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摘要：本文以中广核福建平潭大练海上风电场工程项目为例，对于钢套箱在项目高桩承台施工中的设计与应用要点展开整理，内容涉及确定钢套箱尺寸、钢套箱的制作、运输、钢套箱安装、封底混凝土施工、浇筑混凝土、拆除钢套箱、钢套箱各工况计算等，其目的在于积累相应的施工经验，提高承台结构施工质量。

关键词：钢套箱;海上风电场;高桩承台工程

海上风电场作为现阶段流行度较高的节能工程项目，在施工中高桩承台施工属于非常重要的组成部分。相较于陆地上，海上风电场作业条件复杂度高、施工难度大，为确保承台施工结果的可靠性，会利用钢套箱辅助施工过程。通过整理钢套箱在海上风电高桩承台施工中的应用要点，可以加快承台施工进度，确保最终的施工效果。

1工程项目概述

中广核福建平潭大练海上风电场工程位于平潭大练、小练东北侧及白青东北侧，场址分A、B、C三块区域，规划总面积31.3km2。A区面积16.4km2，中心距离海坛岛约3.7km，水深约5～20m，从西南往东北逐渐加深;B区位于A区西侧，面积6.3km2，中心距离海坛岛约7.8km，水深约10～20m;C区位于A区东侧，面积8.6km2，中心距离海坛岛约2.4km，水深约10～25m。场址大部分涉及海坛岛北部保留区，其余位于农渔业区。

2钢套箱在项目高桩承台施工中的设计与应用

2.1钢套箱建模分析

在钢套箱具体的计算分析中，利用Abaqus软件作为主要分析软件，结合提供的Ф15m圆形钢套箱基础条件来完成有限元分析工作[3]。具体分析结果如下：

（1）建立应用模型

该钢套箱共设置四个起吊点，吊点分布模型如图三所示。

（2）上下挑梁和连系杆

此结构受力分布如图四，由图中参数可以得知，结构最大应力55.1MPa，整体满足相应的强度要求。

（3）底板梁

此结构受力分布如图五，由图中参数可以得知，结构最大应力76.3MPa，整体满足相应的强度要求。

（4）底板

此结构受力分布如图六，由图中参数可以得知，结构最大应力18.2MPa，整体满足相应的强度要求。

（5）侧板

此结构受力分布如图七，由图中参数可以得知，结构最大应力40.2MPa，整体满足相应的强度要求。

（6）拉压杆

此结构受力分布如图八，由图中参数可以得知，结构最大应力76.3MPa，整体满足相应的强度要求。

2.2确定钢套箱尺寸

结合该工程项目的基础特点，本工程高桩承台风机基础拟配置5套钢套箱模板。为有效减少海上作业时间，保证承台外观质量，减小大批承台施工人员的安全风险，承台模板采用整体钢套箱。在具体设计中应注意以下内容：（1）为确保承台施工过程的安全性，会参考承台结构外形尺寸来进行设计，并在原基础上增设800cm厚底板，结合该项目的具体情况，钢套箱底标高设计为+2.5m。（2）该工程的承台标高为+8.3m，结合安全规范需要预留出20cm的护轮坎，因此钢套箱的顶部标高设计为+8.5m，以满足相应的使用需求。（3）在钢套箱的设计中，其侧壁是会使用4个单片来进行拼装，每一个单片结构都不允许出现拼缝问题，所使用钢套箱质量在120t左右，以满足相应的作业要求。

2.3钢套箱的制作、运输

考虑到钢套箱的总质量较大，因此会安排在专业加工厂进行加工，随后使用分片落驳托运的方式将其运输到现场进行安装。在整个过程中需要参考图纸中相关规范来添加材料，同时也需要对加工精度进行检查，拼接缝的平整度误差不能超过3mm。而钢套箱的单片结构和侧壁结构会采用螺栓连接的方式进行加固，缝隙内也会使用橡胶胶条进行填充，以提高结构的密闭性。在对钢套箱进行制作时，需要适当增加钢套箱周转次数，对于需要接触海水的钢套箱外部需要提前做好防锈处理，浇筑面则需要在表面涂抹脱模剂，便于后续拆模工作的顺利进行。基于该工程施工情况，在对钢套箱进行加工处理时，会将其分为四块结构，在对制作好的钢套箱进行运输时，会采用3000t自航驳海运到作业现场，在正式运输前也需要提前在钢套箱上标注安装位置，利用四点吊对其进行吊装，额外增加两个辅助点用于结构调平，以满足后续的施工要求，成品如图一所示。

