朱政敏

(廣西新發(fā)展交通集團有限公司，廣西 南寧 530023)

無覆蓋層深水鋼棧橋施工技術分析

朱政敏

(廣西新發(fā)展交通集團有限公司，廣西 南寧 530023)

文章以潯江特大橋棧橋施工為背景，結合工程特殊水文地質情況，通過施工技術方案比選，確定了鋼棧橋施工工藝及技術措施，成功解決了在水深、流速大、汛期水位暴漲、漂浮物多，且河床無覆蓋層的陡峭或傾斜堅硬裸巖層的高位棧橋施工難題。

鋼棧橋；無覆蓋層；深水；施工技術

0 引言

近年來，為了廣大民眾的交通便利，在大部分河段內增加修建特大型橋梁，水中墩柱施工也將逐步增多。棧橋作為水上施工的重要通道，在特大型橋梁建設得到了廣泛應用，棧橋一般采用鋼管樁基礎、貝雷梁為主承重梁的結構，在河床無覆蓋層的地質條件下，一般采用浮橋和大型浮吊的方法進行水中墩施工，但這種施工方法會受到通航、大氣降水、水流速度等因素影響，因此，在復雜的地質條件下修建棧橋作為水中墩柱施工的輔助日益明顯。

1 工程概況

潯江特大橋橫跨廣西平南潯江，潯江河床寬度約為680 m，其測時最大水深處約為17.8 m。潯江特大橋共長1 603 m，橋跨布置形式為8×30+30+50+30+6×40+87.5+2×160+87.5+6×40+9×30預應力混凝土連續(xù)T梁+預應力混凝土現(xiàn)澆箱梁+預應力混凝土連續(xù)剛構，其中14#～22#墩為水中墩。

1.1 工程特點

潯江特大橋位于平南縣城東側，跨越潯江。橋址處于河流沖積平原地貌與巖溶平原地貌的交匯處。潯江水面較寬闊，河床常年寬約600 m，深溝壑局部存在，一般為2.0～8.0 m，最深為15.0 m，場地岸坡與河堤(岸)高差較小，岸坡地面高程一般在28.0～33.0 m之間，河堤(岸)高程一般為16.0～18.0 m，高差一般在10.0～15.0 m，岸坡坡度變化較小，坡角30°～60°不等，局部呈直立狀，岸坡地形普遍較緩，高差在2.0～5.0 m，第四系覆蓋層廣泛分布，河堤(岸)大部分基巖出露。

勘察期間橋址區(qū)發(fā)育潯江，為珠江水系的主流，由南盤江、紅水河、黔江、潯江、西江五個連接而成，為Ⅱ級水運航道。平均寬度為700 m，最寬處約1 000 m左右。常年有水，水溫較低，勘察期間水深2.5～17.8 m。

1.2 水文特征

潯江屬丘陵地區(qū)河流，洪枯季節(jié)明顯，一般5～10月為汛期，年最大洪峰發(fā)生在6～8三個月，枯水季節(jié)為12月～翌年4月?？菟?施工水位)為18.7 m。橋址位置河段枯水期水流流速較小，水流平順；高水位時，水流趨直現(xiàn)象明顯，橋區(qū)的流速值較大。洪水期20年一遇航道內流速最大值為2.5 m/s，洪水水位為35.49 m。

1.3 地質特征

河床由于沖刷原因，基本無覆蓋層，局部區(qū)域存在0.5～1 m鵝卵石，且河床為陡峭或傾斜堅硬裸巖，大部分河床直接裸露強風化石灰?guī)r或中風化石灰?guī)r。

1.4 通航條件

現(xiàn)狀航道的技術等級為Ⅱ級，于2009年12月投入使用，潯江特大橋橋區(qū)航道規(guī)劃為3 000 t航道。

2 鋼棧橋施工的重點、難點及施工技術分析

2.1 鋼棧橋施工的重點、難點

(1)橋位區(qū)域河床覆蓋層薄及無覆蓋層。鋼棧橋一般使用鋼管樁、貝雷片、工字鋼、鋼板等材料搭建。針對鋼棧橋的穩(wěn)定性，鋼管樁一般必須穿過覆蓋層，并進入基巖2～4 m。

