鋼棧橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的研究

程曉紅

(四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川德陽 618000)

1 概述

鋼棧橋作為臨時(shí)過渡及永久性工程，如今在諸多鐵路、公路中比較常見，普遍應(yīng)用于水上及跨越道路施工，在鐵路的建設(shè)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為適應(yīng)目前公路建設(shè)的需要，鋼棧橋設(shè)計(jì)與施工技術(shù)的研究越來越多，本文分析了吉溪村特大橋水上鋼棧橋的工程實(shí)例，以供參考。

2 工程實(shí)例

2.1 工程概況

吉溪村特大橋全長(zhǎng)628.52 m，起訖里程DK695+394.500～DK696+023.02。全橋孔跨布置形式4-32 m簡(jiǎn)支梁+1-48 m+80 m+80 m+48 m連續(xù)梁+7-32 m簡(jiǎn)支梁，其中5號(hào) ～10號(hào)墩為水中墩，水深最深為9 m。施工中采用鋼棧橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工機(jī)械車輛通行。

橋址處水文成果:F=591 km2，Q1%=6 702 m3/s，V1%=1.18 m/s，H1%=73.31 m。

2.2 鋼棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

棧橋設(shè)于線路右側(cè)，棧橋中心線距線路中心線18 m，采用貝雷梁上承式結(jié)構(gòu)，橋底面標(biāo)高66 m，頂面標(biāo)高67.69 m。設(shè)計(jì)最大承重為80 t。

1)跨度設(shè)置。鋼棧橋起點(diǎn)里程DK695+644.34，終點(diǎn)里程DK695+884.34，全長(zhǎng)240 m。每跨12 m，共20跨。2)基礎(chǔ)設(shè)置。棧橋基礎(chǔ)采用 φ529×8 mm鋼管樁，其中，3號(hào) ～6號(hào)，8號(hào) ～11號(hào)，13號(hào)～16號(hào)，18號(hào)～20號(hào)等15個(gè)墩為標(biāo)準(zhǔn)墩，基礎(chǔ)采用2根鋼管樁;1號(hào)，2號(hào)，7號(hào)，12號(hào)，17號(hào)，21號(hào)等6個(gè)墩為制動(dòng)墩，基礎(chǔ)采用4根鋼管樁，鋼管樁之間橫斜撐采用[18a槽鋼。3)制動(dòng)墩縱墊梁設(shè)置。制動(dòng)墩縱墊梁采用雙拼Ⅰ45a工字鋼，單根工字鋼長(zhǎng)度3 m。4)橫梁設(shè)置。制動(dòng)墩和標(biāo)準(zhǔn)墩橫梁均采用雙拼Ⅰ45a工字鋼，單根工字鋼長(zhǎng)度6 m。5)縱梁設(shè)置。棧橋橫梁上縱橋向安裝3榀貝雷梁，每榀2片貝雷片。貝雷片間距90 cm，兩榀貝雷梁中心間距190 cm。6)橋面橫梁設(shè)置。貝雷梁上部橫橋向鋪設(shè)Ⅰ18工字鋼，間距35 cm，單根工字鋼長(zhǎng)度為6 m。7)橋面板設(shè)置。Ⅰ18工字鋼上部縱橋向滿鋪1 cm厚的橋面鋼板。

標(biāo)準(zhǔn)墩和制動(dòng)墩剖面圖詳見圖1。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)墩和制動(dòng)墩剖面圖

2.3 鋼棧橋施工方法

2.3.1 鋼管樁加工

螺旋鋼管的壁厚及力學(xué)性能必須符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。管節(jié)拼裝定位在專門臺(tái)架上進(jìn)行，管節(jié)對(duì)口保持在同一軸線上。焊接時(shí)角焊縫焊腳尺寸不小于最小被焊件厚度的80%。焊后須作外觀檢查，應(yīng)飽滿，無夾渣、孔眼、漏焊、假焊等缺陷，焊條采用E42型。鋼管樁按施工要求長(zhǎng)度加工成型，運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。

2.3.2 鋼管樁下沉

棧橋標(biāo)準(zhǔn)跨度為12 m，棧橋的架設(shè)采用50 t履帶吊、DZ90A型振動(dòng)錘逐跨打樁搭設(shè)棧橋。施工時(shí)要根據(jù)吊機(jī)的實(shí)際起吊性能進(jìn)行施工。

在沉樁過程中測(cè)量人員要隨時(shí)監(jiān)測(cè)樁的平面位置，在沉樁時(shí)測(cè)量組人員必須用一臺(tái)全站儀和一臺(tái)經(jīng)緯儀同時(shí)對(duì)鋼管樁的平面位置和橫縱橋向垂直度進(jìn)行測(cè)量控制，沉樁應(yīng)符合以下要求:樁位平面位置:±10 cm;樁頂標(biāo)高:±5 cm;樁身垂直度:1%。

