孫永震，竇 晗，陳 國，吳新濤

（1.中鐵一局集團有限公司第三工程分公司，陜西 寶雞 721006；2.南京林業(yè)大學(xué) 土木工程學(xué)院，南京 210037）

資江特大橋（中心樁號DK172+892.890）位于邵陽市北塔區(qū)雨溪鎮(zhèn)。橋址于DK172+786—DK172+793.3處跨越興路，于DK172+914.2—DK173+270.9處跨越資江。起點樁號DK172+356.480，終點樁號DK173+429.300，橋梁全長為1 072.820 m，橋面寬度為12.5 m。本橋跨越資江，沿線路方向水流流向由右至左，橋軸法線方向與湘江河道水流方向斜角度為5°，橋址處上游，江水面積12 050 km2。設(shè)計流量12 300 m3/s，設(shè)計水位為224.6 m，5年一遇施工水位218.53 m。

連續(xù)梁為有砟軌道（72＋3×130＋72）m雙線預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，主墩為雙線圓端形實體橋墩；懷化岸簡支T梁上構(gòu)為2×24 m+11×32 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，衡陽岸簡支T梁上構(gòu)為2×32 m+2×24 m預(yù)應(yīng)力混凝土簡支T梁，橋墩為雙線圓端形實體橋墩，0#、22#橋臺為雙線T型橋臺，基礎(chǔ)均采用鉆孔灌注樁。其中14#、15#、16#、17#墩為連續(xù)梁主墩位于資江中，工程量大、技術(shù)難度高，是本項目的難點工程和控制性工程。橋址主體范圍內(nèi)水深情況經(jīng)測量為15#墩處水深平均2.6 m、16#墩處水深平均0.92 m和17#墩處水深平均3.03 m（測量時為11月份資江特大橋枯水季節(jié)），水流速度為1 m/s。建設(shè)場地主要地質(zhì)以粉質(zhì)黏土（硬塑）、泥質(zhì)粉砂巖（強風(fēng)化）和卵石土（稍密）為主，見表1。

表1 工程地質(zhì)條件

在通航條件下，為保證施工安全以及保證汛期，安全渡洪，需要搭建棧橋作為施工時吊機及混凝土輸送泵管的行走通道[1-3]。

1 施工方案比選

根據(jù)橋址地質(zhì)狀況，氣候、水文變化，河床面與承臺高程及沖刷深度，河道通航要求等情況[4]，經(jīng)過施工調(diào)查、專家咨詢，提出2套方案進行比選。

1.1 方案①

棧橋面設(shè)計寬度6 m，雙向車道，標(biāo)準(zhǔn)跨徑12 m。分為西岸14#墩至15#墩，西岸施工棧橋全長153 m，東岸18#墩至16#墩，東施工棧橋全長205.3 m。棧橋設(shè)計車輛行駛速度為5 km/h，設(shè)計荷載根據(jù)實際施工情況，取最大荷載50 t履帶吊汽車，吊重按15 t考慮，考慮1.1的沖擊系數(shù)，驗算最大荷載為93.5 t。棧橋及作業(yè)平臺頂面標(biāo)高設(shè)計為220.89 m。

棧橋基礎(chǔ)按摩擦樁進行設(shè)計，采用Φ1 000 mm×10 mm鋼管樁形成橋墩。全橋共設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)墩28個，制動墩4個，調(diào)節(jié)墩1個。棧橋承重梁采用“321”型貝雷梁，貝雷梁橫向布置間距90 cm，每片貝雷梁之間采用標(biāo)準(zhǔn)90支撐架進行連接；貝雷梁縱橋向方向在制動墩以及調(diào)節(jié)墩處斷開形成伸縮縫。棧橋橋面系由I25b工字鋼橫向分配梁、10a工字鋼和10 mm后花紋鋼板組成。橋面系橫向分配梁布置間距75 cm，縱向分配梁布置間距20 cm。棧橋兩側(cè)采用Φ48 mm×3.5 mm的鋼管設(shè)置欄桿焊接在橋面系橫向分配梁上，欄桿豎桿縱橋向間距1.5 m，橫桿設(shè)置3道，水平間距40 cm。采用I25b對稱設(shè)置1道護輪軌，護輪軌焊接在面板上，橫橋向間距5.06 m。

1.2 方案②

棧橋面設(shè)計寬度7 m，雙向車道，標(biāo)準(zhǔn)跨徑12 m。分為西岸13#墩至15#墩，西岸施工棧橋全長192 m，東岸18#墩至16#墩，東施工棧橋全長204 m。棧橋設(shè)計車輛行駛速度為15 km/h，設(shè)計荷載根據(jù)實際施工情況，取最大荷載80 t履帶吊汽車，吊重按15 t考慮，考慮1.1的沖擊系數(shù)，驗算最大荷載為104.5 t。棧橋及作業(yè)平臺頂面標(biāo)高設(shè)計為220.89 m。

