装配式钢栈桥桥面板施工技术研究

2022-04-29薛志林

运输经理世界 2022年18期

薛志林

（中交路桥华南工程有限公司，广东中山 528403）

0 引言

钢栈桥被广泛应用于建筑工程中，对路桥工程项目起着重要的作用。如何进行施工以及保证具有安全的结构，是路桥工程项目中的关键内容，也是施工单位和相关工作人员需要重点考虑的问题。现阶段在跨海、跨河桥梁施工中，装配式钢栈桥桥面板施工技术凸显出一定的优势，从而展开一系列的探讨。

1 工程概况

三门湾大桥全长3119m，左右幅桥面宽度均为16.25m，全桥共计24 联，是跨海建造的高速公路特大桥梁。主桥跨径组合80+2×145+80m，采用双薄壁墩预应力连续刚构桥。引桥跨径以50m 为主，上部结构采用等高度预应力混凝土现浇连续箱梁，下部结构采用花瓶型实心墩，基础采用钻孔灌注桩基础。

2 装配式钢栈桥结构介绍

三门湾大桥大部分墩位均在海上，施工过程中需要一条海上通道来满足材料运输及结构施工。钢栈桥作为三门湾大桥的一项大临结构，其重要性不言而喻。三门湾大桥南北两岸主栈桥长度2120m，中间预留通航孔位。栈桥主要由钢管桩、贝雷梁、型钢分配梁、桥面板组成。桥跨布置为：单跨长12m，桩基础采用单排墩和双排墩布置；桥面宽8.6m，其中行车道宽度8m，人行道宽度0.6m；设计车辆荷载重量80t。

栈桥基础采用的是Φ710×10mm 的钢管桩，由于海水的腐蚀性，需对钢管进行防腐处理。钢管桩横桥向采用Φ273×6mm 螺旋管连接，增加其整体稳定性。

栈桥的主梁采用的是321 型贝雷片纵梁，贝雷梁的拼接可在岸边预留场地上进行，每片贝雷片通过贝雷销进行销接接长，一般拼接长度为12m，即4 片贝雷片为一组。每组贝雷梁的横向拼接通过90 支撑架及支撑架螺栓进行栓接。拼接好后的贝雷梁通过炮车等运输设备运至贝雷梁架设处，需要将特有的材料进行完全的固定。在钢栈桥的贝雷主梁位置需要设置I22a 分配梁，第一根分配梁的长度确定为20cm，后面的分配梁根据规定的长度完成铺设，所需的横向分配梁必须和桥面板的尺寸相符合。最终装配式桥面板、分配梁以及其他相关材料都需要进行一定的连接。

完成分配梁的连接后，需要进行装配式桥面板的铺设，桥面板的主要由花纹钢板和纵肋构成，通过桥面板夹具进行有效连接，通常情况下，制作为格构式的桥面板。标准桥面板一般长6m、宽2m，每块标准桥面板使用两个中间夹具进行固定连接。由于温度及行车荷载等影响，需要对钢栈桥设置伸缩装置，三门湾大桥桥面板伸缩缝每隔120m 设计1 道，伸缩量设计为8cm。

3 传统钢栈桥和装配式钢栈桥施工技术

3.1 传统钢栈桥的施工技术

3.1.1 下部结构施工

钢管桩的施工过程，采用的是传统的振打下沉的方式，通过控制击震力和贯入度来验证钢管桩与地基的摩擦力，保证基础的稳定性。完成钢管桩震设后需要对钢管桩进行横向连接，横向平联连接好后，在钢管桩固定标高位置焊接牛腿完成承重梁的安装。

3.1.2 上部结构施工

贝雷梁在安装过程中是以整体吊装的方式进行安装，在施工之前，需要运用相关的机械设施将贝雷片提前进行连接，根据施工的要求和现场的实际情况充分完成对贝雷片的拼接。核查拼接完成之后将每组贝雷梁吊起放到需要安装的位置，确保和安装的位置保持一致，检查所有零件后依次进行安装，在安装完成之后再次检查是否符合规定和要求。

