青岛海湾大桥第二合同段非通航孔桥承台钢吊箱施工方案一、工程概况1、工程概况：青岛海湾大桥第二合同段起讫桩号为K10+310～K14+150（右幅），K10+310～K14+030（左幅），全桥长3840m（右幅），3720（左幅）。

非通航孔桥承台共计102个，其中D类承台有20个，E 类承台个36，F类承台46个。

D类承台采用正方形圆倒角承台，承台顶标高+0.300m，承台厚3.0m，平面尺寸为6.9×6.9m。

E类承台采用正方形圆倒角承台，承台顶标高+0.300m，承台厚3.0m，平面尺寸为7.7×7.7m。

F类承台采用正方形圆倒角承台，承台顶标高+0.300m，承台厚3.5m，平面尺寸为8.5×8.5m。

2、气象特征青岛地处胶州湾畔，濒临黄海，属季风气候区，气候季节变化较明显。

冬半年（10月至翌年的3月）呈大陆性气候特点，气候干燥、温度低；夏半年（4月至9月）受东南季风影响，空气湿润，雨量充沛，日温差小，呈现海洋性气候特征。

工程区一年四季均有灾雾和高温、暴雨、飑线、倒春寒等。

对大桥施工影响的害性天气发生，主要灾害性天气有大风、冰雹、干旱、台风、寒潮、霜冻、浓主要为大风和大雾。

距海面不同高度不同重现期10min平均风速计算值（m/s）3、水文特征胶州湾属规则半日潮类型，两次高潮的高度基本一致，但低潮有日不等现象，两次低潮的高度略有差异。

潮汐周期约为12小时25分，涨潮时间相对较短，落潮时间相对较长，两者相差1小时10分种左右。

青岛港与红岛潮汐特征值工程区设计潮位计算成果设计流速计算成果表（规范）（单位：cm/s）100年一遇设计波要素以上资料来自《青岛海湾大桥招标文件》的《参考资料》。

根据以上参考资料，本工程设计和施工工况采用：20年一遇极端高潮位+3.04m，极端低潮位-3.20m，水流速度109cm/s，风速31.6m/s。

二. 编制依据⑴《青岛海湾大桥第二合同段招标文件项目专用本》⑵《青岛海湾大桥第二合同段工程施工图设计》⑶《青岛海湾大桥第二合同段合同协议书》⑷《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041—2000）⑸《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07/1—2006）⑹《混凝土结构耐久性设计与施工指南》（CCES 01—2004）⑺《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）⑻《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）⑼《国家一、二等水准测量规范》（GB12898-91）⑽《公路全球定位系统（GPS）测量规范》JTJ/T066-98⑾《测量控制管理办法》青岛海湾大桥工程测量控制中心⑿其它国家标准、行业标准、技术条件及验收方法等三、施工安排根据《青岛海湾大桥招标文件》的《参考资料》和《青岛海湾大桥第二合同段施工设计图》，青岛海湾大桥第二合同段非通航孔桥处水深在3.0～10.3m之间，承台顶标高为+0.3m，D、E类承台底标高为-2.7m，F类承台底标高为-3.20m。

根据《地质勘察参考资料》，淤泥层较厚，深水处不宜采用钢板桩围堰施工，水深在4.5m以下的采用钢板桩围堰施工，施工墩号为40～45＃墩，水深大于4.5m 的采用单壁钢吊箱围堰施工，施工墩号为46～60＃，67～97＃墩。

七、钢吊箱的设计与施工1、钢吊箱设计条件根据钢吊箱使用功能，将其分为底板、侧板、内支撑、吊挂系统四大部分。

根据《青岛海湾大桥施工技术规范》的要求，吊箱的平面尺寸比承台大2m。

（1）钢吊箱设计条件钢吊箱围堰是为承台施工而设计的临时阻水结构，其作用是通过吊箱围堰侧板和底板上的封底混凝土围水，为承台施工提供无水的干处施工环境；封底混凝土作为承台施工的底模板，吊箱侧板与承台留有1m空间，为承台施工支立模板、承台的养护和防腐处理留有施工空间。

