桥梁水下桩基加固施工的钢套筒制作与安装研究 黄定吉 （士安市公路局永丰分局。江西永丰３３１５００） 摘要：文章研究桥梁水下桩基加固施工的钢套筒制作与安装问题，探讨桥梁施工钢套筒加固操 作的基本工艺以及流程，供同类工程施工应用提供技术参考和支持。 关键词：桥梁施工；桩基加固；钢套筒；制作与安装；工艺流程 Ｕ 刖 昌 表１钢套简基本参数一览表 桩基是桥梁的根基建筑物，是最容易发生质量 病害的关键位置。在桥梁加固维护处理过程中，加 固桩基的技术性要求相对复杂也十分重要，事关工 程的效率和质量。本文专题研究桥梁水下桩基加固 施工的钢套筒制作与安装，探讨桥梁桩基加固施工 钢套筒加固操作的基本工艺以及流程，供同类工程 施工应用提供技术参考和支持。 １ 桥梁水下桩基加固钢套筒的 制作与安装探讨 １．２钢套筒加工制作 我们一般采用１２ｍｍ的钢板来加工制作钢套 １．１钢套筒技术参数选择 筒，钢套筒在制作过程中主要由两块钢板弯曲加工 首先需对加固桩体进行测量。实际测量所要加固 而成，一般每节钢套筒长度为４．５ｍ，两个半圆形的 桥墩的高度、水位『青况、地质条件和现场水深等，根据 光管结合成一节钢套筒，套筒利用法兰连接，并且 测量的数据，按照３０ｍ／ｓ的水流流速来设计钢套筒参 通过锚固方式固定。实际施工中，应该有质检人员 数．在选择钢套筒时，套筒的内径应该比桥墩外径大 对于焊缝和涂层进行检验合格后方可使用。钢套 ３０ｃｍ。钢套筒基本参数选择，具体见表１所示： 筒工程应用量值参数，具体参见表２所示： 表２钢套简工程应用量值参数表 作者简介：黄定吉（１９７３一），男，湖南双峰人，重庆交通学院本科毕业，工程师，从事公路工程施工管理。 ・４１・ 钠会简的（ ｆ ．ＩｌⅢ ） 而 、平而Ｉ 、芹 连接 火样以及Ｌ下连接大样慨要罔例，具体 １所爪： 、、一一， 鱼ｒ－．．｝｛一．Ｉ ． （ａ）钢套简的立面简图 ‘１ ｛ 键钢 生一 ０一 ）＿＿ ｝Ｈｌ Ｌ （ｃ）锢套简的上下连接样图 （ｄ）钢套筒的左右连接样图 图１ 钢套筒的立面图、平面图、左右连接大样以及上下连接大样（单位：ｒａｍ） １．３钢套筒试拼装 Ｉ 厂‘内 所需 的设汁 寸先＿ＪＪ【１１ 成套简 的 ．Ａｆ＇ｔ：， 运 ¨也进行安装乖『１水密性试验． １．４钢套简涂装防腐 （１） 安装 ，』需ｘ，Ｊ’ 筒进行除锈处 ，表而除 锈等级心陔达划Ｓａ２．５级以 ．行， 日．需确保喷涂层的厚度达到设 ‘要求， 一 的重卺位置应控制任１．５ｃｎｌ￣２ｃｍ； （４）对表面进行环氧封闭漆底层清理，清 掉 漆而的脏污和灰尘，同样在喷涂以前 埘丧 糙 部分进行手动涂装，然后使用高压喷进行喷涂； （５）环氧封闭漆喷涂完毕后要进行表面清沽， 佯除去表面灰尘，再喷涂环氧云铁 １Ｊ漆，对ｒ 并ＩＪ＿要确保表面清 没仃 匝和 垢； （２）埘俐 简进仃喷漆以 ，』要先 高 的部ｆ 进＂于Ｊ １ 涂装，然后｝ｌ｝ 喷涂机喷涂； 气将 粗糙或者死角部位仍要采用手］二喷涂．然 Ｊ｝ Ｊ 喷伧喷涂； （６）存喷涂前要确保涂料搅拌均匀，保证喷涂 时表面光滑，漆面无结块颗粒并且要做剑一次删 一ｆ 简丧ｌ 的｛。