装配式水上栈桥施工技术研究分析

刘永虎，王龙一

（上海建工五建集团有限公司，河南 郑州 450000）

1 水上栈桥施工现状分析

1.1 水上栈桥类型及优缺点分析

目前栈桥形式较多为木桥、钢桥、钢筋混凝土桥三种结构。木桥构造简单，多用于城市园区景观河流或小河支流。其缺点是容易损坏腐朽、养护费用高。同时在建造时间上需在引水之前或作围堰排除河水及淤泥清理工作。

钢桥强度高，受力性能好。构件标准化制作适合工业化建造，运输和安装都方便快捷，搭建速度快，遭到破坏后易修复和更换构件，但钢材容易锈蚀，需经常养护，费用高。用作城市小型栈桥容易产生噪音，在健康舒适方面体验感较差，需配合其他柔性材料作为面层使用。

钢筋混凝土桥可就地取材，维修简便，行车噪音小，使用寿命长，与钢桥相比，钢材用量与养护费用均较少。作为城市中心区域的小型桥梁，在跨越能力与施工难易度和速度方面，不及钢桥优越。此类栈桥多用于城市小型支流，在抵抗冲击力方面优于木桥，但建造过程需搭设围堰及脚手架，工期长、临时费用高、施工过程中具有一定的危险性。

1.2 围堰费用、进度及安全分析

目前在既有河流中建设水上栈桥一般采用围堰作为临时隔水措施，完成场区内的抽水清淤后，进行桩基、栈桥基础及上部结构施工。其费用、进度及安全分析如下：

费用分析：围堰租赁钢管或钢板租赁费、人工费、机械台班费、土石方运输费、围堰拆除费用等综合费用约为8 000～10 000元/m，措施费较高；

进度分析：以嘉定环城河步道600 m水上栈桥为例，如采用栈桥基础现浇混凝土结构，围堰施工作业15 d，抽水清淤作业10 d，现浇混凝土结构基础施工约为2个月；其工期包含围堰施工、抽水清淤工作、桩基、栈桥基础及上部结构施工等内容。

安全分析：采用围堰施工其危险性主要来源于两个方面：①围堰本身抵抗水压力的性能；②河面有船只、汽艇等通过时，会出现较强的波浪冲击围堰，对围堰有较大威胁。③河流冲刷带走围堰中土体，污染环境的同时会减弱其止水性能。

围堰抗水压性能：如下图所示，围堰相当于止水帷幕，其抗力性能取决于钢管或钢板桩插入河床的深度及河床的土体性能。当河床较软或围堰插入深度不足时，易产生整体倾覆，一旦发生危险可能造成重大人员伤亡和设备损坏。虽然施工单位会进行验算，但目前其计算能力还有待提高，这种无法套用品茗的现场情况多为估算。围堰以插入足够深度的坚实土体为宜。

当围堰周边有船只通过时，浪潮产生的冲击相当于围堰承受动力荷载，容易对钢管/钢板桩形成扰动，松动下部土体，影响其整体安全性。当土体松动达到临界值，会引起围堰整体倾覆。

围堰中填土袋与填土共同组成止水带，河流冲刷带走围堰中土体，使围堰中形成过水通道，影响围堰的实用性。当围堰失去止水作用，河水进入施工区域，将严重影响施工进度、工程质量及安全。

图1 围堰截面布置图

图2 围堰立面布置图

图3 围堰中填土袋与填土共同组成止水带

2 装配式水上栈桥施工技术

2.1 预制装配整体式水上栈桥建造技术

2.1.1 预制装配整体式水上栈桥快速施工技术

目前栈桥常见的形式有木栈桥、钢栈桥、现浇混凝土结构栈桥等。但各式栈桥都有一定的条件限制且在安全、进度、使用环境等诸多方面存在限制；

综合利用成品方桩、钢梁、钢板等成品构件进行预制装配整体式水上栈桥施工，安装简单快捷，质量可靠。

以成品方桩作为栈桥的桩基及基础。打设方桩后用钢板调整桩顶水平标高。

桩上安装空心方钢作为横梁，钢梁上焊接波纹板承受竖向荷载的同时作为桥面混凝土模板，类似于建筑装配式结构中的叠合板。钢梁焊接在桩头（垫平钢板）上，经现场检验合格后用焊接波纹板。所有钢构件须喷砂除锈，防腐采用环氧富锌底漆一道，中间漆亦采用环氧漆一道，每道要求有很好的耐酸（耐碱），耐盐及耐磨性能，面漆二道采用聚氨脂漆不失色。

