【摘要】本文介紹了利用深水基礎(chǔ)鋼吊箱技術(shù)施工水中系梁及接柱的施工技術(shù)，用小型的吊箱僅將單根基樁套住，系梁是預(yù)制的，被固定在小吊箱之間，與小吊箱同時(shí)下沉至設(shè)計(jì)位置，然后按有底鋼吊箱施工技術(shù)澆筑系梁及接住。
【關(guān)鍵詞】橋梁 施工 鋼吊箱
一、工程概況
大沙河橋是江蘇沂淮高速公路沐陽(yáng)段上的一座大橋，跨徑布置為6m*20m，上部是先簡(jiǎn)支后連續(xù)的預(yù)制組合箱梁，下部為圓柱墩，直徑為1.2m，基礎(chǔ)為鉆孔灌注拉，直徑1.5m。第2，3號(hào)樁樁頂設(shè)系梁，系梁處于水下，樁柱及系梁結(jié)構(gòu)如圖1所示。本工程下部施工的難點(diǎn)在于2，3號(hào)樁的水中系梁及樁頂接柱。施工期間系梁底處于水深約5m處，離河床底約7m。
二、方案確定
由于河流通航，首先否定了大圍堰施工方案。后參考深水基礎(chǔ)之高樁承臺(tái)的鋼吊箱施工方法，制定了有底鋼吊箱方案，將兩根樁柱和系梁同時(shí)套在一個(gè)吊箱內(nèi)，先澆筑封底混凝土，再抽水施工系梁和接柱。本方案可行性大，但考慮到系梁僅7立方米混凝土，綜合成本較大，故未采用。最終采用的方案為小吊箱方案，特制的圓形小吊箱僅將單根樁柱套住，而系梁是預(yù)制的，被固定在兩個(gè)小吊箱之間，與小吊箱同時(shí)下沉至設(shè)計(jì)位置，然后按有底鋼吊箱法施工接柱。該方法吊箱輕，成本低，方法簡(jiǎn)單易行，實(shí)際應(yīng)用得到了成功。
三、施工過(guò)程
1．鉆孔灌注樁施工
先搭設(shè)鋼便橋至樁位，然后搭設(shè)鉆孔平臺(tái)，沉放鋼護(hù)筒，鉆機(jī)在鋼平臺(tái)上進(jìn)行鉆孔成樁。
2．小吊箱制作
小吊箱側(cè)板和底板使用6mm厚A3鋼板作面板。用8號(hào)槽鋼作模板豎肋對(duì)面板進(jìn)行加固。吊箱分三節(jié)，每節(jié)分兩片，節(jié)間和片間均用螺栓連接。第二節(jié)底與系梁頂平齊，在與系梁頂接觸面處設(shè)法蘭，用于與第一節(jié)法蘭鎖緊系梁，第一節(jié)在系梁位置開凹形槽口，并將鋼板向外伸出40cm，確保與系梁緊密連結(jié)。第一節(jié)系梁以下部分直徑逐漸收縮，至略大于護(hù)筒直徑（圖2）。
3．組裝與下沉
在鉆孔平臺(tái)上的相應(yīng)位置預(yù)制系梁，略短于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，端頭要預(yù)留連接鋼筋。準(zhǔn)備工作做好后，在沉放位置上拼裝第一、第二節(jié)吊箱及系梁，吊起，抽出預(yù)制系梁的底板，將聯(lián)體的吊箱放入水中并緩慢下沉。當(dāng)下沉到第二節(jié)頂與鋼平臺(tái)平時(shí)，拼裝第三節(jié)吊箱，繼續(xù)下沉到設(shè)計(jì)標(biāo)高，最后用工字鋼將吊箱和鋼平臺(tái)連結(jié)成一個(gè)整體。
4．封底
先用沙袋堵塞吊箱與護(hù)商之間的縫隙，然后澆筑水下混凝土封底。待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，抽出吊箱內(nèi)的水，拆除懸吊系數(shù)割除護(hù)筒，對(duì)封底混凝土面進(jìn)行整理，有漏滲水時(shí)要緊系封堵。
5．澆筑結(jié)構(gòu)混凝土
