栈桥施工总结范文

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篇1

苦肉计。拿着好的牌，就不要暴露出来了。应该把自己说的惨一点才行。

篇2

Abstract: with the development of the national railway construction, more and more of a bridge across the river, the role of pier in bridge construction is becoming more and more important. The author nakagawa railway west of solid steel trestle of the Yellow River super major bridge engineering, focus on construction technology of steel trestle has carried on the comprehensive summary.

Keywords:Steel trestleThe Yellow RiverThe construction technology conclusion

中途分类号：U655.4 文献标识码：A

一、工程概况

1、地理位置及地质条件

新建兰州至中川机场铁路ZCTL-SG1标段西固黄河特大桥位于兰州市西固区和安宁区境内，全长5837.89延米。

桥址处主要为黄河河床，河漫滩及一级阶地，河床宽约350米。黄河北岸陡立，相对高差约30米，南岸地势狭窄，紧邻南路滨河。西固黄河特大桥在165#～168#墩之间跨越黄河，跨黄河段为半径800米的曲线桥，中心里程DK21+283.62，线路与黄河夹角为10～25度，其中165#、168#墩位于黄河两岸岸边，166#、167#墩位于黄河中央。上部结构采用(80+2×120+80)m连续刚构形式跨越。为修建水中墩及上部连续梁提供物资运输通道，拟在桥梁墩身上游沿线路方向修建一座临时施工栈桥，栈桥设计全长198米。

根据调查及钻探揭示，桥址处分布地层主要为第四系全新统人工填土、冲积黏质黄土、砂类土、细圆砾土、卵石土、漂石土、上更新统冲积黄砂黄土、黏质黄土、卵石土、下伏第三系泥岩、砂岩（强度σ0=400kpa）。

2、水文条件

径流主要来源于上游流域内的降雨和冰雪融水，年径流量随降雨和气温的变化而异，自黄河上游相继建成多座水电站后，对下游河段洪峰流量的消减作用尤为明显，其百年一遇洪水流量为6500立方米/秒，十年一遇通航流量为4780立方米/秒。百年一遇洪水水位标高1540.20米，设计栈桥上部结构底标高确定为1539.55米。

二、栈桥搭设总体方案

西固黄河特大桥的166#、167#墩位于黄河中央，根据现场实际情况，目前实测黄河水位1535.37米，水深约6-8米，设计栈桥上部结构底标高1539.55米，桥面标高为1541.20米。栈桥由黄河北岸搭设至166#墩位置（165#墩-166#墩之间净距还有100米，可满足通航需求），设置在主桥的右侧、黄河的上游。栈桥宽度设计为6米,为直线桥，栈桥桥中心距主桥主墩中心距离为21米，并在墩身位置搭设作业平台。平台设计采用钢管桩平台方案，结构形式与栈桥相同，其平面尺寸166#墩为36m×32m、167#墩尺寸为36m×36m。平台上设置钻孔桩施工区、吊车及混凝土罐车行走通道，导管、钻头等堆放场地。

栈桥采用钢栈桥，下部结构采用钢管桩基础，上部结构采用连续梁结构。栈桥桩基采用D630×10mm螺旋钢管，桩中心间距4.5米，每墩设桩基4根，钢管桩间采用[22a做剪刀撑、φ429x8mm的钢管或[22a槽钢做平联，使之形成板凳桩结构。桩顶设工字钢横梁，横梁由两根I45b工字钢拼制而成。横梁上方延桥向铺设纵梁，纵梁采用单层6排贝雷梁不加强，横向中心间距90cm，桥跨形式采用2-（6m+3m）+15-(9m+3m)。桥面采用自制桥面板，桥面板每块宽度为1.26米，长6米，沿桥向横向铺设，每块桥面板纵向设3根［14a槽钢，横向设［14a槽钢@300mm，和纵横槽钢焊为整体，上铺10mm厚螺纹钢板。桥面横向在栏杆外侧设置电缆管线的槽口，栈桥两侧设1.4米高的钢管栏杆。同时，在黄河北岸栈桥起始处设C30钢筋混凝土桥台一个。

栈桥顶面每跨只允许一台机械通过或停留，通行标准为：汽-20级车辆；满载的混凝土罐车；50T履带吊+20T吊装物。最大行车速度为15km/h。

三、主要施工工艺

钢栈桥施工采用逐孔架设法施工，从168#墩向166#墩方向推进，先进行桥台施工，同时开始施工栈桥的前两根钢管桩基础，钢管桩基础采用50t履带吊悬吊DZ-120型振动锤直接沉桩就位，前两个桩基插打结束后开始焊接剪刀撑及平联，利用50t履带吊吊装横梁工字钢、纵梁贝雷片及桥面板，然后开始施工下一处钢管桩基础，循环施工直至结束。

（一）桩基础施工

1、钢管桩基础施工

（1）钢管桩基础的详细结构

钢管桩基础采用板凳桩结构，每个板凳桩由4根D630×10mm的螺旋钢管组成，钢管桩横向中心间距距4.5米；钢管桩间采用[22a做剪刀撑、φ429×8mm的钢管或[22a槽钢做平联，使之形成板凳桩结构。并在每个桩顶设置由D650×10mm螺旋管（经过现场加工制作）与20mm×750mm×750mm钢板焊接而成的高0.5m的桩帽。

（2）钢管桩基础施工概况

钢管桩基础施工从168#墩向166#墩方向推进，由50t履带吊悬吊DZ-120型振动锤直接沉桩就位，当震动锤控制台频率表读数大于50HZ、电压表电压大于370V，且振动锤压力表达到150kpa以上时停止振动（经设计检算，此时钢管桩嵌入砂岩1.0m以上，满足钢管桩的稳定性要求），此时根据振动锤的激振力可确定钢管桩的承载力为大于775KN。采用水准仪对桩顶标高进行测量，然后对钢管桩进行接桩或截桩。然后在每根钢管桩顶安装桩帽，桩帽外套在钢管桩上。如钢管桩插打造成倾斜，需要在安装桩帽前对钢管桩顶面进行切割整平，使所有钢管桩顶标高相同。

（3）接桩和截桩

a.接桩：钢管桩的接桩采用钢板连接方式，即在D630×10mm的钢管桩内先焊3块30cm长、10mm厚的钢板，设置内外两道焊缝，钢板平分在两个钢管中，履带吊起吊钢管桩至所需接桩的钢管桩上口，慢慢下沉,使钢板插入需接桩的钢管内，下沉至两根钢管桩管口相对，然后采用人工焊接。焊接牢固、密实后，并在外侧采用10mm厚的钢板搭接焊进行加强，然后继续振动使钢管下沉至下沉缓慢，且振动锤频率表大于50HZ、电压表大于370V，压力表达到150kpa以上时停止振动。

b.截桩：在钢管桩上以四点法定出设计标高线，然后用气割将设计标高线以上的钢管桩割去。

在接桩及截桩过程中，人员及机械可通过吊篮或租用小型船只进行作业。

2、钢管桩定位

为了保证第一排钢管桩平面位置准确、垂直度好。采用全站仪进行定位测量，人工用倒链配合吊车进行作业。待第一个板凳桩的四根桩插打结束后，进行钢管桩间的加固措施施工，并进行上部结构的拼装作业。

后面的桩基采用导向架定位施工，导向架主梁采用两根I40b工字钢，上面铺设8mm厚波纹钢板形成工作平台，最前端焊接两个桩位限制器,控制钢管桩的移动。平台四周焊接护栏，防止操作平台由于各种原因滑下工字钢造成安全事故。施工时，导向架前段悬挑至准备施工的钢管桩位置，后端用倒链或螺栓固定在以铺设的贝雷梁上，测量班用全站仪进行放线定位,根据放线位置移动操作平台上的桩位限制器至准确位置，然后把履带吊吊钢管在限位框缓慢下沉，待进入河床后，进行进一步的调直，对钢管桩的垂直度进行进一步调整，符合倾斜度〈1%后开始插打。

3、施工技术要点

（1）测量放样

栈桥基础施工采用全站仪放样，水准仪全程跟踪观测高程。

（2）钢管桩插打注意事项

①钢管桩施打时要注意桩顶标高的控制，桩顶标高应控制在正误差10mm以内。当钢管桩进尺极为缓慢或施沉困难时，则不能强行施沉，以免钢管偏位或变形，要分析其原因。

②钢管桩施打时，若桩顶有损坏或局部压屈，则对该部分予以割除并接长至设计标高。

③钢管桩施工的平面位置及倾斜度满足以下要求：平面位置偏差〈20cm;倾斜度〈1%。

（3）施加钢管联结

钢管桩施打结束后，立即进行平联及剪刀撑焊接施工。此连接采用吊车配合吊运连接杆件，人工站在吊篮或小船内进行。连接杆件采用[22a的槽钢进行连接。连接杆件在岸上加工成型，由四块连接板与钢管桩连接。连接设置的目的在于保证每个板凳桩的钢管桩形成整体稳定性，因此必须保证连接处的焊接质量，所有焊口必须确保满焊。

钢管连接施工过程中应及时进行钢管桩牛腿放样及焊接。若由于钢管桩偏位造成牛腿的安装位置无法与设计位置吻合时，采取措施进行加固。

在施工平联及剪刀撑过程中，人员、机械、材料可通过吊车吊吊篮及租用小型运输配合施工。

（三）上部结构施工

1、概述

上部结构的施工主要采用50t履带吊组拼。上部结构的铺设主要包括2I45b工字钢桩顶横梁安装、贝雷架安装和桥面板铺设。在上部结构的铺设过程中，着重控制结构件相互间的栓结以及焊接质量。

2、安装桩顶横梁

在每两个横桥向的钢管桩顶部设置横梁，每个横梁由2根45b工字钢组拼而成,长6m，在岸上进行加工，采用人工配合履带吊将横梁放在桩帽上，位置放好后将横梁及肋板与桩帽钢板进行焊接形成整体。

3、安装贝雷片

横桥向贝雷片为6排，间距90cm，采用标准90撑架进行联结。贝雷片分跨、分组在加工场地组拼成形，运输至现场。采用履带吊整体吊装至指定位置，与既有贝雷梁进行栓接。然后将每片贝雷梁与横梁采用型钢限位器固定，每排桁架梁之间采用标准支撑架连接，将6排贝雷片连成整体。

4、安装桥面板

桥面采用自制桥面板，铺设在纵梁上，与纵梁均采用螺栓连接。桥面板每块宽1.26米、长6米，横桥向逐块铺设，每块桥面板纵向设3根［14a槽钢，横向设［14a槽钢@300mm，纵、横向槽钢焊接为整体，上铺10mm厚的波纹钢板。

桥面板在岸上加工成型，平板车运至施工现场进行安装。采用履带吊逐块吊装至指定位置进行拼装，桥面板与贝雷梁桁架以螺栓连接。进行桥面板铺设时，桥面钢板之间的间距控制在2-4cm。

5、钢栈桥动态测量

为了能够充分掌握施工过程中栈桥的平面位移及高程变化，在钢栈桥每个板凳桩处设置测点，每天早晚各进行一次测量，钢栈桥成桥后一周之内每天测量一次，一周后每周进行一次测量，并形成记录报告。

6、钢栈桥拆除

在主桥的下部结构施工结束后，对钢栈桥进行拆除作业。钢栈桥的拆除采用逐孔拆除法。拆除顺序为解除桥面板螺栓，拆除桥面板；气焊割除贝雷梁与横梁的连接卡扣，解除贝雷梁连接处螺栓，将每孔贝雷梁整体拆除；横梁采用吊车直接连带桩帽一同拆除；电焊切割钢管桩间的平联及斜撑的连接板，将平联及斜撑拆除；最后钢管桩基础采用振动锤先向下振动，然后上拔的方式取出。循环施工至整个钢栈桥拆除结束。