棧橋基礎(chǔ)按摩擦樁進行設(shè)計，采用Φ1 000 mm×10 mm鋼管樁形成橋墩。全橋共設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)墩27個，調(diào)節(jié)墩6個。棧橋承重梁采用“321”型貝雷梁，貝雷梁橫向布置間距90 cm，每片貝雷梁之間采用標(biāo)準(zhǔn)90支撐架進行連接；貝雷梁縱橋向方向在制動墩以及調(diào)節(jié)墩處斷開形成伸縮縫。棧橋橋面系由I25b工字鋼橫向分配梁、10a工字鋼和10 mm后花紋鋼板組成。橋面系橫向分配梁布置間距75 cm，縱向分配梁布置間距20 cm。棧橋兩側(cè)采用Φ48 mm×3.5 mm的鋼管設(shè)置欄桿焊接在橋面系橫向分配梁上，欄桿豎桿縱橋向間距1.5 m，橫桿設(shè)置3道，水平間距40 cm。

1.3 方案比選

2個施工方案的經(jīng)濟技術(shù)比較見表2。從工程量方面考慮：方案①中每個標(biāo)準(zhǔn)墩為2根鋼管樁，調(diào)節(jié)墩及制動墩為4根鋼管樁，鋼管樁用量312.7 t、槽鋼30.8 t和工字鋼303.92 t；方案②中每個標(biāo)準(zhǔn)墩為3根鋼管樁，調(diào)節(jié)墩為6根鋼管樁。鋼管樁用量500.32 t和槽鋼55.44 t和工字鋼394.97 t。其他材料基本相同。

表2 各方案經(jīng)濟技術(shù)比較

從適用方面考慮：方案①驗算荷載93.5 t，方案②驗算荷載為104.5 t。

從技術(shù)難度方面考慮：方案①和方案②均為鋼管樁基礎(chǔ)+貝雷梁桁架，施工難度一致。

從施工工期方面考慮：方案①計劃工期為70 d，方案②計劃工期為105 d。

從經(jīng)濟方面考慮：方案①棧橋1 m造價為1.553萬元，方案②棧橋1 m造價為1.66萬元。方案①棧橋的造價比方案②低11.8%。

經(jīng)過以上技術(shù)、經(jīng)濟等各方面比較后，結(jié)合資江特大橋施工實際情況，選用方案①作為棧橋設(shè)計方案。

2 方案實施

2.1 棧橋設(shè)計

為滿足資江特大橋水中15#、16#、17#主墩鉆孔樁、承臺、墩身及上部主梁施工材料、設(shè)備等運輸，從東、西兩岸分別搭設(shè)臨時施工棧橋，西岸進入15#主墩，東岸進入16#、17#，主墩如圖1所示。棧橋施工從岸邊開始逐步向水中延伸，鋼管樁基礎(chǔ)依據(jù)本工程的施工條件分為水中非裸巖區(qū)和水中裸巖區(qū)，水中非裸巖區(qū)采用“釣魚法”打樁。水中裸巖區(qū)采用沖擊鉆或旋挖鉆沖孔，然后使用履帶吊或汽車吊使鋼管樁下沉到位，吊機根據(jù)起吊重量和范圍進行選擇。

圖1 棧橋

棧橋西岸14#墩至15#墩，西岸施工棧橋全長153 m，跨徑布置為（4×12 m）+（5×12 m）+（2×12+9+12 m）；東岸18#墩至16#墩，東施工棧橋全長205.3 m，跨徑布置為（2×12+6 m）+（2×12+9+3×12 m）+（12+9+3×12 m）+（12+9+2×12+4.3 m）。棧橋由鋼管樁基礎(chǔ)、縱橫剪刀撐、主橫梁、縱梁、分配梁、橋面及附屬結(jié)構(gòu)等部分組成。利用嵌巖于堅硬地層的鋼管樁直接支撐上部結(jié)構(gòu)，鋼管立柱在水面以上部位設(shè)置橫向聯(lián)結(jié)，增強結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，樁基礎(chǔ)上端布置橫向主梁，主橫梁上架設(shè)安裝縱向貝雷梁，貝雷梁頂部鋪設(shè)橋面分配梁及橋面鋼板，兩側(cè)設(shè)置護欄、照明及其他附屬設(shè)施[5]。

2.2 平臺設(shè)計

施工平臺用于資江特大橋15#、16#和17#墩鋼護筒下放及為樁基礎(chǔ)施工提供工作平臺，同時作為鉆孔設(shè)備、材料堆放場地。施工平臺設(shè)計寬32 m，長45 m。根據(jù)鋼圍堰施工工藝及平臺分布荷載的不同分為3種結(jié)構(gòu)形式。

3種結(jié)構(gòu)形式的施工作業(yè)平臺面層形式一致，即面層面板采用厚度為10 mm的壓花鋼板進行鋪設(shè)，面板下方為I10的縱向分配梁，其橫橋向布置間距20 cm；I10的縱向分配梁下方為II32b的橫向分配梁，其縱橋向布置間距為75 cm。

