重载型贝雷梁钢栈桥和钢平台施工技术与监测维护分析

胡习文

摘要：文章以田阳县东江二桥5号主墩重载型钢栈桥和钢平台应用为背景，针对钢栈桥和钢平台水上施工及监测维护问题，阐述了重载型贝雷梁钢栈桥和钢平台的施工技术与监测维护方案，可为类似工程施工与监测维护提供借鉴。

关键词：重载型;钢栈桥;钢平台;施工技术;监测维护

0 引言

重载型贝雷梁钢栈桥和钢平台因其在应用中的重型荷载特殊要求，及河床受河流冲刷影响，对整个结构的施工质量要求很高，同时为更好监控该重载型钢栈桥和钢平台在使用过程中的安全状态变化情况，本文有针对性地对栈桥平台的沉降、位移及河床冲刷进行监测，并根据监测数据对结构的稳定、受力变化进行分析，以采取适当维护措施，保证结构稳定可靠，确保施工安全。

1 工程概况

1.1 工程基本情况

田阳县东江二桥全桥长464.3m，主桥设计为（80+145+80）m预应力混凝土变高连续梁桥，主桥墩采用群桩基础。其中东江二桥5号主墩位于右江河道中，距离岸边约90m，搭设钢栈桥和钢平台作为通道和平台，桩基施工采用旋挖钻施工工艺。

1.2 重载型钢栈桥和钢平台结构设计

本重载型钢栈桥设计跨径为12m，共7跨;钢平台跨径结合桩基布置设计为6m和4.5m两种跨径组合。重载型钢栈桥和钢平台结构设计为：桥墩均采用板凳式桥墩，横梁及扁担梁采用双拼Ⅰ40a工字钢，主纵梁采用贝雷梁，分配梁采用Ⅰ20a工字钢，桥面板采用10mm厚钢板。其中钢栈桥主纵梁贝雷梁间距为（3×45+3×90+3×45）cm，钢平台主纵梁贝雷梁间距为（90+3×45）cm+270cm+（4×45）cm+270cm+（4×45）cm+（90+3×45）cm。钢栈桥和钢平台桥面标高设计为104.0m。详见下页图1和图2。

1.3 水文情况

桥址区域常水位为99.77m，水面宽度约236m，最大水深约7m，5年一遇水位为105.41m，10年一遇水位为106.10m。在10年一遇洪水位的情况下，主流主要位于河道中间，流速多为0.97～2.31m/s，横向最大流速为0.16m/s。

1.4 地质条件

在东江二桥桥址区域，近河侧河床裸露为圆砾层（钢栈桥区域圆砾层约2.5～6.9m厚，钢平台区域圆砾层约0.5～4.8m厚），下伏基岩为中风化泥岩，圆砾和中风化泥岩的极限侧摩阻力标准值分别为90kPa和120kPa。

2 重载型贝雷梁钢栈桥和钢平台施工

2.1 钢管桩打入深度计算

根据Midas模型验算结果，钢栈桥处钢管桩底最大支反力为R=396.7kN，钢平台处钢管桩最大支反力为R=381.6kN。根据式（1）：

计算得钢栈桥桩至少打入局部冲刷线以下L=4.5m，钢平台桩至少打入局部冲刷线以下L=5.1m。

2.2 钢管桩施工

采用钓鱼法，利用50t履带吊结合DZ90型振动锤进行沉桩施工。钢管桩沉桩总体按照先上游后下游、先岸侧后江侧的施工顺序进行。钢管桩施工时以承载力作为控制要素，且钢管桩埋置深度达到冲刷线以下≥1m。

停锤要求：当钢管桩贯入度达到控制贯入度时，应继续锤入10cm左右，若振压1min时间内下沉<1cm，重复2～3次未有变化，即可停锤;当贯入度未达到控制贯入度时，若持续振压1min时间内下沉<1cm，重复2～3次未有变化，认为已达到承载能力的要求，即可停锤。

首节钢管桩长度要保证在桩进入河床后，露出水面的高度≥1.5m。在施工过程中，因江水流动冲击会造成平面位置变化，根据水流情况可向上游預偏3～4cm。考虑到钢管桩下沉过程中的河床为卵石和中风化泥岩层，为防止在下沉过程中产生变形，桩端用钢板沿管周焊接30cm高进行加强。

2.3 钢管桩联结系安装

每个桥墩钢管桩施工完成后，依次安装横撑、剪刀撑和三角撑，保证其整体稳定性。横撑和三角撑采用对口拼接的20号槽钢，剪刀撑采用单根形式。各支撑槽钢安装定位需准确，与钢管桩焊接牢固可靠。