7、附属工程

钢栈桥顺桥向两侧设置高1.4米的防护栏杆，由于考虑履带吊转身高度的影响，先设置0.8米高。栏杆立柱采用φ40mm的钢管，间距2.5米，焊接在桥面板［14a槽钢上。立杆顶端设置φ40mm的钢管，下面采用φ16mm钢筋焊接一道,等履带吊打桩作业完成后立杆设置两道φ40mm的钢管，上面采用φ20mm钢筋焊接，并在内侧设置栅栏往。为了确保车辆行车安全，在距离栏杆0.75m处应用[10a设置限位器。栈桥栏杆和[10a限位器上涂刷红、白相间的反光涂料。栈桥栏杆上设置夜间行走路灯并每隔5米两侧交错悬挂一个救生圈。

8、结束

通过对钢栈桥从下部结构到上部结构进行施工技术总结。栈桥具有构造简单、施工方便灵活、结构稳定安全可靠、具有一定的刚度、操作方便，自重轻、整体变形小等特点。对今后在黄河中栈桥施工起了一定的指导意义，为主桥高质量地提前完工提供了技术保障，从而创造了良好的社会和经济效益。

参考文献：

1、《公路桥涵设计通用规范》JTG D60-2004。

2、《公路桥涵地基与基础设计规范》JTG D63-2007。

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1 引言

近年来，我国高铁事业的发展不仅为我国人民生活提供了很大方便，更加促进了中国经济的发展。在高铁建设中，隧道建设的要求更高。要保证其质量，隧道仰拱开挖、支护、衬砌以及填充是关键。

目前，针对隧道仰拱栈桥施工的研究有很多，根据基础的仰拱栈桥施工，许多铁路建设者以及研究者提出了移动仰拱栈桥、长栈桥以及其他一系列有关仰拱栈桥的施工方案，使得隧道的建设质量得以保障。长栈桥在我国铁路与公路隧道建设中使用的案例并不多见，由于隧道施工是在地下作业，受空间的局限性以及作业的高危性影响，使得施工过程往往比较缓慢，且质量难以得到保证，而长栈桥可以有效地解决隧道空间狭窄、立体施工安全等一系列问题，能应用于各种隧道的开挖建设中。但是目前有关隧道长栈桥施工的理论研究还不成熟，故而对该方面进行研究有着重要意义，通过对蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工过程的研究，对隧道长栈桥仰拱施工过程进行分析总结，可以为铁路建设行业提供一定的理论依据，对铁路事业的发展有着重要意义。

2 隧道长栈桥二衬仰拱填充施工工艺流程分析

2.1 适用范围

蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工过程中采用的是24m履带自行式长距离仰拱栈桥，此种施工方法适用于任何隧道的仰拱二次衬砌和填充施工。也可以应用于各种地质环境下，在一些软弱岩土地质或者地下水腐蚀性较强的地质环境中，可根据实际情况合理地控制栈桥长度，以便于安全施工。常见的仰拱栈桥长度均较小，有效施工长度一般控制在6-8米，这样虽然在一定程度上加快了施工进度，但是立体交叉作业会给施工人员和行车安全带来极大的安全隐患，且增加了仰拱施工缝的对接次数，也给隧道底板留下了一些的质量缺陷。蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞的施工，通过运用长栈桥配合仰拱一次封闭成环技术，施工进度得到极大提高，在保证隧道底板施工质量的同时提高了施工人员及行车的安全系数，从开工至今未出现任何安全事故，进一步说明了长栈桥应用的合理性与经济性。同样，该技术经过相应的推广改进也将适用于其他建筑行业中。

2.2 长栈桥二衬仰拱施工优势及技术要求

之所以在此次隧道施工中采用长栈桥而不用短栈桥，是因为在仰拱开挖一次封闭成环后采用长栈桥施工优势较明显，主要解决隧道底板出现问题，如果是短栈桥，接缝比较多，容易出现翻浆冒泥；长栈桥仰拱施工中栈桥下面的空间大，保证了人员的施工安全和施工质量，在一定程度上也对提高混凝土振捣密实度质量有很大作用；此外长栈桥仰拱施工配合仰拱开挖一次封闭成环，对防止隧道关门塌方有一定的作用。要想充分发挥长栈桥二衬仰拱施工的优势特点，在进行技术控制时，要根据仰拱开挖一次封闭成环时调查的水文地质资料合理确定长栈桥的长度，确保后期的各项工作能合理地展开。且二衬仰拱混凝土浇筑完成且初凝后方可浇筑仰拱填充混凝土，二者要分开浇筑，并且在浇筑时候应该采用溜槽，来防止因高差较大而导致混凝土离析。在混凝土振捣时候采用振动棒“快入慢出”，直至混凝土不冒气泡、不下沉、表面开始泛浆为止，并注意混凝土的养护。要合理地安排施工组织计划，合理的组织施工才能保证施工过程中各个环节紧密结合，才能保证工程质量，才能达到长栈桥仰拱施工的目的，发挥出该施工方法的作用。

2.3 工艺流程

长栈桥施工优势主要来源于对栈桥长度和工艺的改进，长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工工艺流程为：施工准备施工测量初支仰拱顶面清渣栈桥行走就位初支仰拱顶面人工清渣施工缝处理、结构防排水施工、钢筋安装质量检查二衬仰拱弧形模板及端头模板安装质量检查二衬仰拱混凝土浇筑二衬仰拱混凝土养护仰拱模板拆除及填充模板安装仰拱填充混凝土浇筑仰拱填充混凝土模板拆除及养护下一个循环施工。该施工工艺为蒙华铁路MHSS-3标段中条山隧道正洞长栈桥二衬仰拱及仰拱填充施工工艺，但是也同样适用于其他隧道工程建设中长栈桥仰拱施工。

3隧道长栈桥二衬仰拱填充施工技术要点分析研究

3.1 质量保证分析

隧道长栈桥施工技术主要的一个优势是对提高混凝土振捣密实度质量有很大作用，但是要充分发挥该优势，施工材料质量的控制就尤为重要，质检员及安检员要严格控制各种材料的检查。检查内容主要有以下：钢筋安装，包括受力筋间距、分布筋间距、箍筋间距、钢筋保护层厚度等；预埋件和预留孔洞，包括预留孔洞中心位置及尺寸、预埋件中心位置；混凝土，包括平面位置、垂直度、高程、结构平整度等；施工缝，包括止水条、止水带的外观、宽度、厚度及施工工艺要求，施工缝防水构造和表面处理等。其次要想控制施工质量，就要严格控制各道工序，例如初支仰拱面清理时候人工配合机械将初支仰拱表面回填虚碴清理干净，在绑扎钢筋前采用高压风进行清扫；钢筋安装采用钢筋定位卡确保边墙两侧钢筋间距及保护层厚度，通过设置混凝土垫块，确保二衬仰拱底板钢筋保护层厚度；止水带均要求沿施工缝居中顺直。工序控制好了才能保证长栈桥施工过程中接缝少，不容易翻浆冒泥。

3.2 施工组织分析

因为长栈桥施工可以很好地解决仰拱清碴、砼浇筑施工与其它工序平行作业的安全问题，而短栈桥只能是利用隧道开挖钻眼时才能施工，出碴、喷砼、进料工序与仰拱平行作业会存在较大的安全隐患。要充分发挥长栈桥可以与其他工序平行作业的优势，合理的施工组织必不可少。合理的人员以及机械配置，长栈桥下施工有较大的作业空间，保证施工的安全的同时缩短了施工工期。现场作业人员安排合理后，设备安排时候其生产能力为均衡施工能力的1.2～1.5倍。这一点同二衬仰拱施工技术要配合的仰拱开挖一次封闭成环技术的要求相同。以钢筋混凝土Ⅳ、Ⅴ级围岩为例， 长栈桥二衬仰拱施工过程中主要的工序施工进度安排为：有钢筋段二衬仰拱施工，原施工组织进度计划安排：Ⅳ级围岩每月施工70～90m，Ⅴ级围岩每月施工50～70m，采用长栈桥二衬仰拱施工进度：采用长栈桥施工5组/月、24m/组，每月二衬仰拱可施工120m；无钢筋段二衬仰拱施工，原施工组织进度计划安排：Ⅲ级围岩每月施工150m，采用长栈桥二衬仰拱施工进度：采用24m长栈桥施工7组/月、24m/组，每月施工168m。采用该施工方法可以获得最大的经济效益，为以后长栈桥二衬仰拱施工提供可靠地参考依据。

3.3 安全可靠性分析

与短栈桥相比，长栈桥在安全性方面就更有优势，长栈桥仰拱施工配合仰拱开挖一次封闭成环，防止了隧道关门塌方，也大大提高了其他各项施工安全系数，同时也提高了质量保证。要进一步保证施工过程的安全性和可靠性，第一，各级管理和操作人员严格落实岗位安全职责，施工前，必须对施工班组及具体操作人员进行安全技术交底，未经安全教育的管理人员及施工人员不准上岗。第二，作业班组实行每班班前、班中、班后三检制，加强栈桥结构、制动、行走系统检查和维护，严格按照栈桥使用维护说明书作业，对检查中发现的安全隐患，立即整改。在隐患没有消除前，不得进行施工作业。第三，仰拱栈桥移动行走时安排专人指挥，车辆通过栈桥时，下方作业人员必须避让。通过以上几点，可以保证该施工过程的安全性和可靠性，保证施工项目顺利进行。

3.4 环境保护分析

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中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1 工程概述

泉州湾跨海大桥栈桥工程布置在主线桥右侧，Ⅰ标段栈桥起讫里程为ZSK0+000～ZSK4+457.9，长4.458km。栈桥按双向通行设计，桥面宽8.6m，栈桥边缘与主桥边缘净距为7m，桥面标高7.5m。栈桥标准跨为15m。设计行车速度为15km/h，设计使用寿命为5年。

栈桥下部结构采用单排钢管桩、双排钢管桩、钻孔灌注桩3种不同的基础形式，全桥共有个桥墩，跨。栈桥梁部采用 “321”型贝雷梁，贝雷梁上安装I22b横向分配梁及I12.6纵向分配梁。桥面板采用10mm厚的花纹钢板。

2、栈桥施工方案的选定：

根据同类工程海上施工经验，栈桥施工方法通常为：

⑴履带吊机上桥钓鱼法施工，插打首孔栈桥钢管桩后，安装墩顶型钢和连接系，架设安装贝雷梁和桥面结构，履带吊机上桥，采用钓鱼法安装次孔栈桥，平均每日安装1.5孔，计22.5米;

⑵打桩船插打栈桥钢管桩，浮吊逐孔安装安装墩顶型钢和连接系，架设安装贝雷梁和桥面结构。平均每日安装1孔，计15米。

泉州湾跨海大桥栈桥工程施工特点：

1）、建设工期紧、任务重。本合同段内栈桥全长4.4579km，而施工时间只有4个月，计122天。

2）施工难度大，栈桥施工期区域潮汐为正规半日潮，最位相差5-6m。同时施工期正值该地区的台风活动期，同时也是雨季，因此工期更加紧张。

3）施工期间必须保证S118-S125#墩航道桥位处航运，施工后期方可断航贯通。

4）安全维护控制难度大主要为水上施工，并受潮汐和台风影响，安全维护困难较大

5）栈桥主要位于浅滩地段，0-S46#墩共跨无法采用水上施工，除S330～S382#墩共52跨基本不受潮水影响外，S47-S229墩共182跨地段需要乘潮作业。

为保证工期，栈桥施工采用3个作业面同时施工，阐述一下与后面的方案的实施合并，并说明相关机械、船舶配备

因此，靠岸侧浅滩栈桥采用履带吊机钓鱼法施工，其它滩地钢管桩采用打桩船插打钢管桩形成施工平台，履带吊机再上桥钓鱼法施工。水中浮吊插打形成施工平台后，再开展钓鱼法施工。为确保工期，本合同段开三个作业面进行栈桥施工。

