文/姚福拴

1 工程概況

526國(guó)道岱山段改建工程PPP 項(xiàng)目東沙大橋位于岱山島北部圍墾區(qū)靠北側(cè)海岸線(xiàn)，橋跨布置為32×30m+3×40m+2×30m+2×40m+6×30m=1400m，上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁，下部橋墩采用柱式墩，橋臺(tái)采用座板臺(tái)，墩臺(tái)基礎(chǔ)均為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，大橋在第34 跨處預(yù)留通航孔，橋跨布置為40m。橋梁施工期間需搭設(shè)臨時(shí)鋼棧橋，滿(mǎn)足施工車(chē)輛和機(jī)械設(shè)備通行。

2 研究背景

在東沙大橋開(kāi)工建設(shè)前，岱山縣東沙鎮(zhèn)人民政府發(fā)函闡述，東沙大橋第34 跨跨越東沙鎮(zhèn)新道頭碼頭避風(fēng)港進(jìn)出航道，新道頭碼頭是岱山北部休閑漁業(yè)發(fā)展的重要基地和船舶停靠的天然良港，是岱山本島北部唯一的避風(fēng)港，日常?？看斑_(dá)到30 艘左右。要求東沙大橋在施工建設(shè)期間，航道凈空高度滿(mǎn)足8．5m，凈寬滿(mǎn)足8m，保證船舶進(jìn)出安全。

針對(duì)岱山縣東沙鎮(zhèn)人民政府提出的航道凈空高度滿(mǎn)足8．5m，凈寬滿(mǎn)足8m 的要求，東沙大橋橋梁設(shè)計(jì)方案已充分考慮在設(shè)計(jì)高水位+3．45m 時(shí)，橋梁第34 跨滿(mǎn)足航道凈空高度8．5m 和凈寬8m 的要求。因此，對(duì)橋梁施工期間搭設(shè)的臨時(shí)鋼棧橋提出了更高的技術(shù)要求，不僅要保證橋上施工車(chē)輛和機(jī)械設(shè)備的通行，同時(shí)也要滿(mǎn)足橋下船舶的通航要求。

3 方案選擇

通航孔處臨時(shí)鋼棧橋一般采用抬高通航孔橋面標(biāo)高和提升通航孔橋面兩種處理方案，對(duì)于通航凈空高度要求滿(mǎn)足8．5m 時(shí)，采用抬高通航孔橋面標(biāo)高的施工方案會(huì)大大增加施工成本，同時(shí)在通航孔前后縱坡較大，日常行車(chē)安全隱患較大。為保證臨時(shí)鋼棧橋能夠滿(mǎn)足施工通行和船舶通航的要求，臨時(shí)結(jié)構(gòu)安全可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工條件，東沙大橋通航孔采用整體提升式鋼棧橋施工方案[1]。

4 整體提升式鋼棧橋結(jié)構(gòu)研究

4.1 通航孔鋼棧橋結(jié)構(gòu)研究

非通航孔鋼棧橋上部結(jié)構(gòu)為貝雷梁+I16 橫梁+10mm 鋼板，雖然貝雷梁有抗彎性能優(yōu)越、搭拆速度較快等優(yōu)點(diǎn)，但貝雷梁的高度較高。在橋面標(biāo)高一致時(shí)，相對(duì)于型鋼梁，整體提升與下降高度較大，提升與下降穩(wěn)定性差，施工風(fēng)險(xiǎn)高，安全隱患大[2]。

為保證通航孔航道凈空高度滿(mǎn)足8．5m，凈寬滿(mǎn)足8m 的要求，通航孔處鋼棧橋設(shè)計(jì)采用整體提升式鋼棧橋，通過(guò)建立結(jié)構(gòu)模型受力計(jì)算，鋼棧橋主梁采用HN600×200 型鋼，主梁上鋪設(shè)10mm 鋼板，鋼板與主梁間斷焊接，在航道兩側(cè)分別設(shè)置制動(dòng)墩用以調(diào)節(jié)貝雷梁和型鋼梁的結(jié)構(gòu)高差，型鋼梁上部結(jié)構(gòu)與貝雷梁上部結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)高度減少1．06m，從而減少了1．06m 的提升和下降高度，降低施工風(fēng)險(xiǎn)，減少安全隱患。

