浅议大冶水库特大桥水上栈桥施工技术

刘宏超

（中铁二十二局集团第二工程有限公司 北京 100043）

栈桥承载力大、便于施工、拆除方便，而且可以重复利用，在我国桥梁施工中得到了广泛的应用。然而，由于水上栈桥在水中施工，需根据工程的水文地质情况、周边环境具体情况进行设计与施工管理，因此特大桥钢栈桥的设计以及施工难度较大，施工不安全影响因素较多。

1 工程概况

大冶水库位于济南市莱芜区口镇大冶村北，大汶河支流方下河上，是一座防洪、灌溉、供水、养殖等综合利用的中型水库。岩溶发育形态复杂且不规则，沿线地势陡峭，地质复杂。桥梁孔径布置为45×32m，全桥长度为1482.800m。其中7#-27#墩在水库中，8#-26#墩在水中。涉水钻孔桩182 根，涉水承台19 个，涉水桥墩19 个。覆盖层主要有黏土层、砂层、圆砾层、灰岩层等，覆盖层厚薄不均，最厚处有12m 左右，两边靠岸侧覆盖层较薄，最少只有1～2m，其中15#、16#两个墩在覆盖层上。

2 钢栈桥设计

2.1 荷载设计

栈桥最大车辆荷载考虑12m3混凝土灌车，自重18t，混凝土重30t，共重96t（考虑会车），另外考虑75t 履带吊，重10t 荷载在栈桥上施工。另外考虑50t 吊车通过栈桥，相对于混凝土罐车不属于控制荷载，同时考虑三一450 旋挖机在栈桥行走及在钻孔平台上作业。设计车速为5km/h，在栈桥上尽量缓慢行驶，并避免急刹车。

2.2 栈桥、钻孔平台结构设计

7～27#桥墩位于水库区，库区线路长653m，栈桥桥长623m。水库设计施工水位233.0m，测时水位230.21m。根据水文资料以及现场踏勘的实际情况控制栈桥桥面及平台面标高235m。栈桥按6m 宽度设计，桥跨布置11.91m+16×15m+12m+2×15m+12m+18×15m+11.91m，共40 跨，每3～4 跨布置一个制动墩。栈桥及平台均采用贝雷梁+钢管桩形式，施工时采用履带吊进行延伸法作业。

3 栈桥关键施工技术

3.1 栈桥桥台施工

桥台下要开挖到泥质板岩内，且保证桥台的稳定性，台后填土要注意碾压密实。桥台的钢筋均采用护面钢筋，钢筋直径为12mm，纵横间距按10cm 控制，采用C30 混凝土浇筑，预埋件预埋于桥台上，钢板漏出混凝土面，该钢板作为贝雷梁的支座用。贝雷梁放置在预埋件上后要用U形卡与之进行焊接，每个支座处的U 形卡数量不小于4 个，竖杆两侧各两个，靠紧焊接，用于抵抗贝雷梁承受的水平力。

3.2 钢管桩及垫梁施工

螺旋钢管桩采用φ529-8mm 规格的钢管。从岸的一端开始施工，钢管桩沉放使用75t 履带吊振动锤打设，利用全站仪定位及校核。9#-14#墩、18#-23#墩覆盖层较厚，不需打入岩层中，15#-17#覆盖层不均匀，以及其余覆盖层薄的墩位需打入基岩中。如果打入有困难，钢管桩端利用两块钢板交叉焊接成桩尖后打入。停锤标准以桩尖标高控制为主，最终贯入度作为校核。钢管横向间距4.1m，钢管横向之间用20a 槽钢进行交叉焊接，栈桥墩每隔3～5 跨设置一个双排柱墩，即四根钢管立柱，之间纵横向用20a 槽钢进行交叉焊接连接，确保4 根钢管成为一个整体结构。钢管顶放置2-36b 工字钢垫梁，垫梁长6m，两根工字钢之间采用5cm 的间断焊接形成一根整体梁结构，垫梁与钢管顶的法兰板双边焊接，焊缝高度不小于6mm。

