跨江鋼棧橋及鋼平臺搭設技術探討

伍錦時

（廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 511400）

楊梅西江特大橋鋼棧橋采用鋼管樁加貝雷架承重體系，為確保西江通航要求，分別從南北岸向江中搭設鋼棧橋，南北不貫通。北岸設置在橋梁下游側(cè)，南岸設置在上游側(cè)。依據(jù)航道和海事相關要求，施工期間在7#～8#墩和8#～9#墩之間各留130m寬上下行航道通航。

一、普通地質(zhì)段施工

南北兩岸的主棧橋和6#、7#、10#墩鋼平臺地質(zhì)為中細砂層，采用常規(guī)的“釣魚法”施工工藝，具體采用逐孔沉入鋼管樁、逐孔架設上部結(jié)構(gòu)的施工方法。主棧橋采用浮吊、貨船、90t履帶吊，配備振樁錘（DZ90型）振沉、接管、平聯(lián)，牛腿及下橫梁承重貝雷梁、分配梁及槽鋼面板等施工方式。鋼平臺的鋼管樁沉樁采用80t浮吊船懸吊振樁錘（DZ90型）優(yōu)先振沉，每排鋼管樁插打完后采用50t浮吊船進行平聯(lián)。待主棧橋完成后，履帶吊通過主棧橋進行橫梁、貝雷片及橋面板施工。主棧橋及鋼平臺利用浮吊和履帶吊同時進行，節(jié)省施工時間。

（一）管樁施工

南北兩岸采用90t履帶吊懸吊振樁錘懸打法振沉鋼管樁，首先，90t履帶吊車從國道321線或上圍堤進入便道與鋼棧橋連接的橋臺或已完成搭設的鋼棧橋端部位置，震動錘及鋼管樁用平板拖車運至履帶吊車后方。鋼管樁采用履帶吊兩點起吊，履帶吊吊起鋼管樁至一定高度放松副鉤使鋼管樁豎直，然后伸入前置的懸臂導向支架。測量人員復核鋼管樁平面位置和垂直度，確定誤差在允許范圍內(nèi)后開始振動沉樁。鋼管樁開始灌入時，初始電流不宜過大，因為在震動過程中需要每隔一米灌入時觀測一次，確保鋼管樁的樁位誤差（≤±100mm)與垂直度（≤±1%且≤500mm)在規(guī)范范圍內(nèi)。在施工過程中起吊鋼管樁放入導向架內(nèi)利用鋼管樁自身重量下沉，待自重下沉靜止后，固定鋼管樁于導向架，松開吊鉤并起吊震動錘夾管，夾穩(wěn)鋼管樁頭后起吊60%重量，使吊鉤與鋼絲繩受力后觀測鋼管樁數(shù)據(jù)，一切準備就緒后以800kW的電流啟動震動下沉。在震動規(guī)程中每相隔50cm～100cm做長度標記，通過測量樁頂與初始震動標高差值計算有效入土深度，入土深度少于5cm/min時為停錘標準，計算最終入土深度是否達到設計深度。當有效入土深度與設計深度相符，即認為鋼管樁達到設計承載力并滿足設計要求。

（二）樁頂橫梁施工

樁頂橫梁由雙拼工字鋼組成，在鋼管樁樁頭設置牛腿加強，將橫梁放置在牛腿上。首先通過測量鋼管樁頂標高以計算橫梁底標高。在鋼管頂開槽，然后在前一跨棧橋面上雙拼工字鋼，每相隔一米距離焊接一道確保橫梁兩條雙拼工鋼受力均勻，質(zhì)量不低于三級焊縫要求。通過履帶吊起吊至鋼管樁槽口處，經(jīng)水平尺丈量誤差在允許范圍內(nèi)（≤1cm）后，使用電焊機固定在鋼管樁上，最后焊接三角加勁板，電焊線及氧割管要用牽引線索懸掛至鋼管樁處。

