海上斜拉桥通用施工方法及成本控制

尹仕桃

【摘要】本文介绍通常情况下海上桥梁（斜拉桥）主要工序工法，包括钢管桩制造与打插、钻孔平台施工、海上桩基施工、承台钢套箱施工、海上承台施工、索塔施工、钢箱梁安装、斜拉索安装的施工组织以及相应船舶基本配置的施工成本构成。

【关键词】海上斜拉桥；工序；成本；构成

引言

本文通过对海上斜拉桥主要工序工法的总结和提炼，以及相应施工成本的实践及分析，将海上工程项目的施工组织及成本构成进行深入浅出的阐述，作为类似项目施工的有益参考。

一、海上斜拉桥施工工序

海上斜拉桥基本施工工序如下：

（一）钢管桩制造与打插；（二）钻孔平台施工；（三）海上桩基施工；（四）承台钢套箱施工；（五）海上承台施工；（六）索塔施工；（七）钢箱梁安装；（八）斜拉索安装。

二、基本施工工序工法及施工成本构成控制

（一）钢管桩制造与打插

1.1基本施工工艺

海上桥梁基础一般设计有钢管复合桩，即由钢管桩制造、钢管桩打插和在钢管桩内进行钻孔灌注桩施工而成。以港珠澳大桥为例，其钢管桩直径2.8米至3米，长40至60米，壁厚25mm，单根重量往往超过100吨，且精度要求较高，下沉后中心偏差不大于10cm，倾斜度不大于1/200。

1.2钢管桩制造及运输

钢管桩制造由具有钢管卷制设备、及配套防腐涂装设备的工厂进行生产。该部分成本包括钢管卷制费用、防腐涂装费用，施工界面为钢管生产成品在运输码头完成落驳为止。落驳后的运输由承包人另行组织租赁船舶运输。

1.3钢管桩打插

海上钢管桩插打一般有两种方案：①采用导向架+振动打桩锤进行插打施工。②使用大型打桩船进行进行插打施工。由于打桩船具有插打速度快（根据地质情况不同每天插打钢管桩可打2-4根）、精度高的特点，目前普遍成为承包商选用的方案。

1.4钢管桩制造与打插成本构成

钢管桩制造：①钢管桩卷制。②防腐涂装内壁（或涂装内外壁）。③运输。④其他施工船舶费用摊销、间接费及税费。

钢管桩打插：①钢管桩直径1.2米；②钢管桩直径2.0米以上。 ③进场调遣费，其他施工船舶费用摊销、管理费及税费。

（二）钻孔施工平台

2.1钻孔施工平台施工工艺

钻孔平台是桥梁基础施工的重要设施，也是主要成本项。钻孔平台采用永久性钢管复合桩的钢管桩加长后作为主平台基础，采用直径1米-1.5米的钢管桩作为辅助平台基础，采用型钢平联焊接，上部结构采用贝雷片架设、钢板铺装。

2.2钻孔施工平台成本构成

钻孔平台是桥梁基础施工主要造价项目，该造价计入海上桩基单价中。以港珠澳大桥青州航道桥现有的钻孔平台为例，单个主墩钻孔平台设计：长135米，宽49米，面积6615m2。主墩单个平台钢结构重量为2000吨，单个平台辅助钢管桩重量为1400吨。全桥6个钻孔平台钢结构重量约为12200吨。

（三）海上桩基施工

3.1基本施工工艺

海上桩基施工是在已经搭建好的钻孔平台上进行。

海上桩基一般长度超过100米，并具有较深的入岩深度，强度一般达到70～140兆帕。为保证成孔质量，应选用大于350型大型回旋钻机进行施工，并需根据不同地层条件，采用刮刀钻头、滚刀牙轮、孕镶牙轮钻等钻进工艺，采取气举反循环钻进成孔

3.2海上钻孔灌注桩施工成本构成

3.2.1钻孔施工成孔造价构成①钻孔成孔；②钻孔用自发电用柴油。3.2.2桩基混凝土灌注造价①拌合船费用，劳务配合费用。②泥浆清运费用。3.2.3钻孔施工平台费用及混凝土材料费用。3.2.4发电机、其他施工船舶摊销费用、管理费及税费。

（四）承台钢套箱施工

4.1基本施工工艺

桩基施工完成后，应进行钢套箱加工及安装施工。钢套箱作为承台施工的围堰与模板，是桥梁永久性重要钢结构组成部分。钢套箱兼具防撞功能。钢套箱采用工厂化分段制造，拼装成整体，工厂化涂装防护，整体吊装装船运输到现场，采用大型吊机整体吊装就位，具有单件重量大，海上运输困难，吊装方案复杂等特点，是海上桥梁施工的重点难点工序之一。

4.2钢套箱施工成本構成

4.2.1钢套箱加工①钢套箱实际钢材使用重量大于可计量钢材重量，包括内部支撑、悬挂系统及损耗等，这些钢材无法回收。因此计算钢套箱造价时不能漏掉此部分钢材造价。②钢套箱加工、涂装、运输造价。4.2.2钢套箱安装 港珠澳大桥青州航道桥主墩钢套箱重量超过1000吨，需要两台1000吨以上的浮吊抬吊安装，难度大，由于大型浮吊资源缺乏，一般费用较高。4.2.3其他施工船舶摊销费用、管理费及税费。

