談急流及巖層裸露地區深水鋼棧橋施工技術

王 德 明

(中鐵九局集團有限公司，遼寧 沈陽 110000)

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談急流及巖層裸露地區深水鋼棧橋施工技術

王 德 明

(中鐵九局集團有限公司，遼寧 沈陽 110000)

通過對急流、基巖裸露地區鋼棧橋施工中管樁施打及管樁定位較困難情況的分析，提出了錯位引孔施工技術，并設計制作了裝配式懸臂導向架等施工措施，達到了節約工期、減少投資、消除安全隱患的效果。

棧橋，鋼管樁，導向架，施工工藝

1 工程概況

棧橋以其施工便捷、鋪架速度快、整體穩定性高的特點，在水中墩施工中得到了廣泛應用，但這一技術在黃河上游地段，因其黃河上游的復雜地質及特殊水文條件，棧橋的管樁基礎無法施工而未能實施，一直采用古老的筑島法施工，隨著物質文化生活水平的不斷提高，對環境的要求也越來越高，環保意識也不斷增強。同時根據文明施工及黃河環保等相關制度的不斷建立、健全，在黃河上游地段水中墩施工中修建棧橋已經是迫在眉睫。

本文以蘭州市境內新建蘭渝鐵路南坡坪黃河特大橋和新建蘭州至中川機場鐵路西固黃河特大橋施工中所修建的鋼棧橋為工程實例，針對黃河上游地段地質堅硬：上覆2 m～3 m漂石層(σ0=600 kPa)、下覆弱風化砂巖(σ0=450 kPa)；水文條件復雜：平均流速3.5 m/s，平均水深8.5 m，每天受上游電站影響，水位產生1.5 m的高差變化所造成的管樁無法打進、無法定位等技術難點進行了分析，并提出施工中采用水井鉆對棧橋基礎管樁進行引孔并灌沙施工、自行設計制作的懸臂導向架對鋼管樁進行輔助定位，成功進行了棧橋施工。

2 施工工藝

2.1 總體思路

鋼棧橋下部結構采用鋼管樁基礎，上部結構采用連續梁結構。棧橋樁基采用D600×10 mm的螺旋鋼管，樁中心間距4.0 m，每處設樁基4根，鋼管樁間采用[20a做剪刀撐、φ426×8 mm的鋼管或[20a槽鋼做平聯，使之形成板凳樁結構。樁頂設由兩根Ⅰ45b工字鋼拼制而成橫梁，橫梁上方延橋向鋪設縱梁，縱梁采用單層6排貝雷梁不加強，橫向中心間距90 cm，橋跨形式采用20-(9 m+3 m)，橋面采用自制橋面板，橋面板每塊寬度為1.26 m，長6 m，沿橋向橫向鋪設，每塊橋面板縱向設3根[14a槽鋼，橫向設[14a槽鋼@300 mm，上鋪10 mm厚螺紋鋼板。

鋼棧橋施工采用逐孔架設法施工，鋼管樁基礎采用50 t履帶吊懸吊DZ-90型振動錘通過導向架直接沉樁就位，先施工12 m處的兩根鋼管樁，結束后開始焊接剪刀撐及平聯，利用50 t履帶吊吊裝橫梁工字鋼、鋪設臨時縱梁貝雷片及橋面板，然后施工9 m處的兩根鋼管樁，插打結束后對9 m處的兩根鋼管樁進行引孔及灌沙施工，然后拆除臨時貝雷梁和橋面板，對9 m處鋼管樁和12 m處鋼管樁進行平聯和剪刀撐施工，形成一個穩定的板凳樁結構，最后吊裝9 m處工字鋼橫梁和該孔跨的縱向貝雷梁及橋面板。循環施工直至結束。

