摘要： 本文介绍了青岛海湾大桥首创的无水下封底混凝土套箱施工技术，该技术的核心为利用充水胶囊实现止水，利用混凝土套箱底板预埋件与钢护筒焊接连接代替常规方案中封底混凝土的握裹力，从而避免了进行水下封底混凝土工序，风险减少，工效提高。 关键词：承台混凝土套箱防浪板冲水胶囊遇水膨胀止水条止水连接板
Abstract: This article describes the Qingdao Bay Bridge’s first non-underwater back cover concrete box construction, the core of the technology for the use of a water-filled capsules to achieve sealing, the use of concrete sets of bottom plate embedded with steel casings welded connections instead of regular programthe back cover of concrete bond strength, thus avoiding the underwater back cover of concrete processes, reduce risk, improve ergonomics.
无框画
Keywords: pile cap, Concrete Casing breakwater board, flush capsules, water expansion of the seal, the sealing, connecting plate.
1 前言
青岛海湾大桥海中区非通航孔桥承台众多，承台底标高处于常低潮位以下，若采用传统的钢吊箱方案施工时需要进行水下封底混凝土施工。在环境恶劣的海上进行众多的钢吊箱水下封底施工，在质量、安全和环保方面存在许多不可预见因素，并且施工缓慢，耗时长使船机费用投入极大。另一方面，承台侧面设计有防腐涂装，钢吊箱的壁板不能直接作为承台的外模，需要投入承台模板；承台拆模后等待进行表面涂装的时间很长，为满足工期的要求，钢吊箱的投入巨大。为此，研发设计了无水下封底的混凝土套箱施工技术。
2 非通航孔桥承台设计概况
青岛海湾大桥非通航孔桥承台类型有几类，其中以D、E类的尺寸较大，其结构尺寸分别为：D类，690×690×300cm；E类，770×770×300cm；承台四个角上为半径为100cm的圆弧倒角设计。
3无水下封底混凝土套箱的结构设计喷嘴清洗
3.1混凝土套箱的结构组成
无水下封底混凝土套箱主要由以下三部分组成：①、钢筋混凝土套箱及其钢质预埋件和连接件；②、混凝土套箱顶部的钢质防浪板；③、止水胶囊。混凝土套箱的结构形式如下图3-1所示：
图3-1 混凝土套箱结构示意图
3.2混凝土套箱结构设计的关键点
3.2.1套箱的止水方式
混凝土套箱的止水采用胶囊实现，套箱预制时在底板处设置胶囊的固定槽，胶囊与套箱一同下放后，往胶囊内冲水至0.2~0.35Mpa，实现止水后在胶囊的顶部设置速凝砂浆，以保护胶囊并作为止水的又一道屏障，具体设置如下图3-2所示。胶囊充水止水是无水下封底混凝土套箱施工的关键技术，这一措施的成功实施实现了套箱内的无水工作条件，以便于后续连接板的焊接、承台钢筋混凝土施工各项工序的开展，也省去了常规钢吊箱进行水下封底混凝土施工工序。
图3-2 混凝土套箱止水胶囊及连接板的设置
3.2.2套箱与钢护筒的连接方式
利用连接板焊接连接套箱底板预埋件与钢护筒，以满足抵抗自重、承台钢筋混凝土重量、浮力、波浪、水流、施工荷载等的合力，连接板的数量及焊缝要求根据该合力进行设计并在施工中严格控制焊缝质量，连接板的效能等同于需要封底的套箱中的封底混凝土与钢护筒之间的握裹力。
3.2.3套箱与承台新老混凝土接合面的处理方式
⑴、为防止后续施工时承台混凝土的膨胀造成对套箱侧板的挤压而发生开裂，在套箱内壁设置一层2cm后泡沫板，这样有效的确保了套箱在施工过程中的安全，同时也使套箱侧板四周密闭，可有效的保护承台钢筋混凝土不受海洋环境的侵蚀；
⑵、承台施工完毕，防浪板拆除后，若套箱侧板与承台侧面的缝隙不进行处理，海水必将渗入而侵蚀承台钢筋混凝土。按照以往的处理方法是在缝隙的顶部填塞一层环氧砂浆，但是效果不够理想。为了彻底解决此难题，在套箱侧板内壁顶部设置一圈3cm高×2cm厚的使
用寿命达50年以上的遇水膨胀止水条。
4无水下封底混凝土套箱施工工艺
4.1混凝土套箱安装
⑴、安装前准备工作
①、拆除钻孔平台，割除桩间平联及钢护筒上附着的可能刮伤胶囊的物件，同时派潜水员清除附着在钢护筒上胶囊位置处的海洋生物或其排积物，以确保胶囊的止水效果；
②、为使吊架水平的放在钢护筒顶上，减少现场套箱标高调整工作，需将4根钢护筒统一割至＋5.0m标高，要求高差在5mm内，此项工作在可在钻孔平台拆除前完成。套箱的吊杆定长制作，吊杆上设置套筒螺母，可以微调吊杆的长度，从而调整套箱的标高，可调高度为6cm；
③、钢套箱下放前，先在4根钢护筒顶上（＋5.0m）用GPS或全站仪测定出套箱吊架支撑在钢护筒顶上的位置，画出吊架主梁底部在钢护筒顶上的支撑线。然后将支撑位置的外边线再向外移（位置放松）2㎝，焊接吊架（套箱）下落导向槽钢。
④、在混凝土套箱预制场完成防浪板和止水胶囊的安装。
⑤、套箱安装前，对近3～5天的海上天气预报进行收集，若有台风或不适于吊装作业的天气，将预定安装时间推后；
⑥、将现场安装所需要的套箱加固、封孔材料、调位千斤顶、连接钢板、气割焊接等小型操作工具及材料防止在防浪板顶部并做好固定。
⑵、混凝土套箱的运输
混凝土套箱可由浮吊吊装到运输船上运输到施工现场，若浮吊能满足提吊并自航的要求，也可由浮吊将套箱吊着从预制场运输至施工现场。
⑶、混凝土套箱的安装
①、浮吊利用吊架起吊钢套箱至桩顶部后将其下放；
信号灯作5G②、套箱的精确定位
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通过在混凝土套箱与钢护筒之间的调位千斤顶进行，在套箱粗定位完成后，选择潮位低于混凝土套箱顶部1m时进行，安放8个10t的千斤顶进行精确调位。套箱的标高在套箱下放前已经根据钢护筒的实际顶标高进行了吊杆长度的调节，下放到位标高即可满足要求，若超标在钢护筒与吊架的接触处进行支垫或割除小部分钢护筒，使标高满足要求。
③、反压牛腿焊接
套箱平面位置确定后，在钢护筒上焊接反压牛腿反压在防浪板顶部，防止在止水后套箱在浮力的作用下上浮。
4.2套箱止水与连接
⑴、套箱止水
①、反压牛腿焊接完毕后，尽量选择在低潮位进行胶囊止水，采用高压清洗机作为充水设备，充水压力控制在0.2～0.35Mpa，充水时设置压力表监控充水压力，防止充水过多导致胶囊爆裂。自动投篮机
发热手套②、在气囊止水完成后，在潮水到达最低潮时完成抽水，随后用事先拌制好的膨胀砂浆将钢护筒与底板之间的间隙封堵，确保套箱内不漏水。
⑵、套箱底板预埋件与钢护筒焊接
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