3、方案的实施

利用履带吊机采用“钓鱼法”由栈桥各个作业面逐孔展开施工。履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面上，利用导向框架精确定位钢管桩。

第一工作面（S000～S097#墩）：

负责S000～S097#墩305根管桩插打、桩间连接、分配梁及桥面板安装 (含错车、调头平台桩)插打及桩间连接。采用80吨履带吊机，钓鱼法插打钢管桩，并依次进行桩间连接和桩顶分配梁施工。半挂车将钢管桩、组拼好的贝雷梁和桥面分块运至履带吊机附近，履带吊机安装栈桥上部结构后，进行下一跨作业。

第二个工作面（S098～S190#墩）：

负责S098～S190#墩290根管桩插打、桩间连接、分配梁安装及S099～S191#墩共15联73跨贝雷梁（含错车平台、掉头平台各1处）及桥面板安装。同步进行S118～S126#墩、S141～S154#墩钻孔平台定位桩、钢护筒、钻孔平台安装及69根钻孔桩施工作业。

浮吊将S191～S194#墩钢管桩插打完毕，采用浮吊配合，迅速进行钢管桩桩间连接、分配梁安装，并利用浮吊将贝雷梁、桥面板安装就位，形成水上作业平台。然后将80t履带吊机吊装上桥，向小里程方向钢管桩插打及上部结构安装作业。

S154～S141、S126～S118共23个墩为钻孔桩基础，水上钻孔桩基础施工采用板凳平台方案。先利用浮吊插打钻孔平台定位桩，定位桩固定后，在其上安装贝雷梁作为钻孔平台，贝雷梁结构与栈桥相同，仅安装位置避开钻孔桩位。钻孔桩采用冲击钻孔成孔，导管法灌注水下混凝土。混凝土采用船运，浮吊吊装混凝土料斗至浇筑地点。待钻孔桩完成后，安装钢护筒上分配梁，调整贝雷梁位置，将贝雷梁转移到钢护筒上。

第三个工作面（S191～S382#墩）：

负责S191～S382#墩598根管桩插打、桩间连接、分配梁安装及S190～S191#墩共32联148跨贝雷梁（含错车平台、掉头平台各1处）及桥面板安装。同步进行S305～S-308#墩共4个墩钻孔平台定位桩、钢护筒安装及12根钻孔桩施工。

采用打桩船插打S191～S382#墩钢管桩。将浮吊将25t轮胎吊机吊装上S191～S194#墩作业平台，25t轮胎吊机采用钓鱼法安装大里程方向的桩间连接、桩顶分配梁及上部结构。S305～S308#墩钻孔平台及钻孔施工方法同上。

4）、钢管桩的插打与连接

钢管桩加工制作完成后，自制导向架，导向架内部尺寸略大于管桩的直径。利用履带吊机或浮吊将钢护筒插入导向架内，调整钢护筒位置并做好水平限位后将钢护筒初步着床，满足精确定位插打。钢管桩插打结束后应立即进行桩间连接系连接。

1）.钢管桩插打主要施工步骤

(1)利用测量仪器定出桩位中心线，精确定位。

(2)吊放钢管桩，测量钢管桩中心偏差及倾斜度，并进行调整，符合要求后钢管桩整体下插迅速着床；

(3)钢管桩各项偏差满足要求后，利用打桩船或DZ90震动打桩锤插打钢管桩。因此时钢管桩入土深度较浅，任何偏载或水平力极易造成钢管桩倾斜，故应采取措施使打桩锤尽量无偏心力。震动打桩锤开始插打钢管桩时应先轻打2～3锤，然后检查并调整钢管桩的平面位置偏差及倾斜度，再逐步增加打桩次数及频率。当钢管桩入土深度达到3m左右后，方可连续沉桩。

根据泉州湾大桥的实际地质情况，栈桥、平台钢管桩均按摩擦桩设计，钢管桩插打以钢管桩入土深度及桩端承载力为控制依据。若钢管桩达到设计标高，但贯入度异常时，则需连续沉桩。为防止“假极限”或“吸入”现象，沉桩时，应停锤一段时间再复打。

(4)钢管桩插打到位后，割除多余管桩，安装桩顶分配梁及钢管桩剪力撑，分配梁及剪力撑应与钢管桩焊接牢固。

5）钻孔桩施工

钻孔桩处覆盖层较薄，部分区域甚至岩层外露，给钻孔平台的搭设带来困难，同时根据地质情况布设8台冲击钻机进行钻孔桩基础施工。裸岩区域的钻孔桩采用搭设马蹬式钻孔平台施工，覆盖层较厚的区域钻孔桩则直接插打钢管桩，搭建成连续钻孔平台，进行钻孔桩施工。为了达到预定的工期目标，平台搭设完以后先让吊机及有关车辆通过在另一边进行用钓鱼法插打钢管桩及上部结构，钻孔桩施工后，栈桥实行半封闭施工。吊机、车辆可在钻孔平台上通行，保证陆地材料运输至施工点、方便钢筋笼吊装施工及混凝土灌注施工。

6）贝雷桁拼装

贝雷桁于生产区内散拼。为便于吊装，栈桥分段预拼，以两组主桁组成整体，一跨为一吊，拼装完成后要仔细检查贝雷桁数量、销子连接质量。

钢管桩插打到位、桩顶分配梁及钢管桩剪力撑安装完成后，利用履带吊机整组吊装贝雷桁架。

贝雷桁的安装时利用测量仪器在桩顶分配梁上精确标示出支座中心线，安装橡胶垫块，利用履带吊吊装就位。

为保证栈桥贝雷桁架的横向稳定性，在两片桁架片组之间设置剪刀撑，在桩顶分配梁处贝雷桁下弦设置卡限器，对贝雷桁进行横向限位。

7）栈桥桥面系的安装

(1)分配梁及桥面板安装：

栈桥桥面板为10mm花纹钢板，花纹钢板固定在I12.6纵向分配梁上面,下设I22横向分配梁。由于建设期工期较紧，采用在加工场内焊接全断面、长为7.5m的整体定型结构，采用履带吊吊装就位。后续I22b横向分配梁与贝雷桁用骑马螺栓进行连接。每块面板间横缝设置2cm的伸缩缝，纵缝设置2cm的断缝。

每块面板间横缝设置2cm的伸缩缝，纵缝设置2cm的断缝。为确保施工中水、电的供应，栈桥上设置Φ140mm×3.5mm的无缝钢管作为电缆管道，Φ120mm×3.5mm的镀锌钢管作为自来水供水管道。

(2)人行道扶手、栏杆安装：

栈桥桥面护栏竖杆焊接在贝雷梁上的分配梁上，焊角高度不小于4mm，扶手横杆焊接在竖杆顶端。栏杆的竖杆、扶手续刷上红白相间的警示反光油漆。路缘石采用[40a，焊接在贝雷梁上的横向分配梁上，焊角高度不小于10mm。

4、栈桥施工重难点：

为尽快实现工期目标，突破海上施工的各种困难，我部实行三个作业面进行流水施工。钢管桩插打控制着整个工期，为此钢管桩插打使用三种施工方法：陆地滩地采用导向架、水中钢管桩采用浮吊悬伸定位架，打桩船采用GPS定位和桩架测垂直度相结合。

1）、钢管桩插打的质量保证措施：

(1)沉桩之前，将震动打桩锤与钢管桩桩顶采用夹持器夹紧，检查两者竖直中心线是否一致，桩位是否正确，桩的垂直度是否符合规定。

(2)钢管桩下沉过程中，及时检查钢管桩的倾斜度，发现倾斜及时采取措施调整，必要时停止下沉，采取其它措施进行纠正。

(3)钢管桩下沉过程中，随时观察其贯入度，当贯入度偏小时停振分析原因，或用其它辅助方法下沉，禁止强震久震。

(4)钢管桩插打以设计桩底标高为主。

(5)钢管桩入土浅时，任何偏载或水平力极易造成钢管桩的倾斜，打桩时先打2～3锤，然后检查钢管桩的倾斜度，调整完毕，接着增加打桩次数，然后校正桩的倾斜度，

当钢管桩入土深度达到3m后，方可连续沉桩。

(6)每根桩的下沉一气呵成，不可中途间歇时间过长，以免桩周的土恢复，继续下沉困难。每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验决定，一般不宜超过l0min～15min。

(7)钢管桩的平均中心偏差允许值为：

最大中心位置偏差：震动锤、打桩船打桩：≤5cm

停锤标准：采用冲击型及振动型的打桩设备，最后3锤进尺累计低于3cm。

(8)钢管桩之间的连接必需满焊，各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求。经现场技术员检查钢管桩连接焊缝质量合格后方可打设钢管桩。

(9)测量人员现场指挥精确定位，在钢管桩打设过程中要不断的检测桩位和桩的垂直度，并控制好桩顶标高。下沉时如钢管桩倾斜，及时牵引校正，每振1～2min要暂停一下，并校正钢管桩一次。设备全部准备好后振桩锤方可插打钢管桩。

(10)注意事项：

停锤时，以钢管桩桩头标高为控制依据。若钢管桩达到设计标高，但贯入度异常时，则须连续沉桩。为防止“假极限”或“吸入”现象，沉桩时，应休息一天时间再复打。现场应确保钢管桩的入土深度，并视设计桩尖处的贯入度适当调整钢管桩桩底标高。

钢管桩下沉过程中，应及时检查钢管桩的倾斜度，发现倾斜应及时采取措施调整导向，必要时应停止下沉，采取其它措施进行纠正。钢管桩下沉过程中，应随时观察其贯入度，当贯入度小于5cm/min时停振分析原因，或用其它辅助方法下沉，禁止强震久震。

2）、钻孔桩施工质量保证措施：

（1）冲击钻进时，机手要随进尺快慢及时放主钢丝绳，使钢丝绳在在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能多放，也不能少放，放少了，钻头落不到底，打空锤，不仅无法获得进尺反而可能造成钢丝绳中断、吊锤。放多了，钻头在落到孔底后会向孔壁倾斜，撞击孔壁造成扩孔。

（2）任何情况下，最大冲程不宜超过6.0m，为正确提升钻錐的冲程，应在钢丝绳上做长度标志。

（3）每钻进2m或底层变化出，应在出渣口捞取钻渣样品，洗净后收进专用袋内保存，

表明土类和标高，以供确定终孔标高。

（4）清孔原则采取二次清孔，即成孔检查合格后立即进行第一次清孔，并清除护筒内的泥皮；钢筋笼下好，并在浇筑混凝土前再次检查沉淀厚度，若超过规定值，必须进行二次清孔，二次清孔后立即浇筑混凝土。

