跨海大橋裸巖地質(zhì)鋼棧橋施工技術(shù)

朱鵬軍

摘要：鋼管樁基礎(chǔ)、貝雷梁結(jié)構(gòu)的棧橋在橋梁建設(shè)中被大量應(yīng)用，它的基礎(chǔ)施工質(zhì)量與安全應(yīng)用息息相關(guān)，同時棧橋基礎(chǔ)施工會因地質(zhì)條件而會有所不同。本文論述廈漳跨海大橋在水流速大、裸巖地質(zhì)條件下事實建造的過程，介紹跨海大橋在裸巖地質(zhì)鋼棧橋施工技術(shù)。

關(guān)鍵詞：跨海大橋；鋼棧橋；施工技術(shù)；裸巖地質(zhì)

1 引言

伴隨當(dāng)代鐵路、公路網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，跨海大橋的大量出現(xiàn)，海況的復(fù)雜也越來越多。棧橋在跨海大橋施工時起到物資通道的作用，其作用是變海上施工為陸上，將復(fù)雜海況影響降低。海上棧橋受其周圍環(huán)境條件影響，施工效率低、實施性難度較大、風(fēng)險性比較大，在錯綜復(fù)雜的海上、裸巖地質(zhì)情況下更為突出，研究復(fù)雜海況裸巖地質(zhì)環(huán)境下棧橋快速施工技術(shù)對跨海大橋建設(shè)尤其重要。

2工程概況

2.1大橋簡介

廈漳跨海大橋在廈門灣九龍江，全長九千多米，其有北汊橋、海門島立交和服務(wù)區(qū)、南汊橋、海平立交四大部分組成。北汊主橋為跨七百多米的雙塔空間雙索面五跨連續(xù)鋼箱梁斜拉橋，橋塔形狀為鉆石形，鋼箱梁截面為扁平流線型；南汊主橋為主跨三百米的雙塔平行雙索面三跨連續(xù)結(jié)合梁斜拉橋，橋塔為H 形，結(jié)合梁截面為工字形；引橋均為連續(xù)梁橋。

2.2施工條件

（1）風(fēng)大：其位置每年六到九月份為臺風(fēng)常發(fā)期，風(fēng)速大，其中最大瞬時風(fēng)速為46 m/s。

（2）位置惡劣：其位置在臺灣海峽地震常發(fā)區(qū)，地震烈度高、發(fā)生次數(shù)大。

（3）地質(zhì)復(fù)雜：橋位海床面高低落差大，傾角較大；覆蓋層相對較淺，部分墩位覆蓋層消失，基巖暴露在外面；基巖抵抗變形的能力強高，風(fēng)化不均，大多數(shù)都有球狀凸起。

3采用鋼棧橋方案的總體思路

3.1問題分析

（1）裸巖地質(zhì)條件下鋼管樁建造難度大。覆蓋層區(qū)比較淺鋼管樁打入比較淺，受斜巖面及圓球狀凸起等各種因素的影響，插打時鋼管樁底口易屈曲變形，鋼管樁不能達(dá)到棧橋基礎(chǔ)的受力。

（2）復(fù)雜海況棧橋?qū)嵤┬实汀ｏL(fēng)大、位置惡劣、地質(zhì)復(fù)雜、水流速度急的復(fù)雜海況將極大影響施工船舶的工作時間，對棧橋構(gòu)件的吊裝及焊接作業(yè)工效產(chǎn)生影響，棧橋建造進(jìn)度將受到嚴(yán)重影響。棧橋是跨海大橋工程能否施工的保障，怎樣降低復(fù)雜海況對實施產(chǎn)生的影響，盡快完成棧橋施工是項目順利進(jìn)行的重要點。錯綜復(fù)雜的海況棧橋施工工作效率低。風(fēng)大、位置惡劣、地質(zhì)復(fù)雜的海況將對施工船舶的作業(yè)時間產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，對棧橋構(gòu)件的吊裝和及焊接作業(yè)工作效率產(chǎn)生影響，棧橋施工速度將大幅降低。棧橋是跨海大橋工程能否施工的前提，怎樣降低復(fù)雜海況對工程的作用，盡快建成棧橋施工是項目成功與否的關(guān)鍵。

3.2解決措施

（1）棧橋使用大跨結(jié)構(gòu)。在裸巖地質(zhì)條件下，棧橋基礎(chǔ)不容易施工，是決定棧橋施工效率和質(zhì)量的關(guān)鍵。加大棧橋縱梁抗變形能力，加大棧橋跨度，使棧橋基礎(chǔ)數(shù)量變小，使施工速度提高，利于基礎(chǔ)質(zhì)量把控，也可以減少鋼材使用。

（2）鋼管樁使用鋼筋混凝土灌注樁固定。裸巖區(qū)鋼管樁打入程度，穩(wěn)定性不好，應(yīng)使用加固。鋼筋混凝土灌注樁錨固工藝相對嫻熟、運用方便，和錨桿錨固、拋填塊石、水下圍堰澆筑混凝土等錨固方式對比，抵抗外界力更強，相對穩(wěn)定性更好，材料消耗小，對海洋環(huán)境造成的傷害小。

