有底钢套箱施工工艺介绍

牙买加RioGrande大桥项目钢套箱施工工艺介绍
目录
1.工程概况........................................................................ 错误!未指定书签。

2.钢套箱围堰结构设计..................................................... 错误!未指定书签。

3.主要工程数量 ................................................................ 错误!未指定书签。

4.施工工艺流程 ................................................................ 错误!未指定书签。

5.主要分项施工方法.......................................................... 错误!未指定书签。

1.工程概况
Rio桥2#、3#桥墩位于河道内，河流正常水位下水面高度+0.3m，河床标高约-4.0m，2#、3#桥墩承台底标高-2.0m，承台高度2.0m,承台顶标高为0m,承台在施工时在水面以下,为了解决水下施工的问题,变水下施工为干处施工,因此采用水中钢套箱围堰的方案。

考虑到施工进度的需要，钢套箱围堰制作两套，即2#、3#桥墩各一套，钢套箱围堰由底部套管、底板以及侧壁组成，在砼浇筑完成后将侧壁进行拆除，底部套管及底板留在承台底部不予拆除。

2#、3#桥墩结构型式见下图：
2.钢套箱围堰结构设计
本项目使用有底钢套箱围堰，围堰为单壁式结构，由钢结构底板及侧壁组成，整体高度4.1m，安装完毕后顶面标高+2.0m，底板标高-2.1m，钢套箱平面净空尺寸与承台尺寸相同，即在承台施工时直接利用钢套箱侧壁作为模板，底板同时作为施工平台和钢筋混凝土承台的底模板；侧壁之间、侧壁和底板间均通过螺栓连接，中间加橡胶止水条止水。

套箱最底部的钢套管作为钢套箱与灌注桩间的连接构件，在套箱就位后，套管内部灌注砂浆，通过砂浆的粘结力承受套箱自重、承台砼重量、以及水的浮力组合。

套箱结构型式如下：
3.主要工程数量
钢套箱侧壁以在国内分段加工完毕，现场只需对分段进行连接拼装成型即可，套箱底板未进行加工，该部分材料已经在牙买加当地采购，钢套箱侧壁工程数量及分块数量如下：
3.1套箱钢材数量
单个钢套箱侧壁材料数量
套箱侧模板分块情况（两套侧壁）
套箱底模板材料数量（单个套箱底板，含底部套筒）
4.施工工艺流程
5.主要分项施工方法
5.1施工准备
在钢套箱正式开始施工前需要先进行施工前的准备工作，主要的准备工作如下：1）割除钢护筒，灌注桩施工时钢护筒顶面平均高度约为5.3m，需要将顶部部分进行割除，考虑到钢套箱施工时需要利用钢护筒制作临时套箱底板加工平台，以及在钢套箱安装时需要使用导链下放，导链安装空间需要保留，综合考虑钢管桩割除高度为顶面标高+3.0m。

2）测量钢护筒中心，在割除钢护筒顶面部分后，对护筒中心进行测量，套箱底板下料时需要根据护筒中心的实际位置进行。

3）护筒内泥浆清理，因在套箱施工过程中需要利用钢护筒，且在后期套箱将形成一个平台，为避免后期施工困难，需提前清理孔内泥浆。

4）清理承台范围内河床，在打桩的过程中由于沉渣的排放，导致河床面升高，在套箱下放时极易导致套管不能到达设计位置。

5.1套管的制作安装
钢套箱底部套管总共有10个，即每根桩对应一根套管，套管使用厚度12mm的钢板进行卷制，套管半径比灌注桩护筒半径大10cm，长度分为两种，8根长度为2.6m，2根长度为1.8m，套管底部内侧对称设置定位块，定位块内空尺寸比桩径大10cm，套管就位时，套管顶部标高为+1.6m。

在套管端部设置封口圆环，圆环内径比桩径大5cm，圆环通过钢丝绳与套筒进行软连接。

在距离套管顶部0.6m处设置加强圈，垫板与套管间满焊连接，且在底部对称加设3组加强肋。

钢套箱底套管如下图所示：
垫板及加强肋大样图
底部密封圈大样图：
套筒加强圈及加强肋示意图：
套管就位进行临时固定后立即进行剪力键的焊接，剪力键采用厚度2cm的钢板制作，每个套管布置6组剪力键。

剪力键型式如下图：
5.2铺设底板
底板按照轴线提前分两块进行制作，制作时先将面板次梁与面板进行焊接，面板主梁部分进行安装，位于分块断开处主梁先不进行安装（见后附图中黑色虚线部分主梁），待面板安装并拼接完成后进行安装。