（5）成孔标准：

孔的中心位置偏差不大于50mm

孔径不小于设计桩径

倾斜度小于1%

摩擦桩孔深不小于设计规定，支承桩比设计深度超深不小于50mm。

3）、上部结构施工质量控制：

（1）贝雷梁的拼装，销子的连接均须严格按照图纸施工。拼装完毕后，仔细检查贝雷片数量及销子的连接情况，合格后方能架设。

（2）为保证栈桥贝雷桁架的横向稳定性，在两片桁架片组之间设置剪刀撑，在桩顶分配梁处贝雷桁下弦设置卡限器，对贝雷桁进行横向限位。

（3）安装栏杆必须先拉线，栏杆的高度必须控制好，防止安装好成波浪形。栏杆先临时安装，最后20-30孔统一带钢丝定位。确保栏杆安装顺直。

5、栈桥施工经验总结：

1、根据工程施工总进度计划的控制下，坚持逐周编制出具体的工程施工计划和工作安排。坚持每天开调度会，紧抓每天的生产计划进度。确保总进度计划顺利完成。

2、由于受半日潮及天气影响，为避免船机窝工，加快施工进度，材料运输必须与施工进度同步，。

3、在施工过程中不断积累施工经验，特别是钢管桩插打，要根据地质情况，加快插打进度，从而加快施工进度。

4、工序之间衔接要紧凑，上一道工序在施工，下一道工序就要准备好。

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中图分类号：S611 文献标识码： A

1.概述

目前国内隧道施工中自制的仰拱栈桥已是一项成熟的经验，且大多是跨度小、载重轻、结构形式简单的片式仰拱栈桥。该栈桥结构合理、移动方便，把掘进、初期支护和衬砌施工流水线连成一体，实现掘进、初期支护与二次衬砌等多个施工工序的平行流水作业。结合在我隧道实际施工的需要，拟制作简易片式仰拱栈桥：仰拱栈桥由两片梁板组成，每片梁板由4根I36b工字钢焊接而成，工钢长度为12m，间距分别为35cm，20cm，35cm，所以单片梁板的宽度为90+13.8cm=103.8，以保证车辆轮胎行驶宽度。为避免栈桥在集中汽车荷载作用下局部失稳，间隔1.0m设置横向连系梁，采用HW175型钢。同时工钢顶部用φ22螺纹钢筋连成整体，纵向间距10cm，以提高栈桥结构的平面内、外强度和刚度。纵向两端做成1m长坡道方便车辆通行。两幅栈桥横向间距根据车轮轮距布置，保证车轮压在栈桥中部，见图1.

图1 栈桥简图

2.栈桥的设计计算

2.1 栈桥通行车辆

通过仰拱的主要施工机械为红岩金刚自卸汽车、ZLC50装载机、PC220挖掘机、混凝土运输车等，其自重、宽度等参数见表1。

表1 主要施工机械车辆参数表

设备名称 空载重量

（t） 重载重量

（t） 行走宽度（mm） 轮胎宽度（cm） 轮距净宽（mm）

ZLC50装载机 22 25 2950 64.5 1560

红岩金刚汽车 12.5 30 2500 28.32 1860

PC220挖掘机 21.7 23 2880 500 1800

砼运输车 13.35 25 2498 28.32 1860

通过表1 可知，本计算应以运碴时通过的红岩金刚自卸汽车作为仰拱栈桥验算荷载，为了安全，计算以40t的公路大型自卸汽车为验算荷载，且计算时仰拱栈桥只承载一辆40t的汽车。40t的汽车技术参数见表2[1]。

表240t汽车技术参数

总重（KN） 前轴重（KN） 后轴重（KN） 轴距（m） 轮距（m）

400 80 320 4+1.4 1.8

2.2栈桥荷载分析确定[2]

根据受力情况可知，汽车作用在栈桥上的荷载，可视为集中荷载。且最不利荷载的位置是第一个后轮位于轨梁中间时，前后轮的间距为4.0m，两个后轮的间距为1.4m。前轮重4t，后两轮分别重8t的荷载作用在单片梁上，其长度为10m，其受力简图见图2。

图2 受力简图

2.3栈桥midas建模

本次计算主要是考虑栈桥的变形和应力分析，因此建模时要注意构件截面形状的准确性。采用midas civil有限元程序，纵梁、横向连系梁均为梁单元，考虑纵横连系梁之间的受力协同作用[3]。

（1）选取材料为钢材-GB（S）-Grade3,为I36b工钢及HW175型钢材质，选取GB03（S）-Q345，为φ22钢筋材质，各截面的选择均采用数据库数据，建立主梁为I36b工钢，横梁为HW175型钢，主梁顶面为φ22螺纹钢，模型建立见图3。

图3 模型建立

（2）边界条件为I36b工钢主梁两端简支见图4：

图4 边界条件

（3）荷载加载：根据最不利位置荷载施加梁单元集中荷载见图3：

根据受力简图施加荷载，再结合汽车轮胎实际作用的位置确定前轮作用为梁单元集中荷载-40KN，第一后轮为中间主梁梁端节点集中荷载分别为-40KN，第二后轮为梁单元集中荷载作用在中间I36b工钢主梁上分别为-40KN。见图5

考虑后期栈桥上会存有混凝土块、碴石及后期加焊钢板等因素，导致重量的增加，故考虑取自重系数1.1，可满足结构要求。

图5 加载条件

2.4 栈桥midas结构分析结果

（1）梁单元强度校验

应用midas civil分析计算结果，可直接得出梁单元正应力图（见图6）：

图6 正应力结果

容易得出，梁单元最大正应力为：112.8MPa < [σ]=215 MPa.

工钢材料为Q235，其抗拉强度为215MPa，安全系数为1.9，符合使用要求。

（2）梁单元剪应力校核

计算梁单元剪应力时，最不利位置荷载施加应重新变换，再结合汽车轮胎实际作用的位置确定前轮作用为梁单元集中荷载分别-20KN，第一后轮为主梁梁单元集中荷载分别为-40KN，第二后轮为主梁梁端节点集中荷载作用在I36b工钢主梁端头上分别为-40KN。

模型步骤不再详述，建模施加荷载建模（见图7）：

图7 建模2加载

应用midas civil分析计算结果，可直接得出梁单元剪应力图（见图8）：

图8 剪应力计算结果

容易得出，梁单元最大剪应力为：10MPa < [σ]=120 MPa.

工钢材料为Q235，其抗拉强度为120MPa，安全系数为12，符合使用要求。

（3）梁单元刚度校核

运用第一个计算模型，可得到位移等值线（见图9）：

图9 位移等值线结果

容易得出，梁单元最大位移值：28.64mm

一般简支梁结构允许挠度，对挠度要求高的结构[4]，[f]=[L/400]=10/400=25mm;

对挠度要求小的结构，[f]=[L/250]=10/250=40mm;

所以，栈桥最大挠度值[f]稍大于要求较高挠度允许值，但考虑到栈桥为临时结构物，且最大挠度值远小于要求较小的结构挠度值，此栈桥结构可用。

3 总结

通过midas civil模型的简单计算，可得出以下结论：

（1）设计12m片式简易栈桥可满足施工要求，计算时考虑自重系数1.1及汽车载重40t都要比实际大一些，提高了安全系数。

（2）midas civil强度及刚度计算可直观查看整片栈桥中的应力大小分布情况，有利于后期进行加固焊接位置的确定。

（3）隧道实际使用这个栈桥，到施工结束都没有出现过栈桥失稳的情况发生，故计算是可靠的。

参考文献

[1] 郭小华.隧道片式仰拱栈桥动载作用下强度及刚度校核[J].隧道建设，2009

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关键词：装配式；钢栈桥；钢平台；关键技术

Key words： assembly；steel；steel platform；key technology

中图分类号：U445 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）30-0083-03

0 引言

传统的钢栈桥一般采用上承式结构形式，这种形式的钢栈桥由于钢管桩采用平联进行焊接保持横向的整体性，质量控制和现场操作难度都较大。而装配式钢栈桥，在装配工艺上采用了钢管桩相应位置设置平联，保证了结构的整体性，从结构上完成了技术优化；其次，在施工过程中，能完成面板和贝雷梁安装的快速化；第三，在钢栈桥面板上采取了在工厂化进行加工的模式。有效地控制了施工质量。保证了钢栈桥的整体性，提高了功效。

1 工程背景

南京至高淳新通道工程是南京放射性主通道之一，是南京至高淳快速联系通道，是区域综合运输走廊的重要组成部分，同时也是区域城镇发展轴的重要支撑。路线起于溧马高速公路的将军路互通，终于239省道。路线全长约44.6km，其中跨越石臼湖段路线全长约12.617km。项目部主要负责石臼湖特大桥北引桥部分，起点桩号为K23+812，终点桩号为K31+348，共计7.536公里，其中路基段长度为1086m，桥梁长度为6450m。主要包含钻孔灌注桩914根，柱式墩下部结构215排，上部结构主要为30m跨径装配式预应力混凝土连续箱梁1731榀，以及湖区段的蓄水池。临时工程包含6500m长8m宽钢栈桥及215座钢平台。

2 原设计方案

2.1 设计方案

栈桥为上承式结构形式，栈桥下部管桩全部采用Φ600*10规格钢管桩。每跨设计为15m，每排3根钢管桩。主栈桥每排钢管桩的横向间距为3.2m，钢管桩横向剪刀撑采用[22a槽钢交叉焊接栈桥下部结构采用双拼工40型钢；15m标准跨栈桥上部结构主桁架采用321型装配式公路钢桥桁架，栈桥设置8道桁架片，间距为90cm+130cm+90cm+130cm+90cm+130cm+90cm；桥面系为钢结构桥面，桥面系横向分配梁采用I25a工字钢间距75cm铺设，I25a工字钢与贝雷片用U型螺栓连接，I25a工字钢上纵向间距30cm铺设I12工字钢，面板用10mm花纹钢板满铺供车辆通行，如图1所示。

2.2 存在的问题

由于钢管桩采用平联进行焊接保持横向的整体性。在实施过程中首先[22a槽钢与节点板进行焊接，然后节点板再与钢管桩进行焊接。焊接需采用满焊。且由于钢管桩在打设过程中出现程度大小不同的偏位，平联要进行大小不同的调节。因此平联下料长度经常发生变化。且焊接质量受到工人水平的高低波动比较大，检查非常不方便。质量控制难度较大。在支栈桥拆除的过程中要进行氧气切割，切割过程中对钢管桩损坏非常大。在施工过程中需要众多设备进行配合，人员现场操作困难大。

3 装配式钢栈桥方案

栈桥的总体结构形式不发生变化，同样为上承式结构形式，栈桥下部管桩全部采用Φ600*10规格钢管桩。15m每跨下部结构为单排桩，每排3根Φ600*10钢管桩；栈桥下部结构横梁采用双拼I40a工字钢。栈桥上部结构主桁架采用321型装配式公路钢桥桁架，栈桥设置8道桁架片，间距为90cm+130cm+90cm+130cm+90cm+130cm+90cm。桥面系为钢结构桥面，桥面系横向分配梁采用I25a工字钢间距75cm铺设，I25a工字钢与贝雷片用U型卡进行连接，I25a工字钢上纵向间距30cm铺设I12工字钢，面板用10mm花纹钢板满铺供车辆通行。为确保栈桥在使用过程中的稳定性及防止型钢受热变型，在15m跨段每7跨设置一组制动墩并设置20cm伸缩缝，如图2所示。该方案中重点研究的装配式工艺为：

①钢管桩相应位置设置平联，在每根钢管桩位置设置抱箍将剪刀撑与钢管桩进行连接。抱箍采用专项设计，通过八字形的斜插销采用锤击即可将抱箍与钢管形成可靠连接。为保持平联之间距离的调节，中间的平联采用大钢管套小钢管的结构型式，固定通过三角形斜插销锤击进行固定，如图3所示。由于钢管桩和平联在空间上存在扭曲，在装配式工艺设计上特别采用了球状体对平联和钢管桩的空间扭曲进行调节，球状体通过螺栓连接进行固定确保结构的整体性。

