西固黃河特大橋鋼棧橋施工工藝

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首選的施工便橋形式。結合新建蘭州—中川機場鐵路線上的西固黃河大橋的鋼棧橋，對鋼棧橋的施工工藝進行論述和分析，內容包括橋臺施工、鋼管樁基礎施工、剪刀撐和平聯安裝、橫梁和縱梁安裝、橋面板鋪裝、鋼棧橋動態測量、附屬工程施工及鋼棧橋拆除等。對相同類型鋼棧橋的施工，具有一定的指導意義。

關鍵詞：橋梁工程；鋼棧橋；施工工藝

0 引言

新建蘭州—中川機場鐵路線上的西固黃河特大橋，全長5837．89延米，其中165#—168#墩跨越黃河。橋梁上部結構采用（80+2×120+80）m連續剛構形式。為修建水中墩及上部連續梁提供物資運輸通道，在橋梁墩身上游沿線路方向修建一座臨時施工的鋼棧橋，設計全長198m。

根據調查及鉆探揭示，橋址處分布地層主要為第四系全新統人工填土、沖積黏質黃土、砂類土、細圓礫土、卵石土、漂石土、上更新統沖積黃砂黃土、黏質黃土、卵石土、下伏第三系泥巖、砂巖（強度δ0=400kPa）。

1 棧橋搭設總體方案

西固黃河特大橋的166#、167#墩位于黃河中央，根據現場實際情況，實測黃河水位1535．37m，水深6～8m，設計棧橋上部結構底標高1539．55m，橋面標高1541．20m。棧橋由黃河北岸搭設至166#墩位置（165#墩與166#墩凈距100m，可滿足通航需求），設置在主橋的右側、黃河的上游。棧橋寬度設計為6m，直線橋，橋中心距主橋主墩中心距離為21m，并在墩身位置搭設作業平臺。平臺設計采用鋼管樁平臺方案，結構形式與棧橋相同，其平面尺寸166#墩為36m×32m、167#墩為36m×36m。平臺上設置鉆孔樁施工區、吊車及混凝土罐車行走通道，導管、鉆頭等堆放場地。棧橋頂面每跨只允許1臺機械通過或停留，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法，從168#墩向166#墩方向推進，先進行橋臺施工，同時開始施工棧橋的前2根鋼管樁基礎施工，鋼管樁基礎采用50t履帶吊懸吊DZ-120型振動錘直接沉樁就位，前2個樁基插打結束后開始焊接剪刀撐及平聯，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，循環施工直至結束。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 橋臺施工

為加強棧橋的整體穩定性，能夠承受縱梁傳過來的自動力，棧橋北岸設置1個鋼筋混凝土橋臺。橋臺設計為C30鋼筋混凝土橋臺，橋臺基礎采用片石擠壓，擠壓深度大于0．5m，上部澆筑C20片石混凝土至橋臺底部標高位置。用全站儀定出橋臺位置后，進行基底處理，然后綁扎鋼筋、澆筑橋臺。在橋臺兩側預埋二道1．65m長、50kg/m的鋼軌頭，用于限制橋臺上縱梁的橫向位移。在臺帽處通長預埋0．02m厚鋼板，鋼板下面及側面焊接鋼筋與橋臺鋼筋網片連接，且鋼板預埋深度為0．01m，鋼板頂面與縱梁焊接，限制縱梁縱移。

2.2 鋼管樁基礎施工

2.2.1 詳細結構

鋼管樁基礎采用板凳樁結構，每個板凳樁由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，使之形成板凳樁結構。并在每個樁頂設置由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

鋼管樁基礎施工從168#墩向166#墩方向推進，由50t履帶吊懸吊DZ-120型振動錘直接沉樁就位，當振動錘控制臺頻率表讀數大于50Hz、電壓表電壓大于370V、振動錘壓力表達到150kPa以上時停止振動（經設計檢算，此時鋼管樁嵌入砂巖1．0m以上，滿足鋼管樁的穩定性要求），此時根據振動錘的激振力可確定鋼管樁的承載力大于775kN。采用水準儀對樁頂標高進行測量，然后對鋼管樁進行接樁或截樁。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鋼管樁頂面進行切割整平，使所有鋼管樁頂標高相同。

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的鋼管樁內先焊3塊30cm長、10mm厚的鋼板，設置內外兩道焊縫，鋼板平分在2個鋼管中，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，下沉至兩根鋼管樁管口相對，然后采用人工焊接。焊接牢固、密實后，在外側采用10mm厚的鋼板搭接焊進行加強，然后繼續振動使鋼管下沉。當下沉緩慢，且振動錘頻率表大于50Hz、電壓表大于370V、壓力表達到150kPa以上時停止振動。

（2）截樁。在鋼管樁上以四點法定出設計標高線，然后用氣割將設計標高線以上的鋼管樁割去。在接樁及截樁過程中，人員及機械可通過吊籃或租用小型船只進行作業。

2.2.4 鋼管樁定位

為保證第1排鋼管樁平面位置準確、垂直度好。采用全站儀進行定位測量，人工用倒鏈配合吊車進行作業。待第1個板凳樁的4根樁插打結束后，進行鋼管樁間的加固措施施工，并進行上部結構的拼裝作業。