钢管桩插打位置精确度及垂直度、钢管桩振动下沉时贯入度控制、钢管桩的桩长控制。采用90 锤进行打桩作业，以1min 贯入度小于3cm为止，满足单桩承载力70t。振动锤重心和桩中心轴应尽量保持在同一直线上；每一根桩的下沉应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复，继续下沉困难；每排钢管桩下沉到位后，应立即进行桩之间的连接，增加桩的稳定性，避免水的反复冲击产生钢管的疲劳断裂，以至发生意外事件，连接材料采用20a 槽钢。尺寸需根据现场尺寸下料。焊缝质量满足设计及规范要求。

3.3 贝雷梁的安装

在钢管顶垫梁上放置纵向贝雷梁，贝雷梁两片一组，每组贝雷梁用90cm 支撑架连接，每隔3m 连接一道断面支撑架，每隔6m 连接一道水平支撑架，三组贝雷梁中心间距按2.05m 间距布置，三组贝雷梁下弦杆均需要用U 形卡与钢管顶垫梁进行焊接连接，每根竖杆两侧各放置一个U形卡，采用2mm 厚的橡胶皮包裹下弦杆后焊接U 形卡。在每个栈桥跨的跨中用一根20a 工字钢及U 形螺栓与6 根下弦杆连接，这是确保贝雷梁的面外整体稳定性。

3.4 铺设桥面及附属结构施工

贝雷梁安装完毕，其上放置I20a 工字钢横向分配梁，纵向间距50cm，工字钢长6m。与贝雷梁的上弦杆用U 形螺栓连接固定，当工字钢与贝雷梁竖杆冲突无法连接大U 形螺栓时，可适当移动工字钢位置。按双车道设计，考虑两辆车辆在栈桥上错车情况，横向工字钢悬臂至栏杆内侧的长度仅33cm，使车轮不超过最外侧贝雷梁，确保横向工字钢的安全受力。桥面采用28a 槽钢口放在横向分配梁上，槽钢与工字钢分配梁之间焊接，在槽钢两侧与工字钢分配梁的接触线上进行焊接，焊缝高度不小于6mm，槽钢的横向中心间距是30cm。栈桥两侧设置钢栏杆，单侧纵向每隔2m 设1 根φ48-3mm 钢管立柱，高1.5m，立柱顶部顺桥向通长布置1 道扶手，扶手下方居中布置护栏，栈桥两侧钢栏杆对称布置，并在护栏两侧挂设安全防护网。

3.5 钻孔平台

（1）钻孔平台钢管立柱与栈桥钢管立柱一样施工。

（2）钢管立柱打入河床后要及时进行纵横向交叉连接，以及平面交叉连接，确保钢管立柱的竖直及位置准确。

（3）钢管顶上放置垫梁，垫梁上放置贝雷梁，贝雷梁上放置横向工字钢分配梁（中心间距25cm），工字钢分配梁上放置28a 槽钢，各上下结构之间的连接同栈桥结构，横向分配梁比栈桥上的加密一倍，栈桥上20a工字钢间距是50cm，钻孔平台上则按25cm 放置。栈桥面与平台间要用20a 工字钢进行过渡，平台钢管与栈桥钢管立柱间相邻的需要用槽钢20a 进行连接，以使栈桥与钻孔平台形成一个整体结构。

（4）8#墩平台尺寸：14.651m×21.05m；9#-13#墩平台尺寸：14.651m×24.05m；14#-23# 墩平台尺寸：15.751m×24.05m；24#-26# 墩平台尺寸：15.751m×21.05m。

4 结语

采用贝雷片组装钢栈桥施工进度快、周期短、施工过程安全可靠，有效地保证了大桥主体工程的顺利开展，产生显著经济效益，取得良好的经济效益和社会效益。