围堰底节节高度为4.5 m，每节质量约70 t。钢围堰的主要材料： 围堰壁板为δ6 mm 钢板； 水平环板12×180； 纵向次梁（ 竖向） L70×70×6； 水平斜撑及围堰壁板之间的对撑L80×80 ×6； 竖向环板20×240，设置在斜撑对应的竖撑位置；斜向长支撑为2Ⅰ36b 工字钢，支撑连杆连杆为Ⅰ36b 工字钢； 斜向长支撑端部竖向布置2Ⅰ36 工字钢，作为分配梁，顶住围堰内壁； 水平环板围堰顶面4 m 范围为100 cm，其余均为60 cm。
3.2.2 钢套箱受力简算
1） 主動土压力计算。为了简化计算可以采用简化的主动水土压力，简化的水土压力比计算的水土压力稍大些。由于围堰下沉至河床面以下时，围堰外侧的土体实际情况被扰动了，所以采用简化的水土压力是基本合理的。
2） 受力计算的结果： 钢桁的最大位移为7. 4 mm < 17 000/150 =113 mm，而面板的局部位移为8-7.4= 0.6 mm < 400 /150 =2.7 mm，满足规范要求（ GB 50017-2003 钢结构设计规范附录A） 。
混凝土部分的位移为1.2 < 17 000 /500 = 34 mm，满足规范要求（ 《钢筋混凝土设计规范》3.3.2条内壁板的综合应力偏大，达到了166 MPa，主要是由于内壁板用的是4 mm 厚，较外壁板薄，同时，隔舱注水的压力。所以在施工中一定要保证围堰隔舱内外的水位高差不能超过3.6 m。外壁板的最大综合应力为100 MPa，小于Q235 钢的容许应力，是可靠的。
3.2.3 钢套箱围堰施工工艺
1） 场地平整、钢套箱分节加工。在岸边滩涂上进行场地平整，硬化一块100 m × 100 m 的场地作为钢套箱的加工场。每个套箱分三节进行预制，每节分为10 片，单片重量8 t 以内。
2） 挖渣船就位、墩位处清理覆盖层。挖渣船由8 个标准舟节组成，先确定墩位处承台轮廓的水面区域，对承台长、宽方向各扩大2 m 即为清除面积，用长臂挖掘机对河床覆盖层进行清除。
3） 拼组浮龙门、拼装平台、浮吊及运输船。浮吊分为20 t 和10 t 浮吊两种， 20 t 浮吊底盘由13 节标准舟节组成， 10 t 浮吊底盘由10 节标准舟节组成； 器材进场后，先拼装浮吊。运输船由4 节标准舟节组成两条舟体，将两条舟体拉开2.7 m 空档。通过3 片8.1 m 公路桥面连接成整体。浮龙门拼组完成后，在浮龙门空挡处安放5 组双榀贝雷梁，贝雷梁上面用型钢铺设，组成钢套箱底节拼装平台。
4） 底节围堰拼装及下水。钢套箱按施工设计图纸在岸边码头上加工单元，利用浮吊将各单元吊装到拼装平台上进行钢套箱拼组。底节拼组完成后，锁定焊接，全面仔细检查各焊缝有无气孔、夹碴、漏焊等处，并进行水密试验。确认焊接良好并不漏水。经检查验收合格后用机动舟将浮龙门推至墩位处锚定，利用安装在浮龙门浮吊将第一节套箱吊起，拆除拼装平台，缓慢下沉底节钢套箱。
5） 钢套箱接高。运输船运输第二节套箱单元壁板至墩位处，用浮吊吊装单元壁板在底节套箱上拼装接高。为确保第二节单元的稳定性，需要在底节内外壁板上各焊接一根18 号槽钢进行限位，每个单元均设置一组，露出长度按1. 5 m 控制。吊装接高时，对称拼装，随时调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。拼接施焊中，先焊环板，后焊内壁，再焊外壁，并按对称施焊要求进行。为保证内、外壁垂直焊透，以碳弧气刨使内外壁封底焊完全见白，然后内外壁焊缝再焊两遍。
6） 钢套箱着床及下沉。钢套箱每接高一节即均匀灌水下沉，预留一定的干弦高度，以便接高下一节时的对接施焊作业。当套箱焊接完毕后，对套箱隔舱内灌水同步下沉并纠偏，当距河床标高50 cm 左右时即停止灌水下沉，用全站仪定位。
7） 刃脚支垫及封堵。刃脚下到标高后，下潜水员用2 cm 的钢板焊成楔形盒子支垫钢围堰刃脚，以确保钢围堰的稳定，为保证封底混凝土的可靠性，用袋装水泥封堵围堰内刃脚。
