东海大桥承台混凝土套箱分块拼接施工安全分析

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发布时间：2021-09-10

资料介绍

东海大桥承台混凝土套箱分块拼接施工安全分析
黄向平，莫景逸
(中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海市200030)
摘要：东海大桥采用混凝土套箱法对非通航孔中高墩桥梁承台进行施工。套箱形状为长方形，比圆形套箱具有较大的迎浪面，受
力更不利。因其体积较大，吊装和运输都受到施工条件的限制，海上施工的周期也较长，受天气的影响大。针对以上不利因素，从施
工安全、施工条件、施工进度、经济合理性等角度出发，提出了适用于长方形套箱分块拼装方案，并采用大型有限元分析软件对施
工过程进行仿真分析，为施工工艺方案的选择和施工流程优化提供依据。
关键词：方套箱；分块拼接；承台施工；东海大桥
中图分类号：U445 文献标识码：B 文章编号：1009—7716(2013)07—0219-03
0 前言
东海大桥是举世瞩目的上海国际航运中心洋
山深水港区最主要的工程之一。大桥从芦潮港开
始至洋山深水港区，总长度达31．053 km，工程规
模巨大。大桥所处海区海况恶劣，一年中海上安装
工程有效作业天数为180 d，可供混凝土浇筑的天
数也仅为240 d。整座大桥从2002年8月开始施
工，须在2005年底竣工完成。
非通航孔桥梁的承台套箱分两类：圆套箱和
方套箱。其中圆套箱施工已顺利展开，一天最多可
安装4个套箱，积累了一定的经验；方套箱长
27．85 m，宽10．2 m，高4．35 m，体积较大，原计划
采用钢套箱方案。混凝土圆套箱的顺利安装增强
了施工单位采用混凝土套箱的信心，提出大套箱
是否能采用混凝土套箱，将混凝土圆套箱的施工
工艺推广到大套箱上。这样，整个非通航孔的承台
安装的工期都可得到保证。
1 承台套箱施工方案
国内大江大河上的桥梁承台套箱大都采用钢
套箱，工艺较成熟。但是，在东海大桥使用钢套箱
有其自身的特点：一是东海大桥属外海工程，拆除
钢套箱成为一道难度和风险较高的工序；二是东
海大桥桥墩工程量大，钢套箱需周转才能保证施
工方案的经济性，从安装到拆除需几个月的时间，
这期间螺栓可能锈蚀且位置在封底混凝土底部，
须选择在天气好、潮位低的时候进行。受天气潮位
的影响，钢套箱的周转次数很难保证。
若采用混凝土套箱，承台浇完后不用拆除，受
收稿日期：2013一O1—15
作者简介：黄向平(1976一)，女，福建罗源人，高级工程师，从
事路桥、岩土设计研究工作。
天气潮位的影响相对小，施工更安全，经济更合
理。但是混凝土套箱重量较大，对运输和起吊设备
的要求较高。若采用整体吊装方案，需要大型浮
吊，现有的吊装设备不能充分利用；而采用分两块
拼接方案，每一块的重量与整个圆套箱的重量相
当，能够充分利用现有的设备条件，实现快速安装
承台套箱的目的。
经过认真权衡钢套箱和混凝土套箱的优缺
点，本着尽可能减少海上作业时间，尽快提高套箱
刚度的原则，提出了将方套箱分两u形吊装，水
上拼接的施工方案，施工流程如下：
陆上分片预制套箱_÷方驳上拼装u形套箱一
起吊u形套箱一将两片u形套箱正确定位并支
撑在桩上一连接好桩顶和钢扁担，焊好拼装部分
钢梁、钢板一浇灌封底混凝土一现浇套箱壁湿接
头封底混凝土达到85％强度后，拆除部分钢扁
担，浇筑第一层承台混凝土第一层承台混凝土
达到85％强度后，拆除全部钢扁担，浇筑第二层承
台混凝土。
2 套箱构造
整个套箱长27．85 m，宽10．2 m，承台内布置
16根钢桩，空间有限元模型见图1。套箱中间处设
置钢扁担(见图2)，并搁置在桩上，套箱吊装时吊
点设在钢扁担上；套箱底部采用钢底板结合钢底
梁来承受浇筑混凝土的重量；在桩间的钢扁担与
钢底梁设吊杆以减小底梁跨径。因套箱分块吊装，
则半个套箱呈开口u形，开口处设桁架(见图3)
保证套箱具有足够的刚度以防变形。
3 计算分析
3_1 荷载标准
从开始安装套箱到施工完承台只需经历几十
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