范增選

西固黃河特大橋鋼棧橋施工工藝

范增選

摘 要：鋼棧橋是江河中橋梁施工時(shí)首選的施工便橋形式。結(jié)合新建蘭州—中川機(jī)場(chǎng)鐵路線上的西固黃河大橋的鋼棧橋，對(duì)鋼棧橋的施工工藝進(jìn)行論述和分析，內(nèi)容包括橋臺(tái)施工、鋼管樁基礎(chǔ)施工、剪刀撐和平聯(lián)安裝、橫梁和縱梁安裝、橋面板鋪裝、鋼棧橋動(dòng)態(tài)測(cè)量、附屬工程施工及鋼棧橋拆除等。對(duì)相同類型鋼棧橋的施工，具有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；鋼棧橋；施工工藝

0 引言

新建蘭州—中川機(jī)場(chǎng)鐵路線上的西固黃河特大橋，全長(zhǎng)5837．89延米，其中165#—168#墩跨越黃河。橋梁上部結(jié)構(gòu)采用（80+2×120+80）m連續(xù)剛構(gòu)形式。為修建水中墩及上部連續(xù)梁提供物資運(yùn)輸通道，在橋梁墩身上游沿線路方向修建一座臨時(shí)施工的鋼棧橋，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)198m。

根據(jù)調(diào)查及鉆探揭示，橋址處分布地層主要為第四系全新統(tǒng)人工填土、沖積黏質(zhì)黃土、砂類土、細(xì)圓礫土、卵石土、漂石土、上更新統(tǒng)沖積黃砂黃土、黏質(zhì)黃土、卵石土、下伏第三系泥巖、砂巖（強(qiáng)度δ0=400kPa）。

1 棧橋搭設(shè)總體方案

西固黃河特大橋的166#、167#墩位于黃河中央，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，實(shí)測(cè)黃河水位1535．37m，水深6～8m，設(shè)計(jì)棧橋上部結(jié)構(gòu)底標(biāo)高1539．55m，橋面標(biāo)高1541．20m。棧橋由黃河北岸搭設(shè)至166#墩位置（165#墩與166#墩凈距100m，可滿足通航需求），設(shè)置在主橋的右側(cè)、黃河的上游。棧橋?qū)挾仍O(shè)計(jì)為6m，直線橋，橋中心距主橋主墩中心距離為21m，并在墩身位置搭設(shè)作業(yè)平臺(tái)。平臺(tái)設(shè)計(jì)采用鋼管樁平臺(tái)方案，結(jié)構(gòu)形式與棧橋相同，其平面尺寸166#墩為36m×32m、167#墩為36m×36m。平臺(tái)上設(shè)置鉆孔樁施工區(qū)、吊車及混凝土罐車行走通道，導(dǎo)管、鉆頭等堆放場(chǎng)地。棧橋頂面每跨只允許1臺(tái)機(jī)械通過或停留，最大行車速度為15km/h。

2 棧橋施工工藝

鋼棧橋施工采用逐孔架設(shè)法，從168#墩向166#墩方向推進(jìn)，先進(jìn)行橋臺(tái)施工，同時(shí)開始施工棧橋的前2根鋼管樁基礎(chǔ)施工，鋼管樁基礎(chǔ)采用50t履帶吊懸吊DZ-120型振動(dòng)錘直接沉樁就位，前2個(gè)樁基插打結(jié)束后開始焊接剪刀撐及平聯(lián)，利用50t履帶吊吊裝橫梁工字鋼、縱梁貝雷片及橋面板，然后開始施工下一處鋼管樁基礎(chǔ)，循環(huán)施工直至結(jié)束。鋼棧橋施工工藝流程見圖1。

圖1 鋼棧橋施工工藝流程

2.1 橋臺(tái)施工

為加強(qiáng)棧橋的整體穩(wěn)定性，能夠承受縱梁傳過來的自動(dòng)力，棧橋北岸設(shè)置1個(gè)鋼筋混凝土橋臺(tái)。橋臺(tái)設(shè)計(jì)為C30鋼筋混凝土橋臺(tái)，橋臺(tái)基礎(chǔ)采用片石擠壓，擠壓深度大于0．5m，上部澆筑C20片石混凝土至橋臺(tái)底部標(biāo)高位置。用全站儀定出橋臺(tái)位置后，進(jìn)行基底處理，然后綁扎鋼筋、澆筑橋臺(tái)。在橋臺(tái)兩側(cè)預(yù)埋二道1．65m長(zhǎng)、50kg/m的鋼軌頭，用于限制橋臺(tái)上縱梁的橫向位移。在臺(tái)帽處通長(zhǎng)預(yù)埋0．02m厚鋼板，鋼板下面及側(cè)面焊接鋼筋與橋臺(tái)鋼筋網(wǎng)片連接，且鋼板預(yù)埋深度為0．01m，鋼板頂面與縱梁焊接，限制縱梁縱移。

