跨江鋼棧橋及平臺設計與施工技術研究

張廣昆

【摘 要】文章以457 m高速公路跨江大橋施工為背景，從鋼棧橋及平臺施工方案選擇、施工工藝、具體施工方法等方面進行研究，介紹了跨江鋼棧橋及平臺設計與施工方法，以期為同類橋梁棧橋及平臺設計施工提供相關參考。

【關鍵詞】高速橋梁;跨江鋼棧橋及平臺;設計施工

【中圖分類號】U448.18;U445.4【文獻標識碼】A【文章編號】1674-0688（2019）02-0121-02

1 工程概況

廣東興寧至汕尾高速公路興寧至五華段畬江支線，浮湖梅江大橋設計為先簡支后橋面連續(xù)+先簡支后墩梁固結（5～7跨）預制“T”梁橋，所跨梅江為內河Ⅶ級航道，跨徑布置為（30+3×30+3×40+3×30+3×30+30）m，橋梁總長457 m，橋梁交角為105°，橋梁寬度為12.5 m，橋面凈寬為23 m，采用雙向四車道高速公路技術標準，設計速度為100 km/h。

2 施工方案的選擇

浮湖梅江大橋3#～8#墩位于水中，每個墩位單幅設4根間距為4 m、直徑為1.6 m的樁基，承臺尺寸為6.6 m×6.6 m×3 m，墩柱采用板式墩形式。為滿足水中樁基施工過程中材料運輸及人行通道要求，擬在橋位左側（下游）搭設南北兩段鋼棧橋，鋼棧橋中心線距離橋位設計線14.24 m，棧橋橫向與橋墩施工平臺相連。

北段從2#、3#墩之間開始往5#墩搭設，長度為88 m;南段從9#墩往6#墩搭設，長99 m;總長187 m，其中5#～6#墩處作為通航孔，河兩岸便道標高為99.40 m，測時水位為90.30 m，五年一遇洪水位為98.70 m，取鋼棧橋及工作平臺設計標高均為96.73 m。棧橋與路堤岸連接處設置砼擴大基礎。棧橋頂面標準寬度均為6 m，不單獨設置加寬段，利用施工平臺錯車。

3 棧橋及平臺搭設方案

鋼棧橋采用鋼管樁加型鋼的組合結構形式，采用φ630×8 mm的螺旋鋼管樁基礎，每排鋼管之間的橫向間距均為4.0 m（連接施工平臺處采用4根鋼管樁加強），鋼管樁頂兩側對稱焊弧形板。平聯(lián)及斜撐采用[16b的槽鋼。樁頂設雙肢I45b“工”字鋼承重橫梁，橫梁上設置5條H588型鋼作為縱梁，在縱梁上鋪設6 m×1.5 m預制鋼結構板，鋼結構板采用間距為46.6 cm的20 b“工”字鋼作為橫向分配梁，采用1 cm厚鋼板作為行車面板。棧橋兩側設置1.2 m高的φ48×3 mm的鋼管護欄，護欄表面涂刷30 cm×30 cm紅白相間的油漆。

鋼棧橋與施工平臺交角為105°，施工平臺長19.59～23.88 m，寬16.0 m，分別與3#、4#、5#、6#、7#、8#墩連接，工作平臺采用φ529×8 mm鋼管樁，采用雙拼I45b“工”字鋼作為承重主梁。每排橋墩的樁間距為4.0 m，跨徑為5.5～9.12 m，施工平臺端向外懸挑1.0 m。橫梁上設置I32b縱梁，縱梁按間距75 cm滿布。在縱梁頂上布置[18b槽鋼，按23 cm間距滿布。平臺不設置縱橫坡，棧橋標高與平臺面標高保持一致。

4 具體施工方法

4.1 施工工藝

鋼棧橋施工采用逐孔沉入鋼管樁，逐孔架設上部結構的方法施工。鋼管樁沉樁采用50 t履帶吊，配備為DZ45A-II型振樁錘振沉。平聯(lián)、牛腿及下橫梁、承重主梁、分配梁及槽鋼面板均采用50 t履帶吊安裝。

4.2 鋼管樁施工

（1）鋼管樁的加工與制造。鋼管樁采用購置設計規(guī)格的鋼管，利用汽車運至工地，再根據(jù)每1根鋼管樁水中位置及水深來確定第1節(jié)的長度，長度不宜大于15 m，并考慮施工條件及地質情況。管與管之間采用拼接鋼板連接。鋼管樁的吊運和堆放：吊裝采用兩吊點，兩個吊點與樁端的距離分別為樁長的1/5。

（2）鋼管樁振沉。振樁時，利用懸臂導向支架精確打入鋼管樁，測量組確定樁位與樁的垂直度滿足要求后，開動振樁錘振動，在振動過程中要不斷檢測樁位與樁的垂直度，發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。鋼管樁施工完成后，測量組復測鋼管樁偏位、傾斜度、頂標高，符合要求后方可焊接平聯(lián)和斜撐，按此方法由岸邊向跨中方向逐排振沉。

