浅谈钢制人行便桥在沙颍河阜阳船闸重建工程中的应用

2014-01-29陈嫦娥

治淮 2014年9期

陈嫦娥

陈嫦娥

一、工程概况

“淮河第一支流”沙颍河流经豫皖两省，在安徽省境内有200多公里，是沟通豫东南和皖西北地区与苏浙地区的重要水运通道，其中阜阳船闸是实现沙颍河全线贯通的控制性工程。阜阳船闸重建工程位于沙颍河阜阳闸水利枢纽老船闸处，船闸建设等级为四级，设计船舶吨级为500t级，船闸设计年通过能力400万t，闸室有效尺度长180m、宽12m、门槛水深3.5m。为了缓解老船闸重建施工影响市区的交通，工程要求建设人行便桥方便颍河两岸的人员通行。由于该桥为市内人行桥，人流量大，对工程的安全、质量要求相当高，工程按《城市人行天桥与人行地道技术规范》（CJJ69-95）主要规范及标准要求，采用钢制人行便桥的方案设计施工。

二、钢制人行便桥的结构构造

钢制人行便桥总体结构：支承桩（钢管桩）、主横梁、平联、次横梁及便桥桥面等几部分组成。上部结构形式为工字钢和贝雷便桥，基础均采用Φ273mm*8mm的钢管桩。便桥桥面净宽度为4.5m，贝雷便桥跨径为5跨12m。自上而下结构为：δ=8mm的花纹钢板+顺桥向@41cm热轧普通槽钢横桥向@150cm热轧工字钢I25+顺桥向双层2排贝雷桁架梁+横桥向桩顶平联热轧普通工字钢2I25+钢管桩+便桥各墩单排或双排钢管桩之间水平和钭撑联结用组焊件。

三、钢制人行便桥施工主要材料及要求

1.钢管桩

钢管桩主要用于便桥基础桩，采用Φ273mm*8mm钢管桩。钢管桩均为螺旋焊缝电焊钢管，钢板的材质为Q235A，其加工需符合石油天然气行业标准SY5001-80的要求。

2.装配式公路钢桥（贝雷桁架）

用于便桥桥梁的主分配梁。标准桁架单元长300cm，高150cm，宽17.6cm。

3.型钢

采用热轧普通工字钢 (符合GB706-88规定)和热轧槽钢 (符合GB707-88规定)，主要用于钢管桩顶上和贝雷桁架上纵横连接等。

4.钢板

便桥行人道板上用厚8mm的普通热轧花纹钢板，技术指标需符合GB709-88规定。

四、钢制人行便桥的施工方案

总体施工程序：工、料、机准备，岸上施工便道至便桥桥头汽车便道修整→便桥钢管桩测量定位→25t汽车吊插打沉埋钢管桩→钢管桩纵横向联结焊接→便桥纵向贝雷桁架梁拼装、就位→便桥桥面铺设。

1.钢板桩沉埋测量定位

钢管桩沉埋测量的工作包括：钢管桩顶面中心及底面中心位置的测量、管桩底标高及下沉深度测量、偏斜和接高测量。

（1）测量的准备工作

①钢管桩从加工厂家运到工地时是每节6～8m，采用25t汽车吊车沉埋时，可将每根桩在岸上拼焊成10～15m一节。因此，在钢管桩拼焊成型后，应在其外侧纵横向用红油漆标定出纵横轴线在轴线外边缘（即钢管桩外围）标定出四条垂线，并以5cm及10cm尺度标出分格尺寸，以便于下沉深度的计量和对位工作。

②建立下沉观测基准面

钢管桩在施工过程中，中线及高程是经常变动的。为测求变动中护筒的位置（中线及高程），需在钢管桩拼焊开始制造时就应以刃脚底面的平均标高建立一个临时基准面，且必须与岸上水准点连系，以此测求管桩下沉标高与深度，并随着钢管桩接高时逐节向上转引。

（2）测量工作

①管桩顶面中心测量：可利用三角网基线点以两台经纬仪或全站仪在两岸上交会测出钢管桩顶面中心。

②偏斜测量：上述求出管桩顶设计中心后用水准仪测读管桩纵横两端距AB高差Δh，则管桩的倾斜度i=Δh/AB。当同一水平高度的A，B点的高差Δh=0时，则管桩是竖直的。也可用管桩外标线在十字的两个方向垂吊法线以简易而迅速定出正位情况。

③刃脚位移测量：管桩顶中心和倾斜度i求出后，可按下列公式求出刃脚处位移x值：x=a±eh/d；

式中：d、h——分别为钢管桩的外直径和高度；

E——管桩顶两点高差；

A——管桩顶面中心的位移量。若x<0则表示管桩顶和管桩底位移方向相反。

④刃脚标高测量：在管桩下沉前必须求出刃脚处的的标高或假定标高，通过管桩外的标尺确定打桩船导向架底端的标高，可粗略地用全站仪求出各点的标高。

⑤接高测量：当底节管桩沉至一定深度后，需要接高时，管桩的基准面也应逐节向顶面转引。保持上下基准面平行，而且使各节管桩竖向中轴线为一直线（非折线），这就是管桩接高的主要内容。

⑥下沉深度测量：按上述基面高程和量得的管桩高度就可量算下沉深度或需要接高的高度。

2.钢管桩拼桩焊接

在钢管桩堆料场上架立两排中心间距为40cm，长度15～30m的I28a工字钢，工字钢顶面为同一水平面，利用25t起重机协助或16t吊车协助，根据设计的钢护筒长度将各节护筒焊接拼长成型，最后在各节接头位置用四块200mm×150mm×10mm钢板均匀地将钢护筒接头焊接加强。为了减少吊装过程成型钢管桩的变形，根据每根管桩总长度L计算，采用两点法进行吊装，则从两端量测0.207L位置在管桩对角线四个位置焊接吊装吊环，然后采用钢丝绳穿过四个吊环将钢管桩吊起送入打桩机导向框内。钢管桩拼接要求倾斜度不超过1%，节与节之间不允许出现错节，其平整度允许误差为2mm。

3.钢管桩沉埋验证检测

该工程工期紧迫，对人行便桥临时工程不做试桩试验，只检验前面3～5根钢管桩沉桩的贯入度，作为指导大批量沉桩的依据，最后通过对钢管桩进行加载或堆载检验的方法来验证便桥成桥的承载能力。每一跨便桥的钢管桩沉埋结束后，及时焊接纵横方向、竖直方向斜撑杆件的联结使钢管桩成为一整体，铺设便桥上部结构，最后采用推载或吊挂水箱配重的方法进行验证，便桥各墩号钢管桩承载能力是否满足设计要求。若未能满足设计要求，则查找原因，更换大能量的沉桩锤重复沉桩工作，直到满足设计要求为止。

4.钢管桩横向联结焊接

当钢管桩沉埋结束后，测量人员对每根桩进行测量，钢管桩之间斜撑采用[14槽钢焊接，并且联接管为焊接联结，然后再进行横向联结焊接，横向联结标高允许偏差为±10mm，焊缝质量符合《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）规定。

5.便桥桥面铺设

当完成一孔便桥贝雷梁安装后，测量人员在贝雷梁顶上用红油漆标出间距150cm的次横梁位置，将次横梁焊接固定完成后，在次横梁上标出间距41cm纵向分配梁[200位置，施工人员从岸上搬运并按照标定的位置安装纵向分配梁，成联便桥布置完毕后，测量分配梁顶标高，垫实其与贝雷梁之间的接触点，将纵向分配梁与次横梁固定，纵向分配梁上满铺花纹钢板并焊接牢固。