垢 灰 吹 ，之 还 对表面粗糙 （３）｛ｉｉｌｉ 涂ＩＩ、ｒ， 注意遵循卡Ｉ｛心的规！Ｊ！ｌＪ，从 到 外从ｆ 刮下的进ｆ 喷涂，儿喷涂时，需保征唢怆与 喷涂太 ｆｆ， Ｊ速喷涂，喷涂要按照血线连续进 次用完．调配完成后的余漆不能长时『¨Ｊ仔放 ・４２・ ２桥梁水下桩基加固钢套筒吊装 辅助设施探讨 ２．１吊装导向装置选型 钢套管的导向装置。 系梁连接结构：在系梁及墩柱上架设钢套筒的 临时吊点：此临时吊点由工字钢焊连卡吊点构成； 作业时有起重船吊机配合实施钢套筒安装操作。 ２．２吊装导向装置安装 ２．２．１导向装置安装 由于存在于桥墩及上部结构上，决定钢套管安 装不可能先行拼装成整体以利用大型吊装设备开 展吊装，而只能选用导向吊装装置采取分层分块实 在进行套筒吊装时，要注意吊装的施工顺序， 首先要吊装导向装置，其次要加工立柱骨架，然后 施安装。一般可分为两种吊装安装形式：第一种是 在桩基上设置承台结构。第二种是桩基加固墩采取 系梁中间连接的结构。 承台结构：以原桥墩的承台作为基本支点，构 成一套框架结构成为吊装导向装置。承台上的每根 墩柱都横桥向设置分配梁两道：沿纵桥向在分配梁 上布设两道系梁和上主梁；布设四根立柱在上主梁 进行安装骨架，在安装分配梁，最后安装导梁地板 和导梁。 具体的安装流程： ①首先吊装导向装置，导向装置的材料等级应 为Ｑ２３５钢。根据设计要求下料，如果实际情况有 变，根据实际情况下料施工。在材料选用时一定要 按照国家标准执行，不能采用不合格的材料； 的下方，沿横桥向布置两道轨道梁在系梁和上主梁 之间，其为钢套管的吊装梁；平行于上主梁，在立柱 的下端，布置下主梁，以此作为导梁支撑点；垂直下 导梁，于下导梁的下方，布设导梁的系梁两道；导梁 系梁的下端，每根桩构成４根导梁，以此作为安装 ②在现场加工立柱骨架时，应该完全按照设计 规定进行加工，采用焊接法兰固定，确保分配梁和 立柱成为一体： 杆 圈２分配梁连接墩柱示意图（单位．ｃｍ） ③立柱骨架的安装．用直径２４ｒａｍ的螺栓将立 柱骨架固定在定位桩上，分配梁和墩柱也需要采用 种植螺栓固定： ２．２．２钢套筒安装 ①首先是要对第一节套筒进行下沉作业，将制 作好的套筒半管驳运到加固桩基附近．用临时吊架 ④分配梁的固定安装。立柱骨架定位安装完成 后，下一步在立柱骨架上安装分配梁，将立柱骨架 和分配梁装成整体，再安装圈梁。 来吊装套筒，下沉到加固桩基附近。本文套筒为高 程分段式组合套筒。导向装置吊装运钢套管操作具 体如图３所示： ・４３・ ［ ｉＯ １一ｌ一 １７８ ｊ ０； ２８ Ｉ．６９． ２ｌ０ ．６９．１ 、Ｒ ｓ Ｉ．６９。 ２．１０ ．６９． 叠 一Ｉ ｌ一－－Ｉ一 一Ｉ一一Ｉ Ｉ一 一ｌ —Ｉ一 一ｌ一一｝。一 Ｔ ． 一；．三 ｌ 』 司一 Ｉ。 “ —。 ・｜ ｌｌ ’ ： Ｌ’，： 二 Ｉ Ｉ自 卜－． ・： ：Ｌ 一ｒ ＩＩ● ‘三ｊ一 ＇ Ｉ． ｈ 巴３： 。＿ 一 ’． ’、ｊ一 ＿ －－ － Ｉ１ ・ ・ ｎｆ 厂＼、＼ ｂ＼ ｉＩ 一．．’： ； ！ Ｉ ／＾＼｜ ●ｌｌｌＩ● —＋－ ｆ零 ＿－ Ｌ－ Ｊ ’ｌ’ ｌ ｌ 、 ／ Ｉｌｌ＃ ～ ｊ ・｝ ～一／ Ｉ＃『 ｛ ＼＼、一／ 目目 Ｉｌ 一． 一． 髓盘；８ ｉｌ ｉ“ 重 ，ｒ ：‘ ‘｝ ・｜＝－ ・１：：・・ ｉ ｝ ｌ ｆ＝７ Ｉ吉 ．Ｕ ， Ｕ Ｌ＿１ — １ｆ’ ‘ｌｌ 图３导向装置吊装运钢套管平面图（单位：ｃｍ） 之Ｊ． 将ｌＷ个、 水下进ｆ 埘接拼装，许Ⅱ川 （３）现场搅拌Ｊ ： 『ＪＩＩ入【ｆ１眇，『ｆｆ『ＪＩｆ人水泥， 螺俭阎定． － 例套筒 水Ｆ所鞘安装后下沉ｆ 不分散剂， ７ＪＩ１入水，进仃搅拌 搅拌时问不 简即Ｉ】Ｊ‘： 能少于５ｒａｉｎ．然 进行小分散实验，确ｆ 棚应指标 逐 发 剩余钢套简， ｛ ・１ 钢会简下 合饼』 进行潲ｆｉ：； 安装完 之 ，ｌ１Ｊ一以陆续安装 ，Ｊ‘的剩余俐套筒， （４） 灌 砂浆填充料时，曼…砂浆ｒｆ，进入一 逐’ｌ 友 ．ｊｉ Ｉｌ‘个那他川法！ … Ｊｉ 进行 封防水 定 的碎石料，从 提ｌ岛砂浆的强 ，碎 ｝的投 处理． ｉ昕仃 简发装 定 屯 之 ， 体下ｊ）ｆ．ｉ１￣Ｉ 放比例为砂浆体ｆｊｌ的２０％Ｉ，ｉｌＨ、ｒ成ｉ发 场进行砂 套简： 浆投放 模，将 成好的砂浆投入胖｝ｌ内，进行７ｔＩ， 河眯 伏申¨埘甲缓ｆ１，Ｊ 、 场，钢套简封Ｊ ２８ｄ 验 采Ｊ｝Ｊ平 川ｊｊＪ钠… 力‘式即几『 『术起伏较大的 铡套简材料填允施ｌ 操作注意 Ｊ￣：ｓＯ！： 作、ＩＩ，场。 以『 ’ 低 脚 堰的力‘ Ｊ＿ＪＪ效更女 灌 砂浆Ｊ、 陔从遵循从低刮Ｉ 从Ｉ＾ｉｊｆ｛Ｊ！ｌｊ钊 『ｌ ３桥梁水下桩基加固钢套简材料 ｊｆ１０灌注帧序，许Ｉ Ｉ 保证灌注的ｊ生续性，㈤时需 ／支ｆＩｌ『俭测灌注Ｉ＿度，俅ｉｉｌ！ｉｉ＇￣ｉ汪符合ｌ 没汁要求； 填充过程探讨 ｎ１ｔ隔一定ＩＪＩ，Ｊ－ｆＮＪ就 进行检测，愉 砂浆的表 ３．１灌注不离析砂浆 址 达到标准 水． 且进行卡ｎ ， 灌注 铡 简材料 允施ｒ操 过 ： 『１ｌ『．心咳及时川 僻进ｉ 提升下料，从 障眇浆 （１） 发装 公简之后， 埘会筒 部进 砂 火沣均匀．避免…十砂浆表面偏筹过人， 影响施 浆灌 ，水卜灌 的砂浆也ｌＩ【Ｉ水｝＝．不分敞眇浆，这 Ｉ 质ｆｉ ： ｆ１Ｉ１砂浆ｊ 仃一定的抗水分散 能．能够 水下保持 、蔓存使片】搅拌饥乖ｌ１砂浆泵灌 【Ｉ、Ｊ，受 意不要 聚合，几Ｊ‘以ｆ …｜ｎ，』ｊＪｆＪ的灌； 强Ｊ芝； 堵糍…浆门，保 砂浆 利灌江； （２）１ 体的材料Ｊ 号及 卡｝｝ ：水泥采川４２５ 砂浆质 ｔ一定 符合规定要求，沙粗人小以 水泥．水 －匕 ４４％，ｔ｝１砂 ２．５， 求 及 泥量鄙需 控制 标准以下，确 Ｉ 程质 【Ｊ『 ＜ｌ ，填允：ｌ ｉ比为５１．５％，剩余的４．５％＿为不分 ： 敞刹．根 情况 落性能控制 ｌ７Ｉｌｌｌｌｌｌ～１ ８０ｍｍ 水流相埘不平缓的作业水域 展填允作、 ｆ 脱场 ｌｌＩ＿ｉ祭： 灌 离析砂浆的力。式功效更适用 ・４４・ ３．２灌注普通水泥砂浆 普通水泥砂浆灌注．一般水泥砂浆的密度都在 ２ｔ／ｍ３左右，而我们所说的ｌ：３配比比例则是要ｌ 份水泥对应配比３份砂，加水的比例一般按０．