鋼管樁的定位采用U形可移動(dòng)定位器，測(cè)量放樣后將U形定位器臨時(shí)點(diǎn)焊在貝雷梁支撐架上，待鋼管樁沉樁到位后拆除。詳見圖2。

圖2 U形可移動(dòng)定位器加工圖

2.3.3 型鋼平聯(lián)安裝

鋼管樁下沉到位后，由于河床以上部分懸臂較長(zhǎng)，為增加樁的穩(wěn)定性，進(jìn)行樁之間的連接，連接型鋼采用[18a槽鋼，型鋼尺寸需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)尺寸情況下料，安裝高程位置根據(jù)施工時(shí)實(shí)際水位情況確定，盡量靠近鋼管樁下部。焊縫質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

2.3.4 樁頂(縱)橫梁安裝

樁頂(縱)橫梁采用雙拼Ⅰ45a型工字鋼，先在岸上或已搭設(shè)好的橋面上按照設(shè)計(jì)尺寸下好料，再吊裝至樁頂位置進(jìn)行安裝。

安裝時(shí)橫梁直接嵌入鋼管樁內(nèi)，露出樁頂約10 cm。樁頂擱置橫梁的位置需要焊接勁板加強(qiáng)，并與鋼管樁連接成整體。

2.3.5 貝雷主梁及橫向分配梁安裝

貝雷梁預(yù)先在陸上或已搭設(shè)好的棧橋上按每組尺寸拼裝好，然后運(yùn)輸?shù)轿唬跹b至樁頂橫梁上定位，并限位固定。

貝雷梁的擱放位置須測(cè)量放線后確定，以保證棧橋軸線不偏移，為減少貝雷梁的磨損，可在樁頂型鋼與貝雷梁之間墊一層2 cm厚的膠皮。

貝雷梁吊裝定位后，立即焊接橫向限位擋塊及壓腳板，將貝雷梁固定在橫鋼上。貝雷梁安裝完成后即可進(jìn)行Ⅰ18a橫向分配梁的鋪設(shè)，安裝時(shí)縱向間距0.35 m。

2.3.6 橋面板及附屬結(jié)構(gòu)施工

棧橋橋面板采用8 mm厚鋼板，沿順橋向滿鋪，橫橋向?qū)挾瓤刂圃? m左右，橋面板鋪好后邊緣處與Ⅰ18a橫向分配梁進(jìn)行點(diǎn)焊焊接，以防止鋼板翹曲。最后按照項(xiàng)目部要求進(jìn)行棧橋兩側(cè)面防護(hù)欄桿焊接施工，每施工完一跨，防護(hù)欄桿隨即進(jìn)行焊接固定。

鋼棧橋施工要點(diǎn):

1)棧橋由引堤前端向前逐跨推進(jìn)搭設(shè)。

2)棧橋鋼管樁采用50 t履帶吊及DZ90A型液壓振動(dòng)錘沉放，然后逐跨搭設(shè)安裝棧橋(縱)橫梁、貝雷梁、上橫梁及橋面板。

3)沉樁過程中要嚴(yán)格控制樁位及豎直度，不得采用頂、拉樁頭或樁身辦法來糾偏，以防樁身開裂并增加樁身附加力矩。

4)鋼管樁間用[18a型槽鋼連接，以增強(qiáng)其穩(wěn)定性。棧橋搭設(shè)過程示意圖如圖3所示。

圖3 棧橋搭設(shè)過程示意圖

3 結(jié)語

1)吉溪村特大橋水上鋼棧橋鋼管樁下沉定位時(shí)由于在懸空水面上，且鋼管樁的定位精度直接影響整個(gè)棧橋的精度，施工難度比較大，耗時(shí)比較長(zhǎng)。現(xiàn)場(chǎng)采用∠80 mm×80 mm×6 mm角鋼焊接的U形可移動(dòng)定位器，大大提高了工作效率，由先前的1跨/d提高到3跨/2 d。

2)上述鋼棧橋的設(shè)計(jì)方案，筆者均采用結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)驗(yàn)算，符合規(guī)范及受力要求，能夠滿足施工要求。

3)吉溪村特大橋水上鋼棧橋現(xiàn)已全部施工完成并投入正常使用，經(jīng)歷了實(shí)踐的檢驗(yàn)，以供參考。

[1] 黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊(cè)[M].北京:人民交通出版社，2002:70-86.

[2] JTJ 025-86，公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50017-2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 吳曉勇.丙洲大橋臨時(shí)鋼棧橋的設(shè)計(jì)與施工[J].黑龍江科技信息，2008(15):25.

[5] 王照宇，王洪濤.Φ3 m超長(zhǎng)大直徑鉆孔灌注樁的關(guān)鍵施工技術(shù)[J].四川建筑科學(xué)研究，2010(21):2.