（三）貝雷梁安裝

貝雷梁在架設前先根據(jù)圖紙?zhí)崆霸诩庸龅仄唇訛?2m單層雙排貝雷桁架，每兩片桁架1組，用90支撐架連接。根據(jù)設計圖全部拼接完成后使用履帶將樁頂橫梁工字鋼吊至橫梁頂處，通過貝雷銷連接安裝節(jié)段與已安裝的鋼棧橋貝雷梁縱梁接頭。連接好后用槽鋼將各組貝雷梁固定在橫梁上，最后裝上剪刀撐。每隔100m設置一道伸縮縫，減小橋面的震動幅度。伸縮縫設置在雙墩柱上，通過懸空半片貝雷的長度，實現(xiàn)不連貝雷銷可達到的效果。

（四）橋面安裝

貝雷梁組一整跨安裝完成后將橫向鋪設9m長30cm間距的工字鋼作為分配梁，分配梁鋪設完后采用U型卡扣將每道分配梁固定在貝雷片上。最后順橋向鋪上壓紋鋼板并焊接在工字鋼上作為橋面板。壓紋鋼板面板的接頭必須設置在橫梁頂部，防止形成探頭板，必要時可適當調(diào)整橫向分配梁的位置或增加橫梁。完成面板鋪設后需要及時跟進兩邊護欄焊接，鋼棧橋兩側(cè)均設置1.2m高的護欄。

二、特殊地質(zhì)段施工

其中8#、9#墩位于西江江中，墩位地質(zhì)為中粗砂層（鵝卵石）及中風化砂巖，由于江中覆蓋層厚度小，管樁振沉深度不足，無法確保管樁穩(wěn)定性。所以采用“引孔法”先對樁基位置引孔，再下放鋼護筒，將鋼護筒作為豎向受力構(gòu)件搭設鋼平臺，在平臺四周施工建設棧橋。

（一）浮式平臺搭建

采用兩艘貨船順水流方向逆流拋錨?？吭跇段桓浇?，在兩艘船舷上焊接“K”形鋼管支撐將船體連接成整體。貨船內(nèi)縱向擺放4組雙層“321型”貝雷桁架，采用限位裝置固定在貨船上。貝雷桁架每組之間設置90型支撐架連接，組與組之間采用槽鋼剪刀撐連接以增強橫向穩(wěn)定性。兩艘貨船貝雷桁架上再垂直搭設貝雷桁架，同樣采用支撐架和槽鋼橫向連接成整體。貝雷架上鋪設分配梁和花紋板，參照橋面設置安裝形成臨時平臺。

（二）鋼護筒安設

圖1 浮式平臺施工平面示意圖

下放鋼護筒，采用雙護筒引孔的方式。首先通過測量定位鋼護筒位置，利用浮吊下沉外護筒（外護筒采用壁厚2cm，內(nèi)徑3.3m，Q235級鋼板卷制而成），外護筒沉入基巖面，為準確定位，采用“井”字焊接簡易導向架，控制鋼護筒位置?？紤]到水中施工定位困難，同時在平臺擊打兩根臨時護筒固定浮式平臺以方便定位，并采用直徑3m鉆頭進行沖擊引孔直至入巖5m。然后采用相同的施工工藝下放內(nèi)護筒（內(nèi)護筒采用壁厚2cm，內(nèi)徑2.8m，Q235級鋼板卷制而成），利用浮吊懸掛振動錘將鋼護筒振沉并嵌入巖層內(nèi)，下導管澆筑水下混凝土封底，澆筑深度為5m，在混凝土凝固后將外護筒拔出以便循環(huán)利用。浮式平臺施工示意如圖1所示。