６份 灌注普通水泥砂浆的方式即可功效适用。 ３．３灌注水下不分散混凝土 （１）水下不分散混凝土是一种具有很强抗分散 性的混凝土．同时他还具有一定的流动性，能够在 水下实现自由流动和灌注，同时灌注过程不会分 散。能够做到灌注过程无污染，在水下强度也同样 能够达到陆地强度的７０％。 进行添加，所以完整的水泥砂浆比例应为水泥：砂： 水＝１：３：０．６。普通水泥砂浆的灌注方法同水下不分 散水泥砂浆的灌注方法相同。 在水流相对较平缓的作业水域开展填充作业， （２）材料配合比、性能及要求见表３所示： 表３材料参数要求 嚣（３）水下不分散混凝土的灌注工艺和灌注不离 （１）在进行水上水下作业时，必须遵守相应的 安全操作规程，在操作中也要经常检查设备情况； （２）对于钢套筒的现场安装焊接，要满足焊接 的标准，确保达到设计要求； 析砂浆工艺基本相同。 在需严格控制水污染的作业水域开展填充作 业。灌注水下不分散混凝土的方式功效更适用。 ４桥梁水下桩基加固钢套简的施 工工艺探讨 ４．１加固钢套筒的施工操作工艺流程 （３）当水下操作时遇到障碍物阻碍，可以通过 手动清除障碍的方式保障正常施工： （４）对于钢套筒的各个接头处都要进行特殊工 艺处理，保证套筒的密封性能以外。还要在连接法 兰处刻出较为粗糙的纹理，这样可以保证螺栓的紧 对于桥梁桩基采用钢套筒加固时，需要分别制 作好单元件，再到现场进行吊装，然后向钢套筒内 灌注水下不分散砂浆和水下不分散混凝土。加固钢 套筒施工操作工艺流程，具体如图４所示： ｆ钢套简设计研究 Ｌ—］一．力也能起到一定的防水功效； （５）在钢套筒水下安装前，要根据河流的水位 以及水下情况和河床情况进行地质勘测。确保水下 条件和地质条件允许的前提下方可进行施工作业： （６）同时在施工过程中，应该和当地的水文地 质部门进行沟通，以保证套筒试验可控。 ｒ—一 二 — ＝ ——］原材料采购：＝＝ ————————’Ｊ 实验准备 ｒ—一 ＝ 兰二 ｌ钢套筒工厂制作 ５结语 文章通过对水下桥梁桩基套筒加固工程的分 析，详细讲述了水下套筒加固工程在材料选用，施 工工艺以及注意事项等方面的要求。重点讲述了钢 套筒的材料选择．现场不同桥梁桩基的不同施工工 艺。以及对于不同灌注材料的选择远离和灌注方 式，最后整体介绍了钢套筒桥梁加固工程的施工工 图４加固钢套简施工操作工艺流程 艺流程。通过本文的研究，可以对我国桥梁桩基加 固工程中适用钢套筒加大横截面加固法的理论研 究提供一定的参考。 ・４．２加固钢套筒的施工注意事项 ４５・ 参考资料： 【４】曾振海．深水基础钢同堰施丁关键技术研究【Ｄ】．长沙：长沙 理Ｔ大学学报．２０１２． 【１】朱奂宇．钢围堰下放过程结构力学行为分析【Ｄ】．重庆：重庆 交通大学学报．２０１６． 『５】李云飞．阿蓬江大桥深水基础双壁钢围堰施 技术研究 ＩＤ１．成都：ｌ珥南交通大学学报．２００６． １６黄剑飞．６Ｊ单双壁组合型钢围堰结构在桥梁深水基础施 中 的应用［ｏｌ 卜海：上海交通大学学报．２００９． 『２】贺德龙．复杂水文地质条件下钢嗣堰施Ｔ技术研究【Ｄ］．重 庆：重庆交通大学学报．２０１６． 【３】徐海静．