8） 搭设平台、安放护筒。支垫完毕后，在钢套箱顶部搭设平台并预留钻孔桩桩位，将护筒从预留孔下放至河床上并与平台连接在一起，待护筒全部沉放固定完毕后，即可进行封底工作。
9） 水下混凝土封底。混凝土灌注采用垂直导管水下灌注，根据混凝土的流动半径，在围堰平台上布设导管，准备就绪后进行封底混凝土作业，混凝土由陆地上拌合站供应，通过轮渡运输到墩位处。
4 结语
通过现场实际施工检验，水中墩钢围堰施工技术成熟，能够满足安全要求、保证质量。
参考文献
[1] 周立.深水陡岩承台钢套箱围堰施工技术[J]. 安徽建筑. 2008（05）
[2] 邹利军.利用浮平台夹持下沉法施工钢套箱围堰[J]. 铁道标准设计. 2011（08）
[3] 杨从娟，向敏.钢套箱围堰的沉放就位施工技术[J]. 铁道建筑. 2001（04）
[关键词]深水钢套箱围堰；平台；方案
中图分类号：U445.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）41-0158-01
1 工程概况
漳州新江东大桥跨主河道采用预应力混凝土连续梁，下部为35 号～45 号墩，其中35 号、45 号墩位于河道大坝边，36 号～ 44 号墩位于河道，40 号～ 42 号墩之间两孔为通航航道。
2 施工总体安排
钢套箱采取岸边制作、浮龙门上预拼底节，整体浮运至墩位、下沉就位锚定后向上接高。
根据桥址处的地质水文条件，42 号墩、43 号墩先搭设水中作业平台进行钻孔桩施工。
施工流程为： 制作套箱→覆盖层清除→墩位处岩层渣石清除→拼组浮龙门及拼装平台→在平台上拼组底节套箱→将套箱提升悬吊→拆除拼装平台→底节钢套箱下水→接高第二、三节钢套箱→钢套箱整体下沉→底节套箱着床→水下探摸堵漏→钢套箱上布置平台→护筒埋设固定→封底混凝土施工。
3 大型深水钢套箱围堰施工技术
3.1水中作业平台
42 号、43 号墩施工均采用搭设钢管桩型钢钻孔作业平台施工桩基础。水中作业钻孔平台平面尺寸为21 m×11 m。基础采用63×6 mm 钢管桩，横桥向间距4.6 m，顺桥向间距最大为6.58 m； 钢管桩顶顺桥向布置双拼2Ⅰ45 型钢作垫梁，垫梁上横桥向布设贝雷梁，贝雷梁上再布置Ⅰ36 作为分布梁，工字钢最大间距为1.0 m，除护筒口外，其余均铺设木板。平台顶面四周设1.1 m 高护栏，平台顶面标高为33 m。
钻孔平台计算：钻机重量按30 t 计，按最不利受力，此时钻机所有重量全部集中在前横梁上，前横梁支撑在2 根2Ⅰ36 工字钢上，取其中一根工字钢进行受力分析，P = 15 t。贝雷梁上按最不利横桥向布置1 台钻机，贝雷梁的控制弯矩按600 kN·m。由于贝雷梁的支撑位置不是正对节点，所以施工中对各个支撑点都用2[20 加强，2[20 的截面面积远大于贝雷梁的竖杆截面面积，所以抗剪能满足要求。按最不利，平台上一侧同时集中两台钻机钻进的工况考虑，下横梁承受的最大集中荷载是300 kN，偏安全考虑，抗弯时，认为其作用在跨中； 抗剪时作用在支点。630 mm 钢管最大受力按30 t 计。
3.2 钢套箱
3.2.1 钢套箱结构形式
根据桥墩承台的尺寸大小，钢套箱设计为矩形。因钢套箱需要拆除，钢套箱内部尺寸比承台外围尺寸每边放大0.4 m，尺寸为10.4 m×13.6 m 的6 个承台，双壁围堰均设计成外径13.6 m×16.8 m 的矩形；对12 m×14.4 m 的1个承台，钢围堰底节节高度为4.5 m，每节质量约70 t。钢围堰的主要材料： 围堰壁板为δ6 mm 钢板； 水平环板12×180； 纵向次梁（ 竖向） L70×70×6； 水平斜撑及围堰壁板之间的对撑L80×80 ×6； 竖向环板20×240，设置在斜撑对应的竖撑位置；斜向长支撑为2Ⅰ36b 工字钢，支撑连杆连杆为Ⅰ36b 工字钢； 斜向长支撑端部竖向布置2Ⅰ36 工字钢，作为分配梁，顶住围堰内壁； 水平环板围堰顶面4 m 范围为100 cm，其余均为60 cm。
3.2.2 钢套箱受力简算
