淺議大冶水庫特大橋水上棧橋施工技術(shù)

劉宏超

（中鐵二十二局集團(tuán)第二工程有限公司 北京 100043）

棧橋承載力大、便于施工、拆除方便，而且可以重復(fù)利用，在我國橋梁施工中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，由于水上棧橋在水中施工，需根據(jù)工程的水文地質(zhì)情況、周邊環(huán)境具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工管理，因此特大橋鋼棧橋的設(shè)計(jì)以及施工難度較大，施工不安全影響因素較多。

1 工程概況

大冶水庫位于濟(jì)南市萊蕪區(qū)口鎮(zhèn)大冶村北，大汶河支流方下河上，是一座防洪、灌溉、供水、養(yǎng)殖等綜合利用的中型水庫。巖溶發(fā)育形態(tài)復(fù)雜且不規(guī)則，沿線地勢陡峭，地質(zhì)復(fù)雜。橋梁孔徑布置為45×32m，全橋長度為1482.800m。其中7#-27#墩在水庫中，8#-26#墩在水中。涉水鉆孔樁182 根，涉水承臺(tái)19 個(gè)，涉水橋墩19 個(gè)。覆蓋層主要有黏土層、砂層、圓礫層、灰?guī)r層等，覆蓋層厚薄不均，最厚處有12m 左右，兩邊靠岸側(cè)覆蓋層較薄，最少只有1～2m，其中15#、16#兩個(gè)墩在覆蓋層上。

2 鋼棧橋設(shè)計(jì)

2.1 荷載設(shè)計(jì)

棧橋最大車輛荷載考慮12m3混凝土灌車，自重18t，混凝土重30t，共重96t（考慮會(huì)車），另外考慮75t 履帶吊，重10t 荷載在棧橋上施工。另外考慮50t 吊車通過棧橋，相對于混凝土罐車不屬于控制荷載，同時(shí)考慮三一450 旋挖機(jī)在棧橋行走及在鉆孔平臺(tái)上作業(yè)。設(shè)計(jì)車速為5km/h，在棧橋上盡量緩慢行駛，并避免急剎車。

2.2 棧橋、鉆孔平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7～27#橋墩位于水庫區(qū)，庫區(qū)線路長653m，棧橋橋長623m。水庫設(shè)計(jì)施工水位233.0m，測時(shí)水位230.21m。根據(jù)水文資料以及現(xiàn)場踏勘的實(shí)際情況控制棧橋橋面及平臺(tái)面標(biāo)高235m。棧橋按6m 寬度設(shè)計(jì)，橋跨布置11.91m+16×15m+12m+2×15m+12m+18×15m+11.91m，共40 跨，每3～4 跨布置一個(gè)制動(dòng)墩。棧橋及平臺(tái)均采用貝雷梁+鋼管樁形式，施工時(shí)采用履帶吊進(jìn)行延伸法作業(yè)。

3 棧橋關(guān)鍵施工技術(shù)

3.1 棧橋橋臺(tái)施工

橋臺(tái)下要開挖到泥質(zhì)板巖內(nèi)，且保證橋臺(tái)的穩(wěn)定性，臺(tái)后填土要注意碾壓密實(shí)。橋臺(tái)的鋼筋均采用護(hù)面鋼筋，鋼筋直徑為12mm，縱橫間距按10cm 控制，采用C30 混凝土澆筑，預(yù)埋件預(yù)埋于橋臺(tái)上，鋼板漏出混凝土面，該鋼板作為貝雷梁的支座用。貝雷梁放置在預(yù)埋件上后要用U形卡與之進(jìn)行焊接，每個(gè)支座處的U 形卡數(shù)量不小于4 個(gè)，豎桿兩側(cè)各兩個(gè)，靠緊焊接，用于抵抗貝雷梁承受的水平力。

3.2 鋼管樁及墊梁施工

螺旋鋼管樁采用φ529-8mm 規(guī)格的鋼管。從岸的一端開始施工，鋼管樁沉放使用75t 履帶吊振動(dòng)錘打設(shè)，利用全站儀定位及校核。9#-14#墩、18#-23#墩覆蓋層較厚，不需打入巖層中，15#-17#覆蓋層不均勻，以及其余覆蓋層薄的墩位需打入基巖中。如果打入有困難，鋼管樁端利用兩塊鋼板交叉焊接成樁尖后打入。停錘標(biāo)準(zhǔn)以樁尖標(biāo)高控制為主，最終貫入度作為校核。鋼管橫向間距4.1m，鋼管橫向之間用20a 槽鋼進(jìn)行交叉焊接，棧橋墩每隔3～5 跨設(shè)置一個(gè)雙排柱墩，即四根鋼管立柱，之間縱橫向用20a 槽鋼進(jìn)行交叉焊接連接，確保4 根鋼管成為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。鋼管頂放置2-36b 工字鋼墊梁，墊梁長6m，兩根工字鋼之間采用5cm 的間斷焊接形成一根整體梁結(jié)構(gòu)，墊梁與鋼管頂?shù)姆ㄌm板雙邊焊接，焊縫高度不小于6mm。

