重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺施工技術(shù)與監(jiān)測維護分析

胡習文

摘要：文章以田陽縣東江二橋5號主墩重載型鋼棧橋和鋼平臺應(yīng)用為背景，針對鋼棧橋和鋼平臺水上施工及監(jiān)測維護問題，闡述了重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺的施工技術(shù)與監(jiān)測維護方案，可為類似工程施工與監(jiān)測維護提供借鑒。

關(guān)鍵詞：重載型;鋼棧橋;鋼平臺;施工技術(shù);監(jiān)測維護

0 引言

重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺因其在應(yīng)用中的重型荷載特殊要求，及河床受河流沖刷影響，對整個結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量要求很高，同時為更好監(jiān)控該重載型鋼棧橋和鋼平臺在使用過程中的安全狀態(tài)變化情況，本文有針對性地對棧橋平臺的沉降、位移及河床沖刷進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)對結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定、受力變化進行分析，以采取適當維護措施，保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，確保施工安全。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

田陽縣東江二橋全橋長464.3m，主橋設(shè)計為（80+145+80）m預應(yīng)力混凝土變高連續(xù)梁橋，主橋墩采用群樁基礎(chǔ)。其中東江二橋5號主墩位于右江河道中，距離岸邊約90m，搭設(shè)鋼棧橋和鋼平臺作為通道和平臺，樁基施工采用旋挖鉆施工工藝。

1.2 重載型鋼棧橋和鋼平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計

本重載型鋼棧橋設(shè)計跨徑為12m，共7跨;鋼平臺跨徑結(jié)合樁基布置設(shè)計為6m和4.5m兩種跨徑組合。重載型鋼棧橋和鋼平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計為：橋墩均采用板凳式橋墩，橫梁及扁擔梁采用雙拼Ⅰ40a工字鋼，主縱梁采用貝雷梁，分配梁采用Ⅰ20a工字鋼，橋面板采用10mm厚鋼板。其中鋼棧橋主縱梁貝雷梁間距為（3×45+3×90+3×45）cm，鋼平臺主縱梁貝雷梁間距為（90+3×45）cm+270cm+（4×45）cm+270cm+（4×45）cm+（90+3×45）cm。鋼棧橋和鋼平臺橋面標高設(shè)計為104.0m。詳見下頁圖1和圖2。

1.3 水文情況

橋址區(qū)域常水位為99.77m，水面寬度約236m，最大水深約7m，5年一遇水位為105.41m，10年一遇水位為106.10m。在10年一遇洪水位的情況下，主流主要位于河道中間，流速多為0.97～2.31m/s，橫向最大流速為0.16m/s。

1.4 地質(zhì)條件

在東江二橋橋址區(qū)域，近河側(cè)河床裸露為圓礫層（鋼棧橋區(qū)域圓礫層約2.5～6.9m厚，鋼平臺區(qū)域圓礫層約0.5～4.8m厚），下伏基巖為中風化泥巖，圓礫和中風化泥巖的極限側(cè)摩阻力標準值分別為90kPa和120kPa。

2 重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺施工

2.1 鋼管樁打入深度計算

根據(jù)Midas模型驗算結(jié)果，鋼棧橋處鋼管樁底最大支反力為R=396.7kN，鋼平臺處鋼管樁最大支反力為R=381.6kN。根據(jù)式（1）：

計算得鋼棧橋樁至少打入局部沖刷線以下L=4.5m，鋼平臺樁至少打入局部沖刷線以下L=5.1m。

2.2 鋼管樁施工

采用釣魚法，利用50t履帶吊結(jié)合DZ90型振動錘進行沉樁施工。鋼管樁沉樁總體按照先上游后下游、先岸側(cè)后江側(cè)的施工順序進行。鋼管樁施工時以承載力作為控制要素，且鋼管樁埋置深度達到?jīng)_刷線以下≥1m。

停錘要求：當鋼管樁貫入度達到控制貫入度時，應(yīng)繼續(xù)錘入10cm左右，若振壓1min時間內(nèi)下沉<1cm，重復2～3次未有變化，即可停錘;當貫入度未達到控制貫入度時，若持續(xù)振壓1min時間內(nèi)下沉<1cm，重復2～3次未有變化，認為已達到承載能力的要求，即可停錘。

首節(jié)鋼管樁長度要保證在樁進入河床后，露出水面的高度≥1.5m。在施工過程中，因江水流動沖擊會造成平面位置變化，根據(jù)水流情況可向上游預偏3～4cm?？紤]到鋼管樁下沉過程中的河床為卵石和中風化泥巖層，為防止在下沉過程中產(chǎn)生變形，樁端用鋼板沿管周焊接30cm高進行加強。

2.3 鋼管樁聯(lián)結(jié)系安裝

每個橋墩鋼管樁施工完成后，依次安裝橫撐、剪刀撐和三角撐，保證其整體穩(wěn)定性。橫撐和三角撐采用對口拼接的20號槽鋼，剪刀撐采用單根形式。各支撐槽鋼安裝定位需準確，與鋼管樁焊接牢固可靠。

2.4 扁擔梁和橫梁安裝

連接系施工完畢后，復核樁頂標高準確無誤，在樁頂開槽找平并用[WTBX]δ16mm鋼板焊接補強，然后安裝扁擔梁和橫梁。

扁擔梁和橫梁均采用雙拼Ⅰ40a工字鋼，用200mm×200mm×10mm鋼板在雙拼工字鋼上下兩面貼焊形成整體，每50cm設(shè)置一道。將扁擔梁和橫梁在岸上加工拼接好后再運輸至現(xiàn)場進行吊裝。安裝時，將扁擔梁與樁頂鋼板焊接固定，將橫梁安置在扁擔梁跨中，并與扁擔梁焊接固定。