(2)潯江可查閱水文資料中洪水水位高，與勘察時資料偏差大。按查閱潯江20年一遇洪水期水位35.49 m，而潯江下游長洲水利樞紐于2009年12月投入使用，上游最高通航水位23.9 m，按照長洲水利樞紐投入使用后4年水文監(jiān)控資料顯示最高水位26.0 m，與20年一遇水位沖突。

2.2 鋼棧橋施工技術分析

(1)根據(jù)查閱參考資料鋼棧橋位于無覆蓋層或覆蓋層薄的區(qū)域，可采用板凳樁、注漿嵌巖錨桿、混凝土鋼管沉樁等施工工藝?？紤]潯江為通航航道，臨時設施完工后必須全部清除并進行掃床處理，注漿嵌巖錨桿和混凝土鋼管樁均存在較大殘留物難于清理，同時考慮注漿嵌巖錨桿、混凝土鋼管沉樁在施工工藝上較復雜和施工費用高，本橋采用板凳樁進行鋼棧橋施工。即按照正常計算，鋼棧橋每15 m采用單排2根鋼管樁進行搭設，本橋每12 m采用雙排6根(每排3根)鋼管樁組合成板凳搭設，排距3 m。

(2)棧橋橋面標高設計考慮，主要基于：①渡洪安全；②與河岸兩側地面連接坡度符合行車要求。綜合考慮橋位潯江下游長洲水利樞紐上游通航水位23.9 m和水利樞紐運營后水位監(jiān)測26.0 m的數(shù)據(jù)，結合橋位地形原地面標高32.3 m數(shù)據(jù)，采用27.0 m作為鋼棧橋梁底標高控制參數(shù)，即鋼棧橋橋面標高28.75 m；進而減少鋼棧橋搭設高度，降低鋼棧橋搭設造價和避免了河岸兩邊的施工填筑和清理工程。

3 鋼棧橋的設計和施工

3.1 鋼棧橋的設計

鋼棧橋基礎采用鋼管樁直徑為φ630mm，壁厚10mm。鋼棧橋每個墩采用6根φ630mm，厚度10mm的鋼管樁作為橋墩，3*2布置，墩橫向間距3.0m，墩縱向間距3m；墩頂采用2品8mⅠ45a工字鋼橫向做墊梁，各鋼管樁之間縱橫向用[22b槽鋼單層聯(lián)結，并設置雙向剪刀撐，剪刀撐高度為雙拼Ⅰ45#工字鋼下端開始至控制水平面，約2.6m高。樁頂及樁尖均設置30cm長加強箍，以防鋼管樁卷口、變形。鋼管樁打入后，有必要時管內填滿河砂，增加鋼管樁穩(wěn)定性。在雙拼Ⅰ45#工字鋼上面架設三組貝雷片，每組貝雷片用90貝雷片支撐架連接，每組貝雷片中心間距為3m。貝雷片上鋪8m長Ⅰ25#a工字鋼分配梁，工字鋼間距為30cm，在分配梁上滿鋪8mm厚防滑鋼板作為橋面板。

潯江特大橋小樁號側(北岸)剛棧橋跨徑布置形式為：9m+15×(12m+3m)，潯江特大橋大樁號側(南岸)剛棧橋布置形式為：9m+12×(12m+3m)。剛棧橋與設置在坡岸上的橋臺銜接。棧橋寬8m，從橋面到鋼管樁頂部依次為：8mm厚防滑鋼板、Ⅰ25#a工字鋼分配梁、三組貝雷片(每組每隔3m用90貝雷片支撐架連接)、雙拼Ⅰ45#a工字鋼。