（3）鋼管樁間斜撐、平聯(lián)、樁頂承重梁施工。鋼管樁沉樁施工完成后，測量組準確放出樁頂設計標高值。割去多余的鋼管樁，保證同一個墩的兩根鋼管樁必須控制在同一條直線上，確保能準確放置通長的“工”字鋼橫梁?！肮ぁ弊咒撆c封頂鋼板接觸處應焊接，同時將鋼板加工成10 cm寬加勁板，把“工”字鋼與鋼管焊接定位。

在安裝縱梁前，應把握好低水位時間，采用剪刀撐和水平撐加固鋼管樁，水平撐和剪刀撐采用[16交叉點焊接，斜撐與鋼管樁采用鋼板連接。

4.3 棧橋上部構造施工

（1）“H”型鋼縱梁的安裝?？v梁單根長12 m，采用50 t履帶吊車逐孔吊裝，由于型鋼縱梁重量較大，故單跨4根縱梁要求逐一吊裝。棧橋主縱梁架設施工方法：在承重梁上進行測量放樣，定出“H”型鋼縱梁間交錯的準確位置，通過50 t履帶吊車一次性安裝。

（2）分配梁的安裝。橫向分配梁加設施工方法：I20b的橫向分配梁“工”字鋼及1 cm厚鋼板按設計圖紙長度下好料，在岸上加工成預制板形式，通過汽車轉運至便橋上，通過50 t履帶吊車安裝到縱主梁上，分配梁“工”字鋼需與主梁電焊固定，逐孔安裝。

（3）橋面系施工。分配梁安裝完成后，施工平臺安裝橋面倒扣[18b槽鋼，槽鋼沿平臺縱向進行擺放，橫向凈間距為3 cm。槽鋼與橫向分配梁搭接位置進行焊接，焊縫長度不小于5 cm。最后安裝護欄（φ48 mm、δ3.0 mm鋼管做成的標準件）及涂刷油漆。

5 結構驗算

5.1 荷載取值

鋼棧橋在搭設時，采用50 t履帶吊車進行懸臂振樁施工，50 t履帶吊車自重50 t+吊重20 t，考慮1.1的沖擊系數(shù)，驗算荷載取77 t。鋼棧橋搭設好后，通行的車輛主要是10 m3的砼罐車（根據(jù)砼罐車固有長度及砼罐車間最小凈距離要求等條件，1跨11 m棧橋最多能行駛1輛砼罐車，自重15 t+砼重25 t，考慮1.1的沖擊系數(shù)，驗算荷載取45 t）、50 t履帶吊車及運輸材料的平板車。綜合考慮，驗算取50 t履帶吊車和10 m3砼罐車作用時的受力情況。

5.2 結構工況分析

（1）鋼棧橋施工階段。工況一：棧橋施工階段，50 t履帶吊車位于鋼管樁頂進行吊裝施工，橫向考慮單側履帶垂直作用在外側“工”字鋼上。工況二：棧橋施工階段，50 t履帶吊位于1跨棧橋跨中，單側履帶垂直作用在外側“工”字鋼上。

（2）棧橋正常使用階段。工況三：10 m3砼罐車位于1跨棧橋跨中，單側輪胎垂直作用在外側“工“字鋼上。工況四：10 m3砼罐車位于棧橋鋼管樁樁頂位置，單側輪胎垂直作用在外側“工”字鋼上。

6 鋼棧橋的維護和檢修

鋼棧橋運行期為18個月，使用時間較長，鋼棧橋維護項目包括以下幾點：①檢查、平聯(lián)斜撐是否有松動脫落情況;②檢查棧橋使用的螺栓是否松動，對螺栓、螺帽脫落的部位及時安裝復原;③檢查警示燈、路燈線路及燈泡的完好情況，發(fā)現(xiàn)損壞的及時修復;④對鋼棧橋橋面槽鋼發(fā)生翹曲或損壞的部位，應及時修復或更換;⑤對鋼棧橋焊縫脫落處進行加強補焊;⑥對欄桿在施工過程中損壞部位及時修復，并對欄桿的警示漆不明顯區(qū)段進行重新刷漆。

7 結語

目前，該橋梁已建成通車，該棧橋歷經1年半的運營，始終保持穩(wěn)定狀態(tài)，各構件牢固穩(wěn)定、剛度大變形小、安全系數(shù)高，保證了工程的順利完成，相關施工方案和設計方案可為類似橋梁施工提供參考。

參 考 文 獻

[1]JTG/T F50—2011，公路橋涵施工技術規(guī)范[S].

[2]周水興.路橋施工計算手冊[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3]李宗長，唐宏路，緱勇.巴東長江公路大橋北岸棧橋方案設計與施工[J].世界橋梁，2004（4）：25-27.

[責任編輯：鐘聲賢]