【摘要】本文介紹了利用深水基礎鋼吊箱技術施工水中系梁及接柱的施工技術，用小型的吊箱僅將單根基樁套住，系梁是預制的，被固定在小吊箱之間，與小吊箱同時下沉至設計位置，然后按有底鋼吊箱施工技術澆筑系梁及接住。
【關鍵詞】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段上的一座大橋，跨徑布置為6m*20m，上部是先簡支后連續的預制組合箱梁，下部為圓柱墩，直徑為1.2m，基礎為鉆孔灌注拉，直徑1.5m。第2，3號樁樁頂設系梁，系梁處于水下，樁柱及系梁結構如圖1所示。本工程下部施工的難點在于2，3號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。后參考深水基礎之高樁承臺的鋼吊箱施工方法，制定了有底鋼吊箱方案，將兩根樁柱和系梁同時套在一個吊箱內，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，而系梁是預制的，被固定在兩個小吊箱之間，與小吊箱同時下沉至設計位置，然后按有底鋼吊箱法施工接柱。該方法吊箱輕，成本低，方法簡單易行，實際應用得到了成功。
三、施工過程
1．鉆孔灌注樁施工
先搭設鋼便橋至樁位，然后搭設鉆孔平臺，沉放鋼護筒，鉆機在鋼平臺上進行鉆孔成樁。
2．小吊箱制作
小吊箱側板和底板使用6mm厚A3鋼板作面板。用8號槽鋼作模板豎肋對面板進行加固。吊箱分三節，每節分兩片，節間和片間均用螺栓連接。第二節底與系梁頂平齊，在與系梁頂接觸面處設法蘭，用于與第一節法蘭鎖緊系梁，第一節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。第一節系梁以下部分直徑逐漸收縮，至略大于護筒直徑（圖2）。
3．組裝與下沉
在鉆孔平臺上的相應位置預制系梁，略短于設計長度，端頭要預留連接鋼筋。準備工作做好后，在沉放位置上拼裝第一、第二節吊箱及系梁，吊起，抽出預制系梁的底板，將聯體的吊箱放入水中并緩慢下沉。當下沉到第二節頂與鋼平臺平時，拼裝第三節吊箱，繼續下沉到設計標高，最后用工字鋼將吊箱和鋼平臺連結成一個整體。
4．封底
先用沙袋堵塞吊箱與護商之間的縫隙，然后澆筑水下混凝土封底。待混凝土達到一定強度后，抽出吊箱內的水，拆除懸吊系數割除護筒，對封底混凝土面進行整理，有漏滲水時要緊系封堵。
5．澆筑結構混凝土
將樁頭鑿至設計標高，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。混凝土產生一定強度后，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
向吊箱內回水至與河水面平，潛水員將吊箱節與節、片與片之間的螺栓拆除，用吊車分片吊起，直至將整個吊箱拆除。
四、設計計算
1．內外水頭壓力差計算
封底混凝土完成后，將箱內的水抽完進行后續作業，此時箱體承受能力必須滿足內外水頭產生的最大壓力。因吊箱是圓形的，只須考慮它的失穩。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。
內外水頭最大荷載：
Q=RWhL
式中RW--水的容重；
h--內外水頭高差；
L－－取1.0m
二者必須滿足公式：
Qc＞KQW
其中，K為安全系數，取2.0。
2．系梁與吊環的驗算
系梁與吊箱連體起吊下沉時，為四點起吊，但考慮不均勻受力的因素，應驗算系梁在最不利情況下的截面強度。另外，須對吊箱的吊環焊縫進行計算，使荷載應力小于容許應力。
3．封底混凝土厚度計算
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筒之間的粘結力可抵消一部分浮力，此時應滿足以下平衡條件：
F－（W1+W2-G）≤πD[τ]T
其中，F為吊箱所受的力：
F＝KRwV
其中，K--安全系數1.1；Rw＝10kN／m3；V－一吊箱體積。
W1--每個吊箱的重量；
W2--預制系梁水中的重量；
G--封底混凝土的厚度；
D--護筒的直徑；
[τ]--鋼護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，尚應滿足以下條件：
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，其余符號意義同上。
用（1）、（2）式計算出的最大T值，作為封底混凝土厚度的控制值。
五、施工注意事項及安全措施
（1）搭設平臺時須考慮到吊箱和系梁下沉時所需的空間，鋼護筒必須精確定位，并使用導向架下沉；
（2）預制系梁與吊箱連接時，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，法蘭之間墊以橡膠墊，同時涂以玻璃膠。玻璃膠應用早強型，凝固后有一定的強度和彈性；
（4）吊箱與系梁連體下沉時，要注意盡量保持各吊點同步下沉；
（5）封底混凝土采用水下導管灌注法，混凝土坍落度為18cm左右，可適當摻入粉煤灰以增強混凝土的泌水性。
參考文獻
［1］交通部第一公路工程總公司．公路施工手冊（橋涵分冊）．北京：人民交通出版社，1991．4
