通航水域上方的重型施工棧橋設計及實施要點*

上海市基礎工程集團有限公司 上海 200002

1 工程概況

昆山中環快速化改造工程蘇瀏線大橋位于原黃浦江路大橋兩側。 河道現狀Ⅴ級、規劃Ⅴ級航道，航道凈空45 m×5 m，最低通航水位0.557 m，最高通航水位1.847 m，實測水深4～4.5 m。由于大橋主墩位于河道內通航孔兩側，距離河岸較遠，故考慮搭設施工棧橋。

2 棧橋設計

棧橋設計時需要考慮棧橋結構自身的強度、剛度穩定性等，以滿足規范要求及施工需要，還要根據現場施工條件及環境對結構進行優化，設計時需要額外考慮以下因素[1-3]：

1）施工棧橋采用重行承重結構，除滿足履帶吊（500 kN）、混凝土攪拌車（16 m3）以及泵車的一般通行要求外，還要考慮各種施工設備在棧橋上施工時額外產生的荷載，如履帶吊打設鋼板樁、混凝土泵車進行泵送作業時的沖擊荷載等。

2）平臺距離航道較近，最近距離為3 m，在棧橋搭設過程中，要確保航道正常通行，同時要防止往來船只沖擊棧橋，在今后的使用過程中，也要確保安全。

3）由于一般水位同地面標高的高差較小（約1.8 m），棧橋、平臺的頂標高受到限制，鋼管樁基礎露出水面部分短，需要考慮增強棧橋的橫向穩定，同時還要考慮河道的泄洪問題。

2.1 結構設計

棧橋主體結構采用鋼管樁+大型工字鋼+標準貝雷片的承重形式，由鋼管樁作為基礎，大型工字鋼+標準貝雷片作為縱、橫梁形成棧橋主體受力體系，上部再鋪設路基鋼板，安裝護欄[4,5]，如圖1所示。

2.2 計算分析

棧橋施工前利用有限元模型，對棧橋的結構進行了驗算，包括承載力、縱橫梁的強度、變形情況等（圖2）。

3 棧橋施工控制要點

3.1 航道保護

在棧橋的設計上，每個棧橋在靠近航道位置，采用設置鋼管防撞樁的方式，每處防撞樁采用3 根鋼管樁連接，呈三角形，打入河床底10～15 m，防撞樁外部設反光標記及夜間警示燈。同時在上、下游布置浮標警示，兩岸設置施工告示牌。

圖1 棧橋設計

圖2 棧橋模擬驗算

由于施工棧橋靠近通航河道，除需要完成相關方案的評審和手續的辦理外，在搭設階段，由海事部門派遣巡邏船只在航道外圍監護。施工期間，作業船的停泊的位置均位于主航道以外的范圍，同時其錨纜的拋設利用河岸及現狀橋墩，不允許將纜繩橫跨航道。棧橋施工如圖3所示。

圖3 棧橋施工

3.2 施工精度控制

棧橋安裝時的精度控制，主要包括沉樁階段鋼管樁精度的控制及后續上部結構安裝精度的控制。

鋼管樁沉樁采用工程船上的振動錘振打，用定位架定位。采用2 臺經緯儀進行交會，同時控制鋼管樁的垂直度，2 臺經緯儀交角需控制在90°左右。高程采用水準儀進行控制，施工前在每根鋼管樁上做出長度標記，以精確測定每根鋼管樁入土深度。

上部結構的安裝精度控制，主要是鋼管、型鋼、貝雷片各組件的拼接、接長及銜接位置的連接施工精度，包括鋼管樁、型鋼的焊接接長以及貝雷片組件的銷接接長、鋼管樁同型鋼縱橫梁的連接以及型鋼同貝雷的連接等。

對于鋼管及型鋼的接長采用夾板焊接接長，焊接前采用開坡處理，完成對接后，在接口外側采用夾板（鋼管樁采用弧形鋼板）進行補強處理。

為確保整體結構穩定，鋼管樁樁頂采用開槽處理，在槽口內焊接封底鋼板，型鋼橫梁直接安裝在槽口內的封底鋼板上，再通過連接板將型鋼的腹板同鋼管樁焊接成整體，增強穩定性。頂部的貝雷片縱梁采用型鋼抱箍與橫梁抱緊，貝雷片之間采用標準連接件連成整體。

3.3 棧橋使用準備及養護

棧橋及平臺在使用前，除進行驗收外，還進行了簡易的堆載試驗，采用土方車裝載砂袋，通過車輛的行駛及剎車，檢驗棧橋的整體穩定性，然后用所有重車停在棧橋上，監測棧橋的沉降及變形情況，經過36 h的連續監測，棧橋的沉降及穩定性均滿足設計要求。

在棧橋的使用過程中，需要定期對棧橋進行全方位的檢查和修繕，以確保棧橋的使用安全性。主要包括：

1）量測棧橋鋼管樁的沖刷情況，對于沖刷過大的位置，可采用拋填砂袋、片石進行維護。

2）檢查貝雷片或其他螺栓連接處的緊固情況，對螺栓、螺帽脫落的部位，須及時安裝復原。

3）對橋面板和防滑鋼筋發生翹曲或損壞的部位，應及時修復或更換。

4）定期測定棧橋的標高及變形情況，整理數據，發現問題，及時處理。

4 結語

對于大橋施工而言，水上鋼棧橋及平臺是一種主要鋪助施工措施，棧橋及平臺的安裝是整個大橋施工的起始，其施工質量直接影響到后續工作的開展。本文以昆山市中環快速化改造工程蘇瀏線大橋施工鋼棧橋的設計及搭設為實例，總結了設計及安裝過程中的控制要點，包括設計考慮因素、施工關鍵控制點以及后期的使用及養護，對于今后相關工程的開展，具有直接的指導意義。