（3）運用先成橋后錨固法建造棧橋。普通棧橋鋼管樁建造完成后，搭設(shè)臨時平臺進(jìn)行錨固樁施建，而后安裝橫、縱梁等構(gòu)件。這種辦法橫、縱梁等構(gòu)件一定在錨固樁建造完成后才可施工，錨固樁實施對其它工序起到嚴(yán)重制約作用。而先成橋后錨固法是將鋼管樁放在縱梁外部，橫梁運用牛腿布置在鋼管樁兩面，避開鋼管樁上面的口。在棧橋面板施工完畢后，在橋面上布置鉆機進(jìn)行錨樁實施。這樣可以完成錨固樁施工工序的相對獨立性，去除臺風(fēng)期外，在錨固樁施工時可以向前施工其它工作以及運送材料，可大大提高施工效率，降低工作船舶的使用。

（4）運用打樁船打鋼管樁。打樁船插打與普通吊打?qū)Ρ龋矫嫖恢眉按怪倍绕錅?zhǔn)確性更好，利于施工速度提高。

4鋼棧橋施工

按照其施工環(huán)境和需求，鋼棧橋從應(yīng)用性能上分為架梁通道和汽車通道兩部分；從結(jié)構(gòu)上包括鋼管樁基礎(chǔ)、型鋼分配梁、貝雷梁縱梁及橋面板。

4.1鋼管樁施工

鋼管樁應(yīng)用專門打樁船打，插打施工流程為：吊樁→打樁船位置固定→豎樁→運樁→按樁帽→精確定位→按樁→錘擊→起錘→移船→插打另一根。樁的位置和垂直程度運用打樁船所具有的GPS測量，經(jīng)錨纜進(jìn)行整合，并應(yīng)用全站儀復(fù)核，讓鋼管樁完成精確定位。在插樁完成后，松開抱樁器，開啟打樁錘錘擊沉樁。錘擊沉樁時，樁錘、樁帽、管樁應(yīng)保持在同一軸線上，防止偏心錘擊。在沉樁過程中，若有貫入度的異樣，馬上停止沉樁，馬上找出原因，運用有效措施處理。

4.2臨時連接系統(tǒng)安裝

水相對深的裸巖區(qū)鋼管樁打入淺，相對穩(wěn)定性差，應(yīng)在一個工班內(nèi)實現(xiàn)一個支墩的5根鋼管樁的打入，且用型鋼快速將它們組成整體結(jié)構(gòu)，以防止風(fēng)、浪、水流使鋼管樁發(fā)生過大位移，嚴(yán)重造成傾倒。臨時連接系安裝精度不必過于要求過高，但一定完成速度快，當(dāng)永久連接系施工完成后移除。

4.3永久系連接安裝

永久連接系應(yīng)先制作成“Z”形架，制作前要精確得出各鋼管樁間距，按照實際測量數(shù)據(jù)制作。永久連接系的安裝運用了快速接頭，這種接頭由兩塊弧形板組成，它的內(nèi)徑比連接系外徑大1 cm，連接系兩端均有設(shè)置。連接系安裝時第一將兩端下弧形板與管樁焊接完成，而后運用起重船將“Z”形架放在下弧形板上實施焊接，最后安裝上弧形板且焊接穩(wěn)固。這種接頭可以成功簡單滴鋼管樁的位置準(zhǔn)確度、連接系加工準(zhǔn)確度及水上風(fēng)、浪條件對其安裝的作用，增加安裝效率。

4.4橫梁安裝

按照樁頂設(shè)置標(biāo)高去除多余的鋼管，且在鋼管樁上指出牛腿裝的位置，牛腿和橫梁都要在焊接成整體后，再運用起重船吊裝，所有操作嚴(yán)格按照操作規(guī)程來完成。

4.5縱梁安裝

按照真正需要在后場將多個縱梁組合到一塊，運用起重船整體完成。橫梁應(yīng)支撐位于縱梁節(jié)點地方，如果支點不位于節(jié)點的地方，則需要讓縱梁加強。

4.6 橋面板安裝

將縱梁上弦桿上加上厚 1 cm、寬 25 cm 的橡膠墊，每隔5 m 用扎絲將縱梁與縱梁上弦桿捆綁固定，將事先制作好的橋面板放到縱梁上并放整齊，面板間運用預(yù)埋件連接。

4.7錨固樁施工

錨固樁采用沖擊鉆機，反循環(huán)法鉆孔。實施流程為：鉆機就位→加工成孔→檢查孔→安放鋼筋籠→二次清洗孔→下放導(dǎo)管→澆筑混凝土→鉆機移除位置。在裸巖區(qū)鉆孔容易出現(xiàn)泥漿漏出的狀況，一定要用小沖程加工孔，適度增加泥漿稠和度，有需要時可放入木屑、水泥等材料，當(dāng)加工到到離鋼管樁底有一定相對距離后繼續(xù)施工。

4.8附屬施工

欄桿、路燈、安全標(biāo)志等設(shè)施的安裝，棧橋建造完成。

5結(jié)束語

鋼管樁基礎(chǔ)、貝雷梁結(jié)構(gòu)的棧橋在橋梁建設(shè)中被大量運用，其基礎(chǔ)實施因地質(zhì)而有所不同。技術(shù)成功用在廈漳跨海大橋施工，成功降低了復(fù)雜海況對棧橋建設(shè)的作用，實施效率得到提高；棧橋結(jié)構(gòu)變得穩(wěn)定可靠，施工車輛可安全通行，也抵抗住臺風(fēng)的侵襲；降低了實施安全問題；減小了施工花費；其對像海上棧橋施工這類工程具有總要的參考價值。

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