彭楊品

中鐵十一局集團第五工程有限公司

1 引言

在跨河大橋施工中，水工建筑物的施工主要以采用的圍堰方案為基礎(chǔ)，采用土石方填筑臨時道路和水上作業(yè)平臺或鋼棧橋、鋼平臺等措施，為結(jié)構(gòu)施工提供足夠的工作面。根據(jù)漯河市解放路沙河大橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點、工程環(huán)境特點、安全經(jīng)濟的原則，結(jié)合公司實際情況，提出了利用鋼棧橋和鋼平臺為結(jié)構(gòu)施工提供工作面的措施。本文根據(jù)不同工況下的受力情況，采用Midas建模方法，分析了該工況下棧橋和平臺的變形和結(jié)構(gòu)強度。

2 設(shè)計概況

彭溪河多線特大橋共14跨，其中10-12跨為（96+200+96）連續(xù)鋼構(gòu)-拱組合結(jié)構(gòu)，橋梁全長741.6m。

承臺兩側(cè)設(shè)置支棧橋，結(jié)構(gòu)形式與主棧橋一致，主要作用圍堰鋼板吊裝及輔助樁基施工，墩位上方設(shè)置鉆孔平臺，平臺尺寸36m×39m，支棧橋在鉆孔平臺的橫橋向承臺前后各布置1座，順橋向?qū)挾?.5m，橫橋向支棧橋長度36m，支棧橋及鉆孔平臺頂標高同主棧橋。樁基鋼護筒為18mm厚度直徑2800mm，長度60m。鋼護筒相鄰鋼護筒之間采用Φ630×10mm 鋼管相互連接并作為鉆孔平臺的部分支撐體系，鋼護筒上焊接支撐梁牛腿，貝雷梁安放在牛腿上，上面再鋪設(shè)5.75mm 厚度的防滑鋼板（預(yù)留出樁基護筒口位置），全部鉆孔平臺由支棧橋與鋼護筒共同參與受力。

3 鉆孔平臺方案比選

3.1 浮動工作平臺

優(yōu)點：投入施工較快。

缺點：（1）需使用較多水上作業(yè)專用船舶、浮吊等設(shè)備，設(shè)備管理經(jīng)驗不足費用高；（2）受下游103省道雙江拱橋結(jié)構(gòu)尺寸限制，大型設(shè)備不能通航；（3）擬建橋位周邊大型水上設(shè)備資源空缺，遠距離調(diào)遣設(shè)備費用高；（4）占水域面積較多，不滿足Ⅲ級通航寬度要求；（5）平臺受過往船只水浪影響較大，定位較困難；（6）水位大幅變化，要設(shè)置錨碇系統(tǒng)且經(jīng)常調(diào)整，樁基平面位置精度很難保證；（7）涉水施工大型設(shè)備需要在海事處報備手續(xù)，協(xié)調(diào)費用高。

3.2 固定鉆孔工作平臺方案

優(yōu)點：（1）不受船舶浪影響，施工精度和施工安全有保證；（2）設(shè)備費用較低；（3）設(shè)備選型資源較多，調(diào)遣費較低；（4）滿足Ⅲ級通航寬度要求；（5）不受水位變化而制約工期。

缺點：用鋼量較多。

比選結(jié)果：從可行、安全、工期、經(jīng)濟的角度考慮，同時考慮通航及度洪要求，采用固定式鉆孔工作平臺

4 鉆孔平臺設(shè)計

承臺兩側(cè)設(shè)置支棧橋，結(jié)構(gòu)形式與主棧橋一致，主要作用圍堰鋼板吊裝及輔助樁基施工，墩位上方設(shè)置鉆孔平臺，平臺尺寸36m×39m，支棧橋在鉆孔平臺的橫橋向承臺前后各布置1座，順橋向?qū)挾?.5m，橫橋向支棧橋長度36m，支棧橋及鉆孔平臺頂標高同主棧橋。樁基鋼護筒為18mm厚度直徑2800mm，長度60m。鋼護筒相鄰鋼護筒之間采用Φ630×10mm 鋼管相互連接并作為鉆孔平臺的部分支撐體系，鋼護筒上焊接支撐梁牛腿，貝雷梁安放在牛腿上，上面再鋪設(shè)5.75mm 厚度的防滑鋼板（預(yù)留出樁基護筒口位置），全部鉆孔平臺由支棧橋與鋼護筒共同參與受力。

鉆孔平臺主要用于安置沖擊錘樁基成孔施工，輔助搭設(shè)護筒，下放鋼筋籠，澆筑混凝土，其自下而上采用鋼管樁、工字鋼橫梁、貝雷架及工字鋼分配梁搭設(shè)平臺作為樁基的鉆孔工作平臺。