將樁頭鑿至設(shè)計(jì)標(biāo)高，綁扎系梁和墩柱鋼筋，支模板，澆筑系梁與樁頭連接處的混凝土。混凝土產(chǎn)生一定強(qiáng)度后，安裝墩柱模板，澆筑墩柱混凝土，最后拆除墩柱模板。
6．拆除吊箱
向吊箱內(nèi)回水至與河水面平，潛水員將吊箱節(jié)與節(jié)、片與片之間的螺栓拆除，用吊車分片吊起，直至將整個(gè)吊箱拆除。
四、設(shè)計(jì)計(jì)算
1．內(nèi)外水頭壓力差計(jì)算
封底混凝土完成后，將箱內(nèi)的水抽完進(jìn)行后續(xù)作業(yè)，此時(shí)箱體承受能力必須滿足內(nèi)外水頭產(chǎn)生的最大壓力。因吊箱是圓形的，只須考慮它的失穩(wěn)。吊箱所能承受的臨界荷載為
式中Qc--吊箱所能承受的臨界荷載；
E--鋼材的彈性模量，取206000MPa；
I--lm高度豎向截面的組合慣性矩，單位米的四次方；
D--吊箱直徑，單位m。
內(nèi)外水頭最大荷載：
Q=RWhL
式中RW--水的容重；
h--內(nèi)外水頭高差；
L－－取1.0m
二者必須滿足公式：
Qc＞KQW
其中，K為安全系數(shù)，取2.0。
2．系梁與吊環(huán)的驗(yàn)算
系梁與吊箱連體起吊下沉?xí)r，為四點(diǎn)起吊，但考慮不均勻受力的因素，應(yīng)驗(yàn)算系梁在最不利情況下的截面強(qiáng)度。另外，須對(duì)吊箱的吊環(huán)焊縫進(jìn)行計(jì)算，使荷載應(yīng)力小于容許應(yīng)力。
3．封底混凝土厚度計(jì)算
封底混凝土的作用不僅在于阻水，而且還在于它能平衡吊箱抽水后受到的浮力。另外封底混凝土與護(hù)筒之間的粘結(jié)力可抵消一部分浮力，此時(shí)應(yīng)滿足以下平衡條件：
F－（W1+W2-G）≤πD[τ]T
其中，F(xiàn)為吊箱所受的力：
F＝KRwV
其中，K--安全系數(shù)1.1；Rw＝10kN／m3；V－一吊箱體積。
W1--每個(gè)吊箱的重量；
W2--預(yù)制系梁水中的重量；
G--封底混凝土的厚度；
D--護(hù)筒的直徑；
[τ]--鋼護(hù)筒與封底混凝土之間的容許摩阻力，kN／平方米。
在接頭處混凝土澆筑完畢時(shí)，尚應(yīng)滿足以下條件：
K（2W1＋2W3＋W2＋G≤RwV+πD[τ]T
其中，W3為系梁端部后澆筑混凝土的重量，其余符號(hào)意義同上。
用（1）、（2）式計(jì)算出的最大T值，作為封底混凝土厚度的控制值。
五、施工注意事項(xiàng)及安全措施
（1）搭設(shè)平臺(tái)時(shí)須考慮到吊箱和系梁下沉?xí)r所需的空間，鋼護(hù)筒必須精確定位，并使用導(dǎo)向架下沉；
（2）預(yù)制系梁與吊箱連接時(shí)，必須保證系梁軸線與吊箱的軸線的垂直，這樣才能確保順利下沉；
（3）拼裝吊箱時(shí)，法蘭之間墊以橡膠墊，同時(shí)涂以玻璃膠。玻璃膠應(yīng)用早強(qiáng)型，凝固后有一定的強(qiáng)度和彈性；
（4）吊箱與系梁連體下沉?xí)r，要注意盡量保持各吊點(diǎn)同步下沉；
（5）封底混凝土采用水下導(dǎo)管灌注法，混凝土坍落度為18cm左右，可適當(dāng)摻入粉煤灰以增強(qiáng)混凝土的泌水性。
參考文獻(xiàn)
［1］交通部第一公路工程總公司．公路施工手冊(cè)（橋涵分冊(cè)）．北京：人民交通出版社，1991．4