②对贝雷梁与上面的25#工字钢通过U型卡进行固定。在贝雷梁安装完成后需将工字钢与贝雷梁进行有效连接。一般通常做法是采用U型骑马螺栓进行连接。项目研发小组设计了一种U型卡代替了U型骑马螺栓进行贝雷梁与工字钢的连接。事实证明U型卡能有效固定工字钢与贝雷梁的连接，提高了钢栈桥安装的工效。

③桥面板的设计。研发小组为提高上部结构安装工效，提出将纵向分配梁与桥面板焊接在一起进行整体吊装。另外考虑整个栈桥拆除的方便合理划分了桥面板的设计尺寸，确保安装过程和拆除过程简便，便于现场操作。

4 优化技术分析

4.1 斜撑、平联的装配化、标准化

平联设计是装配式钢栈桥工艺的核心工艺，通过该种工艺实现了钢栈桥及平台下部结构的平稳连接。它改变了传统的焊接工艺通过铰接或栓接保证了结构的稳定性。在设计过程中考虑了钢管桩在施工过程中导致的上下，左右，前后位置的偏位的情况而进行的连接。该结构的巧妙之处在于能够在三维空间内适应桩基的偏位。在长度方向上，通过管径273的无缝钢管插入管径253的无缝钢管，可调节距离可达1m，公管和母管固定采用三角锲形块通过摩擦力进行固定。平联通过抱箍连接在钢管桩上，抱箍采用壁厚16mm的半圆形钢板，一侧采用轴销将两块半圆型钢板通过连为一体，另外一侧采用八字形的斜插销将两块半圆体夹在一起。抱箍摩擦力的大小主要通过八字形插销外力作用保证抱箍与钢管的压力来保持。平联与抱箍的连接采用球状体，球状体外侧采用球状外壳将球体包裹住，待角度调整好后采用螺栓将球状外壳与球体进行夹紧连接。采用球状体的主要作用是调节钢管桩在空间上的偏位，角度调节范围较大，能适合现场工况的要求。

4.2 面板系统与贝雷梁连接的快速化

U型卡主要是连接贝雷和I25的连接件。在实际施工过程中一般通常采用骑马螺栓进行连接。但在实施过程中骑马螺栓需要人在底部进行连接，操作空间有限，另外在由于骑马螺栓需占用更大空间位置，即把贝雷的竖向节点位置占用了，导致面板的受力无法传输至贝雷竖向节点，从而导致对贝雷受力不利。U型卡采用厚度为14mm厚的钢板制作而成，主要是利用U型卡与贝雷下杆的压力进行连接。在面板安装完成以后立即采用U型卡连接面板系统和贝雷，人工用锤将U型卡敲入到贝雷和I25的连接处点焊即可。

4.3 面板系统的模块化、装配化

在钢栈桥结构中面板是直接承受荷载作用的一个重要部件。面板上部主要铺设10mm后花纹钢板来承受荷载反复作用。通常的设计是面板通过焊接在底部的主梁和次梁上。施工次序为先主梁I25按照间距进行铺设，然后在I25上铺设I12.5，I12.5与I25采用点焊连接，面板钢板铺设在I12.5上，同样采用点焊连接。在施工过程中由于反复行车荷载作用导致焊缝进行脱裂。另外在钢平台进行拆除过程中由于分部位进行拆除导致拆除导致功效不高。为此在钢栈桥面板上采取了在工厂化进行加工的模式。即把面板设计成8m*2.98m面积大小的小块。该小块在后场进行加工焊接，质量较能控制。在施工桥面板时直接将主梁和次梁及面板连为一体，在贝雷安装完成后直接将面板和主梁一体整体吊装，提高了功效。

5 结束语

宁高新通道程通过探索优化，将焊接式平联及斜撑进行了改造，经过相关的科研开发等活动研究出了具有装配式工艺的临时钢栈桥及钢平台工艺，并大量应用于实际施工生产活动中去，取得了良好的效果。装配式钢栈桥及钢平台施工工艺应用，宁高新通道及城际轨道二期工程基础施工取得了成功，临时钢平台周转快速便捷，为项目的基础施工赢得了工期和效益，保证了施工质量和结构安全。

通过装配式工艺研究，解决钢栈桥的快速周转问题，提高施工功效。装配式钢栈桥的大规模使用，解决了在焊接工程中出现的质量不稳定等相关问题，将现场焊接改为工厂化集中焊接，提高了工程质量。有效减少钢管桩的破损，保证材料的周转效率。

通过装配式钢栈桥及钢平台施工工艺在宁高城际轨道二期工程石臼湖特大桥的施工，成功解决了在特大桥桥梁施工过程中临时钢平台的周转功效低下的难题，为特大型桥梁在基础施工节省大量周转材料的投入提供了成功的经验。

参考文献：

[1]JTJ025-86，公路桥涵钢结构及木结构设计规范[S].中华人民共和国交通部，1987-01.

[2]田娥.大型钢结构工程中临时钢栈桥设计及验算[J].工业建筑，2013（09）.

篇7

一、工程概况

宁德特大桥全桥长8496.28m，计256个墩台，255跨，其中预制架设简支箱梁246孔，连续梁3联9孔，计496m。宁德特大桥在白井塘处跨越金马海堤，然后依次跨越铁基湾宁德水道、大土冈滩和宝塔水道，在下村附近再次跨越海堤。

宁德特大桥海上165个墩台，采用单侧栈桥+水上平台方案进行钻孔桩施工，单侧栈桥布置在线路的右侧，平台通过施工栈桥与岸

上连接形成运输通道。

宁德特大桥设计时没有通航要求，投标书中的施工方案也没有考虑通航。由于金蛇头、车里湾码头没有及时搬迁，桥位处仍有船只通行，严重影响施工进度和施工安全，对过往船只也存在重大安全隐患，故在55#～57#墩位处（宁德水道，距金马海堤约750m）和127#～128#墩位处（宝塔水道）原有栈桥的基础上设置一座开启式栈桥，定时提升，以满足施工和通航的要求，见图1。

二、开启式栈桥的设计

宁德特大桥开启式栈桥的设计充分总结和利用了宁德桥南岸跨高速栈桥设计和施工的成功经验，并结合具体的通航情况和荷载组合，最终制定出30m三排单层加强型贝雷桁梁桥的方案。

2.1 荷载标准

宁德特大桥开启式栈桥桥面荷载考虑过50t履带吊（空载）及6～8m3混凝土搅拌车。

2.2 跨度和通航净高

宁德特大桥开启式栈桥最高通航水位按+4.8m考虑，主通航孔按六级航道考虑，通航净宽为25.5m、通航净高为8m。

2.3 结构形式

宁德特大桥开启式栈桥下部基础均采用φ630×8mm钢管桩，上部结构采用三排单层加强型贝雷桁梁桥，桥面系采用标准钢构桥面系。

贝雷桁梁桥净跨25m，桥面净宽4.2m，贝雷桁梁桥两端各设置一座提升站，提升站钢管桩顶标高为+15.5m，桩顶各配置2台7.5t慢速卷扬机及2个滑轮组，每天定时提升贝雷桁梁桥至设计标高（+12.5m），以满足通航要求。为保证贝雷桁梁提升时的稳定性，开启式栈桥提升站钢管桩内灌注C20混凝土至桩顶+4.5m标高处。

2.4 开启式栈桥各部位的作用及设计思路

⑴30m三排单层加强型贝雷桁梁桥面系

30m三排单层加强型贝雷桁梁桥面系为开启式栈桥的主体部分，采用装配式公路钢桥技术，桥面净宽为3.7m，单车道，主桁为三排单层，桁架上下弦杆均设加强弦杆。桥梁横向两内排桁架的中距为4.2m，第二排桁架与内排桁架的中距为0.45m，第三排桁架与第二排桁架的中距为0.25m，见图2。

桥面荷载考虑过50t履带吊（空载）及8m3搅拌车。主通航孔计算跨度按26m考虑，履带吊机按集中力计算。

贝雷桁桥面系自重产生的弯距：

履带吊机在跨中位置产生最大弯距：

桥面系总弯距：

履带吊机在支点处剪力最大：

履带吊机在跨中位置产生最大挠度：

挠跨比：

满足要求

⑵提升站

提升站是开启式栈桥很重要的一个组成部分，主通航孔栈桥两端桩顶各设置一座提升门架，通过卷扬机将主通航栈桥贝雷桁提升以保证通航。提升站主要基础由卷扬机、滑车组、贝雷桁架及钢管桩基础组成，见图3。

每座提升站设置两台7.5t慢速卷扬机，其底座布置在6组标准贝雷桁架平台上。三排单层加强型贝雷桁梁桥两端底部各设置一道2I45a大梁，大梁与贝雷桁主桁之间须用槽钢限位牢固，然后在大梁上焊接两根吊带，从贝雷桁第三排与第二排主桁之间穿出。最后将卷扬机依次通过转向滑车组、钢丝绳及吊带与贝雷桁桥连接，从而完成整个提升操作过程。

⑶提升吊带

每座提升站上下各设置两根吊带，30m三排单层加强型贝雷桁梁桥面系全部装齐后，自重为44×10=440KN，加上两端分配梁及加劲重量，总重P按50t考虑。每根吊带须按承重20t设计（考虑提升安全系数1.6），故开启式栈桥提升吊带采用了16锰钢制作，吊点布置详见图4。

2.5 开启式栈桥副通航孔的设计

宁德特大桥开启式栈桥另一通航孔为副通航孔，为H588×300型钢梁桥，按等外级航道考虑，主要通行小型船只，桥梁设计荷载为履-50和ZSL24100移动塔吊荷载。副通航孔下部基础均采用φ600×8mm钢管桩，上部结构采用四排H588×300型钢梁，净跨12m，型钢梁底标高为+6.8m，桥面系采用δ=20cm厚混凝土桥面板，桥面宽度为8.7m。

副通航孔计算跨度为12m，主梁为4组2H588型钢梁，考虑50t履带吊机荷载全部作用在两组型钢组上，履带吊机按50t集中力计算，砼桥面按5.2KN/m2计算。

表2：单根H588×300型钢截面特性

Ix（cm4） Wx（cm3） 截面面积（cm2） 单位重量（kg/m）

113283.85 3853.19 185.76 145.82

计算一组2H588型钢梁的弯距和剪力：

砼桥面板作用在一组型钢梁的荷载：

一组型钢梁自重引起的荷载：

当履带吊行至跨中时有最不利弯距：

满足要求

履带吊机在支点处剪力最大：

满足要求

（其中φ根据长细比 可查表得φ=0.861）

当履带吊行至跨中时产生最大挠度：

挠跨比：

满足要求

2.6 开启式栈桥使用材料

三、开启式栈桥的施工

主通航孔三排单层加强型贝雷桁梁架设采用空中对接法施工。即：栈桥北侧拼装长度为21m的贝雷桁架，重约7.35t，利用ZSL24100移动塔吊吊装；南侧拼装长度为9.0的贝雷桁架，重约3.5t，利用KH180履带吊机吊装，两侧贝雷桁架在空中对接，贝雷桁架拼接好后，再依次连接栈桥上抗风拉杆、桥面板横梁及桥面板。贝雷桁架在吊装之前应预先组拼好，拼装完毕后，应仔细检查贝雷片数量及销子的连接情况，合格后方能架设。

四、安全、文明施工措施

1、安全施工措施：

（1）为保证桥梁施工及通航安全，避免通航船只撞击栈桥，沿主通航孔两侧各设置两排防撞桩，并在+4.5m标高处用单根工40a型钢连接，并在航道处设置通航标志，并提请海事部门航行通告并进行海事维护，防止船只闯入我部施工水域。

（2）为保证夜间施工安全，主通航孔两侧各设置适当数量的水中构筑物专用信号标志灯，并悬挂水中构筑物专用标志牌。

（3）栈桥提升时应做好限位装置并派专人指挥，防止主通航孔提升过高，同时应保证四台卷扬机同步提升，防止开启式栈桥倾覆，保证其安全，见图5。

（4）栈桥施工完成后，四周应设置栏杆并挂设安全绿网。

（5）水上作业人员应穿戴好救生衣。水上施工期间，应配备值班交通船，一旦遇险，立即进入救援状态。

（6）高空作业人员应穿戴好救生衣，挂好安全带。

（7）ZSL24100移动塔吊在副通航孔上走行时严禁吊物。

（8）为保证栈桥贝雷桁架的横向稳定性，在桩顶分配梁处贝雷桁下弦设置限位槽钢，并在贝雷桁外侧设置斜撑，对贝雷桁进行横向限位。

（9）栈桥上应配有齐全的消防、救生等设施，并在栈桥两侧悬挂醒目标志。

2、文明施工措施：

（1）施工期间，注意防止油料及其他杂物泻入水中，避免环境污染。

（2）防止乱扔垃圾，保持水域清洁。

（3）施工期间，应及时与当地政府部门及群众沟通、协调，争取取得理解和支持。

五、结束语

宁德特大桥开启式栈桥结合具体实际情况和荷载特点，合理设置贝雷桁桥型和跨径。三排单层加强型贝雷桁梁桥施工方便，且提升操作便捷，在满足通航要求的前提下，尽量减少了对主体工程的影响，发挥了开启桥的功能，满足了设计要求。

六、参考文献

1、王志骞.《钢结构设计原理》，西南交通大学出版社.