2.2 施工要點

1)鋼管樁的制作及運輸。鋼管樁由廠家加工成型，廠家必須提供卷制鋼管樁所用鋼材的產品合格證、質量保證書以及鋼管樁的出廠產品合格證。

2)導向架設計與安裝。裝配式懸臂導向架需根據現場實際情況，與貝雷梁結合使用，采用型鋼加工而成，從而控制鋼管樁的平面位置及垂直度。即采用型鋼焊接一個主梁，主梁末端采用栓接固定在已鋪設的貝雷梁上，使其具有很好的抗剪能力和橫向穩定性，可抵抗鋼管樁在振打過程中所產生的壓力。導向架主梁前端焊接桁架及欄桿，最前端焊接兩個中心間距4.5 m、邊長635 mm的正方形框架。使鋼管樁沿前端框架下沉，通過兩臺全站儀進行觀測，上部再利用振動錘進行擺正，全部調整合格后在啟動振動錘振沉管樁。

3)鋼管樁插打及焊接。a.鋼管樁各項偏差滿足要求后，利用DZ90振動打樁錘插打鋼管樁。直到不再進尺，且在壓力達到150 kPa以上時停止振動，不能強行施沉，以免鋼管偏位或變形;b.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；c.如鋼管樁需要接長時，鋼管樁接頭處必須滿焊，焊縫必須飽滿，由質檢員進行超聲波探傷檢測，檢測合格后，整個鋼管樁二次振打。

4)引孔施工。首先，根據地基設計承載力要求推算單樁抗壓承載力；然后根據推算的單樁抗壓承載力推算管樁打設深度，最后進行引孔及振打。根據其地質特點及計算深度，采用φ550 mm的水井鉆對φ630 mm的管樁進行沖擊引孔，再在引孔的基礎上振動下沉鋼管樁的施工工藝，同時利用板凳樁的優勢結構成功解決引孔鉆機的工作平臺問題。即先施打12 m處的鋼管樁，鋪設貝雷梁，形成平臺，再插打9 m處的鋼管樁，然后對9 m處的鋼管樁進行引孔施工、振動錘振沉，使其達到設計深度。

5)灌砂法施工。針對由于引樁施工導致管內空、無內摩擦力的問題。采用在引樁施工完畢的鋼管樁內利用自制下口可控式漏斗灌入粗砂，使管內形成密實的水含砂實體，以增加鋼管樁的自重、剛度及內摩擦力，其灌注粗砂的高度為管樁外最高水位高度。

6)板凳樁結構施工。針對鋼管樁采用引孔導致的前兩根樁不穩定，采取引孔施工的樁基穩定的實際情況及增加樁基整體穩定性的要求，對樁基采用板凳樁形式。即采用(9+3) m的跨徑形式，在3 m處設置一個板凳樁，每個板凳樁由四根鋼管樁組成，四根樁基通過平聯及斜撐連接成一個整體。在充分考慮水上焊接的施工難度及平聯阻水等因素，平聯在順水流方向采用槽鋼，在迎水方向采用圓管的方案，并制定了焊接質量控制標準。

7)上部結構鋪設方法。上部工字鋼橫梁、貝雷梁及橋面板采用場外整體拼裝成型，50 t履帶吊吊裝，逐孔架設法進行施工。減少了水上作業時間，加快了施工進度，確保了施工安全。

3 結語

通過該工程實例，對在急流、基巖裸露地區鋼棧橋的施工提供了新的思路，在施工生產方面，它工序簡單、易操作，保證了水中通道的安全，在目前大西北建設中越來越多的橋梁將跨越黃河上游這一急流、基巖裸露的地區，本文介紹的棧橋施工方法具有一定的推廣意義。

[1] 黃 棠.結構設計原理[M].北京：中國鐵道出版社，1990.

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[5] 施俊波.淺灘及急流裸露基巖鋼棧橋施工技術[J].山西建筑，2012，38(11)：193-195.

Discussion on deep-water steel trestle construction technology in torrent and bare rocky region

Wang Deming

(ChinaRailway9thBureauGroupCo.,Ltd,Shenyang110000,China)

Through analyzing pipe pile construction and pipe pile locating difficulties in steel trestle construction of torrent and bare rocky region, the paper puts forward mismatching hole-guiding construction technologies, designs and formulates assembly-style cantilever guiding frame and other construction measures, and finally achieves effects of saving construction duration, reducing investment and demolishing safety hazards.

trestle, steel-pipe pile, guiding frame, construction technology

2016-11-25

王德明(1983- )，男，工程師

1009-6825(2017)04-0185-02

U445

A