无覆盖层深水钢栈桥施工技术分析

朱政敏

(广西新发展交通集团有限公司，广西 南宁 530023)

无覆盖层深水钢栈桥施工技术分析

朱政敏

(广西新发展交通集团有限公司，广西 南宁 530023)

文章以浔江特大桥栈桥施工为背景，结合工程特殊水文地质情况，通过施工技术方案比选，确定了钢栈桥施工工艺及技术措施，成功解决了在水深、流速大、汛期水位暴涨、漂浮物多，且河床无覆盖层的陡峭或倾斜坚硬裸岩层的高位栈桥施工难题。

钢栈桥；无覆盖层；深水；施工技术

0 引言

近年来，为了广大民众的交通便利，在大部分河段内增加修建特大型桥梁，水中墩柱施工也将逐步增多。栈桥作为水上施工的重要通道，在特大型桥梁建设得到了广泛应用，栈桥一般采用钢管桩基础、贝雷梁为主承重梁的结构，在河床无覆盖层的地质条件下，一般采用浮桥和大型浮吊的方法进行水中墩施工，但这种施工方法会受到通航、大气降水、水流速度等因素影响，因此，在复杂的地质条件下修建栈桥作为水中墩柱施工的辅助日益明显。

1 工程概况

浔江特大桥横跨广西平南浔江，浔江河床宽度约为680 m，其测时最大水深处约为17.8 m。浔江特大桥共长1 603 m，桥跨布置形式为8×30+30+50+30+6×40+87.5+2×160+87.5+6×40+9×30预应力混凝土连续T梁+预应力混凝土现浇箱梁+预应力混凝土连续刚构，其中14#～22#墩为水中墩。

1.1 工程特点

浔江特大桥位于平南县城东侧，跨越浔江。桥址处于河流冲积平原地貌与岩溶平原地貌的交汇处。浔江水面较宽阔，河床常年宽约600 m，深沟壑局部存在，一般为2.0～8.0 m，最深为15.0 m，场地岸坡与河堤(岸)高差较小，岸坡地面高程一般在28.0～33.0 m之间，河堤(岸)高程一般为16.0～18.0 m，高差一般在10.0～15.0 m，岸坡坡度变化较小，坡角30°～60°不等，局部呈直立状，岸坡地形普遍较缓，高差在2.0～5.0 m，第四系覆盖层广泛分布，河堤(岸)大部分基岩出露。

勘察期间桥址区发育浔江，为珠江水系的主流，由南盘江、红水河、黔江、浔江、西江五个连接而成，为Ⅱ级水运航道。平均宽度为700 m，最宽处约1 000 m左右。常年有水，水温较低，勘察期间水深2.5～17.8 m。

1.2 水文特征

浔江属丘陵地区河流，洪枯季节明显，一般5～10月为汛期，年最大洪峰发生在6～8三个月，枯水季节为12月～翌年4月。枯水位(施工水位)为18.7 m。桥址位置河段枯水期水流流速较小，水流平顺；高水位时，水流趋直现象明显，桥区的流速值较大。洪水期20年一遇航道内流速最大值为2.5 m/s，洪水水位为35.49 m。

1.3 地质特征

河床由于冲刷原因，基本无覆盖层，局部区域存在0.5～1 m鹅卵石，且河床为陡峭或倾斜坚硬裸岩，大部分河床直接裸露强风化石灰岩或中风化石灰岩。

1.4 通航条件

现状航道的技术等级为Ⅱ级，于2009年12月投入使用，浔江特大桥桥区航道规划为3 000 t航道。

2 钢栈桥施工的重点、难点及施工技术分析

2.1 钢栈桥施工的重点、难点

(1)桥位区域河床覆盖层薄及无覆盖层。钢栈桥一般使用钢管桩、贝雷片、工字钢、钢板等材料搭建。针对钢栈桥的稳定性，钢管桩一般必须穿过覆盖层，并进入基岩2～4 m。

(2)浔江可查阅水文资料中洪水水位高，与勘察时资料偏差大。按查阅浔江20年一遇洪水期水位35.49 m，而浔江下游长洲水利枢纽于2009年12月投入使用，上游最高通航水位23.9 m，按照长洲水利枢纽投入使用后4年水文监控资料显示最高水位26.0 m，与20年一遇水位冲突。

2.2 钢栈桥施工技术分析

(1)根据查阅参考资料钢栈桥位于无覆盖层或覆盖层薄的区域，可采用板凳桩、注浆嵌岩锚杆、混凝土钢管沉桩等施工工艺。考虑浔江为通航航道，临时设施完工后必须全部清除并进行扫床处理，注浆嵌岩锚杆和混凝土钢管桩均存在较大残留物难于清理，同时考虑注浆嵌岩锚杆、混凝土钢管沉桩在施工工艺上较复杂和施工费用高，本桥采用板凳桩进行钢栈桥施工。即按照正常计算，钢栈桥每15 m采用单排2根钢管桩进行搭设，本桥每12 m采用双排6根(每排3根)钢管桩组合成板凳搭设，排距3 m。