施工平臺承重采用“321”型貝雷梁，每種結(jié)構(gòu)貝雷梁布置均不同。

（1）15#墩施工平臺貝雷梁跨徑布置為：6 m跨4榀、9 m跨4榀、12 m跨5榀、15 m跨6榀。

（2）16#墩施工平臺貝雷梁跨徑布置為：6m跨4榀、9 m跨4榀、12 m跨5榀。

（3）17#墩施工平臺貝雷梁跨徑布置為：6 m跨4榀、9 m跨4榀、12 m跨5榀。

貝雷梁之間采用異型花架連接，平臺每組貝雷梁之間采用[14a槽鋼平聯(lián)進行連接，異型花架與平聯(lián)縱橋向間距3 m。貝雷梁與II32b橫向分配梁之間采用“U”型卡扣，每隔3 m進行連接，與II56b分配梁采用槽型卡扣進行連接。

平臺基礎(chǔ)采用Φ800 mm×10 mm鋼管樁，如圖2所示，樁間采用剪刀撐進行連接，并于棧橋鋼管樁連接成一體。增強平臺的穩(wěn)定性。鋼管樁頂部為II56b工字鋼墩頂橫向分配梁，在鋼管樁之間采用II56b工字鋼作為牛腿分配梁（15#墩不設(shè)置牛腿）。

圖2 鋼管樁

平臺兩側(cè)采用Φ48 mm×3.5 mm鋼管設(shè)置欄桿焊接在橋面系橫向分配梁上，欄桿縱橋向間距為1.5 m，橫桿設(shè)置3道，水平間距40 cm，欄桿涂紅白相間的反光漆。

3.3 施工技術(shù)措施

每根鋼管樁下沉?xí)r要一氣呵成，不可中途間隙時間過長，每次振動持續(xù)時間過短，則土的結(jié)構(gòu)未被破壞，過長則振動錘部件易遭破壞。振動的持續(xù)時間長短應(yīng)根據(jù)不同機械和不同土質(zhì)通過試驗決定，一般不宜超過10～15 min。采取必要措施保證鋼管樁下沉的垂直度和平面位置，鋼管樁的垂直度小于等于1%，平面位置偏差小于等于5 cm。鋼管樁需要加長時，其間的連接必須滿焊，各加長加勁板必須滿焊，并且符合設(shè)計的焊縫要求，經(jīng)現(xiàn)場技術(shù)員檢查鋼管樁接頭焊接質(zhì)量合格后方可打設(shè)鋼管樁。

鋼管樁施工完成后及時進行鋼管樁之間縱、橫向之間剪刀撐安裝。測量人員現(xiàn)場指揮精確定位，在鋼管樁插入過程中要不斷地檢測樁位和樁的垂直度，并控制好樁頂標(biāo)高。下沉?xí)r如鋼管樁傾斜，應(yīng)及時牽引校正，每振1～2 min要暫停一下校正鋼管樁。沉樁開始時可依靠樁的自重下沉，然后吊裝振樁錘和夾具與樁頂連接牢固，開動振動錘使樁下沉。當(dāng)最后下沉速度與計算值相距不多，且振幅符合規(guī)定時認(rèn)為合格，施工采用設(shè)計樁長與貫入度法進行雙控。振動錘與樁頭法蘭盤連接螺栓必須擰緊，無間隙或松動，否則振動力不能充分向下傳遞，影響鋼管樁下沉，接頭也易振壞，在振動錘振動過程中，如發(fā)現(xiàn)樁頂有局部變形或損壞。要及時修復(fù)。懸臂導(dǎo)向支架應(yīng)固定，以便打樁時穩(wěn)定樁身；但樁在導(dǎo)向支架上不應(yīng)鉗制過死，更不允許施打時，導(dǎo)向支架發(fā)生位移或轉(zhuǎn)動，使樁身產(chǎn)生超過許可的拉力或扭矩。

平臺貝雷梁之間采用異形花架進行連接，平臺本身的每組貝雷梁之間采用貝雷梁平聯(lián)進行連接。面層橫向分配梁按照75 cm間距布置在貝雷梁頂，并每隔3 m與貝雷梁之間采用“U”型卡扣進行連接，然后在其上鋪設(shè)面層縱向分配梁，面層縱向分配梁與面板和面層橫向分配梁之間采用斷點焊接進行連接；根據(jù)圍堰的下放順序，平臺整體搭設(shè)步驟有所不同，15#墩采用“先樁后堰”法施工，搭設(shè)施工平臺時可一次成型，待樁基施工完畢后，拆除圍堰范圍內(nèi)平臺，下方圍堰。16#、17#墩采用“先堰后樁”法施工，搭設(shè)施工平臺時先進行圍堰外部平臺搭設(shè)及鋼護筒安裝，待圍堰安裝及封底完畢完成其余平臺搭設(shè)。

3 結(jié)束語

棧橋平臺的設(shè)計、施工及使用均滿足結(jié)構(gòu)安全、使用功能要求，解決了水中橋梁施工運輸通道問題，同時保障了棧橋及平臺施工、使用和渡洪安全。受風(fēng)浪、水流和地質(zhì)條件的影響，棧橋施工難度大，風(fēng)險系數(shù)高，施工過程中應(yīng)加強監(jiān)測，并建立相應(yīng)的預(yù)警和搶險機制，確保棧橋拼裝安全。