鋼管樁插打位置精確度及垂直度、鋼管樁振動(dòng)下沉?xí)r貫入度控制、鋼管樁的樁長控制。采用90 錘進(jìn)行打樁作業(yè)，以1min 貫入度小于3cm為止，滿足單樁承載力70t。振動(dòng)錘重心和樁中心軸應(yīng)盡量保持在同一直線上；每一根樁的下沉應(yīng)連續(xù)，不可中途停頓過久，以免土的摩阻力恢復(fù)，繼續(xù)下沉困難；每排鋼管樁下沉到位后，應(yīng)立即進(jìn)行樁之間的連接，增加樁的穩(wěn)定性，避免水的反復(fù)沖擊產(chǎn)生鋼管的疲勞斷裂，以至發(fā)生意外事件，連接材料采用20a 槽鋼。尺寸需根據(jù)現(xiàn)場尺寸下料。焊縫質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

3.3 貝雷梁的安裝

在鋼管頂墊梁上放置縱向貝雷梁，貝雷梁兩片一組，每組貝雷梁用90cm 支撐架連接，每隔3m 連接一道斷面支撐架，每隔6m 連接一道水平支撐架，三組貝雷梁中心間距按2.05m 間距布置，三組貝雷梁下弦桿均需要用U 形卡與鋼管頂墊梁進(jìn)行焊接連接，每根豎桿兩側(cè)各放置一個(gè)U形卡，采用2mm 厚的橡膠皮包裹下弦桿后焊接U 形卡。在每個(gè)棧橋跨的跨中用一根20a 工字鋼及U 形螺栓與6 根下弦桿連接，這是確保貝雷梁的面外整體穩(wěn)定性。

3.4 鋪設(shè)橋面及附屬結(jié)構(gòu)施工

貝雷梁安裝完畢，其上放置I20a 工字鋼橫向分配梁，縱向間距50cm，工字鋼長6m。與貝雷梁的上弦桿用U 形螺栓連接固定，當(dāng)工字鋼與貝雷梁豎桿沖突無法連接大U 形螺栓時(shí)，可適當(dāng)移動(dòng)工字鋼位置。按雙車道設(shè)計(jì)，考慮兩輛車輛在棧橋上錯(cuò)車情況，橫向工字鋼懸臂至欄桿內(nèi)側(cè)的長度僅33cm，使車輪不超過最外側(cè)貝雷梁，確保橫向工字鋼的安全受力。橋面采用28a 槽鋼口放在橫向分配梁上，槽鋼與工字鋼分配梁之間焊接，在槽鋼兩側(cè)與工字鋼分配梁的接觸線上進(jìn)行焊接，焊縫高度不小于6mm，槽鋼的橫向中心間距是30cm。棧橋兩側(cè)設(shè)置鋼欄桿，單側(cè)縱向每隔2m 設(shè)1 根φ48-3mm 鋼管立柱，高1.5m，立柱頂部順橋向通長布置1 道扶手，扶手下方居中布置護(hù)欄，棧橋兩側(cè)鋼欄桿對稱布置，并在護(hù)欄兩側(cè)掛設(shè)安全防護(hù)網(wǎng)。

3.5 鉆孔平臺(tái)

（1）鉆孔平臺(tái)鋼管立柱與棧橋鋼管立柱一樣施工。

（2）鋼管立柱打入河床后要及時(shí)進(jìn)行縱橫向交叉連接，以及平面交叉連接，確保鋼管立柱的豎直及位置準(zhǔn)確。

（3）鋼管頂上放置墊梁，墊梁上放置貝雷梁，貝雷梁上放置橫向工字鋼分配梁（中心間距25cm），工字鋼分配梁上放置28a 槽鋼，各上下結(jié)構(gòu)之間的連接同棧橋結(jié)構(gòu)，橫向分配梁比棧橋上的加密一倍，棧橋上20a工字鋼間距是50cm，鉆孔平臺(tái)上則按25cm 放置。棧橋面與平臺(tái)間要用20a 工字鋼進(jìn)行過渡，平臺(tái)鋼管與棧橋鋼管立柱間相鄰的需要用槽鋼20a 進(jìn)行連接，以使棧橋與鉆孔平臺(tái)形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。

（4）8#墩平臺(tái)尺寸：14.651m×21.05m；9#-13#墩平臺(tái)尺寸：14.651m×24.05m；14#-23# 墩平臺(tái)尺寸：15.751m×24.05m；24#-26# 墩平臺(tái)尺寸：15.751m×21.05m。

4 結(jié)語

采用貝雷片組裝鋼棧橋施工進(jìn)度快、周期短、施工過程安全可靠，有效地保證了大橋主體工程的順利開展，產(chǎn)生顯著經(jīng)濟(jì)效益，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。