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中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

一、钢管混凝土拱桥的发展历史

上世界九十年代初期，钢管混凝土结构在英国问世，并在赛文铁路桥的建设中首次应用。而苏联首次把这种结构应用到拱桥结构之中。在我国，最早是在1990年的四川旺苍东河大桥中应用了该结构。随着我国的经济建设的不断发展，交通规模的不断扩大，然而钢管混凝土拱桥又具有强度高、施工方便、造型美观等多种优点，所以在我国桥梁界，钢管混凝土拱桥得到了快速的发展和应用。

随着对钢管混凝土拱桥的不断研究和应用，钢管混凝土拱桥逐渐被分为两大类：内填型钢管混凝土拱桥和内填外包型钢管混凝土拱桥。前者的特点是钢管壁外漏，含刚率比较高，不仅抗压强度大、抗冲击能力强，而且还方便施工，增大了跨越能力；后者的特点主要是解决了大跨度拱桥的拱肋安装问题。内填外包型钢管混凝土拱桥通常还被称为劲性骨架混凝土，其主要是在空钢管内浇筑混凝土形成钢管混凝土，然后再在钢管混凝土骨架外挂模板浇筑外包混凝土，最终形成钢筋混凝土结构。这种结构在成桥之后也会参与受力，而参与受力的多少跟设计有关。

二、钢管混凝土拱桥在港口工程应用中的问题

1、初始应力方面的问题

自架设是钢管混凝土拱桥采用的最主要的方法，通过这种方法，先把拱肋的安装和合拢完成，再往管内浇筑混凝土，与此同时，钢管内集中了初始应力。这种应力对钢管混凝土拱桥的极限承载力有很大的影响，然而我们在这种方面的研究还不到位，还不能满足实际工程当中的需要，需要我们不断地努力，对其进行充分的研究。

2、刚度取值和计算方法方面的问题

随着钢管混凝土拱桥的快速发展，国家也制定了一系列的规程来确保钢管混凝土拱桥的安全应用。但是这些规程还不够完善，国内外还没有形成统一的规程，在很多方面还没有形成合理的理论计算公式，例如拱肋的轴压、剪切以及弯曲刚度的计算等。

3、脱空方面的问题

大自然的因素会对钢管混凝土拱桥产生很大的影响，例如温度、风、海水等，其中温度对钢管混凝土拱桥的影响最大。因为温度的变化会导致钢管混凝土拱桥当中的钢管和混凝土贴不紧。虽然在施工当中也采取了一些措施，例如采用压降或者微膨胀混凝土的方法以解决混凝土的收缩，但是这些方法不能解决全部的问题，因为在混凝土固结后还有收缩现象，以上方法无法解决这种收缩，所以需要我们进行更为深入的研究，解决好脱空方面的问题。

4、吊杆和系杆方面的问题

钢管混凝土拱桥在实际的施工过程当中，吊杆和系杆常常出现一些问题，例如由于使用过久而出现严重的腐蚀现象，由于更换吊杆和系杆的费用较高，很多工程仍然用一些不符合标准的吊杆和系杆。为了确保钢管混凝土拱桥在港口工程中安全的应用，就需要我们对吊杆和系杆进一步研究，对其进行维修或者研制比较实用廉价的吊杆和系杆。

三、钢管混凝土拱桥在港口工程中的施工工艺

在港口工程中，钢管混凝土拱桥一般都是下承式拱桥，因为港口工程引桥主要是作为离岸码头和陆域之间的通道，桥面的高程由码头高度控制。钢管混凝土拱桥在施工过程当中一般采用支架法、悬臂施工法、转体施工法或者劲性骨架施工法等，但由于港口工程的特殊性，这些方法在在实际的港口工程中并不适用，而是采用海吊整体吊装法，这也是港口工程特有的方法。

海吊整体吊装法的施工工艺主要可以分为四步：（1）在港口工程的施工现场搭支架，整桥拼装；（2）通过还吊吊运进行安装；（3）浇筑拱肋混凝土；（4）进行最后的附属施工。如果港口工程的施工现成和桥址的距离相距较远时，则可以通过驳船把整桥运输到施工现场，再用还吊进行整体吊装。

四、钢管混凝土拱桥在港口工程中的应用案例

自从钢管混凝土拱桥出现以后，已经在很多港口工程中得到了应用，合理的设计和应用，在实际作业当中充分发挥了其优势，下面举例说明钢管混凝土拱桥在港口工程中的应用。

1、曹妃甸某栈桥

图一曹妃甸某栈桥

该桥工程在曹妃甸甸头深水区，位于唐山地区的南部海域，距大陆岸线大约有二十千米。该桥的主要作用是连接码头和陆域，以运输矿石为主。该栈桥的上部结构主要采用了两跨系杆钢管混凝土拱桥，单孔跨径为94米，总长度达197.4 米，桥梁的总宽度为l7.6米，其中桥面高程为1O.5米。

该栈桥的设计标准：设计荷载主要考虑车道荷载、皮带线支腿荷载以及人群荷载三个方面，其中每个车道荷载为1O.5kN/m,皮带线支腿荷载为4×45 kN/每根，在人行通道区域的人群荷载为3.5kN／m；地震烈度设计为7度；桥面净宽度为16米，而行车道为7米。

2、大连某栈桥

图二大连某栈桥

该栈桥位于大连市开发区，该栈桥的主要作用是连接引堤和油码头，是重要的输油管线。该栈桥的在施工过程中大胆创新，采用整桥在陆地上拼装，再用海吊吊运就位后安装。这样不仅节省了大量的资金，还降低了海上作业的风险。该栈桥是典型的下承式钢管混凝土系杆拱桥，其全长为600米，单孔跨径达108米，桥梁的总宽度为10.6米，桥面的中心高程为12.0米。

该栈桥的设计标准：设计荷载主要考虑车道荷载和风荷载两个方面，其中行车道的设计荷载为单车10吨，管线的总荷载为3.2t/m；风荷载方面取风速为35m/s；桥面宽度的净宽为9米，车行道为3.5米；地震烈度按照7度设防；最高水位为5.6米，最低水位为-1.08米。

五、总结

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1.工程概况

1.1工程简介

大连南部滨海大道工程东起金沙滩东侧的金银山，向西跨越星海湾，在高新园区填海区域登陆。本工程设置双向八车道，分上下双层设置，在靠近登陆点时过渡为两幅并行的单层桥梁。在主线与星海广场中线相对处设置跨度为180+460+180m的双层钢桁架地锚式悬索主桥，主桥两侧各设5×50+48m大跨径混凝土引桥，主桥、大跨径混凝土引桥西侧为西引桥，东侧为东引桥及东连接线的A、B匝道，桥梁总长13.7km。二标段主要施工范围：主桥西侧大跨径混凝土引桥和西引桥工程，其中大跨径混凝土引桥长度为298m，墩号为47#～53#，结构为双层桥梁结构；西引桥上线长度为2936.9m；下线长度为2928m。

栈桥采用多跨连续梁结构，本方案主要涉及桥面宽度为6米的栈桥，桥面标高为5.2m纵向平坡。其主纵梁结构为3组双排单层321贝雷桁架，梁高1.5m；钢管桩采用φ820mm×10mm、φ630mm×12mm两种规格的Q235B螺旋钢管。普通墩为单排桩，制动墩为双排桩，每隔4个普通墩设一个制动墩。

1.2施工区域自然条件

（1）水深及潮位

本桥所处部分水底标高为-4～-11m，星海湾的潮汐属于正规的半日潮。工程设计时特征潮位（以黄海平均海平面为基准面）如下：

设计高水位： 1.66m（累积频率10%）；

设计低水位： -1.38m（低潮累积频率90%）；

极端高水位： 2.42m（五十年一遇）；

极端低水位： -2.88m（五十年一遇）；

施工水位：-0.4m。

（2）地质条件

本标段海底地质条件复杂，多数为裸岩及浅覆盖层地质，根据设计地勘资料，桥主体墩岩石及浅覆盖层段约占线路长度53.7%。基岩种类多为微风化石灰岩、石英岩、板岩，以上3种岩石单轴饱和抗压强度分别为：25.56MPa、26.5Mpa、16Mpa，可打入性差。栈桥区域位于主桥北侧，结合我部潜水实际插探情况，该区域岩石段长度已达到线路长度70%，桩基锚固成为技术难点。

2 锚固方案的设计及验证

锚杆嵌岩植桩是参考港口工程预制型锚杆嵌岩桩原理进行设计的，植入钢管桩的型号为φ820mm×10mm，每根钢管桩内设置2根锚杆，锚杆的型号为L90×10mm角钢。锚杆嵌岩桩主要承受轴向上拔力，经计算得到钢管桩底部水平力设计值为214KN，上拔力设计值为682KN，采用2根L90×10mm锚杆完全满足抗剪和抗拉要求。

根据锚杆与砂浆、砂浆与岩石、锚杆与混凝土粘结力计算，当锚杆入岩深度达到3.1m，嵌入桩内混凝土2.0m，即可满足上拔力设计值要求。因此，锚杆长度取为5.1m，桩内混凝土厚度取2m。

3 锚固方案实验验证

进一步采用有限元软件细化建模后，宏观内力分配基本与铰接连接的情况基本相同。但出现锚杆局部应力设计值过大的现象，为保证栈桥结构安全可靠，在陆上对采用锚杆加固的栈桥墩进行了加载试验。

3.1实验方法

试验模拟海上波浪力对栈桥墩的反复作用，并进行了简化，共分8个加载循环进行。试验墩结构见图3-1，各循环所加荷载与持荷时间见表1。

3.2实验结果及分析

⑴通过分级加载最大试验荷载为520KN，在此试验荷载作用下，位移达到稳定状态，当荷载为560KN时，剪刀撑位置节点处发生局部座曲破坏。

⑵试验结束后，将锚杆拆出，通过肉眼观察，难以看出有变形和破坏情况。

⑶根据栈桥整体稳定专项计算，锚杆嵌岩桩方案中基部弯矩设计值为2786.2KN，此次试验加载作用点高为8.245m，换算为水平力为337.9KN。

⑷根据试验数据绘制荷载-位移（H-Y）曲线，水平测点1为结构整体变形最大点，较好的反应整体结构的变形特征况，当荷载小于360KN时表现出较小塑性，最小刚性值为6.4KN/mm参见下表。当荷重继续增加，稍有塑性发展加快趋势，又继续回复，直至荷载大于520KN。其余各测点也都是当荷载小于360KN时基本表现为较小塑性，由于上部剪刀撑等节点连接处于半铰接状态，会稍微表现出一些塑性特征，但影响较小。