1） 主動土压力计算。为了简化计算可以采用简化的主动水土压力，简化的水土压力比计算的水土压力稍大些。由于围堰下沉至河床面以下时，围堰外侧的土体实际情况被扰动了，所以采用简化的水土压力是基本合理的。
2） 受力计算的结果： 钢桁的最大位移为7. 4 mm < 17 000/150 =113 mm，而面板的局部位移为8-7.4= 0.6 mm < 400 /150 =2.7 mm，满足规范要求（ GB 50017-2003 钢结构设计规范附录A） 。
混凝土部分的位移为1.2 < 17 000 /500 = 34 mm，满足规范要求（ 《钢筋混凝土设计规范》3.3.2条内壁板的综合应力偏大，达到了166 MPa，主要是由于内壁板用的是4 mm 厚，较外壁板薄，同时，隔舱注水的压力。所以在施工中一定要保证围堰隔舱内外的水位高差不能超过3.6 m。外壁板的最大综合应力为100 MPa，小于Q235 钢的容许应力，是可靠的。
3.2.3 钢套箱围堰施工工艺
1） 场地平整、钢套箱分节加工。在岸边滩涂上进行场地平整，硬化一块100 m × 100 m 的场地作为钢套箱的加工场。每个套箱分三节进行预制，每节分为10 片，单片重量8 t 以内。
2） 挖渣船就位、墩位处清理覆盖层。挖渣船由8 个标准舟节组成，先确定墩位处承台轮廓的水面区域，对承台长、宽方向各扩大2 m 即为清除面积，用长臂挖掘机对河床覆盖层进行清除。
3） 拼组浮龙门、拼装平台、浮吊及运输船。浮吊分为20 t 和10 t 浮吊两种， 20 t 浮吊底盘由13 节标准舟节组成， 10 t 浮吊底盘由10 节标准舟节组成； 器材进场后，先拼装浮吊。运输船由4 节标准舟节组成两条舟体，将两条舟体拉开2.7 m 空档。通过3 片8.1 m 公路桥面连接成整体。浮龙门拼组完成后，在浮龙门空挡处安放5 组双榀贝雷梁，贝雷梁上面用型钢铺设，组成钢套箱底节拼装平台。
4） 底节围堰拼装及下水。钢套箱按施工设计图纸在岸边码头上加工单元，利用浮吊将各单元吊装到拼装平台上进行钢套箱拼组。底节拼组完成后，锁定焊接，全面仔细检查各焊缝有无气孔、夹碴、漏焊等处，并进行水密试验。确认焊接良好并不漏水。经检查验收合格后用机动舟将浮龙门推至墩位处锚定，利用安装在浮龙门浮吊将第一节套箱吊起，拆除拼装平台，缓慢下沉底节钢套箱。
5） 钢套箱接高。运输船运输第二节套箱单元壁板至墩位处，用浮吊吊装单元壁板在底节套箱上拼装接高。为确保第二节单元的稳定性，需要在底节内外壁板上各焊接一根18 号槽钢进行限位，每个单元均设置一组，露出长度按1. 5 m 控制。吊装接高时，对称拼装，随时调整，待全部点焊成型后，方可全面焊接。拼接施焊中，先焊环板，后焊内壁，再焊外壁，并按对称施焊要求进行。为保证内、外壁垂直焊透，以碳弧气刨使内外壁封底焊完全见白，然后内外壁焊缝再焊两遍。
6） 钢套箱着床及下沉。钢套箱每接高一节即均匀灌水下沉，预留一定的干弦高度，以便接高下一节时的对接施焊作业。当套箱焊接完毕后，对套箱隔舱内灌水同步下沉并纠偏，当距河床标高50 cm 左右时即停止灌水下沉，用全站仪定位。
7） 刃脚支垫及封堵。刃脚下到标高后，下潜水员用2 cm 的钢板焊成楔形盒子支垫钢围堰刃脚，以确保钢围堰的稳定，为保证封底混凝土的可靠性，用袋装水泥封堵围堰内刃脚。
8） 搭设平台、安放护筒。支垫完毕后，在钢套箱顶部搭设平台并预留钻孔桩桩位，将护筒从预留孔下放至河床上并与平台连接在一起，待护筒全部沉放固定完毕后，即可进行封底工作。
9） 水下混凝土封底。混凝土灌注采用垂直导管水下灌注，根据混凝土的流动半径，在围堰平台上布设导管，准备就绪后进行封底混凝土作业，混凝土由陆地上拌合站供应，通过轮渡运输到墩位处。
4 结语
通过现场实际施工检验，水中墩钢围堰施工技术成熟，能够满足安全要求、保证质量。
参考文献
[1] 周立.深水陡岩承台钢套箱围堰施工技术[J]. 安徽建筑. 2008（05）
[2] 邹利军.利用浮平台夹持下沉法施工钢套箱围堰[J]. 铁道标准设计. 2011（08）
[3] 杨从娟，向敏.钢套箱围堰的沉放就位施工技术[J]. 铁道建筑. 2001（04）