《大型钢吊箱整体安装施工工法》
中交第二航务工程局有限公司
XXXX高速公路工程有限责任公司
20XX年9月
1、前言
2、工法特点
3、适用范围
4、工艺原理
5、施工工艺流程及操作要点
6、材料与设备
7、质量控制
8、安全措施
9、环保措施
10、效益分析
11、应用实例
大型钢吊箱整体安装施工工法
1 前言
随着跨河、跨江、跨海湾特大型桥梁建设的快速发展，深水高桩承台基础已经成为世界桥梁工程基础的主流形式之一，它呈现出规模大、水域深、施工条件复杂、施工周期长等特点。钢吊箱作为桥梁深水基础临时止水结构，其安装成功与否是制约后续承台施工质量、进度、安全等方面的关键因素。目前，钢吊箱施工主要有如下两种总体方法：第一种方法是先将钢吊箱浮运就位再搭设钻孔平台进行钻孔；第二种方法是先搭设钻孔平台进行钻孔，钻孔完成后拆除钻孔平台进行钢吊箱施工。
5 施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
施工工艺流程如图5.1所示。
图5-1 施工工艺流程图
5.2 主要工序及操作要点
5.2.1钢吊箱工厂分片加工、整体拼装主要工序
5.2.1.1 施工工艺流程
单元块划分→壁体单元块加工→底板单元块加工→钢吊箱整体拼装。
5.2.1.2操作要点
5.2.1.2.1单元块划分
九江长江公路大桥南塔位于陆上，北塔位于长江主航道上，工期紧、施工场地受限，鉴于以上情况，中交第二航务工程局有限公司通过对九江长江公路大桥北塔（22#墩）承台钢吊箱关键施工技术进行了研究，总结出了一套先进的《大型钢吊箱整体安装施工工法》，供同类型桥梁基础施工参考与借鉴。该工法在金塘大桥、上海长江隧桥也得到了应用，其技术成熟、先进，具有明显的经济效益和社会效益，具有较高的推广价值。
拼装：壁体单元块在胎架上进行拼装。
焊接：钢板对接以埋弧自动焊为主，钢板较薄，T型肋和板条肋焊接中易产生扭曲变形和侧向弯曲变形，采用线能量较小的实芯焊丝CO2气体保护焊。
5.2.1.2.3底板单元块加工
（1）底板单元块拼装场地
底板单元块拼装场：硬化、平整、面积满足加工要求。
（2）底板单元块制作
下料：严格按照各单元块排版图进行数控下料。
针对22#墩承台钢吊箱的结构特点，结合加工现场起重能力，以不破坏底板主梁的连续性为原则，将底板和壁体划分为若干个立体单元进行分段制作。
5.2.1.2.2壁体单元块加工
（1）壁体单元块制作胎架加工
根据单元块划分情况和建造工期需要，本钢吊箱制造3个内壁凸弧型曲面单元块制造胎架、5个外壁凹弧型曲面单元块制造胎架、1对环直交界处内角隅异型面单元块制造胎架和2个平直面单元块制造胎架。
单元块采用反造法：即先在拼装场地上摆放底钢板，然后在拼好的底板上标识出主梁及次梁的位置，再安装次梁，最后安装主梁。
焊接：先进行主梁焊接，再进行次梁焊接，最后进行主、次梁与底板的焊接。
5.2.1.2.4钢吊箱整体拼装
（1）钢吊箱拼装平台布设
拼装平台位置选择场地要求平整、硬化。
在地面上先摆放支墩，支墩位置均匀布置在底板主梁交叉点的位置上。支墩自身强度及刚度满足拼装要求，支墩高度满足气囊安装要求，支撑墩所处位置必须有足够的承载力，确保在总体拼装过程中不会由于钢吊箱自重影响而产生沉降变形。（见图5.2及图5.3）。
图5-2 支墩结构示意图
在拼装平台四周布置纵横基准线作为基准。
图5-3 拼装平台支墩及基准线布置图
（2）钢吊箱底托板安装
由于钢吊箱底板为型钢结构且采用气囊法下水，为保证气囊下水的安全，在钢吊箱底部设置下水底托板。底托板采用16mm厚的钢板焊接成整体，下水前与钢吊箱壁体通过钢丝绳连接成整体，钢吊箱下水完成后，将钢丝绳割除，底托板脱落，拉上岸进行回收。
5.2.2.2.1施工准备
（1）安装箱体下水设备
3 适用范围
适用于特大型桥梁水下基础钢吊箱及钢围堰的施工。
4 工艺原理
钢吊箱在工厂内分片制作、整体拼装；通过布设下滑及限速装置，使钢吊箱底板下的气囊滚动，达到钢吊箱滑行、入水的目的；将钢吊箱壁体分隔成若干个独立、密封的单元，使钢吊箱入水后能够自浮，采用拖轮将钢吊箱浮运至施工现场；利用三艘起重船整体同步进行钢吊箱吊装，并注水下沉到位，完成钢吊箱的施工。
最后进行附属结构的安装。
（5）水密性试验
为保证钢吊箱双壁结构密封，总拼完成后进行水密试验。
壁体0.8m高度内焊缝：水密性检验
其余焊缝：渗油法检验
图5-4 钢吊箱整体拼装完成
5.2.2 钢吊箱气囊法下水主要工序
5.2.2.Biblioteka 施工工艺流程施工准备→钢吊箱下墩→钢吊箱滑行→钢吊箱下水。
5.2.2.2 操作要点
（3）底板单元块拼装
采用龙门吊将底板单元块逐块翻身，并按拼装图要求逐块摆放到拼装平台上。
测量定位精确后，将底板单元块焊接拼装成整块，随后进行底板开孔作业。
（4）壁体单元块拼装
在底板上划出的壁板单元块位置线；
壁体单元块检验合格后，通过轨道运输或液压平车运至整体拼装区；
在底板上按顺序进行壁体的拼装，拼装时在接口位置设置环块内部支撑，确保壁拼装的精度。
2.0.2在钢吊箱底板增设底板托，一方面扩大了底板与气囊的接触面积，另一方面增大了钢吊箱入水瞬时浮力,避免钢吊箱入水时搁浅；
2.0.3首次在国内外特大型桥梁承台钢吊箱施工中采用三船抬吊同步吊装施工工艺，降低了对单艘起重船的起重吨位要求，解决了长江中、上游千吨级大型起重船资源缺少及长江通航高度限制的难题。
该工法中，钢吊箱施工采用了工厂分片制作、整体拼装、气囊法下水，长距离浮运、三艘大型起重船整体同步抬吊的施工技术，该技术成果经XX省交通运输厅和中国公路学会鉴定，达到国际先进水平，并于2011年获XX省公路学会“科学技术特等奖”和中国公路学会“科学技术二等奖”。
2 工法特点
2.0.1实现了国内最大规模的超大整体钢吊箱工厂化制作、气囊法整体下水、长距离浮运及高精度安装的施工工艺；
（2）壁体单元块加工
下料：严格按照各单元块排版图进行数控下料。
矫正：板件及型钢下料、拼焊成型后必须经过矫正，方可投入组装。特别是薄板件、窄而长的板件，要进行侧向弯曲和平面度的矫正，角钢要矫正断面垂直度等几何精度和直线度，内外环板除以上矫正内容外，还要矫正圆弧线形。矫正合格后，按类别和顺序堆放，以便于拼装。