复杂环境条件下钢栈桥施工技术

刘跃辉

摘要：以衢宁铁路洋角大桥施工钢栈桥为例，介绍了钢栈桥的结构设计、施工工艺及方法、拆除的全过程，总结了钢栈桥基础钢管桩施工过程中的控制措施，成桥后使用过程中的监控等，为类似工程提供借鉴。

Abstract： Taking Yangjiao Bridge of Quning Railway as an example， this paper introduces the structural design， construction method and technological process of the steel trestle， and the whole process of demolition， and sums up the control measures in the course of using the steel trestle， which provides a reference for similar projects.

关键词：水中墩;钢栈桥;拆除;监控

Key words： water pier;steel trestle;demolish;supervisory control

中图分类号：U448.18                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）05-0192-02

1  工程概况

衢宁铁路（福建段）洋角大桥起止里程DK337+472.0～DK337+970.6，全长498.6m，位于宁德市蕉城区和周宁县境内，该桥跨越霍童溪，位于洪口水库范围内。5号主墩承台位于水库衢州侧山坡上，墩身高110.5m;6号主墩承台位于水库宁德侧山坡上，墩身高103.5m，水位受水库蓄水影响及季节变化较大，桥位处水面宽约75m，常水位161.2m，施工期水位158.54m，水深约11m，河流为深谷地区，无河滩，河底内多卵石。

以衢宁铁路洋角大桥的临时栈桥施工搭设为例，着重介绍复杂环境条件下临时栈桥搭设施工方案，并为以后的栈桥设计和施工提供一定的参考价值。

2  钢栈桥设计

2.1 钢栈桥荷载确定

钢栈桥结构按12m3混凝土搅拌运输车活载+结构材料自重的荷载组合形式进行设计和验算[1]。

2.2 钢栈桥结构设计

根据钢栈桥桥位所处实际地质和水深情况，其基础采用如下形式布置[2]：

①栈桥0号、11号基础采用钢筋混凝土桥台，桥台采用C20钢筋混凝土，基础尺寸为6.0m*1.0m*1.0m，台背尺寸6.0m*2.24m*0.4m。

②栈桥1号、2号、9号基础采用单墩基础结构，支墩采用横向3根φ630mm钢管按照横向间距2.5m布置（横向间采用[16槽钢作为剪刀撑联结）。钢管桩支墩底部为混凝土扩大基础，基础尺寸为6.8m*1.8m*1.5m。

③栈桥3号、5号、7号基础采用单墩水下基础结构，支墩采用横向3根φ630mm钢管按照横向间距2.5m布置（横向间采用[16槽钢作为剪刀撑联结）。墩底部为钢管桩支墩加固，在河床底钻孔后插入8根直径φ108mm钢管，钢管长6.0m，在钢管中灌注C30混凝土，沿设计混凝土基础码沙袋围堰，在其中浇筑C30水下混凝土，基础尺寸为6.8m*1.8m*1.5m。

④栈桥4号、6号和8号基础采用双墩基础结构，支墩为两排基础，每排间距3.0m，每排横向采用3根φ630mm钢管按照横向间距2.5m布置，管桩与管桩之间用[16槽钢水平向和剪刀方向牢固焊接。墩底部为钢管桩支墩底部加固，在河床底钻孔后插入8根直径φ108mm钢管，钢管长6.0m，在钢管中灌注C30混凝土，沿设计混凝土基础码沙袋围堰，在其中浇筑C30水下混凝土，基础尺寸为6.8m*4.5m*1.5m。

⑤栈桥10号基础采用双墩基础结构，支墩为两排基础，每排间距3.0m，每排横向采用3根φ630mm钢管按照横向间距2.5m布置，管樁与管桩之间用[16槽钢水平向和剪刀方向牢固焊接;钢管桩支墩底部为混凝土扩大基础，基础尺寸为6.8m*4.5m*1.5m。

⑥栈桥钢管桩顶部布置两根36cm工字钢横梁。管桩与管桩之间用 [16槽钢作水平和剪刀向牢固焊接。为了增强便桥横向稳定性，在4号、5号、6号和7号基础墩位每个立柱左右两侧各设置两根斜撑管，斜管按照与便桥支墩距离钢管顶部7.0m控制，与立柱交角为35度，采用φ630mm钢管，并用槽钢[16作为平撑连接。