2.5 貝雷梁安裝

貝雷梁同樣在岸上按跨分組拼裝好，按照設(shè)計方案，兩排一組采用支撐架進行豎向及橫向聯(lián)結(jié)，根據(jù)棧橋平臺設(shè)計跨度確定拼接長度。完成好一孔下部結(jié)構(gòu)后，采用整體吊裝法將貝雷梁組逐一吊裝至孔位，再按圖紙完成剩余支撐架的安裝。每組貝雷梁用槽鋼設(shè)置限位，防止貝雷梁橫向滑移。

為防止在車輛通行時貝雷梁滑移脫落橫梁，需設(shè)置固定端和自由端：將棧橋處橋臺側(cè)設(shè)為固定端，橋尾側(cè)為自由端;將平臺處與棧橋連接側(cè)設(shè)為固定端，遠離側(cè)為自由端。

2.6 分配梁及橋面系安裝

貝雷梁安裝固定好后即可鋪設(shè)分配梁。分配梁間距為30cm，采用Ⅰ20a工字鋼，通過U型騎馬螺栓與貝雷縱梁固定。在分配梁上鋪滿[WTBX]δ10mm鋼板，鋼板與分配梁點焊固定。每安裝完一孔橋面，需及時設(shè)置臨邊護欄。

3 重載型鋼棧橋和鋼平臺應(yīng)用與監(jiān)測維護

3.1 沉降監(jiān)測與維護

在每排橋墩處設(shè)置沉降觀測點，采用水準儀定期（每隔7d，若發(fā)現(xiàn)沉降突變，加大觀測頻率）測量觀測點標高并記錄數(shù)據(jù)，計算分析棧橋平臺沉降情況。若橋墩出現(xiàn)不均勻沉降，可采取補樁及在橋墩處灌注水下混凝土的方法固定橋墩。經(jīng)觀測發(fā)現(xiàn)，在2019-05-03至2019-05-29旋挖鉆施工樁基期間，最大沉降發(fā)生在鋼棧橋5號墩右側(cè)樁，沉降量為38mm，完成樁基施工后，基本無沉降。

3.2 位移監(jiān)測與維護

將位移觀測點布置在橋墩對應(yīng)的橋面處，每個斷面設(shè)置左右兩個觀測點，采用全站儀定期（每隔7d，若發(fā)現(xiàn)位移突然變大時，需加大觀測頻率）觀測并記錄數(shù)據(jù)，計算分析位移情況。若出現(xiàn)位移，首先應(yīng)確認位移是出現(xiàn)在上部結(jié)構(gòu)還是受橋墩偏移導致，若是上部結(jié)構(gòu)位移則應(yīng)重新加固上部結(jié)構(gòu)的連接，加強固定措施;若是橋墩發(fā)生偏移，則在位移方向增加反向支撐，同時在橋墩處灌注混凝土固定。鋼棧橋和鋼平臺橋面上共布置17個觀測點，在2019-04-28至2019-06-04施工期間，發(fā)生最大偏移為17號觀測點，累計最大偏移量為16mm（見圖3）。施工過程中，結(jié)構(gòu)位移變化滿足施工安全要求。

3.3 河床沖刷監(jiān)測與維護

對每個橋墩處的河床面沖刷情況均進行監(jiān)測，采用測量繩定期（每隔7d，若發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)較大沖刷時，加大觀測頻率）測量河床標高并記錄數(shù)據(jù)，計算分析河床沖刷情況。發(fā)現(xiàn)河床沖刷嚴重時，及時采取措施防止繼續(xù)沖刷并加固橋墩，采用混凝土袋在橋墩四周均勻堆圍，并在橋墩上游側(cè)設(shè)置石籠減緩河流沖刷。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)可知，離岸邊越遠，河床沖刷越嚴重，最大沖刷深度約1m（見圖4、圖5）。鋼棧橋和鋼平臺在施工期間滿足施工安全要求。

3.4 結(jié)構(gòu)檢查與維護

定期檢查鋼棧橋和鋼平臺結(jié)構(gòu)，主要檢查材料有無變形、結(jié)構(gòu)之間連接是否牢固、焊縫有無開裂、螺栓是否松脫及橋臺沉降、沖刷情況，發(fā)現(xiàn)問題時及時采取措施加固，若需要停止橋面施工活動應(yīng)暫停橋面施工，待處置完善后再繼續(xù)作業(yè)施工。同時定期清理河面漂浮物，保持棧橋平臺下方河面干凈，防止漂浮物堆積形成堵塞，汛期期間尤其加強清理，防止洪水時漂浮物上浮堆積在結(jié)構(gòu)上增大結(jié)構(gòu)水平受力。

4 結(jié)語

重載型鋼棧橋和鋼平臺應(yīng)用于水上樁基旋挖鉆施工中，對結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性要求極高，因此對重載型鋼棧橋和鋼平臺的施工質(zhì)量控制及使用過程監(jiān)測維護極為重要。文章從施工技術(shù)和監(jiān)測維護兩大方面詳細地介紹了施工方法、監(jiān)測維護內(nèi)容，為今后類似工程施工積累了經(jīng)驗，具有借鑒意義。

參考文獻：

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[2]李龍龍，檀瑞清.橋梁施工中水上鋼平臺設(shè)計與施工[J].市政技術(shù)，2016（34）：60-62.