后面的樁基采用導向架定位施工，導向架主梁采用兩根I40b工字鋼，上面鋪設8mm厚波紋鋼板形成工作平臺，最前端焊接2個樁位限制器，控制鋼管樁的移動。平臺四周焊接護欄，防止操作平臺由于各種原因滑下工字鋼造成安全事故。施工時，導向架前段懸挑至準備施工的鋼管樁位置，后端用倒鏈或螺栓固定在已鋪設的貝雷梁上，測量班用全站儀進行放線定位，根據放線位置移動操作平臺上的樁位限制器至準確位置，然后用履帶吊起吊鋼管在限位框緩慢下沉。待進入河床后，進行進一步的調直，對鋼管樁的垂直度進行進一步調整，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處對稱焊接2個掛鉤，根據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錘管卡處，用液壓管卡卡住鋼管樁，移動履帶吊的吊臂至測量定出的樁位處，振動錘振動使鋼管樁下沉。

2.2.6 鋼管樁插打注意事項

鋼管樁插打時，應注意以下幾點：（1）鋼管樁施打時要注意樁頂標高的控制，樁頂標高應控制在正誤差10mm以內。當鋼管樁進尺極為緩慢或施沉困難時，則不能強行施沉，以免鋼管偏位或變形，要分析其原因。（2）鋼管樁施打時，若樁頂有損壞或局部壓屈，則對該部分予以割除并接長至設計標高。（3）鋼管樁施工的平面位置及傾斜度應滿足平面位置偏差小于20cm，傾斜度小于1%。

2.3 剪刀撐及平聯安裝

鋼管樁施打結束后，立即進行平聯及剪刀撐焊接施工。此連接采用吊車配合吊運連接桿件，人工站在吊籃或小船內進行。連接桿件采用［22a槽鋼進行連接。連接桿件在岸上加工成型，由4塊連接板與鋼管樁連接。連接設置的目的在于保證每個板凳樁的鋼管樁形成整體穩定性，因此必須保證連接處的焊接質量，所有焊口必須確保滿焊。同時采取以下措施：（1）首先保證焊接材料滿足相關規范要求，并由專職電焊工進行施焊，焊縫質量必須滿足行業標準要求。（2）在施工中委派技術人員現場督促，對施工進行全過程監督、檢查，將質量責任落實到具體的技術人員和操作人員，以確保施工質量。（3）施工質量的檢查驗收程序如下：施工現場操作人員自檢→現場技術員進行監督檢查→報質檢部復檢→報項目部相關領導及部門組織相關人員進行專項檢查。任何一道檢查不合格，絕對不能轉序。鋼管連接未施工完成前，不得進行上部結構的鋪設。

2.4 橫梁及縱梁安裝

2.4.1 橫梁

在每2個橫橋向的鋼管樁頂部設置橫梁，每個橫梁由2根45b工字鋼組拼而成，長6m，在岸上進行加工，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，采用標準90撐架進行聯結。貝雷片分跨、分組在加工場地組拼成形，運輸至現場。采用履帶吊整體吊裝至指定位置，與既有貝雷梁進行栓接。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準支撐架連接，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在縱梁上，用螺栓連接。橋面板每塊寬1．26m、長6m，橫橋向逐塊鋪設，每塊橋面板縱向設3根［14a槽鋼，橫向設按間距300mm設置［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，平板車運至施工現場進行安裝。采用履帶吊逐塊吊裝至指定位置進行拼裝，橋面板與貝雷梁桁架以螺栓連接。進行橋面板鋪設時，橋面鋼板之間的距離控制在2～4cm。

2.6 鋼棧橋動態測量

為充分掌握施工過程中棧橋的平面位移及高程變化，在鋼棧橋每個板凳樁處設置測點，每天早晚各進行一次測量，鋼棧橋成橋后一周之內每天測量一次，一周后每周測量一次，并形成記錄報告。

2.7 附屬工程施工

鋼棧橋順橋向兩側設置高1．4m的防護欄桿，由于考慮履帶吊轉身高度的影響，先設置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。立桿頂端設置φ40mm的鋼管，下面采用φ16mm鋼筋焊接一道，等履帶吊打樁作業完成后立桿設置兩道φ40mm的鋼管，上面采用φ20mm鋼筋焊接，并在內側設置柵欄網。為確保車輛行車安全，在距離欄桿0．75m處應用［10a槽鋼設置限位器。棧橋欄桿和［10a限位器上涂刷紅、白相間的反光涂料。棧橋欄桿上設置夜間行走路燈并每隔5m兩側交錯懸掛一個救生圈。

2.8 鋼棧橋拆除

在主橋的下部結構施工結束后，對鋼棧橋進行拆除作業。鋼棧橋的拆除采用逐孔拆除法。拆除順序為解除橋面板螺栓，拆除橋面板；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及斜撐的連接板，將平聯及斜撐拆除；最后鋼管樁基礎采用振動錘先向下振動，然后上拔的方式取出。循環施工至整個鋼棧橋拆除結束。

3 結束語

由黃河特大橋施工過程中鋼棧橋發揮的作用可見，在江河中施工特大橋時，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，拆除后的構件還可以重復利用，可以取得良好的經濟效益和社會效益。

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范增選：中川鐵路有限公司，高級工程師，甘肅 蘭州，730000

責任編輯 苑曉蒙

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文章編號：1672-061X（2015）05-0028-03