传统桥面板安装，对于传统的分配梁是施工人员结合吊机进行安装，利用吊机把分配梁放到规定的位置，由施工人员利用焊接的设施完成安装，同时需要将贝雷梁和承重梁在一定要求下固定连接。对于横向和纵向的分配梁，需要将其进行焊接，从而完成连接，在焊接的过程中，需要确保相应的平整水平，可以对边缘进行满焊焊接。

3.2 装配式钢栈桥施工技术

3.2.1 下部结构施工

在下部结构施工过程中，装配式钢栈桥施工技术和传统的钢栈桥施工技术是一致的，不再做以重复说明。

3.2.2 上部结构施工

贝雷梁的具体安装方式，装配式钢栈桥和传统的钢栈桥在贝雷梁的安装上大致是相同的。但是，装配式钢栈桥施工技术为了确保连接和提升安装效果，在结构受力达到一定要求后对贝雷梁相关结构进行细致的优化。装配式钢栈桥在施工过程中没有继续选择传统贝雷梁的具体构件，而是选择应用分配梁整套的螺栓孔。改进之后的贝雷梁，不仅在传力效果方面大大提升，而且因为具有整套的槽口，能够快速将分配梁进行有效连接。

分配梁和桥面板进行安装，贝雷主梁施工完成之后，需要施工人员配合机械设施完成分配梁和桥面板的安装。在安装过程中，需要对分配梁和贝雷梁应用特定的连接构件，使在连接过程中能够有效和贝雷梁相适应，只需要将螺栓拧住，就可以完成安装过程。同时，需要一定的时间进行多次试验，确保连接的合理性和具备一定的强度和耐力，从而使钢栈桥能够正常运行。

装配式钢栈桥桥面板安装是施工人员利用履带吊的作用进行安装的，履带吊的作用是可以将单个桥面板放到规定的位置，然后进行相应的安装。对于装配式钢栈桥桥面板而言，施工人员只要使用夹具就可以完成安装，是非常简单方便的。

4 装配式钢栈桥桥面板施工技术的优势

4.1 施工效率

三门湾项目南岸钢栈桥长度1020m，共85 跨，展开对传统钢栈桥和装配式钢栈桥施工效率分析。从以往的施工情况来看，以传统的方式进行施工，在一定人数的前提条件下，单跨施工平均需要20h 的有效工作时间，才能完成相应的安装和铺设工作，而且还需要配备相关的机械设施等完成材料的焊接。

根据三门湾大桥项目的具体施工情况，使用装配式桥面板后，对栈桥结构进行一定程度的优化，将钢管桩、下横梁等结构数合理进行减少，最大程度地减少2 道施工程序，使栈桥的搭建和拆分更加方便，有效提高施工人员的工作效率。同时，在栈桥搭建过程中，只有少部分施工程序需要施工人员完成高空作业，降低施工人员落水的概率，确保施工人员在栈桥施工过程的安全。在和传统施工人数相同的情况下，单跨平均仅仅需要13.5h 可以完成相应的工作，装配式钢栈桥桥面板每跨搭设可节省6.5h 的可利用时间，可以节省553h。装配式钢栈桥桥面板应用的是厂家制作完成的标准板，可以省去焊接的工作环节，节省一定的时间和人力，同时也恰恰证明在桥面板施工过程中可以省去焊接的工作也可以完成桥面板的相关工作过程。因此，应用装配式钢栈桥桥面板施工技术可以有效提高工作效率。装配式钢栈桥桥面板施工具体如图1 所示。