⑦上部结构设计。桥梁纵梁各跨跨径设计为12m+3*9m +2*（9+3）m +2*9m+（3+9）m +（12+3）m+18m连续贝雷梁，最大不超过18m，纵梁布置两组共7片贝雷片（规格为150cm×300cm），横向布置形式为6×90cm;贝雷片纵向间用贝雷销联结，横向用90型定型支撑片联结以保证其整体稳定性，贝雷片与工字钢横梁间用U型铁件联结以防滑动。桥面采用装配式钢栈桥定型桥面板，单块规格为4.5m×1.5m，桥面板结构组成为10mm厚印花钢板、I12cm工字钢作为分配纵梁（间距30cm）、25cm工字钢作为分配横梁（间距80cm）。分配横梁直接安放在贝雷片纵梁上并用螺栓联结。制作好的桥面板直接安放在贝雷片纵梁上，并用螺栓联结牢固。为安装桥面栏杆需要每隔3片面板间安装1根12cm槽钢。钢栈桥结构示意见图1。

3  钢栈桥施工

3.1 施工工艺

栈桥施工顺序为：施工准备→桥台及岸上基础施工→施工第一孔至第二孔（接长钢管加固后施工桥面）→施工第三孔至第七孔（振动下沉钢管桩→加固基础→施工桥面）→施工第八孔至第十一孔（接长钢管加固后施工桥面）。

3.2 施工方法

钢栈桥施工前先在河堤兩岸处开挖施工平台，浇筑岸上基础，然后采用汽车吊及DZ60型振动锤、人工焊接等方法从岸边一侧向另一侧逐孔施作钢管桩基础，再用吊车安装横梁（36cm工字钢）、贝雷纵梁、横向分配梁（25cm工字钢@80cm）以及桥面槽钢（[12槽钢@30cm），完成第一孔栈桥的架设，如此循环，用同样方法完成剩余桥孔的架设工作。最后进行防护栏杆等附属工程施工。

钢管桩施打过程中，严格控制其垂直度、设计入土深度、贯入度等指标，接长采用焊接方式，焊缝长度及高度满足规范和设计要求。栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后，立即进行该墩钢管桩间剪刀撑连接，尽量减小单桩抗流时间。

上部结构的安装采用吊车按照从桥一侧向另一侧的顺序进行架设。主梁安装完成后，将桥面系材料吊至安装地点进行铺设，防护栏杆的施工紧跟其后进行，栏杆安装时应严格控制横杆、立杆间距及高度。在栈桥进出口安装车辆减速带限速、指引标识、栈桥边安装限速、限载警示牌标识。

4  钢栈桥拆除

拆除顺序：护栏→桥面板→工字钢横梁→贝雷梁纵梁→剪刀撑槽钢→钢管桩拆除。

待水上连续刚构梁合拢后开始拆除，钢栈桥的拆除逐孔进行，从6#主墩向5#主墩方向依次进行。桥面护栏、附属设施、桥面板、工字钢模梁等采用人工割除，吊装转运至岸上材料堆放场。当一孔桥面系型钢拆除完成后，进行贝雷梁纵梁的拆除，人工将贝雷梁间的贝雷销拆除后，整体分节段吊装至岸上。钢管桩拆除前先将单排桩之间的剪刀撑连接系割除，待振动锤液压钳夹紧钢管桩后，启动振动锤，采用吊车配合人工依次对钢管桩进行拔除并装车运走。整个钢栈桥拆除完毕后，桥头位置填土用挖掘机清除，恢复原河道。

5  结束语

通过对衢宁铁路洋角大桥的钢栈桥的施工，可以得出以下一些结论：

钢栈桥是水中桥梁施工重要的临时结构，需综合考虑工程地质、水文情况、场地条件、施工工期、工程造价等方面的因素确定其结构形式、跨度、净空、建筑高度等参数，确保其承载能力、刚度、稳定性符合要求。施工时要严格按设计要求进行。

钢栈桥搭设完成后及时进行动载试验，以验证其承载能力及稳定性。使用过程中，应定期监测其沉降、位移情况[3]，确保在施工和使用过程中的安全。

参考文献：

[1]岳阳明.浅析水中钢栈桥设计与施工[J].中国新技术新产品，2015（1）.

[2]中铁三局集团有限公司，中铁大桥局集团有限公司.Q/CR9652-2017，客货共线铁路桥涵工程施工技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2017.

[3]刘贞，陈学爽.栈桥施工方法的分析和比较[J].市政公用建设，2008（5）.