1.先用浮吊懸掛振動錘下放φ3300×20鋼護筒，利用浮式平臺頂面和貨船船舷上的兩個導向架定位并限位，鋼護筒盡量下放至緊貼巖面。

2.沖擊鉆機就位施做沖孔，沖孔直徑不小于2800mm，要求沖孔進入中風化巖層不少于5m。沖孔過程中要隨時檢測孔內(nèi)出渣并編號留樣，作為沖孔驗收支撐資料。

3.利用高壓空氣吹入孔內(nèi)清除孔內(nèi)鉆渣，滿足要求后采用浮吊下放φ2800×20的鋼護筒，下放過程要密切檢測位置和垂直度。下放到位后復測孔中心位置和鋼護筒底標高，上口兩護筒之間的間隙采用焊接型鋼頂撐固定。

4.在φ2800×20的鋼護筒內(nèi)下放導管，并灌注水下C30級混凝土。在駁船上停放泵車及混凝土運輸車運輸至浮式平臺附近，通過浮吊配合裝入料斗剪球灌注。

5.澆筑完成后采用浮吊緩慢拔出外層鋼護筒。之后用限位裝置固定φ2800×20鋼護筒。

（三）注意事項

1.所有進場的材料必須要滿足規(guī)范要求，提供三證，進場后要及時抽簽，復驗所有指標，重點檢查是否有明顯的裂縫、薄厚及尺寸誤差等質(zhì)量通病，以免影響管樁（護筒）的拼接質(zhì)量。

2.鋼管樁管節(jié)制造完畢后檢查其外型尺寸，應符合：橢圓度允許“0.5%D”且不大于5mm（D為鋼管樁外徑）；外周長允許“±0.5%C”且不大于10mm（C為鋼管樁周長）；管端平面傾斜允許“0.5%D”且不大于4mm（D為鋼管樁外徑）。

3.鋼管樁對口拼裝時，相鄰管節(jié)的管徑偏差“≤2mm”，對口板邊高差“≤1mm”。

4.鋼管樁對接焊縫允許偏差：咬邊深度不超過0.5mm，累計總長度不超過焊縫長度的10%；超高不大于3mm。

5.對口接長后，鋼管樁外形尺寸的允許偏差為：樁長偏差為“+300～0mm”，樁軸向彎曲矢高允許“0.1%L”且不大于30mm（L為鋼管樁長度）。

（四）平臺搭設

鋼護筒完成后應及時把浮式平臺退出護筒區(qū)，然后將四周鋼護筒通過焊接鋼管平聯(lián)與剪刀撐形成整體。在鋼護筒上焊接牛腿和三角撐，并依次安放雙拼工字鋼承重梁、貝雷片、分配橫梁及壓紋面板，利用鋼護筒搭設成鋼平臺施工支棧橋。

（五）平臺監(jiān)測

鋼棧橋監(jiān)控主要監(jiān)測橋面頂、鋼管樁、主橫梁位置，以及鋼管樁位移及沉降。沉降每天觀測一次，位移每周觀測一次，當沉降基本沒有變化時變?yōu)槊恐苡^測一次，觀測后做好記錄。應定期觀測鋼管樁周圍河床變化情況，定期檢測鋼棧橋的偏移與沉降。當出現(xiàn)位移或沉降時必須查明原因，處理好后方可使用[1]。

三、工藝方法對比性

常規(guī)的“釣魚法”施工適用地質(zhì)為中細砂層及黏土層，因其造價成本低、效率高、工藝簡單成熟等優(yōu)點適用于一般地質(zhì)河床及山區(qū)旱地條件，成為便橋搭設設計及施工首選方案。當跨江或跨海遇到特殊地質(zhì)情況無法用“釣魚法”施工時可采用“引孔法”，這種方法能在最短的時間內(nèi)形成水上施工平臺，達到樁基與支棧橋同時施工的條件，在水深或墩臺施工周期長時為首選方案。

四、結(jié)語

隨著我國基建事業(yè)的持續(xù)發(fā)展，未來還會在各種大江及內(nèi)海中修建更多的跨江跨海大橋。而每一座大橋建造都始于施工組織設計，合理的施工方案能使項目成本、施工進度達到最優(yōu)上限值。