2.2 鋼管樁基礎(chǔ)施工

2.2.1 詳細(xì)結(jié)構(gòu)

鋼管樁基礎(chǔ)采用板凳樁結(jié)構(gòu)，每個(gè)板凳樁由4根D630mm×10mm的螺旋鋼管組成，鋼管樁橫向中心間距4．5m；鋼管樁間采用［22a槽鋼做剪刀撐、φ429mm×8mm的鋼管或［22a槽鋼做平聯(lián)，使之形成板凳樁結(jié)構(gòu)。并在每個(gè)樁頂設(shè)置由D650mm×10mm螺旋管與20mm×750mm×750mm鋼板焊接而成的高0．5m的樁帽。

2.2.2 施工概況

鋼管樁基礎(chǔ)施工從168#墩向166#墩方向推進(jìn)，由50t履帶吊懸吊DZ-120型振動(dòng)錘直接沉樁就位，當(dāng)振動(dòng)錘控制臺(tái)頻率表讀數(shù)大于50Hz、電壓表電壓大于370V、振動(dòng)錘壓力表達(dá)到150kPa以上時(shí)停止振動(dòng)（經(jīng)設(shè)計(jì)檢算，此時(shí)鋼管樁嵌入砂巖1．0m以上，滿足鋼管樁的穩(wěn)定性要求），此時(shí)根據(jù)振動(dòng)錘的激振力可確定鋼管樁的承載力大于775kN。采用水準(zhǔn)儀對(duì)樁頂標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量，然后對(duì)鋼管樁進(jìn)行接樁或截樁。在每根鋼管樁頂安裝樁帽，樁帽外套在鋼管樁上。如鋼管樁插打造成傾斜，需要在安裝樁帽前對(duì)鋼管樁頂面進(jìn)行切割整平，使所有鋼管樁頂標(biāo)高相同。

2.2.3 接樁和截樁

（1）接樁。鋼管樁的接樁采用鋼板連接方式，即在D630mm×10mm的鋼管樁內(nèi)先焊3塊30cm長(zhǎng)、10mm厚的鋼板，設(shè)置內(nèi)外兩道焊縫，鋼板平分在2個(gè)鋼管中，履帶吊起吊鋼管樁至所需接樁的鋼管樁上口，慢慢下沉，使鋼板插入需接樁的鋼管內(nèi)，下沉至兩根鋼管樁管口相對(duì)，然后采用人工焊接。焊接牢固、密實(shí)后，在外側(cè)采用10mm厚的鋼板搭接焊進(jìn)行加強(qiáng)，然后繼續(xù)振動(dòng)使鋼管下沉。當(dāng)下沉緩慢，且振動(dòng)錘頻率表大于50Hz、電壓表大于370V、壓力表達(dá)到150kPa以上時(shí)停止振動(dòng)。

（2）截樁。在鋼管樁上以四點(diǎn)法定出設(shè)計(jì)標(biāo)高線，然后用氣割將設(shè)計(jì)標(biāo)高線以上的鋼管樁割去。在接樁及截樁過程中，人員及機(jī)械可通過吊籃或租用小型船只進(jìn)行作業(yè)。

2.2.4 鋼管樁定位

為保證第1排鋼管樁平面位置準(zhǔn)確、垂直度好。采用全站儀進(jìn)行定位測(cè)量，人工用倒鏈配合吊車進(jìn)行作業(yè)。待第1個(gè)板凳樁的4根樁插打結(jié)束后，進(jìn)行鋼管樁間的加固措施施工，并進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的拼裝作業(yè)。