波纹板安装完成后作为底板进行面板混凝土工程施工，混凝土养护完成后进行附属结构大理石面板、栏杆及灯光的安装。

2.1.2 成品方桩桩位及桩顶水准控制、修正

水上栈道下部结构采用成品小截面方桩（桩头有预制钢板），采用打桩船水上打桩。

为保证桩的桩位和垂直度，现场安排两个全站仪呈90°角对方桩进行校对，保证桩位的准确性。

成品方桩打设过程中，通过对落锤高度的严格控制，保证桩顶标高误差在0～3 mm之间，对部分有高差的方桩用调平钢板垫平。

2.1.3 水上作业免围堰施工技术

一般水上作业都需要打设围堰后抽水清淤然后进行施工，但围堰施工过程中存在诸多弊端：①污染环境：围堰抽水清淤及后续清理填土过程中会产生大量的废土，容易流入河中造成污染；②安全问题：水中围堰受水流测压力影响，需严格计算受力保证围堰不倾覆。另外围堰漏水问题严重，会影响围堰的整体性，对围堰安全造成不良影响。同时，河流中来往船只引起的波浪也对围堰危害巨大；③工期问题：打设围堰本身周期长，且一旦围堰漏水需停止作业；不定时对围堰进行加固检查，会严重影响工程的正常进度；采用成品方桩作为基础，上部结构采用钢梁、钢板的快速施工方案，可以从危险源上消除危险因素。

2.2 全预制装配式水上栈桥装配式施工技术

除上述预制装配整体式施工技术外，还可以用另一种无梁桥面板的全预制装配式混凝土水上栈桥结构。此结构包括若干并列布置的预制方桩、无梁板、大理石面板、栏杆、灯光等其他附属结构。

与预制装配整体式水上栈桥不同的是，全预制装配式水上栈桥施工技术取消了纵横向钢梁，直接采用无梁板架设在预制方桩上。预制无梁板以及若干预制桩基构成单独的预制栈道单元。预制无梁板预留有一一对应的凹槽，凹槽内预留有连接钢筋。预制无梁板进行拼接时，钢筋插入预留凹槽内，连接区域内浇筑混凝土，预留凹槽应设置成粗糙面。同时预留凹槽也可交错布置或预制板边缘处上/下层布置，相邻预制板进行搭接时进行套筒灌浆施工。为增加相邻板的整体性，板边缘处可设置成波纹状或设置波纹孔，连接钢筋应具有满足使用要求的抗拉强度、屈服强度、伸长率指标。灌浆料应具有满足要求的流动性、抗拉强度、膨胀性。缝料采用高强度封堵料，灌浆必须连续进行，并尽可能缩短灌浆时间。灌浆过程不准许使用机械振捣，确保灌浆层匀质性。灌浆前，应清理预制板拼接处的垃圾及积水。

与预制装配整体式水上栈桥相比，全预制装配式水上栈桥施工技术安装更为简便快捷，节约工期。但是全预制装配式水上栈桥预制板与预制桩构成栈桥预制单元，所需预制桩更多。桥面采用预制板，在健康舒适方面不及整体现浇的面板优越。

3 城市中心区域施工环境分析及处理

以嘉定环城河步道为例，嘉定城区是城区+护城河模式，沿护城河修建休闲步道。桃园公寓小区楼房及温宿路幼儿园紧邻河堤，为使步道贯通在护城河中设600 m长水上栈桥。

栈道周围是居民区、教育区及公共设施用地，施工过程中易产生噪声、扬尘及光污染等，影响居民的正常生活。同时，水上作业需减少对河流的污染，绿色建造是重中之重。

采用装配式水上栈桥施工技术，减少了围堰施工及对河床的扰动，施工中不会产生大量的淤泥及污水，对河床及水体影响最小，是周围居民、社团及政府都可以接受的施工方法。

降噪：现场噪音严格控制在目标值范围之内。严格控制施工时间在8∶00～18∶00之间，使用低震动、低噪音的施工机具，并做好隔音与隔震措施，并定期使用声级计进行噪声监测，减少因施工而带来的噪音和震动。

除尘：做好进出工地的各类运输车辆的保洁工作，对易产生扬尘的材料的运输及堆放均要采用降尘措施如覆盖、洒水等。浇筑混凝土前清理灰尘和垃圾时尽量使用吸尘器，避免使用吹风。达到作业区目测扬尘高度基础施工时小于1.5 m，结构施工时小于0.5 m。

减光：电焊作业采取遮挡措施，避免电焊弧光外泄。

同时，施工过程中对周围可能影响的管线认真排查，坚决避免对电缆、煤气等周围管线的破坏。施工过程中对影响施工的树木，请专业绿化与市容管理单位进行修剪，保证市容市貌的整洁。

4 结束语

综上所述，装配式水上栈桥施工技术是成熟的绿色建造技术，具有安装简单、质量可靠、适用环境范围广、临时费用低、工期短、环境污染小、安全绿色等优点。在已实施的嘉定环城河步道贯通维修改造工程（内圈）项目中采用预制装配整体式水上栈桥快速施工技术并顺利实施；有限的工期内完成了水上栈道的施工。同时施工过程中容易进行质量控制。作为上海市嘉定区形象工程，水上栈道施工完毕后，可以在较快的时间内交付使用，也受到了市民及政府的广泛好评。