外砂河大桥结构钢护筒施工

田旭华+许奎

摘 要：针对外砂河大橋结构钢护筒单根重量重，长度长，入土深度深的特点，通过综合分析比选，确定深水区采用打桩船配合ICE振动锤整根施沉，浅水区采用履带吊配合ICE振动锤分节下沉施工工艺。同时探讨了两种施工工艺的关键控制点。

关键词：钢护筒；打桩船；振动锤

一、概况

外砂河大桥全长1880.6m，桥面宽40m（左右幅），双向8车道。主桥为61+108+61m的三跨梁拱组合结构，互通引桥为现浇箱梁，水中9#～50#墩桩基300根钢护筒均为结构钢护筒，参入结构受力，焊缝等级Ⅱ，规格主要有Φ2100×25mm，Φ2300×20mm，Φ1900×20mm，Φ1900×18mm四种，最大长度36.25m，最大重量41.46t，总重量9227t。

二、工程特点及难点

1、水中钢护筒全部为结构钢护筒，焊缝等级要求高，且工程量大。2、钢护筒重量重，长度长，对起重吊装及运输能力要求高。3、钢护筒入土深度大，对钢护筒施沉设备要求高。4、外砂河大桥位于入海口，受涌浪的影响，钢护筒准确定位难度大。

三、主要施工工艺

针对上述问题，主要解决思路为在深水区钢护筒加工成螺旋管为，在珠海海重钢结构工厂采用自动化的设备进行加工，确保加工质量和进度，钢护筒运输采用运输船整个运输，打桩船配合ICE600型液压振动锤整根施打。在岸侧浅水区采用75t履带吊在钢平台上配合ICE振动锤进行分节施打，现场接长的工艺。

钢护筒的加工由专业的钢结构厂家进行，所以重点论述钢护筒施沉工艺。

（一）打桩船配合ICE液压振动锤施沉施工要点

钢护筒施打定位。（1）由于打桩船吊钩到桩架的净距小（一般不足1m），为避免振动锤和钢护筒与桩架打架，而影响钢护筒的垂直度，将桩架倾斜一定角度，使打桩船可满足各种直径钢护筒施沉任务。（2）利用打桩船吊钩与船体前端的净距不大的优势，在船体前端焊接H600型钢支座导向架，钢护筒吊起进入导向架后采用可调节限位调整钢护筒的垂直度。通过导向架的设置，减小了水流力对钢护筒垂直度的影响，极大的提高了定位精度施工效率。（3）为了提高钢护筒的定位精度，尽量选择在没有涌浪的条件下进行钢护筒的施沉作业。

（二）履带吊在钢平台上分节施沉施工要点

1、钢护筒分节长度确定

钢护筒分节长度确定原则为：首节钢护筒施沉后在水流力和波浪力的作用下钢护筒不发生倾斜，位移等，并且起重运输设备能够满足要求。

以10#墩钢护筒为例进行说明。10#墩钢护筒为Φ2100×25mm，

长23.17m，重30.3t。泥面标高-2m，平台标高为+6.3m。

（1）稳定性要求。由于钢护筒自身承载力可以满足水流力和波浪力的荷载作用，那么为了保证钢护筒不发生倾斜和位移，首节钢护筒的入土深度必须位于嵌固点以下。

由《港口工程桩基规范》（JTS167-4-2012）附录D.3.3条计算：

则首节钢护筒的底标高为-2-7.9=-9.9m。为了便于钢护筒现场对接，首节钢护筒施沉的顶口为平台以上0.5m，即顶标高为6.3+0.5=6.8m。首节钢护筒的长度为6.8-（-7.9）=15.7m，取16m。

（2）起重运输设备

16m长Φ2100×25mm的钢护筒重20.7t，ICE600的振动锤重7.2t，即首节钢护筒施沉时履带吊需要吊重为27.9t，75t履带吊可满足要求。

首节钢护筒长度最终确定为16m，第二节钢护筒长度为7.17m。

2、钢护筒定位

钢护筒定位采用在钢平台上安装导向架，如图1所示。

四、施工效果及小结

外砂河大桥全部300根结构钢护筒，根据不同条件，浅水区采用履带吊+振动锤分节下沉工艺，深水区采用打桩船+振动锤整根下沉工艺，保质、保量的完成了施工任务，钢护筒的平面偏差±50mm以内，高程±100mm以内，垂直度小于1%。该方案值得借鉴及不足如下：1、对于结构钢护筒，在专业钢结构厂采用自动化的加工设备，加工质量容易保证，功效高。2、液压振动锤由于具备自重轻，激震力大，无极变频的优点对于地层复杂、入土深度要求的高钢护筒施沉工程有非常好的适用性。3、通过打桩船桩架倾斜一定角度与振动锤相配合工艺，打破常用打桩船只能施沉桩径1.5m一下的桩，同时施沉不同直径桩基不用频繁更换替打等，提高了施工效率。4、通过在打桩船前端设置导向架，减少了水流力对钢护筒垂直度的影响，提高了使用精度。5、分析了钢护筒分节下沉过程分节长度的确定原则，并通过计算确定分节长度，保证施工过程中的安全。

参考文献：

[1]刘宝河，边强，袁孟全.振动沉桩锤的选型和应用[J].中国港湾建设，2008（3）：39-41.78.

[2]中华人民共和国交通运输部.JTS 167-4-2012 港口工程桩基规范[S].北京：人民交通出版社，2012：95-96.