底板制作时应注意以下问题：1）下料尺寸要精确，否则有可能造成铺设时出现偏差，而导致相邻板面无法对接。

2）板面与板面间均采用满焊连接，焊接时要保证焊缝质量能达到不透水的要求。

3）面板次梁与面板间采用间断焊，焊缝长度要保证50%以上，相邻焊缝净距不超过20cm，面板主梁与面板间满焊连接。

钢套箱分块加工图：
5.3焊接吊点，安装导链
套箱底板铺设完成后，在套箱底板的横向主梁上焊接吊点，吊点采用2cm厚钢板加工，与主梁间打坡口进行满焊。

导链上方吊点设置：将护筒顶部进行临时加强，临时加强后在相邻两护筒上铺设双肢40#工字钢，工字钢间电焊连接，工字钢底部设置吊点用于悬挂导链。

导链安装示意图：
吊点设置
护筒顶部加强
5.4侧壁安装
钢套箱侧壁已在国内加工完成，国内加工时考虑到运输的要求，对侧壁进行了分块，分块时仅进行了横向分块，高度方向未分块，分块后宽度均小于3.0m，安装前需先对侧壁进行拼接成型，拼接时采用满焊，焊接质量必须满足要求保证不透水，侧壁拼接完成后先在陆上进行试拼，试拼正常后在进行安装。

侧壁分块及需要拼接位置图（图中蓝色虚线处为套箱分块处，画圆处为需进行现场拼接处）：
侧壁与套箱底板间、侧壁与侧壁间连接采用螺栓连接，拼缝间夹宽度5cm，厚度1cm的橡胶止水带。

5.5加焊防上浮立柱
套箱侧壁安装完成后，加焊防上浮立柱，防上浮立柱使用30a槽钢制作，围绕套管对称布置，每个套管布置2组，底部与钢套管满焊，焊缝长度30cm。

防上浮立柱布置图如下：
5.6内圈梁及顶撑安装
防上浮立柱施工完成后，进行内圈梁及顶撑的施工，内圈梁采用30#槽钢制作，内圈梁与侧壁间点焊连接，内圈梁分为两层，顶部内圈梁及中部内圈梁（具体位置见下图），内圈梁焊接完成后，进行顶撑的施工，顶撑为双拼20#槽钢，顶撑分为上下两层，分别对应顶部内圈梁及中部内圈梁，上下层顶撑间设置竖向连接，数量连接为14#槽钢。

内圈梁及顶撑布置图：
5.7套箱下放就位
顶撑安装完毕后，潜水下水检查承台范围内有无杂物，然后进行透水试验，在套箱内注入高度0.6m水，检查底板焊缝、侧壁底部及侧壁与底板之间的拼缝处止水效果，若有渗水点则进行处理。

透水试验结束后，抽除套箱内的水，割除剪力键，松导链，套箱下放就位。

5.8防上浮立柱连接
套箱就位后，立刻进行防上浮立柱的焊接，防上浮立柱一方面在套箱抽水后能起到防套箱上浮的作用，另一方面在止水砂浆灌注前能起到固定钢套箱的作用。

防上浮立柱焊接示意图
5.9灌注止水砂浆
套箱下放就位，经测量检查后，开始止水砂浆的施工，首先在套筒与钢护筒间灌注20cm碎石，碎石铺设完成后进行止水砂浆的灌注，碎石及止水砂浆采用导管灌注法施工，导管施工脚手架管制作，封底时导管悬空高度15cm，根据灌注方量控制灌注高度，同时潜水下水配合检查，灌注时导管悬空高度10cm。

止水砂浆施工示意图
另外在止水砂浆施工前，先进行灌注试验，试验方法为，制作两层护筒，护筒高
度4.5m，内侧护筒半径0.75m，外侧护筒半径0.85m，将两组护筒上下面进行固定，放置于水深3.0m处，采用上述砂浆灌注方法进行灌注试验，根据试验验证上述灌注方法是否可行。

5.10剪力键焊接
止水砂浆灌注完成后，静置2天进行抽水，抽水后进行焊接套筒与护筒间剪力键，剪力键使用2cm钢板制作，每个套筒对称设置3组。

剪力键与止水砂浆共同起灌注砼后套箱向下的重力。

剪力键布置图：
5.11割除防上浮立柱
剪力键焊接完成后，钢套箱施工完成，最后割除防上浮立柱，开始承台的施工。