5 鉆孔平臺施工方案

水中橋墩平臺尺寸分別為：10 號墩36m39m，11 號墩36m39m。在下一步鋼圍堰的施工中，平臺邊緣距承臺的邊緣為3.6m，鋼管樁作為平臺管基礎(chǔ)，橫梁采用雙40B 工字鋼，鋼管樁焊接。分布縱梁采用18B 工字鋼，站臺板采用＝5.75mm 鋼板。平臺管基縱、橫向采用630m×10mm 鋼管作為連接系統(tǒng)，以增強其穩(wěn)定性。為保證下一步鉆孔灌注樁施工中中鋼套管定位的準確性，在平臺底部設(shè)置鋼套管定位導(dǎo)向架。

5.1 支棧橋搭設(shè)

支棧橋搭設(shè)方式參照主棧橋進行施工，支棧橋第一跨鋼管樁與主棧橋共用，10#支棧橋與主棧橋第2～3、6～7跨下游側(cè)鋼管樁共用。11#支棧橋與主棧橋第4～5、8～9 跨下游側(cè)鋼管樁共用，支棧橋里程位置詳見附件11.3。當完成10#主棧橋第3跨，11#完成第5跨后，支棧橋與主棧橋開始同時作業(yè)。支棧橋與主棧橋共用一個樁帽，在樁帽上架設(shè)十字交叉的40b雙拼工字鋼，支棧橋修建完成后，進行鉆孔平臺搭設(shè)。

5.2 鉆孔平臺搭設(shè)

錨樁完成后，履帶吊利用支棧橋穩(wěn)定平臺為依托進行樁基鋼護筒插打施工，由于鋼護筒重量太大，履帶吊快速吊裝聯(lián)結(jié)系和支撐梁進行焊接加固。單墩支棧橋平臺樁完成永久聯(lián)結(jié)系安裝后，開始搭設(shè)臨時錨樁平臺，進行錨固樁施工。履帶吊插打鋼護筒完成后，同理利用鋼護筒結(jié)構(gòu)為依托進行平臺另一側(cè)支棧橋施工，重復(fù)步驟進行另一側(cè)支棧橋施工。單墩支棧橋平臺樁完成永久聯(lián)結(jié)系安裝后，開始搭設(shè)臨時錨樁平臺，進行錨固樁施工。如圖1所示。拆除錨樁臨時聯(lián)結(jié)系后，履帶吊吊裝樁帽、橫梁、桁架、面板進行平臺上部結(jié)構(gòu)搭設(shè)施工。

圖1 臨時錨樁平臺

5.3 樁頂連接及分配梁安裝

鋼管樁橫梁為雙拼40b工字鋼，鋼管樁橫擔經(jīng)測量放線后，焊接封頭鋼板，鋼管樁上焊接牛腿以保證其頂標高能滿足設(shè)計要求。為保證鋼管樁及平臺的整體穩(wěn)定性，要求橫梁與樁整體，焊縫質(zhì)量滿足要求。橋面板采用5.75mm花紋鋼板滿鋪，固定在平臺縱向分配梁上。平臺欄桿高1.5m，采用槽鋼作為立桿焊接在平臺鋼面板上。

5.4 鉆孔平臺上其他結(jié)構(gòu)設(shè)置施工技術(shù)措施

（1）打樁前，全面了解現(xiàn)有水文地質(zhì)情況。鋼管樁應(yīng)進行質(zhì)量檢查，不得有彎曲、局部變形嚴重、錯焊、漏焊等現(xiàn)象。樁的堆放、運輸和吊裝應(yīng)按要求設(shè)置支點和吊點。（2）鋼管樁一般由12m截面組成，延伸至施工平臺后棧橋上的整樁。接樁時，每節(jié)樁軸線應(yīng)盡量保持直線，最大撓度不大于3‰，每節(jié)撓度應(yīng)反向錯開。（3）使用履帶起重機吊運、振動打樁機振打鋼管樁時，起重機不應(yīng)承受任何力，只能掛起起吊繩起到安全作用。為加快施工進度，鋼管樁與振動沉樁機采用液壓卡箍連接，取消樁頂法蘭盤結(jié)構(gòu)。振動打樁機的連續(xù)振動時間不超過3min，在振動過程中，當打樁機、樁帽和基樁之間的連接螺栓松動時，應(yīng)立即停止振動，并且當打樁機的振幅異?；蝌?qū)動導(dǎo)向架被歪斜時，停止振動，進行檢查、分析和處理。（4）鋼管樁入河床深度受設(shè)計高程和貫入度控制。（5）鋼管樁插入打入后，及時設(shè)置樁與樁頂分布梁的連接系統(tǒng)。搭設(shè)腳手板、安全網(wǎng)、扶手、安全標志等設(shè)施。

6 結(jié)論

鉆孔工作平臺作為施工機械進行深水橋墩的鉆孔工作面，其平臺的穩(wěn)定直接或間接的影響了樁基成孔的精度和作業(yè)的安全性。本文通過對浮動和固定兩種方案比選，結(jié)合工程實際，確定了合理的平臺方案為固定型。并對該方案的設(shè)計及關(guān)鍵工序進行了闡述，可指導(dǎo)類似項目的施工。