為了確保鋼棧橋施工安全，鋼棧橋兩側設置1.2m高安全護欄，護欄采用黑白相間的警示標志，并按照海事局和航道部門要求裝設白光環(huán)繞燈警示來往船只避免碰撞。針對橋梁施工用電安全，在護欄底部側邊鋪設絕緣PVC管道，所有施工電纜必須從PVC管道內布設。

3.2 鋼棧橋施工

3.2.1 鋼管樁施工

(1)根據(jù)施工前計算好的鋼管樁中心平面坐標，進行粗定位，使用DZ～90振動錘進行施工，見圖1。

淺灘區(qū)履帶吊沉樁示意圖

履帶吊搭設棧橋示意圖

(2)施工過程中，因河水流動沖擊造成平面位置會發(fā)生變化，根據(jù)水流情況可向上游預偏3～4cm，并在鋼管樁上拉好纜風繩進行定位，防止振動錘擺動?？紤]實際施工過程中使用DZ90的振動錘進行，在中風化巖施工中可能對樁底鋼管產生變形影響，對鋼管樁端部進行加固50～100cm。

(3)鋼管樁在自身和振動錘重力下進入河床后，重新測設鋼管樁的平面位置，滿足要求后啟動振動錘將鋼管樁振入河床。振動過程中管理人員通過全站儀和錘球對管樁縱橫向的垂直度進行觀測，并通過對講機指揮吊車前后、左右擺動以調整鋼管樁的垂直度。當鋼管樁進入河床2～3m，其平面位置及垂直度基本不會發(fā)生變化后，可松開吊鉤，讓鋼管樁在振動錘的作用下繼續(xù)振入。垂直度控制以預防為主，糾偏為輔。觀測密度適當加大，隨時了解沉樁狀況。

(4)鋼管樁第一節(jié)長度必須保證在進入河床后鋼管樁頂露出水面約1.5m左右，在此時停止振入，移開振動錘進行鋼管樁接長。

(5)鋼管樁打設好后，測量放點后按照設計標高抄平。

(6)對無覆蓋土層的河床基本無法擊入基巖問題，采用2臺打樁機配合，一臺打樁機位于浮吊上固定第一根，另一臺打樁機在棧橋完成第二根作業(yè)后，先連接好已打入鋼管樁的水平聯(lián)桿，后繼續(xù)打入另外一根，直至按設計形成板凳樁平臺。

3.2.2 聯(lián)桿施工

鋼棧橋一個墩的鋼管樁用[22#槽鋼進行聯(lián)接，用[22#槽鋼以“×”形狀將雙根樁進行連接形成剪刀撐，電弧焊進行施焊。平臺相鄰鋼管樁之間用[22#槽鋼以“×”形狀將雙根樁進行連接形成剪刀撐，樁之間設[22#槽鋼進行聯(lián)接。

3.2.3 下橫梁施工

鋼管樁下沉到位后，在其頂部割除一個深45cm的槽口，槽口四周圍焊30cm高、1cm厚的鋼板加強，利用吊車將下橫梁Ⅰ45#工字鋼吊放入槽，電弧焊施焊，切割鋼管樁頂部槽口時注意切割面要平且光滑，以使工字鋼傳力時受力面積足夠，鋼管樁內灌以砂礫保證受力，兩條工字鋼應預先焊成整體，工字鋼入槽后確保工字鋼平鋼管樁頂。

3.2.4 貝雷梁安裝

貝雷梁在架設前先根據(jù)圖紙?zhí)崆霸诩庸龅仄唇映砷L3m倍數(shù)的單段架體，在架設前測量員用全站儀根據(jù)設計圖紙恢復樁軸線，并標示在封頭頂板上。安裝人員根據(jù)測量放出的軸線進行安裝貝雷架，貝雷縱向中心軸線與鋼管樁軸線重合。