4.2 整體提升與下降吊架結(jié)構(gòu)研究

整體提升與下降吊架結(jié)構(gòu)常規(guī)采用傳統(tǒng)的跨越式橫向吊架結(jié)構(gòu)，即吊架結(jié)構(gòu)的吊裝橫梁橫向跨越鋼棧橋橋面，吊裝橫梁架設(shè)在鋼棧橋兩側(cè)的吊裝支撐樁上，通過(guò)吊裝橫梁上的吊裝系統(tǒng)提升鋼棧橋橋面下的起吊橫梁，實(shí)現(xiàn)鋼棧橋的整體提升與下降。但傳統(tǒng)的跨越式橫向吊架結(jié)構(gòu)的吊裝橫梁將影響履帶吊的正常通行，若充分考慮履帶吊的正常通行，鋼棧橋橋面以上吊裝支撐樁高度將達(dá)到10m，施工成本增加，吊架結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性降低。

通過(guò)技術(shù)方案比選和建立結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行受力分析計(jì)算，吊架結(jié)構(gòu)采用順橋式縱向吊架結(jié)構(gòu)，通過(guò)在吊裝支撐樁頂設(shè)置3m 長(zhǎng)短橫梁，吊裝梁順橋向布置的方式，解決了傳統(tǒng)跨越式橫向吊架結(jié)構(gòu)與履帶吊正常通行相互干擾的問(wèn)題，吊架結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定，施工成本降低。

4.3 同步高效提升與下降系統(tǒng)研究

常規(guī)的提升與下降裝置一般采用精軋螺紋鋼和豎向千斤頂進(jìn)行提升與下降，需要人工操作，工作效率較低，同步性較差。操作過(guò)程中，施工人員需通過(guò)爬梯上下吊架結(jié)構(gòu)，存在較大的安全隱患。在通航孔鋼棧橋橋面整體提升過(guò)程中，提升高度一般采用目測(cè)控制，難以準(zhǔn)確控制橋面提升高度。

通過(guò)對(duì)提升與下降系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)研究，在吊裝縱梁提升點(diǎn)位置上設(shè)置4 臺(tái)10t 的電動(dòng)葫蘆，四臺(tái)電動(dòng)葫蘆采用同一個(gè)遙控開(kāi)關(guān)控制，使4 臺(tái)電動(dòng)葫蘆能夠同步工作或停止。鋼棧橋設(shè)計(jì)橋面標(biāo)高為+5．20m，在考慮設(shè)計(jì)高水位+3．45m 時(shí)，通航孔航道凈空高度滿(mǎn)足8．5m 要求，則鋼棧橋橋面需整體提升6．75m。設(shè)置的電動(dòng)葫蘆起升高度為9m，提升與下放速度為7m/min，能夠保證通航孔鋼棧橋橋面在1min 中內(nèi)平穩(wěn)高效地提升與下降，提升高度以滿(mǎn)足航道凈空要求。同時(shí)設(shè)置限位裝置，保證橋面在提升與下降過(guò)程中的精確定位，在提升與下降過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)失控情況發(fā)生，減少質(zhì)量和安全隱患的發(fā)生。

