通航水域上方的重型施工棧橋設(shè)計(jì)及實(shí)施要點(diǎn)*

上海市基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司 上海 200002

1 工程概況

昆山中環(huán)快速化改造工程蘇瀏線大橋位于原黃浦江路大橋兩側(cè)。 河道現(xiàn)狀Ⅴ級(jí)、規(guī)劃Ⅴ級(jí)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(shí)測水深4～4.5 m。由于大橋主墩位于河道內(nèi)通航孔兩側(cè)，距離河岸較遠(yuǎn)，故考慮搭設(shè)施工棧橋。

2 棧橋設(shè)計(jì)

棧橋設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮棧橋結(jié)構(gòu)自身的強(qiáng)度、剛度穩(wěn)定性等，以滿足規(guī)范要求及施工需要，還要根據(jù)現(xiàn)場施工條件及環(huán)境對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)時(shí)需要額外考慮以下因素[1-3]：

1）施工棧橋采用重行承重結(jié)構(gòu)，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(shè)備在棧橋上施工時(shí)額外產(chǎn)生的荷載，如履帶吊打設(shè)鋼板樁、混凝土泵車進(jìn)行泵送作業(yè)時(shí)的沖擊荷載等。

2）平臺(tái)距離航道較近，最近距離為3 m，在棧橋搭設(shè)過程中，要確保航道正常通行，同時(shí)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(biāo)高的高差較?。s1.8 m），棧橋、平臺(tái)的頂標(biāo)高受到限制，鋼管樁基礎(chǔ)露出水面部分短，需要考慮增強(qiáng)棧橋的橫向穩(wěn)定，同時(shí)還要考慮河道的泄洪問題。

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

棧橋主體結(jié)構(gòu)采用鋼管樁+大型工字鋼+標(biāo)準(zhǔn)貝雷片的承重形式，由鋼管樁作為基礎(chǔ)，大型工字鋼+標(biāo)準(zhǔn)貝雷片作為縱、橫梁形成棧橋主體受力體系，上部再鋪設(shè)路基鋼板，安裝護(hù)欄[4,5]，如圖1所示。

2.2 計(jì)算分析

棧橋施工前利用有限元模型，對(duì)棧橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了驗(yàn)算，包括承載力、縱橫梁的強(qiáng)度、變形情況等（圖2）。

3 棧橋施工控制要點(diǎn)

3.1 航道保護(hù)

在棧橋的設(shè)計(jì)上，每個(gè)棧橋在靠近航道位置，采用設(shè)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(shè)反光標(biāo)記及夜間警示燈。同時(shí)在上、下游布置浮標(biāo)警示，兩岸設(shè)置施工告示牌。

圖1 棧橋設(shè)計(jì)

圖2 棧橋模擬驗(yàn)算

由于施工棧橋靠近通航河道，除需要完成相關(guān)方案的評(píng)審和手續(xù)的辦理外，在搭設(shè)階段，由海事部門派遣巡邏船只在航道外圍監(jiān)護(hù)。施工期間，作業(yè)船的停泊的位置均位于主航道以外的范圍，同時(shí)其錨纜的拋設(shè)利用河岸及現(xiàn)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(shí)的精度控制，主要包括沉樁階段鋼管樁精度的控制及后續(xù)上部結(jié)構(gòu)安裝精度的控制。

鋼管樁沉樁采用工程船上的振動(dòng)錘振打，用定位架定位。采用2 臺(tái)經(jīng)緯儀進(jìn)行交會(huì)，同時(shí)控制鋼管樁的垂直度，2 臺(tái)經(jīng)緯儀交角需控制在90°左右。高程采用水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制，施工前在每根鋼管樁上做出長度標(biāo)記，以精確測定每根鋼管樁入土深度。

上部結(jié)構(gòu)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(duì)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(duì)接后，在接口外側(cè)采用夾板（鋼管樁采用弧形鋼板）進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理。

為確保整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，鋼管樁樁頂采用開槽處理，在槽口內(nèi)焊接封底鋼板，型鋼橫梁直接安裝在槽口內(nèi)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(qiáng)穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)連接件連成整體。

3.3 棧橋使用準(zhǔn)備及養(yǎng)護(hù)

棧橋及平臺(tái)在使用前，除進(jìn)行驗(yàn)收外，還進(jìn)行了簡易的堆載試驗(yàn)，采用土方車裝載砂袋，通過車輛的行駛及剎車，檢驗(yàn)棧橋的整體穩(wěn)定性，然后用所有重車停在棧橋上，監(jiān)測棧橋的沉降及變形情況，經(jīng)過36 h的連續(xù)監(jiān)測，棧橋的沉降及穩(wěn)定性均滿足設(shè)計(jì)要求。

在棧橋的使用過程中，需要定期對(duì)棧橋進(jìn)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(duì)于沖刷過大的位置，可采用拋填砂袋、片石進(jìn)行維護(hù)。

2）檢查貝雷片或其他螺栓連接處的緊固情況，對(duì)螺栓、螺帽脫落的部位，須及時(shí)安裝復(fù)原。

3）對(duì)橋面板和防滑鋼筋發(fā)生翹曲或損壞的部位，應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。

4）定期測定棧橋的標(biāo)高及變形情況，整理數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)處理。

4 結(jié)語

對(duì)于大橋施工而言，水上鋼棧橋及平臺(tái)是一種主要鋪助施工措施，棧橋及平臺(tái)的安裝是整個(gè)大橋施工的起始，其施工質(zhì)量直接影響到后續(xù)工作的開展。本文以昆山市中環(huán)快速化改造工程蘇瀏線大橋施工鋼棧橋的設(shè)計(jì)及搭設(shè)為實(shí)例，總結(jié)了設(shè)計(jì)及安裝過程中的控制要點(diǎn)，包括設(shè)計(jì)考慮因素、施工關(guān)鍵控制點(diǎn)以及后期的使用及養(yǎng)護(hù)，對(duì)于今后相關(guān)工程的開展，具有直接的指導(dǎo)意義。