在下橫梁上焊接鋼板設橫向限位塊，防止貝雷梁橫向移位。用浮箱上的吊車將拼好的每段貝雷梁進行逐段架設，兩組貝雷梁之間上、下玄桿每3m設置一道水平橫聯(lián)，橫聯(lián)與貝雷之間用U形螺栓連接固定。

3.2.5 橫向分配梁安裝

貝雷梁安裝每完成一跨后隨即鋪設8mⅠ25a工字鋼橫向分配梁，間距30cm。

3.2.6 橋面板鋼板，安裝防護欄

鋪放橋面鋼板，鋼棧橋順橋向每隔50m設置一道伸縮縫，縫寬4cm，橫橋向整個橋寬可設置四道寬3cm的縱縫以落雜物，焊接采用間斷焊，焊縫長度3cm，間距30cm，防止重車行駛引起鋼板反卷。岸邊便道與便橋的銜接位置用一塊8mm厚、長1.5m、寬8m的鋼板過渡，防止跳車。

完成面板鋪設后需及時進行兩邊安全護欄焊接，棧橋兩側均設置欄桿。護欄高1.2m，橫、豎桿均采用φ48mm×3.5mm鋼管，橫桿設置兩道。每2m設置一道豎桿焊接在橋面系橫梁上。棧橋欄桿刷紅白相間油漆警示，以達到簡潔美觀的效果。安全護欄須在橋面板伸縮縫處斷開。

3.2.7 電纜線施工及安全防護

欄桿施工完成后進行施工電力管線的鋪設，電力管線放置在管線托架上。

為了保證鋼棧橋及施工平臺的安全：在棧橋及施工平臺上設置航道警示燈，橋上隔15m交替布置路燈。

4 施工控制結果

在施工期間，潯江特大橋鋼棧橋經歷了2個雨季的洪水影響，最高水位達到27.4m，作為鋼棧橋基礎的鋼管樁由于無覆蓋層原因，多次出現(xiàn)鋼管樁懸空現(xiàn)象，但鋼棧橋在及時修復后即能使用，不影響整座特大橋的施工工期；在洪水期間也頻繁出現(xiàn)了大量漂浮物堆積于板凳樁墩的位置，在洪水期間鋼棧橋的抗傾覆性能良好。

5 結語

臨時設施工程作為主體工程輔助設施，在特大橋施工中占了施工經費的很大一部分，對于臨時設施的選擇及應用是體現(xiàn)特大橋技術管理的一個要點，好的技術方案往往可以給整個項目帶來幾十萬甚至上千萬的節(jié)約。在我國特大型橋梁中很多橋梁施工追求標新立異的施工工藝，潯江特大橋鋼棧橋的樁基礎采用基本的板凳樁原理進行施工，從而達到了理想的要求，因此，簡便的施工和基本的原理對于特大橋梁的施工控制更為經濟、實惠。

[1]陳 輝.山區(qū)無覆蓋巖層度汛河流上棧橋施工技術[J].上海建設科技科，2014(6)：41-43.

[3]龍 亮.鋼棧橋施工技術[J].黑龍江科技信息，2008(10)：179，106.

Analysis on Construction Technology of Non-overlay Deepwater Steel Trestle

ZHU Zheng-min

(Guangxi Xinfazhan Communications Group，Nanning，Guangxi，530023)

With the trestle construction of Xunjiang Super-large Bridge as the background，combined with special hydrogeological situation of the project，and through the construction technology program com-parison and selection，this article determined the steel trestle construction technology and technical measures，which successfully resolved the high-level trestle construction difficulty in steep or incline hard bare rock layer under conditions of deepwater，large velocity，rapid rise of flood water level，more float-ing debris，and the riverbed without overlay.

Steel trestle；Non-overlay；Deepwater；Construction technology

朱政敏(1970—)，高級工程師，主要從事公路橋梁投資建設管理工作。

U445

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.07.009

1673-4874(2015)07-0034-05

2015-06-05