图1 装配式钢栈桥桥面板安装施工

根据上述分析，装配式钢栈桥施工在时间的利用上明显优于传统钢栈桥安装施工，在每跨施工中可以节约6.5h。在施工人员的数量方面，装配式钢栈桥减少人员的使用量，相关施工环节的焊接工作是提前完成或者厂家解决，不仅提升确保施工的质量，而且大大增强施工的效率。同时，装配时钢栈桥桥面板在进行铺设的过程中，由于省去焊接环节，因而大多数技术工人都可以完成施工工作，避免施工方高价聘请专业技术工人，一定程度上节约人力成本和解决施工困难的问题。另外，装配式钢栈桥桥面板制造工艺精良，大部分部位的数据要求都是要小于2mm，确保在安装完成之后外观是整齐和卡扣有效的；而其中的夹具在满足一定要求的同时做到精巧，充分解决结构复杂的难题；改变原有的思维模式，直接将工厂加工的形式运用到施工现场进行安装，制作完成的卡尺满足横梁安装的要求，确保安装位置的正确；装配式钢栈桥桥面板有效解决在制造和安装过程的准确度问题，省去施工过程中焊接这一环节，极大地提高了装配式钢栈桥桥面板的安装效率，每一跨15min 可以安装完成，有效降低施工成本，避免延误栈桥的施工工期。

4.2 循环利用率

传统钢栈桥桥面板在整体工程竣工之后，桥面板失去可利用价值，只能做成废材料进行处理。而且施工中所用到的材料无法进行再次的有效使用，一定程度上浪费相应的资源和材料，不利于企业的稳定运行和可持续发展。

装配式钢栈桥根据这一现象进行有效分析和研究，对桥面板和相关的构件进行一定的防腐措施，在不同情况下有效增加材料的使用时间，提升各项种类材料的使用效果，发挥其最大的利用价值，从而有效降低工程的成本。对于装配式钢栈桥桥面板的制造是有严格规定和要求的，必须在规范化和标准化的工厂进行制造，只有经过检验和审核，得到合格的结果之后才能进行应用。由于桥面板在制造的过程中较为标准和精细化，所以对于施工的栈桥也有一定的要求，需要对现场进行相应的清理和修复，才能使桥面板充分应用到装配式钢栈桥中，进行一系列的施工作业后，相应地提升栈桥的观赏效果，并为施工人员和其他相关工作人员创造良好的环境和氛围，有利于提升施工效率和质量，如图2 所示。

图2 装配式钢栈桥桥面板现场图

总而言之，绝大多数的工程项目需要根据相关的标准和规定进行相应的设计和施工，要灵活根据具体情况完成安拆、运输、管理和周转工作。对于一些材料和大型的机械设施要考虑按照部分项目的情况做好应对，不能根据整体工程统一进行安排和设计，这方面施工单位、相关设计人员以及施工人员都是需要重视的。但同时具体的设计不能仅针对一个项目，而是考虑一类或具体某方面的项目，从而不仅能够解决具体项目的问题，又兼顾长远的使用，在此设计的基础上进行不断创新，从中总结一定的经验和不足，使其有一定的发展和进步。整体化的设计内容和方向需要考虑施工单位的近期和远期项目的相关情况，以此展开具体的分析和研究，确定有目的和规划的设计方案，从而提升施工单位的经济效益，确保施工单位的可持续发展。

装配式钢栈桥作为临时施工结构，像这类的工程项目都需要对其所处的地理位置、外部条件、使用时间、施工、安装过程等相关信息内容做到详细分析和研究，并对其他涉及的内容都需要清楚和明确。同时，考虑构件的构造、再利用率、吊装点、操作通道、安全防护等一系列细节，对项目的经济性和有效资源的利用有一定的了解。标准化的结构设计，不仅需要具备相关要求的结构，还要具有一定标准的构件，这些构件必须能够便于运输和安装，确保加工过程的精密度，使其连接的过程中是快速简洁的。同时，结构单元需要满足模块化的要求，充分做到同步使用来承受不同级别的荷载，进而解决结构的荷载适应性问题。另外，需要考虑施工人员、安全通道及安全防护设施的设计，对于安全防护需要进行具体的研究并提出相应的措施，确保工程项目的正常运行。