后面的樁基采用導(dǎo)向架定位施工，導(dǎo)向架主梁采用兩根I40b工字鋼，上面鋪設(shè)8mm厚波紋鋼板形成工作平臺(tái)，最前端焊接2個(gè)樁位限制器，控制鋼管樁的移動(dòng)。平臺(tái)四周焊接護(hù)欄，防止操作平臺(tái)由于各種原因滑下工字鋼造成安全事故。施工時(shí)，導(dǎo)向架前段懸挑至準(zhǔn)備施工的鋼管樁位置，后端用倒鏈或螺栓固定在已鋪設(shè)的貝雷梁上，測(cè)量班用全站儀進(jìn)行放線定位，根據(jù)放線位置移動(dòng)操作平臺(tái)上的樁位限制器至準(zhǔn)確位置，然后用履帶吊起吊鋼管在限位框緩慢下沉。待進(jìn)入河床后，進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)直，對(duì)鋼管樁的垂直度進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，符合傾斜度小于1%后開始插打。

2.2.5 鋼管樁的起吊

在距鋼管樁頂以下1．5m處對(duì)稱焊接2個(gè)掛鉤，根據(jù)履帶吊車的停放位置，采用25t汽車吊把鋼管樁吊到合適位置，人工用倒鏈勾住鋼管樁2個(gè)掛鉤配合汽車吊把鋼管立直，保持兩邊平衡拉至履帶吊懸吊的振動(dòng)錘管卡處，用液壓管卡卡住鋼管樁，移動(dòng)履帶吊的吊臂至測(cè)量定出的樁位處，振動(dòng)錘振動(dòng)使鋼管樁下沉。

2.2.6 鋼管樁插打注意事項(xiàng)

鋼管樁插打時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）鋼管樁施打時(shí)要注意樁頂標(biāo)高的控制，樁頂標(biāo)高應(yīng)控制在正誤差10mm以內(nèi)。當(dāng)鋼管樁進(jìn)尺極為緩慢或施沉困難時(shí)，則不能強(qiáng)行施沉，以免鋼管偏位或變形，要分析其原因。（2）鋼管樁施打時(shí)，若樁頂有損壞或局部壓屈，則對(duì)該部分予以割除并接長(zhǎng)至設(shè)計(jì)標(biāo)高。（3）鋼管樁施工的平面位置及傾斜度應(yīng)滿足平面位置偏差小于20cm，傾斜度小于1%。

2.3 剪刀撐及平聯(lián)安裝

鋼管樁施打結(jié)束后，立即進(jìn)行平聯(lián)及剪刀撐焊接施工。此連接采用吊車配合吊運(yùn)連接桿件，人工站在吊籃或小船內(nèi)進(jìn)行。連接桿件采用［22a槽鋼進(jìn)行連接。連接桿件在岸上加工成型，由4塊連接板與鋼管樁連接。連接設(shè)置的目的在于保證每個(gè)板凳樁的鋼管樁形成整體穩(wěn)定性，因此必須保證連接處的焊接質(zhì)量，所有焊口必須確保滿焊。同時(shí)采取以下措施：（1）首先保證焊接材料滿足相關(guān)規(guī)范要求，并由專職電焊工進(jìn)行施焊，焊縫質(zhì)量必須滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）在施工中委派技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)督促，對(duì)施工進(jìn)行全過程監(jiān)督、檢查，將質(zhì)量責(zé)任落實(shí)到具體的技術(shù)人員和操作人員，以確保施工質(zhì)量。（3）施工質(zhì)量的檢查驗(yàn)收程序如下：施工現(xiàn)場(chǎng)操作人員自檢→現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)員進(jìn)行監(jiān)督檢查→報(bào)質(zhì)檢部復(fù)檢→報(bào)項(xiàng)目部相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)及部門組織相關(guān)人員進(jìn)行專項(xiàng)檢查。任何一道檢查不合格，絕對(duì)不能轉(zhuǎn)序。鋼管連接未施工完成前，不得進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)的鋪設(shè)。

2.4 橫梁及縱梁安裝

2.4.1 橫梁

在每2個(gè)橫橋向的鋼管樁頂部設(shè)置橫梁，每個(gè)橫梁由2根45b工字鋼組拼而成，長(zhǎng)6m，在岸上進(jìn)行加工，采用人工配合履帶吊將橫梁放在樁帽上，位置放好后將橫梁及肋板與樁帽鋼板進(jìn)行焊接形成整體。