（五）海上承台施工

5.1基本施工工艺

封底施工：承台施工之前先实施封底混凝土施工。为确保承台封底混凝土的质量，需要根据潮水涨落情况，在钢套箱内封底按分层分块施工，第一层封底混凝土采取水下浇筑的方式，第二层采取干浇施工。封底成功后，开始进行承台混凝土施工。承台施工：以港珠澳大桥主墩为例，主墩承台高9m，单个承台混凝土方量15000多方，属典型的大体积混凝土施工。承台混凝土分层分四次进行浇注，单次浇注最大混凝土数量超过5000m3。项目部委托专业单位进行承台混凝土内部温度监控；通过布设多层冷却水管，控制混凝土内部温度；使用两艘拌合船同时进行浇注确保浇注质量、浇注安全；为保证混凝土外观质量，承台顶层模板加贴模板布。

5.2承台施工成本构成

5.2.1承台混凝土施工构成①混凝土劳务操作；②混凝土搅拌船拌合；③混凝土表面硅烷涂装。5.2.2冷却水管、冷却淡水、施工柴油。5.2.3混凝土材料。5.2.4施工船舶摊销、管理费及税费。

（六）索塔施工

6.1基本施工工艺

斜拉桥索塔的施工工艺基本类似，以宁波象山港大桥为例，主塔采用钻石形混凝土索塔，索塔总高度为226.5m。索塔塔柱包括下塔柱、下横梁、中塔柱、上塔柱、塔顶装饰段。锚固形式为钢锚箱。模板采用液压自爬模体系，整个塔柱共分49层浇注，其中下塔柱分9次浇注，下横梁分2次施工，中上塔柱分38次浇注；标准节段高度为4.5m或6m。

6.2索塔施工成本构成

6.2.1索塔混凝土施工造价①混凝土劳务操作；②劲性骨架劳务操作；材料费（按每立方混凝土45kg计算）。③混凝土搅拌船； ④混凝土表面硅烷涂装。⑤塔柱施工期间自发电柴油。6.2.2钢锚箱安装1200型大塔吊租赁费用。施工船舶摊销、管理费及税费。

（七）钢箱梁安装

7.1基本施工工艺

钢箱梁分塔区（墩顶）钢箱梁和标准段两类别考虑安装方式及费用。塔区钢箱梁施工完成后，利用浮吊起吊桥面吊机构件到箱梁0#块顶面，在0#块顶面拼装桥面吊机（或后场预拼装好吊机整体上桥）。钢箱梁标准段采用桥面吊机安装。

7.2钢箱梁安装成本构成

7.2.1钢箱梁安装施工造价①塔区、墩顶安装钢箱梁大浮吊费用，需要根据使用大浮吊的实际情况确定，大浮吊应为1000吨以上才能满足吊高、吊距，使用费用差别较大。②港珠澳大桥有大节段安装，重量超过3600吨，现场采用4000吨及2600吨大型浮吊抬吊安装，费用大。7.2.2钢箱梁安装施工造价③标准段梁段钢箱梁安装，主要考虑桥面吊机费用。7.2.3施工船舶摊销费用、管理费及税费。

（八）斜拉索安装

8.1基本施工工艺

斜拉桥斜拉索安装的施工工艺基本类似，斜拉索通过水运至现场，采用梁上放索方案，按先塔端、后梁端进行挂索，斜拉索张拉及索力调整统一在塔端对称进行，采用桥梁构件几何控制法进行施工控制。斜拉索施工完成后，按设计要求安装阻尼器。

8.2斜拉索安装成本构成

8.2.1斜拉索安装施工。8.2.2施工船舶摊销费用、管理费及税费。

三、海上施工基本船舶配置

3.1施工船舶基本配置

根据实际施工经验，以建造斜拉桥两塔（一般含6个墩）为例，桥梁施工船舶最低限度配置为：①拖轮2艘，2000hp-3000hp。②驳船6艘，1000吨-2000吨。③抛錨艇2艘，2000hp-3000hp。④水上拌合船1艘，100m3/h。⑤浮吊2艘，100吨-200吨（不包括短期吊装大浮吊）。⑥交通船1条，载人100人以上。⑦粉料运输船1艘（用于拌合船粉料补给）。⑧泥浆船4艘。⑨送水船1艘。

3.2施工船舶成本估算

由于船舶使用类型、数量都较多，大部分船舶必然需要外租，这部分成本是海上桥梁施工的主要成本，应摊入各清单细目成本单价。

四、结语

海上桥梁施工技术和施工组织历来是施工企业的重点关注和研究的施工难点，外海施工更是难上加难，港珠澳大桥位于珠江口外海，施工难度大，且现有公路定额难以测算施工成本，但是掌握了一定规律的施工步骤和工序后，其施工成本可以取得有效控制。

参考文献

[1]港珠澳大桥CB03标施工图设计.