5 整體提升鋼棧橋施工

5.1 鋼棧橋施工

通航孔整體提升式鋼棧橋φ630 鋼管樁基礎(chǔ)采用“釣魚(yú)法”施工，利用履帶吊+振動(dòng)錘沉放。調(diào)運(yùn)鋼管樁至現(xiàn)場(chǎng)指定位置，杜絕嚴(yán)重銹蝕、變形的鋼管樁進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。測(cè)量放樣定出鋼棧橋鋼管樁的施工平面位置，鋼管樁按需要加工制作接長(zhǎng)，按照工藝要求進(jìn)行接口清理和除銹，接頭氣割修正平齊，對(duì)接焊口縫隙均勻一致。采用滿(mǎn)焊環(huán)形焊縫接頭，對(duì)焊接后的鋼管樁焊縫進(jìn)行焊接接頭的機(jī)械性能試驗(yàn)，對(duì)不符合要求的焊縫，立即進(jìn)行補(bǔ)焊或打磨修補(bǔ)。利用履帶吊將鋼管樁吊起放入導(dǎo)向架內(nèi)，啟動(dòng)DZ90 振動(dòng)錘，錘頭下端夾具插入鋼管樁頂端，水平吊至設(shè)計(jì)樁位處，啟動(dòng)振動(dòng)錘下沉，過(guò)程中要不斷調(diào)整吊繩長(zhǎng)度和吊車(chē)大臂的角度，保證鋼管樁的垂直度，垂直度控制以預(yù)防為主，糾偏為輔。鋼管樁在下沉過(guò)程中不可中途停頓，避免樁土應(yīng)力恢復(fù)導(dǎo)致下沉困難，打設(shè)完成后進(jìn)行下一根鋼管樁的施工。經(jīng)技術(shù)員計(jì)算確定鋼管樁入土深度，控制鋼管樁入土底標(biāo)高，入土深度達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，若下沉速度仍較快，必要時(shí)增加鋼管樁施工長(zhǎng)度，直至下沉速率控制為2min 內(nèi)無(wú)明顯進(jìn)尺；若個(gè)別鋼管樁入土深度小于設(shè)計(jì)值且激振2min 進(jìn)尺仍毫無(wú)進(jìn)展，必須立即停止下沉，現(xiàn)場(chǎng)取樣分析地質(zhì)狀況；若排除遇到孤石，可適當(dāng)采取插打雙排樁或其他輔助樁，加強(qiáng)整體穩(wěn)定性，確保鋼管樁垂直度誤差＜1%L且≤2cm，平面誤差控制在5cm 以?xún)?nèi)。

鋼管樁施工完成后，利用履帶吊進(jìn)行平聯(lián)、剪刀撐等安裝。測(cè)量管頂標(biāo)高，割除多余長(zhǎng)度，橫橋向在頂口開(kāi)槽口，確保槽口平整，鋼棧橋下橫梁采用雙拼36b 工字鋼，起吊橫梁采用雙拼HN600×200 型鋼，下橫梁和起吊橫梁提前組裝完成，安裝整體吊裝。鋼棧橋縱梁采用HN600×200 型鋼，間距為45cm，橋面板采用1cm 厚的鋼板，鋼板與縱梁間斷焊接成整體，利用履帶吊整體安裝就位。棧橋兩側(cè)欄桿采用φ48×3．5mm 鋼管焊接在棧橋橋面上，欄桿高度1．2m，間距1．5m，欄桿統(tǒng)一用紅白油漆交替涂刷，醒目美觀[3]。

5.2 吊架施工

吊架支撐樁采用8 根φ630 鋼管樁，每?jī)筛鶠橐唤M，分別布置于鋼棧橋兩側(cè)，吊架和吊架支撐樁采用一體式，吊架支撐樁施工完成后，接長(zhǎng)鋼管樁即為吊架。每組吊架的兩根鋼管樁設(shè)置3 道平聯(lián)，吊架橫梁和吊裝縱梁均采用雙拼HN600×200 型鋼，吊架鋼管樁頂口設(shè)置槽口和牛腿，確保吊架橫縱梁安裝穩(wěn)定。在吊裝縱梁提升點(diǎn)位置上設(shè)置四臺(tái)10t 的電動(dòng)葫蘆，下部與鋼棧橋縱梁下的起吊橫梁上的吊耳可靠連接，四臺(tái)電動(dòng)葫蘆采用同一個(gè)遙控開(kāi)關(guān)控制，使四臺(tái)電動(dòng)葫蘆能夠同步工作或停止，從而實(shí)現(xiàn)鋼棧橋的整體提升與下降[4]。

圖1 鋼棧橋整體提升前

圖2 鋼棧橋整體提升后

6 結(jié)語(yǔ)

東沙大橋通航孔整體提升式鋼棧橋施工技術(shù)的成功研究，充分滿(mǎn)足了岱山縣東沙鎮(zhèn)人民政府提出的施工期間航道凈空高度8．5m、凈寬8m 的要求，保證了過(guò)往船舶的正常通行和東沙大橋橋梁施工期間的鋼棧橋的正常使用，實(shí)現(xiàn)了橋上車(chē)輛通行和橋下船舶通航兩不誤，通航孔整體提升式鋼棧橋方案的成功運(yùn)用，為類(lèi)似施工提供參考和借鑒。