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例谈特大桥主墩承台套箱

1、概述

伦桂路容桂特大桥主桥为独塔斜拉桥，跨径组成为48.2+87.8+254m。主塔基

础采用整体式高桩承台基础，承台尺寸30.5×24×6m，采用18根φ2.8m钻孔

灌注桩。承台施工采用防撞钢套箱侧板与底板结合的有底套箱。

套箱侧板设计为防撞钢套箱永久结构，总平面尺寸为32.7m×26.2m。防撞

套箱高7.05m，顶标高+4.756，底标高-2.294m。承台高6m，顶标高+5.509m，

底面标高-0.491m。主墩承台及防撞套箱结构图如图1所示。

2、水文特点

主墩承台周边环境特点为其地理位置岸边一侧位于防洪堤坝边坡上，另一侧

在河床中，两侧高差达10米多高。承台施工需对岸边一侧进行开挖。施工期间

近年来最高水位为+1.89m、最低水位为-0.78m。套箱设计时最高设计水位取+2.0m，

最低设计水位取-0.8m进行控制。水文特点为主墩承台施工处于枯水期。低潮位

时，封底砼露出水面30cm左右。

3、设计要点

主墩承台高度6m，分两次浇注，第一次浇注高度为2m。针对伦桂路容桂特

大桥主墩地理环境、水文特征、防撞套箱永久结构形式等特点，本方案在设计时，

要点如下：

3.1封底砼厚度确定

由于主墩承台采用防撞钢套箱侧板与底板结合的有底套箱结构形式进行施

工，且施工期间水位较低，封底砼厚度确定决定因素为如下两方面.

（1）第一层承台砼施工时，封底砼作为承重结构，其强度需满足承载要求，

在计算时将封底砼简化为四角点简支在基桩上的板计算其强度。

（2）浇注第一层承台时，套箱所受浮力、封底砼与钢护筒之间的握裹力，

能否满足第一层承台砼、封底砼及钢套箱自重作用。在这里浮力、第一层承台砼、

封底砼及钢套箱自重作用均为确定因素，而封底砼与钢护筒之间的握裹力可通过

增加封底砼厚度而提高。

但不能单一通过提高封底砼厚度来达到增加封底砼与钢护筒之间的握裹力

的目的，封底砼厚度增加的同时，握裹力增大，封底砼自重亦同时增加，因此封

底砼厚度确定应同时考虑经济性。可以考虑通过增设抗剪设施等其它途径增加封

底砼与钢护筒间的握裹力。

综合上面两个因素及经济性考虑，封底砼厚度确定为1.5m。

3.2底板结构形式

由于承台施工处于枯水期，封底砼施工时露出水面的部分没有受到水浮力的

有利作用影响，底板相对承受更重的荷载作用。底板主龙骨需要强大，并尽量多

布置主龙骨吊点，以提高其承载能力。底板主龙骨设计采用桁架形式，其自重轻、

刚度大、承载能力强。钢套箱立面布置图如图2所示。

3.3底板面板、加劲肋、龙骨位置关系

由于主墩承台位于防洪堤坝边坡上的特殊地理位置，套箱方案设计时需考虑

尽量减少边坡开挖方量，将对防洪大堤影响降至最低。底板设计时改变传统主龙

骨+加劲肋+面板的结构顺序形式，而是将面板置于中间，承重桁架在上方，底板

加劲肋在面板下方。封底砼施工时，直接将承重桁架浇注在封底砼里面，降低了

底板+封底砼高度，从而无需多开挖大堤边坡。且有利于施焊，加工方便。底板

面板、加劲肋、龙骨位置关系大样如图5所示。

3.4底板提吊系统结构形式

由于主墩基桩为梅花形布置，底板龙骨形式应尽量规则，方便加工和施工。

底板承重桁架横桥向沿钢护筒两侧通长布置。为充分利用钢护筒作为底板支撑系

统，每个钢护筒上设置两个吊点，将底板承重桁架吊点数量做到最大化。钢套箱

底板平面及吊点如图3所示。

底板系统除了要承受自重以外，最大的荷载为承台封底混凝土，因此底板利

用钢护筒作为支撑，通过提吊系统将底板承受的荷载传递给钢护筒。底板提吊系

统包括钢护筒顶部提吊扁担梁和提升吊杆，提吊扁担梁为2I28a型钢，下面焊接

三角形牛腿与护筒连接改善受力，吊杆为两根φ32精轧螺纹钢筋。

3.5内支撐设计

另外根据承台施工水文特征，承台封底抽水后，由于套箱外水位较低，封底

砼和套箱自重及其封底砼与钢护筒间的握裹力已经完全能够抵抗其水浮力，无需

设置封底砼反压装置。且套箱侧水压力较小，为非内支撑设计控制工况，内支撑

设计只考虑吊装阶段即可。

针对套箱侧板设计防撞钢套箱永久结构，其具体结构形式为竖直与水平两个

方向钢板形成钢箱结构，内部设置加劲肋。钢套箱安装选择采用浮吊整体下放方

式，利用其侧板刚度大，自重大，对于吊装时吊绳所产生的与套箱侧