工况条件根据钢吊箱围堰施工工作时段及设计受力状态，可按以下几个工况进行分析：a 底板吊装阶段b吊箱拼装下沉阶段；c封底混凝土施工阶段；d抽水后承台施工阶段。

水位条件20年一遇极端高潮位+3.04m，极端低潮位-3.20m，水流速度109cm/s。

结构设计条件综合各工况条件、水位条件和施工时间，确定钢吊箱结构设计条件：D类钢吊箱围堰平面内净尺寸：8.9m×8.9m ，E类钢吊箱围堰平面内净尺寸：9.7m×9.7m, F类钢吊箱围堰平面内净尺寸：10.5m ×10.5m；侧板顶面设计标高：+4.50m（保证承台施工在干燥无水的条件下进行，此时最大施工水位为+3.04m左右，浪高1.50m左右）；底板顶面设计标高：D类钢吊箱：-3.90m（封底混凝土厚度为1.20m,承台的底标高为-2.70m）、E类钢吊箱：-4.10m（封底混凝土厚度为1.40m,承台的底标高为-2.70m）、F类钢吊箱：-4.80m（封底混凝土厚度为1.60m,承台的底标高为-3.20m）；内支承标高：+0.80m和+4.10m（最不利工况处）；设计最大抽水水位：+3.04m；（2）钢吊箱的构造简介：构造形式选择根据钢吊箱使用功能，将其分为侧板、底板、内支撑、吊挂系统四大部分。