2.4.2 縱梁

橫橋向貝雷片為6排，間距90cm，采用標(biāo)準(zhǔn)90撐架進(jìn)行聯(lián)結(jié)。貝雷片分跨、分組在加工場(chǎng)地組拼成形，運(yùn)輸至現(xiàn)場(chǎng)。采用履帶吊整體吊裝至指定位置，與既有貝雷梁進(jìn)行栓接。然后將每片貝雷梁與橫梁采用型鋼限位器固定，每排桁架梁之間采用標(biāo)準(zhǔn)支撐架連接，將6排貝雷片連成整體。

2.5 橋面板鋪裝

橋面采用自制橋面板鋪設(shè)在縱梁上，用螺栓連接。橋面板每塊寬1．26m、長(zhǎng)6m，橫橋向逐塊鋪設(shè)，每塊橋面板縱向設(shè)3根［14a槽鋼，橫向設(shè)按間距300mm設(shè)置［14a槽鋼，縱、橫向槽鋼焊接為整體，上鋪10mm厚的波紋鋼板。橋面板在岸上加工成型，平板車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝。采用履帶吊逐塊吊裝至指定位置進(jìn)行拼裝，橋面板與貝雷梁桁架以螺栓連接。進(jìn)行橋面板鋪設(shè)時(shí)，橋面鋼板之間的距離控制在2～4cm。

2.6 鋼棧橋動(dòng)態(tài)測(cè)量

為充分掌握施工過程中棧橋的平面位移及高程變化，在鋼棧橋每個(gè)板凳樁處設(shè)置測(cè)點(diǎn)，每天早晚各進(jìn)行一次測(cè)量，鋼棧橋成橋后一周之內(nèi)每天測(cè)量一次，一周后每周測(cè)量一次，并形成記錄報(bào)告。

2.7 附屬工程施工

鋼棧橋順橋向兩側(cè)設(shè)置高1．4m的防護(hù)欄桿，由于考慮履帶吊轉(zhuǎn)身高度的影響，先設(shè)置0．8m高。欄桿立柱采用φ40mm的鋼管，間距2．5m，焊接在橋面板［14a槽鋼上。立桿頂端設(shè)置φ40mm的鋼管，下面采用φ16mm鋼筋焊接一道，等履帶吊打樁作業(yè)完成后立桿設(shè)置兩道φ40mm的鋼管，上面采用φ20mm鋼筋焊接，并在內(nèi)側(cè)設(shè)置柵欄網(wǎng)。為確保車輛行車安全，在距離欄桿0．75m處應(yīng)用［10a槽鋼設(shè)置限位器。棧橋欄桿和［10a限位器上涂刷紅、白相間的反光涂料。棧橋欄桿上設(shè)置夜間行走路燈并每隔5m兩側(cè)交錯(cuò)懸掛一個(gè)救生圈。

2.8 鋼棧橋拆除

在主橋的下部結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后，對(duì)鋼棧橋進(jìn)行拆除作業(yè)。鋼棧橋的拆除采用逐孔拆除法。拆除順序?yàn)榻獬龢蛎姘迓菟ǎ鸪龢蛎姘?；氣焊割除貝雷梁與橫梁的連接卡扣，解除貝雷梁連接處螺栓，將每孔貝雷梁整體拆除；橫梁直接連帶樁帽一同拆除；電焊切割鋼管樁間的平聯(lián)及斜撐的連接板，將平聯(lián)及斜撐拆除；最后鋼管樁基礎(chǔ)采用振動(dòng)錘先向下振動(dòng)，然后上拔的方式取出。循環(huán)施工至整個(gè)鋼棧橋拆除結(jié)束。

3 結(jié)束語

由黃河特大橋施工過程中鋼棧橋發(fā)揮的作用可見，在江河中施工特大橋時(shí)，采用鋼棧橋作為施工便橋是一種非常適宜的選擇。鋼棧橋不但可保證主橋施工的快速順利進(jìn)行，而且鋼棧橋自身施工周期短、施工速度快、施工過程安全高效，拆除后的構(gòu)件還可以重復(fù)利用，可以取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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范增選：中川鐵路有限公司，高級(jí)工程師，甘肅 蘭州，730000

責(zé)任編輯 苑曉蒙

中圖分類號(hào)：U445

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-061X（2015）05-0028-03