2.4钢套箱安装

在对钢套箱进行安装时，会采用整体吊装的方式进行处理，起重船在潮位较高时进入到吊装点，钢套箱则选择在低潮位进行安装，在低潮位时做好加固处理，使其可以和钢管柱形成稳定的刚性结构。并且在钢套箱安装过程中，也会使用到四点吊进行安装，起重船会在吊起钢套箱后以缓慢速度将其转移到承台底板上部，利用辅助点来调整安装位置，等待其稳定在既定位置后，会缩紧缆风绳，同时缓慢下放钢套箱。为进一步提高安装结果的可靠性，也会使用边安装、边测量调整的方式微调安装过程，等待所有结构吊装完毕后，也需要在接缝处利用止水橡胶胶条来进行填充，以满足相应的防漏要求。需要注意的是，在起重船进位到指定位置前，也需要先在承台另一侧进位一艘多功能驳船，作用是辅助整个安装工作的进行，以确保施工活动开展过程的有序性，安装过程如图二所示。

2.5封底混凝土施工

进入到封底混凝土施工环节后，应遵循以下作业步骤：①利用下端连接10cm×10cm钢板的尼龙绳对于所需要浇筑封底混凝土的标高值进行确定;②在合适位置布设导管，采用导管法完成封底混凝土的浇筑活动;③进入首灌混凝土环节后，需要将导管底端和钢套箱底部之前的距离控制在10cm左右，便于混凝土的顺利注入;④进入到连续浇筑混凝土环节，结合既定标高参数来调整导管浇筑的悬空高度，以确保浇筑结果的合规性;⑤所有位置都完成封底处理后，进入到混凝土养护环节，养护时会将连通器打开，按要求对其进行养护。

2.6浇筑混凝土

等待封底混凝土满足浇筑要求后，进入到混凝土浇筑环节。根据该工程具体作业要求，在实际作业中会采用分层浇筑的方法进行施工，而单层浇筑的厚度需控制在30cm以下。并且在混凝土浇筑过程中，也需要保持连续浇筑的状态，如果中间因其他原因出现间断，那么其间断时间需控制在上层混凝土初凝时间前，避免浇筑后出现分层问题。而且在浇筑过程中也需要控制好浇筑速度、单次浇筑量，提高浇筑结果的均匀性与密实度，避免混凝土浇筑后出现质量问题。另外，在浇筑期间也需要利用插入式振动棒进行同步振捣，振捣器插入混凝土深度在5～10cm，待转移振捣器时，其移动距离不能超过振动器作用半径的1.5倍，以提高结构最终的成型质量[1]。

2.7拆除钢套箱

等待浇筑工作结束后，进入到钢套箱拆除作业阶段，该工作的作业时机选择混凝土养护强度超过既定标准的75%，同时整个墩身浇筑完成后进行。在对其进行拆除时，会根据加工时的逆顺序依次进行拆除，并且在拆除中，会先拆除相邻模之间的螺栓，而上方的螺栓暂时不去除，随后再去除该模块和底板侧模之间的螺栓，水下的螺栓会安排专业潜水人员进行拆除。完成这些操作后利用起吊船将结构分块吊装到驳船上，将其进行简单检修处理后，会将其运输到其他承台作业位置进行再次使用[2]。

结束语

综上所述，在海上风电场施工过程中，承台结构属于重要的施工内容，为确保承台施工结果的可靠性，会利用钢套箱辅助施工活动，通过整理钢套箱施工时需注意的相关内容，对于提高承台结构作业质量有着积极的意义。

参考文献

[1]甘新涛，安航，骆江红.无底钢套箱围堰在山区桥梁水下承台施工中的应用[J].工程技术研究，2021，6（18）：21-23.

[2]黄存东，吕迪.东人工岛水下钢套箱承台施工工艺[J].公路，2018，63（08）：159-163.

[3]杨轩.水下承台施工中有底钢套箱围堰施工技术探讨[J].交通世界，2018（14）：111-112+114.