(2)栈桥桥面标高设计考虑，主要基于：①渡洪安全；②与河岸两侧地面连接坡度符合行车要求。综合考虑桥位浔江下游长洲水利枢纽上游通航水位23.9 m和水利枢纽运营后水位监测26.0 m的数据，结合桥位地形原地面标高32.3 m数据，采用27.0 m作为钢栈桥梁底标高控制参数，即钢栈桥桥面标高28.75 m；进而减少钢栈桥搭设高度，降低钢栈桥搭设造价和避免了河岸两边的施工填筑和清理工程。

3 钢栈桥的设计和施工

3.1 钢栈桥的设计

钢栈桥基础采用钢管桩直径为φ630mm，壁厚10mm。钢栈桥每个墩采用6根φ630mm，厚度10mm的钢管桩作为桥墩，3*2布置，墩横向间距3.0m，墩纵向间距3m；墩顶采用2品8mⅠ45a工字钢横向做垫梁，各钢管桩之间纵横向用[22b槽钢单层联结，并设置双向剪刀撑，剪刀撑高度为双拼Ⅰ45#工字钢下端开始至控制水平面，约2.6m高。桩顶及桩尖均设置30cm长加强箍，以防钢管桩卷口、变形。钢管桩打入后，有必要时管内填满河砂，增加钢管桩稳定性。在双拼Ⅰ45#工字钢上面架设三组贝雷片，每组贝雷片用90贝雷片支撑架连接，每组贝雷片中心间距为3m。贝雷片上铺8m长Ⅰ25#a工字钢分配梁，工字钢间距为30cm，在分配梁上满铺8mm厚防滑钢板作为桥面板。

浔江特大桥小桩号侧(北岸)刚栈桥跨径布置形式为：9m+15×(12m+3m)，浔江特大桥大桩号侧(南岸)刚栈桥布置形式为：9m+12×(12m+3m)。刚栈桥与设置在坡岸上的桥台衔接。栈桥宽8m，从桥面到钢管桩顶部依次为：8mm厚防滑钢板、Ⅰ25#a工字钢分配梁、三组贝雷片(每组每隔3m用90贝雷片支撑架连接)、双拼Ⅰ45#a工字钢。

为了确保钢栈桥施工安全，钢栈桥两侧设置1.2m高安全护栏，护栏采用黑白相间的警示标志，并按照海事局和航道部门要求装设白光环绕灯警示来往船只避免碰撞。针对桥梁施工用电安全，在护栏底部侧边铺设绝缘PVC管道，所有施工电缆必须从PVC管道内布设。

3.2 钢栈桥施工

3.2.1 钢管桩施工

(1)根据施工前计算好的钢管桩中心平面坐标，进行粗定位，使用DZ～90振动锤进行施工，见图1。

浅滩区履带吊沉桩示意图

履带吊搭设栈桥示意图

(2)施工过程中，因河水流动冲击造成平面位置会发生变化，根据水流情况可向上游预偏3～4cm，并在钢管桩上拉好缆风绳进行定位，防止振动锤摆动。考虑实际施工过程中使用DZ90的振动锤进行，在中风化岩施工中可能对桩底钢管产生变形影响，对钢管桩端部进行加固50～100cm。

(3)钢管桩在自身和振动锤重力下进入河床后，重新测设钢管桩的平面位置，满足要求后启动振动锤将钢管桩振入河床。振动过程中管理人员通过全站仪和锤球对管桩纵横向的垂直度进行观测，并通过对讲机指挥吊车前后、左右摆动以调整钢管桩的垂直度。当钢管桩进入河床2～3m，其平面位置及垂直度基本不会发生变化后，可松开吊钩，让钢管桩在振动锤的作用下继续振入。垂直度控制以预防为主，纠偏为辅。观测密度适当加大，随时了解沉桩状况。

(4)钢管桩第一节长度必须保证在进入河床后钢管桩顶露出水面约1.5m左右，在此时停止振入，移开振动锤进行钢管桩接长。

(5)钢管桩打设好后，测量放点后按照设计标高抄平。

(6)对无覆盖土层的河床基本无法击入基岩问题，采用2台打桩机配合，一台打桩机位于浮吊上固定第一根，另一台打桩机在栈桥完成第二根作业后，先连接好已打入钢管桩的水平联杆，后继续打入另外一根，直至按设计形成板凳桩平台。