大型钢围堰的施＿ｒ：安全监测控制【Ｄ】．天津：河北丁 业大学学报．２０１ ５． （上接第３７页） （７）梁板就位后．在梁板的顶部挂线锤或用垂直仪， 根据梁板面上的竖向中心线检查梁板是否垂直。且 ５安全保证措施 （１）进入施工现场必须按照规定穿戴反光服、 不向两侧倾斜，以便调整。安装符合质量标准，且保 持梁板的临时稳定后，方可放松钢丝绳，卸除吊钩， 单片梁板安装完成： （８）梁板安装：梁板运输车辆停在高速公路行 车道及应急车道内．保证陔路段车辆超车道运行， 安全帽等劳保用品，操作人员必须持有特种作业操 作资格证，并经培训考试合格后，方可上岗作业； （２）吊装作业区应设立警戒区，并设明显的标 志，并有专人现场警戒，无关人员不得入内： （３）吊车作业时，吊臂下严禁站人，钢丝绳在作 吊车就位在路基上（不占用高速公路）进行吊装。 业过程中，不得与其他物体发生摩擦．并防止搭接 或者扭曲，严禁与带电体接触。起重工应统一指挥 和统一发布信号，指挥人员应由有经验的起重１二担 任并持证作业。高空作业时全部用对讲机指挥； （４）已经起吊的重物不得在空中长时间停留，必须 作短时间停留时，操作及指挥人员严禁离开工作岗位。 图８预制梁板安装 （９）为了保证梁板起吊安全，在车道封闭区域 前后安排专职人员进行指挥，指挥人员配备专用的 通讯设备和红旗 在预制梁板从运输车辆起吊时对 高速公路进行临时布控，待梁板吊离运输车辆至扩 建路基后分时段恢复通行 ６ 结 语 本文对高速公路改扩建项目集中预制梁板吊 装及交通组织进行了探讨，改扩建项目任务重、Ｔ 期紧．而预制梁板的吊装属于Ｔ程的关键丁序，也 是施工中常见的问题．由于沿途场站设置受限问 题．一般会利用老路进行预制梁板运输，所以施工 期的交通组织维护对于整个工程也是至关重要。一 ４施工注意事项 （１）梁板转至承托点上方时，才徐徐放下； （２）【大Ｊ抬吊的构件较重、较大，需十分注意吊臂 旦在施＿Ｔ过程中发生任何质量、安全问题，会对总 Ｔ期造成较大的影响。通过对预制梁的吊装运输和 交通组织采取一定的质量控制措施，制定合理的交 通维护方案，避免了过程中各环节不利因素的影 响，保证了Ｔ程质量及总体施Ｔ进度，为以后类似 Ｔ程提供参考资料。 参考文献： …ＪＴＧ ＴＦ５０—２０ Ｉ】．公路桥涵施丁技术规范ｆｓ】． Ｉ２ｌ ＪＴＧ Ｆ８０／Ｉ一２００４．公路１ 程质量检验评定标准［ｓ】． 【３】ＪＴＧ Ｈ３０—２０１ ５．公路养护安全作业规程【Ｓ】． Ｉ４１中华人民共和国道路交通安全法． 的强度．必须按照使用说明书的规定控制伸臂长 度．不得盲目伸长吊臂，以免出现折臂造成事故。注 意检查卷扬机钢丝绳长度是否足够，其与滑轮组的 倍率必须满足该项吊装作业的使用要求； （３）吊装时必须统一指挥，南指挥员确定吊机 摆设位置 一般多台同时操作时，每台必须配一名 联络员传达指挥员的指令。并注意支腿有无下陷和 浮动的危险状况。当吊机力矩接近额定力矩时，联 络员应立即报告指挥员，南指挥员发出安全指令， 确保吊装安全。 【５１汀西省交通丁程集刚公司．昌九改扩建项目施＿Ｉ 组织设计 【Ｚ１．２０ｌ ６．７ ・４６・