3.3实验结论

实验过程最大水平荷载为560KN时，结构取得稳定读数，最终桥墩剪刀撑节点出发生破坏，剪刀撑节点位置为薄弱环节，采用焊接鱼尾板方式对此位置进行加固。加固后结构平面内极限水平承载力按520KN考虑，为设计值的1.53倍，整个结构在平面内方向可以满足住使用要求。根据建模分析，通过模拟基部最大弯矩时水平力337.9KN加载，单桩最大上拔力697KN，剪切力169KN，锚杆基部最大应力为241Mpa。最大水平力424KN加载，单桩最大上拔力883KN，剪切力214KN，锚杆基部最大应力为305Mpa。实际锚杆结构产生的主要应力是由上拔力及弯矩产生。计算锚杆基部最大应力为241Mpa，整个结构在平面内方向可以满足使用要求。

4 施工工艺

4.1定位架、临时导向平台的制作及安放

定位架为6×6×6m等边三角形，外管820mm、内管630mm、32mm工字钢连接。临时导向平台采用2根15.6米长32工字钢，内净距2.5米，5根横连。

使用方驳吊机将定位架及临时导向平台组合在一起并安放就位，复核、微调后，钢管桩精确就位。

4.2钢管桩临时固定

钢管桩就位后，及时根据设计要求进行桩间平联，焊接临时八字腿支撑，并与前一排已立好的钢管桩纵连加固。

4.3 桩内水下混凝土浇筑

为防止管内混凝土流失，钢管桩底部50cm处码砌袋装砂，高度高出桩底30cm。混凝土采用拌合船搅拌，采用导管灌注水下混凝土。吊机吊混凝土倒入漏斗灌注，一经开始灌注，连续进行直至完成，中途不中断灌注，浇筑高度为高出海底2m。

4.4桩内钻孔埋设锚杆并注浆

采用方驳吊机将地质钻机吊至定位架平台上。调整钻机支腿钻头准确定位后将支腿固定牢固。桩顶设置钻杆限位装置，固定在桩顶，钻杆通过限位孔下放进行钻孔，孔深5.1m，钻孔完成。

4.4.4锚杆下放及注浆

每个钻孔内埋设1个锚杆，锚杆材质为Q345，长度为5.1m。注浆管采用硬质PVC管通过锚孔套管直接插至孔底。

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1 工程概况

福建某跨江大桥，濒临入海口，起讫桩号为K9+267～K10+078，路线总长为811m。主桥采用双塔双索面混合梁斜拉桥，主跨径组合为135m+300m+135m=570m，组合梁斜拉桥主跨300m。主墩4#、5#两个承台为哑铃型，承台平面尺寸为28.6m×17.2m+9m×21.5m+28.6m×17.2m，厚度为6m，单承台C40海工混凝土数量约为7064m3，钢筋1072t。

2 栈桥施工

该项目位于主航道上，施工期间不断航，所以栈桥不能拉通架设，左右岸分别沿桥向左侧架设栈桥及承台施工平台，栈桥宽度8m，使用净宽6.83m，荷载按公路一级设计，主要用于建筑辅材、钢筋及混凝土运输等。钢板桩采用Q235?800×8mm，间距为4m，纵向跨度15m，每5跨布置6根板凳式桥墩，采用150T浮吊，DZ90型振动锤振动施工钢板桩到设计标高，桩间采用?320×6mm钢管连接以增加栈桥整体稳定性。栈桥自下而上为桩顶横梁、贝雷梁、次梁、面板。面板采用倒扣[25a，横桥向间距30cm；沿纵桥向铺设I16次梁（分配梁）间距75cm；“321”贝雷梁架设在桩顶横梁上，桩顶横梁采用2I56a，长9m。施工完成后再安装1.2m高栏杆，栏杆内侧布置水管、通讯和电线槽等，边线与桥梁投影间距为3m。为满足温度收缩要求，每105m设置温度收缩缝一道。

3 钢平台搭设

该项目采用桩基施工钢平台兼做套箱围堰底板这一特殊设计，既能缩短工期又减少投入。在承台桩基两侧横桥向搭设两榀栈桥作为桩基钢板桩施工先期平台，布置一台80吨龙门吊进行桩基平台施工，龙门吊宽40m，高28m。该项目桩基全部为水下钻孔灌注桩，钢护筒采用龙门吊配合DZ180型振动锤进行施工，利用大跨度桁架式双层导向架进行护筒导向定位，钢护筒分两节下沉，第二节顶上15m范围采用钢护筒专门定制带肋钢板直接螺旋卷成钢护筒，钢板厚度25mm，钢板采用Q345C钢，内侧肋条肋高不小于2.5mm，肋距不大于40mm，肋条与水平线夹角不大于40度。护筒外侧在设计封底段上下各延伸50cm范围内焊制钢肋条，肋距间距控制在10cm内，肋条与水平线夹角不大于40度，带肋护筒可以有效增加封底混凝土握裹力。插打结束后进行平台上部施工，在钢护筒下方焊接?630×6mm钢管上下平面支撑系统，双拼32槽钢和20槽钢作为剪刀撑，钻孔平台上部结构有主龙骨、次龙骨、面板加劲肋，综合统筹后期钢套箱功能，利用桩基平台兼做套箱围堰底板。

3 封底混凝土厚度计算

封底混凝土是承台进行干施工的关键工序，既要满足施工要求又要节省投入，节约资源，控制工期。该项目桩径2.8m，中心间距5m，34根桩基。承台底高程-1.5m，海床泥面标高-7.6m，4-6月最大潮水位3.5m，最低-1.5m。全年平均位2.8m，平均低潮位-1.4m，平均流速1.5-2m/s，低潮位时为半露水承台，可以作为最经济封底混凝土厚度研究对象，从业主投资、措施费控制及施工难度方面都能起到很好的参考作用，相比深水承台更容易优化施工方案。

为避开台风期，钢套箱下沉及封底混凝土施工时间安排在4-6月，承台施工安排在5-8月。参考苏通大桥钢护筒和混凝土握裹力实验研究，考虑带肋钢板护筒握裹力较普通钢板增加，综合考虑握裹力取值160KN/m2（小于C20极限弯曲抗拉强度，满足桥涵混凝土设计规范）；但施工期间钢护筒长期受海水浸泡，封底之前派潜水员对握裹部分进行清洗和钢刷。本例基础数据：海水γ水=10.25KN/m3，封底素混凝土γ素砼=23KN/m3，承台混凝土γ台砼=25KN/m3，钢套箱自重约14000KN，承台底面积1177.34m2，扣除34根钢护筒面积216.79m2，封底混凝土净面积960.55m2，钢套箱直径2.850m，单根钢护筒周长3.14×2.85=8.95m，浪高按0.5m计。

3.1 工况分析求解最佳封底混凝土厚度

1） 第一次封底混凝土浇筑后，吊箱抗浮稳定性计算，位时，吊箱存在上浮可能（此时不计算悬吊系统和反压系统受力），假设封底混凝土厚度为H1，总封底厚度加20cm抹平层，钢套箱自重GW1=14000KN，封底混凝土重量GF1=23×H1×960.55KN，套箱受到浮力F浮1={4.0-（-1.5-H1-0.2）}×10.25×960.55KN，钢护筒握裹力F1=160×8.95×H1×34KN。则此工况抗水浮安全系数为f1=F1/（F浮1-GW1-GF1），其中F1>（F浮1-GW1-GF1）钢套箱处于稳定状态，f1>48688H1/（42120.15-12247.01H1），按临界点求解H1>0.69m。从函数关系分析，随着H1增大，f1也随之增大。

2）对施工期间实测低潮位-1.5m工况进行计算（此时封底混凝土底位于水下），假设封底混凝土厚度为H2，吊箱可能下落。钢护筒握裹力F2=160×8.95×H2×34KN，封底混凝土重量GF2=23×H2×960.55KN，F浮2={-1.5-（-1.5-H2-0.2）}×10.25×960.55KN，套箱自重不变，则抗滑落安全系数f2=F2/（GW1+GF2-F浮2），其中F2>（GW1+GF2-F浮2）钢套箱处于稳定状态，f2>48688H2/（12030.87+12247.01H2），求解H2>0.33m。从函数关系分析，随着H2增大，f2也随之增大。

3）求解最佳封底厚度，根据两种工况安全系数函数关系，当封底厚度H增大到一个值时，无论在位还是低潮位，套箱在两种工况下都处于稳定。安全系数相等即f1=f2>1.0，此时可求得最佳最经济混凝土厚度。即：（42120.15-12247.01H）=（12030.87+12247.01H），得出H=1.23m。安全系数f1=f2=2.21，

3.2 验算钢套箱受力情况

取封底混凝土1.5m计算，先浇筑1.3m，待水抽干后清除表面浮浆杂物，做20cm抹平处理。

按1.3m验算安全系数f1=F1/（F浮1-GW1-GF1）=2.41；f2=F2/（GW1+GF2-F浮2）=2.26。验算满足设计要求。

3.3 分析第一次承台砼浇筑最大厚度

按浇筑第一层1.3m厚度封底混凝土计算，抽水后做20cm抹平，计算第一层最大承台混凝土浇筑厚度，最不利工况为低潮位（不考虑悬吊系统）。假设浇筑承台厚度为H承，抗滑计算式f3=（F3/（GW1+GF3+G承-F浮3），F3=160×8.95×1.5×34=73032KN。GF3=23×1.5×960.55=33138.98KN，G承=1177.34×H承×25=29433.5H承KN，F浮3=1.5×10.25×960.55=14768.46KN，取抗滑安全系数为1.0，此时承台浇筑最大厚度为1.38m。

在这个基础上，利用悬吊系统、吊杆和反压牛腿等组件提供的承载力单独验算超过首次承台浇筑最大厚度的承台重量，并可视实际情况加大抗滑和抗浮安全系数进行悬吊、反压等组件受力分析和设计。

4 结语

在本工程实际施工中，按照施工组织设计采用了钢平台兼做套箱底板工艺，钢护筒封底段外侧焊制带肋条施工技术要点，并按160KN/m2取值混凝土与钢护筒间握裹力进行了受力验算，最终确定封底混凝土厚度1.5m，顺利、安全、快速完成了水中承台施工，为类似项目安全施工提供了宝贵的工程实践经验。

参考文献

[1]杨红，任回兴，方俊 .苏通大桥承台封底混凝土与钢护筒间握裹力实验与研究[B].公路，2008.