3.2.2 联杆施工

钢栈桥一个墩的钢管桩用[22#槽钢进行联接，用[22#槽钢以“×”形状将双根桩进行连接形成剪刀撑，电弧焊进行施焊。平台相邻钢管桩之间用[22#槽钢以“×”形状将双根桩进行连接形成剪刀撑，桩之间设[22#槽钢进行联接。

3.2.3 下横梁施工

钢管桩下沉到位后，在其顶部割除一个深45cm的槽口，槽口四周围焊30cm高、1cm厚的钢板加强，利用吊车将下横梁Ⅰ45#工字钢吊放入槽，电弧焊施焊，切割钢管桩顶部槽口时注意切割面要平且光滑，以使工字钢传力时受力面积足够，钢管桩内灌以砂砾保证受力，两条工字钢应预先焊成整体，工字钢入槽后确保工字钢平钢管桩顶。

3.2.4 贝雷梁安装

贝雷梁在架设前先根据图纸提前在加工场地拼接成长3m倍数的单段架体，在架设前测量员用全站仪根据设计图纸恢复桩轴线，并标示在封头顶板上。安装人员根据测量放出的轴线进行安装贝雷架，贝雷纵向中心轴线与钢管桩轴线重合。

在下横梁上焊接钢板设横向限位块，防止贝雷梁横向移位。用浮箱上的吊车将拼好的每段贝雷梁进行逐段架设，两组贝雷梁之间上、下玄杆每3m设置一道水平横联，横联与贝雷之间用U形螺栓连接固定。

3.2.5 横向分配梁安装

贝雷梁安装每完成一跨后随即铺设8mⅠ25a工字钢横向分配梁，间距30cm。

3.2.6 桥面板钢板，安装防护栏

铺放桥面钢板，钢栈桥顺桥向每隔50m设置一道伸缩缝，缝宽4cm，横桥向整个桥宽可设置四道宽3cm的纵缝以落杂物，焊接采用间断焊，焊缝长度3cm，间距30cm，防止重车行驶引起钢板反卷。岸边便道与便桥的衔接位置用一块8mm厚、长1.5m、宽8m的钢板过渡，防止跳车。

完成面板铺设后需及时进行两边安全护栏焊接，栈桥两侧均设置栏杆。护栏高1.2m，横、竖杆均采用φ48mm×3.5mm钢管，横杆设置两道。每2m设置一道竖杆焊接在桥面系横梁上。栈桥栏杆刷红白相间油漆警示，以达到简洁美观的效果。安全护栏须在桥面板伸缩缝处断开。

3.2.7 电缆线施工及安全防护

栏杆施工完成后进行施工电力管线的铺设，电力管线放置在管线托架上。

为了保证钢栈桥及施工平台的安全：在栈桥及施工平台上设置航道警示灯，桥上隔15m交替布置路灯。

4 施工控制结果

在施工期间，浔江特大桥钢栈桥经历了2个雨季的洪水影响，最高水位达到27.4m，作为钢栈桥基础的钢管桩由于无覆盖层原因，多次出现钢管桩悬空现象，但钢栈桥在及时修复后即能使用，不影响整座特大桥的施工工期；在洪水期间也频繁出现了大量漂浮物堆积于板凳桩墩的位置，在洪水期间钢栈桥的抗倾覆性能良好。

5 结语

临时设施工程作为主体工程辅助设施，在特大桥施工中占了施工经费的很大一部分，对于临时设施的选择及应用是体现特大桥技术管理的一个要点，好的技术方案往往可以给整个项目带来几十万甚至上千万的节约。在我国特大型桥梁中很多桥梁施工追求标新立异的施工工艺，浔江特大桥钢栈桥的桩基础采用基本的板凳桩原理进行施工，从而达到了理想的要求，因此，简便的施工和基本的原理对于特大桥梁的施工控制更为经济、实惠。

[1]陈 辉.山区无覆盖岩层度汛河流上栈桥施工技术[J].上海建设科技科，2014(6)：41-43.

[3]龙 亮.钢栈桥施工技术[J].黑龙江科技信息，2008(10)：179，106.

Analysis on Construction Technology of Non-overlay Deepwater Steel Trestle

ZHU Zheng-min

(Guangxi Xinfazhan Communications Group，Nanning，Guangxi，530023)

With the trestle construction of Xunjiang Super-large Bridge as the background，combined with special hydrogeological situation of the project，and through the construction technology program com-parison and selection，this article determined the steel trestle construction technology and technical measures，which successfully resolved the high-level trestle construction difficulty in steep or incline hard bare rock layer under conditions of deepwater，large velocity，rapid rise of flood water level，more float-ing debris，and the riverbed without overlay.

Steel trestle；Non-overlay；Deepwater；Construction technology

朱政敏(1970—)，高级工程师，主要从事公路桥梁投资建设管理工作。

U445

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.07.009

1673-4874(2015)07-0034-05

2015-06-05