2.4 扁担梁和横梁安装

连接系施工完毕后，复核桩顶标高准确无误，在桩顶开槽找平并用[WTBX]δ16mm钢板焊接补强，然后安装扁担梁和横梁。

扁担梁和横梁均采用双拼Ⅰ40a工字钢，用200mm×200mm×10mm钢板在双拼工字钢上下两面贴焊形成整体，每50cm设置一道。将扁担梁和横梁在岸上加工拼接好后再运输至现场进行吊装。安装时，将扁担梁与桩顶钢板焊接固定，将横梁安置在扁担梁跨中，并与扁担梁焊接固定。

2.5 贝雷梁安装

贝雷梁同样在岸上按跨分组拼装好，按照设计方案，两排一组采用支撑架进行竖向及横向联结，根据栈桥平台设计跨度确定拼接长度。完成好一孔下部结构后，采用整体吊装法将贝雷梁组逐一吊装至孔位，再按图纸完成剩余支撑架的安装。每组贝雷梁用槽钢设置限位，防止贝雷梁横向滑移。

为防止在车辆通行时贝雷梁滑移脱落横梁，需设置固定端和自由端：将栈桥处桥台侧设为固定端，桥尾侧为自由端;将平台处与栈桥连接侧设为固定端，远离侧为自由端。

2.6 分配梁及桥面系安装

贝雷梁安装固定好后即可铺设分配梁。分配梁间距为30cm，采用Ⅰ20a工字钢，通过U型骑马螺栓与贝雷纵梁固定。在分配梁上铺满[WTBX]δ10mm钢板，钢板与分配梁点焊固定。每安装完一孔桥面，需及时设置临边护栏。

3 重载型钢栈桥和钢平台应用与监测维护

3.1 沉降监测与维护

在每排桥墩处设置沉降观测点，采用水准仪定期（每隔7d，若发现沉降突变，加大观测频率）测量观测点标高并记录数据，计算分析栈桥平台沉降情况。若桥墩出现不均匀沉降，可采取补桩及在桥墩处灌注水下混凝土的方法固定桥墩。经观测发现，在2019-05-03至2019-05-29旋挖钻施工桩基期间，最大沉降发生在钢栈桥5号墩右侧桩，沉降量为38mm，完成桩基施工后，基本无沉降。

3.2 位移监测与维护

将位移观测点布置在桥墩对应的桥面处，每个断面设置左右两个观测点，采用全站仪定期（每隔7d，若发现位移突然变大时，需加大观测频率）观测并记录数据，计算分析位移情况。若出现位移，首先应确认位移是出现在上部结构还是受桥墩偏移导致，若是上部结构位移则应重新加固上部结构的连接，加强固定措施;若是桥墩发生偏移，则在位移方向增加反向支撑，同时在桥墩处灌注混凝土固定。钢栈桥和钢平台桥面上共布置17个观测点，在2019-04-28至2019-06-04施工期间，发生最大偏移为17号观测点，累计最大偏移量为16mm（见图3）。施工过程中，结构位移变化满足施工安全要求。

3.3 河床冲刷监测与维护

对每个桥墩处的河床面冲刷情况均进行监测，采用测量绳定期（每隔7d，若发现出现较大冲刷时，加大观测频率）测量河床标高并记录数据，计算分析河床冲刷情况。发现河床冲刷严重时，及时采取措施防止继续冲刷并加固桥墩，采用混凝土袋在桥墩四周均匀堆围，并在桥墩上游侧设置石笼减缓河流冲刷。根据监测数据可知，离岸边越远，河床冲刷越严重，最大冲刷深度约1m（见图4、图5）。钢栈桥和钢平台在施工期间满足施工安全要求。

3.4 结构检查与维护

定期检查钢栈桥和钢平台结构，主要检查材料有无变形、结构之间连接是否牢固、焊缝有无开裂、螺栓是否松脱及桥台沉降、冲刷情况，发现问题时及时采取措施加固，若需要停止桥面施工活动应暂停桥面施工，待处置完善后再继续作业施工。同时定期清理河面漂浮物，保持栈桥平台下方河面干净，防止漂浮物堆积形成堵塞，汛期期间尤其加强清理，防止洪水时漂浮物上浮堆积在结构上增大结构水平受力。

4 结语

重载型钢栈桥和钢平台应用于水上桩基旋挖钻施工中，对结构的安全稳定性要求极高，因此对重载型钢栈桥和钢平台的施工质量控制及使用过程监测维护极为重要。文章从施工技术和监测维护两大方面详细地介绍了施工方法、监测维护内容，为今后类似工程施工積累了经验，具有借鉴意义。

参考文献：

[1]JTGD63-2007，公路桥涵地基与基础设计规范[S].

[2]李龙龙，檀瑞清.桥梁施工中水上钢平台设计与施工[J].市政技术，2016（34）：60-62.