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0.引言

拟建的某大桥主桥为193+332+113米高低塔混凝土斜拉桥，引桥为2×（3×40）米预应力混凝土先简支后连续小箱梁，桥梁全长888米，施工期间水深约为8米，根据地质钻探资料显示，河床地质情况如下：

①水深8米。

②岸例：0～7m为粘土，硬塑浅黄色，韧性及干强度。

③7m～9.8m为粉砂，灰色，含少量粘土及腐殖质，饱和，稍密。

④北侧河床：0～0.3m为粉土，软塑，黄色，含大量粉砂及少量砾石，韧性及干强度低。

⑤0.3m～33.4m中风化泥岩，紫红，灰黑色，泥质结构，中厚层状，构造岩石较软，岩体较破碎较完整，裂隙较发育，钻进慢，岩石呈短柱状块状。

1.水上平台设计方案

根据现场施工需要，8#墩采用施工钢栈桥。根据现场地形地貌并结合荷载使用要求，经过现场勘查，结合桩基平台需要钢栈桥规模拟定为栈桥全长130m，标准跨径为12m，桥面净宽均为6m，钢栈桥结构如下：

①基础结构为：钢管桩基础。

②下部结构为：工字钢模纵梁。

③上部结构为：贝雷片纵梁。

④桥面结构为：装配式公路钢栈桥用桥面板。

⑤防护结构为：小钢管护栏。

2.钢管桩受力计算

单墩布置单排3根钢管桩径?529mm，壁厚10mm，横向间距2.2m，桩顶布置2根[32b]字钢横梁，管桩与管桩之间用[20b]槽钢水平向和剪刀向牢固焊接。根据《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTJ024―85），沉入桩的承载力容许值：[Ra]=1/2（∪∑aili+αAOR）

由于该公式只适用于混凝土管桩或者闭口的钢管桩，对于本方案中的敞口式钢管桩，该公式是否适合，规范没有说明。

因为敞口式钢管桩管壁较薄，钢管桩沉入过程中，桩端土的一部分被挤向，一部分涌入管内形成“土塞”，土塞受到管壁摩阻力作用将产生一定压缩，可以增加桩基的端承力，从而提高单桩的垂直承载力，由于公路桥梁规范没有用于空心钢管桩承载力的专用计算公式，因此钢管桩承载力可采用《建筑桩基技术规范》的钢管桩竖向承载力计算公式进行计算，根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定钢管桩竖向极限承载力标准时，计算式如下：

Quk+Qpk=λδ∪∑qsik+λpqpk×Ap

U―桩身周长；

qsik―桩侧向第i层土的极限侧阻力标准值；

qpk―极限端阻力标准值；

λp―桩端闭塞效应系数，对于闭口钢管桩，λp=1。

对于敞口钢管桩，按下式进行算：

当hb/ds

当hb/ds≥5时，λp=0.8λδ。

hb―桩端进行持力层深度；

ds―钢管桩外直径；

λδ―侧阻挤土效应系数，对闭口钢管桩；

λδ=1，对于敞口钢管桩，λδ按下表确定：

Ar：钢管桩的截面面积。

图 钢管桩立面与平面图

钢管立柱受力验算：

受力模式分析：500KN汽车位于墩位处时钢管承担最大作用力，中间1根受力最大为430.3KN。根据勘测资料，钢管立柱持力层为泥岩，强度为15MPa。

⑴单桩轴向承载力

[Ra]=cAf+uchf+ξulq=0.5×0.75×15000×3.14×（0.529÷2）2=1235KN>430.3KN

⑵计算露钢管稳定σcr

设钢管桩一端固定，一端自由的压杆

钢管桩截面惯性半径 i==/4=73.4cm

截面面积：A=0.785×（52.92-50.92）=163cm2

柔度λ=ul/i=2×1300/73.4=35.4

查表知稳定系数ψ=0.918

应力σ===28.7MPa

综上所述：墩位下部结构采用单排3根钢管立柱满足使用要求。

钢管桩抗压稳定性验算：

受力模式分析：500KN汽车位于墩位处时钢管承担最大作用力，中间1根受力最大为430.3KN。根据勘测资料，钢管立柱持力层为泥岩，强度为15MPa。

⑴单桩轴向承载力

[Ra]=cAf+uchf+ξulq

=0.5×0.75×15000×3.14×（0.529÷2）2

=1235KN>430.3KN

⑵计算露钢管稳定σcr

设钢管桩一端固定，一端自由的压杆

钢管桩截面惯性半径 i==/4=73.4cm

截面面积：A=0.785×（52.92-50.92）=163cm2

柔度λ=ul/i=2×1300/73.4=35.4

查表知稳定系数ψ=0.918

应力σ===28.7MPa

综上所述：墩位下部结构采用单排3根钢管立柱满足使用要求。

3.结语

钢管桩施工技术目前已得到广泛应用，但钢管桩施工时一些指标在公路桥涵施工技术规范中没有数据可依，施工时应满足基本的规范要求，要求做到多借鉴、多实验、多总结，确保工程质量达到新的高度。

篇12

中图分类号 U445 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)062-0112-02

既有线铁路随着修建时间的不断增长，桥墩病害日趋增多，给行车安全带来巨大隐患。由于铁路运输的繁忙 ，加上诸多桥梁建设地点受征拆的空间限制，新建桥梁将给铁路经济带来巨大损失。因此，对于浅基桥墩病害整治，即不影响行车又达到加固效果就显得尤为重要。总结罗江桥浅基桥墩加固纠偏技术的施工经验，对今后类似施工予以借鉴参考。

1 工程概况

河茂线罗江大桥位于米山至化州站区间，中心里程K37+975.93，桥梁全长319.20 m，上乘式钢板梁，支座为弧形支座；桥墩为圆端形，基础均采用沉井基础。桥上线路为P60无缝钢轨，木枕。罗江为Ⅶ级航道，通航孔设计为第五孔和第六孔，单向通航净宽要求为20 m，既有第五孔通航净宽为25.45m。该桥4号和5号墩顶横向振幅超限，第5、6孔梁跨中横向自振频率不满足《铁路桥梁检定规范》的要求，与建桥时相比，位于主河槽断面内的4号～9号桥墩冲刷深度最大值约8.3 m，冲刷深度最小值为3.8 m；钢梁中心线、桥墩中心线及钢轨中心线较理论中心线均向左偏移为90 mm，且第4～8号墩基础存在不均匀沉降，需要进行加固处理。全桥需加固桥墩7个（4#-10#墩），修筑临时栈桥两段，分布大桥两端，在既有铁路桥梁7#、8#墩之间通航；需建栈桥长度214.00米，作为施工便道，钢围堰7处，钢围堰采用YSP-FXL直线型钢板桩。

2 施工要点和控制方法

罗江桥桥墩地基加固纠偏采用的措施为高压化学双液注浆。 施工的关键线路：搭设栈桥施做钢板桩围堰填充砂夹卵石搭设钻孔平台注浆注浆检验钢板桩围堰截断栈桥拆除竣工验收。栈桥搭设、钢板桩围堰施工按常规施工，施工时由于受既有线钢梁净高的限制，因此梁下钢板桩插打要采用多次焊接接桩的方法施工，这里不做赘述。

2.1 注浆加固纠偏施工工艺

注浆加固纠偏的关键和原则是均匀、对称布孔，一孔一注，防止塌孔，扰动地基。要根据桥墩的倾斜方向采用不同的方法。利用反向塌孔纠偏，利用灌沙法防止塌孔并且及时注浆，根据观测数据调整压力纠偏。

1）袖阀管制作。袖阀管采用标准φ48钢管袖阀，注浆管每节2 m-3 m。每隔330 mm设注浆孔，孔眼梅花形布置，孔眼直径一般为6 mm-8 mm；袖阀管在注浆孔位置安装橡胶单向阀套，袖阀管端头应做成锥形封口。

2）钻孔。根据设计要求特别是桥墩倾斜的方向布置钻机，对准孔位，钻机按指定位置均匀对称就位后，调整钻杆的垂直度；对准孔位后，钻机不得移位，也不得随意起降。钻孔直径为φ91 mm/110 mm，要求钻孔进入微风化灰岩不小于0.5 m或设计要求。

3）灌砂。准确计算套管和袖阀管的间隙，称出粗砂量灌注后拔出套管，防止塌孔，扰动地基。

4）下注浆芯、花管。袖阀管安置至预定位置后，将注浆花管及芯管置入袖阀管内。注浆芯管通常采用一寸半钢管分节加工，每节长2 m，根据注浆深度要求确定节数，加装或拆卸芯管，可重复利用；注浆花管长0.2 m，其四周均匀的布设3～4个8 mm的泄浆孔。花管两端设有两个栓塞，使注浆材料从栓塞中间向管外渗出，阻塞器在注浆管中可以自由移动，因此根据工程地质的不同，可以在注浆孔内某一指定高程段定量定次注浆。注浆花管置于注浆芯管最下端，二者用丝扣相连。

5）注入封闭浆液。为有效封闭袖阀管注浆时从管内冒浆，在钻孔上部范围内注入封闭浆液。

6）浆液配置。浆液应搅拌均匀，随搅随用，并在初凝前用完，还要防止其他杂物混入浆液。

7）注浆原则：整个注浆过程视情况合理利用“先外后内，少量多次”的注浆原则，动态施工。

①注浆设备就近安装，注浆管线应固定，不宜过长；

②注浆前先将花管内的泥沙清理干净，开始注浆时启动注浆泵，通过注浆管路将浆液注入被加固土体；

③将配置好的复合浆液进行注浆，添加剂和水泥浆在注浆管口混合；

④采取分段式注浆，注浆步距为0.2 m～0. 4m；注浆过程中，每段注浆完成后，向上或向下移动一个步距的长度，宜采用提升设备移动，或人工用两个管钳对称夹住芯管，两侧同时均匀用力，将芯管移动；

⑤注浆结束后，在注浆管上盖上闷盖，以便于复注施工；

⑥根据注浆压力及注浆量的情况判断是否结束注浆。一个孔达到注浆效果后，如不需预留则在注浆管内注入高强水泥浆液封堵注浆管；

⑦注浆施工过程中，严格记录各注浆孔位的注浆时间、注浆压力、水泥浆量和添加剂量等施工过程情况；

⑧注浆用浆液应经过搅拌机充分搅拌均匀后才能开始注浆，并应在注浆过程中不停的缓慢搅拌，搅拌时间应不小于浆液初凝时间，浆液在泵送前应经过筛网过滤；

⑨注浆施工时，要控制好流量和压力，防止浆液流失；

⑩停止注浆时，必须先关闭输送水玻璃的注浆泵，以免堵塞管路。

2.2 加固质量检验

1）注浆检验时间应在注浆结束后14天进行，可选用标准贯入、轻型动力触探、静力触探、荷载试验或平板载荷对加固地层进行检测。

2）注浆检验点可为注浆孔数的2%～5%，当检验点合格率小于或等于80%，或虽大于80%但检验点的基本承载力小于容许应力时，应对不合格的注浆区重复注浆。

3 注意事项

1）施工前要按照铁道部关于既有线铁路施工安全防护的规定，安排好驻站员、现场防护员，要统一参加培训保证合格并持证上岗；要与铁路相关部门鉴定好各类安全协议，确保行车安全。

2）现场随时观测倾斜桥墩的变化，为纠偏提供准确的数据是保证纠偏效果的关键，因此要及时根据倾斜数据调整注浆压力和浆液，并做好记录，每次纠偏的数值不超过5毫米。

3）施工时对水泥、外加剂的参量要严格控制，防止过多或过少，要现场管口取样，确定凝固时间，以免影响注浆效果。

4）做好水上抢险的应急预案，确保人员安全。

4 施工绩效

罗江桥病害整治设计时考虑要移动两孔刚梁，通过注浆基底加固纠偏的实施，使线路得到了恢复，满足了行车的要求，减少了移梁施工，节省开支130万元。

5 结束语

既有线病害整治是长期而艰巨的任务，由于各桥所处的位置不同，基底变化的情况也不尽相同，影响桥墩倾斜的原因也很多，因此桥墩的病害整治要因地制宜、逐桥分析，找到关键因素和解决的途径。基底加固纠偏技术对公路桥梁也有指导作用。