其中，侧板、底板是吊箱围堰的主要阻水结构，根据钢吊箱设计条件，我们对吊箱底板结构的钢筋混凝土板和钢结构底板两种方案进行了比较，比较结果如下。

结构构造简介①底板钢吊箱底板采用钢筋混凝土底板，钢筋混凝土底板采用格构式，横纵两个方向均设有加劲肋。

底板的面板厚12cm，横纵肋高18cm，宽15cm，最大间距为1.413m，最小间距为95cm。

面板顶面和底面设置两层D10钢筋网片，横纵肋设置φ22mm的受拉钢筋。

底板设置40个预留孔，其中32个是吊杆预留孔，8个是侧板连接的限位孔，孔径为40mm，均设置在横纵肋交叉处。

在肋板底面预埋钢板，将吊杆的螺母焊接在钢板上，使其成为一个整体，在拆卸吊杆时螺母固定不动，在外侧的吊杆底端螺母外侧设置一个黄油封管，使吊杆和螺母不受海水腐蚀。

②侧板侧板采用单壁结构，由Ⅰ20a做纵肋、∠63×40×5做横肋和6mm钢板做面板焊接而成。

纵肋间距500mm，横肋间距为450mm。

侧板高度方向分为上、下两层，分别为3.0m、5.1m。

每层分为4块，其中长边和短边各2块。

上层长边壁板单块重为4.28吨，上层短边壁板单块重为4.193吨，下层长边壁板单块重为6.618吨，下层短边壁板单块重为6.047吨，侧板总重39.85吨。

吊箱下层侧板与上层侧板之间的水平缝和竖缝均采用螺栓连接，缝间设置10mm（压缩后为3～4 mm）泡沫橡胶垫以防漏水。

侧板的面板为δ＝6mm钢板，竖楞（接缝角钢除外）均为I20a工字钢，间距为500mm，水平加劲肋为δ=6mm，h=200mm的钢板，间距为450mm。

③吊箱内支撑内支撑由内圈梁，水平斜撑杆二部分组成。

总重为6.47吨。

内圈梁：内圈梁设二层，设在吊箱侧板的内侧，高程为+0.8m和+3.1m处，由上层2[22a和下层2[32a结构组成的水平四边形，焊在侧板内壁钢板上。

内圈梁的作用主要是承受侧板传递的荷载，并将其传给水平撑杆。

水平斜撑杆：为菱形支撑结构，杆端与内圈梁焊接连接成一体，水平撑杆上层由2I32c组成。

④吊箱吊挂系统：吊挂系统由纵、横梁、吊杆及钢护筒组成，吊挂系统的作用是承担吊箱自重及封底混凝土的重量。

横梁：横梁共计2排，均设在钢护筒顶，每排由3片贝雷梁组成。

贝雷梁的作用是支承纵梁，并将纵梁传递的荷载（通过护筒）传递至基桩。

纵梁：纵梁设置在贝雷梁上，共6排，由2[36组成。

纵梁的作用是支承吊杆，并将吊杆荷载传递给横梁。

吊杆：吊杆是由φ32 mm精轧螺纹粗钢筋及与之配套的连接器、螺帽组成，共32根吊杆，吊杆下端固定到底板的托梁上，上端固定到吊挂系统的纵梁上。

吊杆的作用是将吊箱自重及封底混凝土的重量传给纵梁。

（3）设计计算根据钢吊箱围堰施工时段分析进行结构设计验算，仅就计算思路简单介绍，具体计算过程详见《吊箱设计计算书》。

荷载取值依据由《公路桥涵设计通用规范》（JTJ D60-2004）荷载组合V考虑钢吊箱围堰设计荷载组合。

水平荷载：∑Hj＝静水压力+流水压力+波浪力+风力+其他；竖直荷载：∑Gj＝吊箱自重+封底混凝土重+浮力+其他；其中：单位面积上的静水压力按10.3kN/㎡计，水压随高度按线性分布；流水压力按提供的流速： V=1.09 m/s；＝0.83KN；风速按20年一遇的最大风速：Fwh封底混凝土容重;γ=25kN/m3；水的浮力:γ=10.3kN/m3；封底混凝土与护筒之间的摩阻力取经验值150KN/m2计算内容●吊箱结构设计计算；●封底混凝土施工阶段计算；抽水后吊箱计算。

计算综合工况条件分析和计算内容，对钢吊箱各部分取最不利受力工况进行计算。

①底板主要承受封底混凝土重量和吊箱自重。

荷载组合为混凝土自重+吊箱自重+浮力，此外，还要对吊箱入水时底板受力情况进行复算。

吊箱吊挂系统与底板一起进行验算。

②侧板以承受水平荷载为主，最不利受力工况为抽水阶段，侧板计算包括竖肋、水平加劲肋、面板、竖肋拼接处及焊接的内力、变形及应力计算。

另外，还要对吊箱逐层入水及承台施工等阶段侧板受力情况进行复算。

内支撑系统与侧板计算，在侧板验算的同时完成验算。

③吊箱拼装下沉阶段主要与吊箱自重有关，以两层拼装完成下沉时为最不利进行计算控制，并据此计算结果设计吊点、吊带。

④抗浮计算分两个阶段：一个阶段是吊箱内抽完水后灌筑承台混凝土前，另一个阶段是浇筑完承台且混凝土初凝前。

吊箱自重+封底混凝土重+粘结力（方向向下）＞浮力吊箱自重+承台混凝土重+封底混凝土重＜粘结力+浮力（方向向上）⑤封底混凝土强度验算：要验算封底混凝土周边悬臂时的拉应力和剪应力，以及中间封底混凝土的拉应力和剪应力。

⑥封底混凝土厚度计算，详见《封底混凝土厚度计算书》（4）钢吊箱施工吊箱拼装及下沉底板：吊箱底板采用钢筋混凝土底板，自重32.25t，在预制场预制，预制的底板根据护筒的中心偏位和倾斜度开孔，并统一进行编号，以防错用。

底板预制完成达到强度后吊运至存放区备用，吊具使用自制的扁担梁，利用底板吊点预留孔进行吊装。

用大型运输车辆运输至码头，履带吊吊至驳船上。

侧板：先将侧板按顺序提前吊放在驳船上利用浮吊吊安装下层侧板。

将侧板吊装到位后，安装外侧吊杆，利用吊杆通过反压牛腿将侧板固定，再安装上层侧板。

安装侧板的关键是确保侧板的封密性，拼缝间设置10mm（压缩后为3～4 mm）泡沫橡胶垫以防漏水。

每块侧板焊缝均进行煤油渗透试验。

内支撑：内圈梁直接焊在上下层的侧板上。

在上下层侧板拼装完成后焊接内支撑斜撑梁。

内圈梁四个角要焊接固定。

吊箱下沉吊箱下沉前需要做的准备工作：护筒顶面高程相同，吊箱拼装完成，吊具拼装完成。