钢栈桥及钢板桩围堰在跨河桥梁水中墩施工中的应用

　　摘要：针对跨河桥梁的地质条件，介绍了钢栈桥和钢板桩围堰的施工工艺要点和安全控制措施。施工实践证明，此方案合理可行，对类似的工程具有借鉴意义。
　　关键词：钢栈桥，钢板桩围堰，施工工艺，安全控制措施
　　跨河桥梁施工中，为满足水中墩的施工需要，一般都要搭设施工栈桥和钢板桩围堰，施工栈桥不仅承担着混凝土、钢筋笼、模板、钢管桩的钢管、钢护筒、钻孔平台上施工机械设备的运输任务，而且还承担着水上各个桥墩下部构造的施工操作平台的任务，变水上施工为陆上施工，同时也是施工人员应急撤离的通道和各种施工管线的布置场地。本文以广珠铁路二围冲1#大桥为例，重点介绍了钢栈桥和钢板桩围堰的施工工艺和安全控制措施。
　　一、工程概况
　　广珠铁路珠海段地处珠江三角洲冲积平原，地势平坦，鱼塘星罗棋布，河道纵横交错，其中二围冲大桥为跨越二围冲河道而设，本桥全长179.96m,桥跨布置为5-32m简支T梁，简支梁桥墩采用圆端形实体墩,桥台采用矩形空心台，全桥墩台基础均采用钻孔灌注桩基础，其中0#台和5#台位于陆地上，桥墩均位于河道中，需搭设钢栈桥作为施工通道，承台施工打设钢板桩围堰。
　　本工程地处典型的珠江三角洲淤积区，由上而下的地质分层为：
　　1、素填土：厚度6m，由花岗岩风化土及粘土组成。
　　2、淤泥层：厚度10~13m，灰黑色，饱和、流塑状，δ=50kpa。
　　3、粉质粘土：厚度6~7m，软~可塑状，埋深-12.4~-15.5m，δ=150kpa。
　　4、粉砂：厚度5.5-6.5m，饱和，稍密状，埋深-18~-24m，δ=250kpa。
　　5、花岗岩：埋深-22~-28m，δ＞250kpa。
　　二、施工栈桥主要技术指标
　　二围涌大桥是典型跨河施工工程，根据现场实际情况搭设0#台至2#墩和5#台至3#墩的栈桥，钢栈桥设计的主要技术参数为：
　　1、栈桥宽度为4.5m，桥墩处平台尺寸为10×9m，平台对应的栈桥加宽为6m,长度与承台平台相同,栈桥设计载荷50t，栈桥及平台周边设Φ48钢管护拦,高度1.3m。
　　2、钢栈桥由支承桩、主力梁、副力梁和钢桥面板组成，平台由钢支承桩和复合平台组成。
　　3、栈桥支承桩为Φ529~630钢管桩，长度约28m，以进入岩层为准；主力梁为I56工字钢，副力梁为I30工字钢；桥面板为密排[28槽钢。复合平台由主力型钢、副力型钢和平面钢板组成，主力型钢为I45工字钢，副力型钢为I30工字钢，平面为8mm钢板。
　　三、栈桥施工工艺要点
　　1、工艺流程：
　　2、栈桥施工
　　（1）基线确定：根据设计提供的坐标基点，确定栈桥和平台的准确位置，标定施工准确位置，标线，施工时采用两台全站仪坐标法精确确定钢管桩桩位。
　　（2）沉桩
　　栈桥和平台的架设采用500kN履带吊、DZ60型振动锤逐跨打桩搭设栈桥和平台。
　　具体见下图：
　　栈桥搭设示意图
　　施工时先将栈桥第一个墩桩打完，将第一个墩桩顶结构安装好，用吊机架设分配梁和纵梁，安装横向联结系，安装第一孔桥面板，汽车吊机上栈桥，依次进行第二、三、四孔桩。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。停锤时，以桩尖标高为控制依据。若钢管桩达到设计标高，但贯入度异常时，则须连续沉桩。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，保证单桩承载力≥800KN。钢管桩的平均中心偏差允许值为：最大中心位置偏差在5cm以内；倾斜度在1%以内。
　　（3）桥面、平台面安装：当钢管桩完成一跨后，进行桥面或平台面施工，先焊接剪力撑，稳定钢管桩，再安装主力梁，副力梁，焊接牢固后，桥面铺设[280槽钢，平台面铺设厚8mm钢板。
　　（4）其他施工及配合：在栈桥施工期间，把工程桩的护筒进行施打。
　　四、钢板桩围堰施工工艺要点
　　1、施工工艺流程
　　
　　2、施工准备：将钢板桩运到工地后，详细对其检查、丈量、分类、编号，同时对两侧锁口用一块同型号长2～3m的短桩作通过试验，以2～3人拉动通过为宜，或采用卷扬机拖拉，锁口通不过或桩身有弯曲、扭曲、死弯等缺陷，采用冷弯，热敲（温度不超过800～1000℃），焊补、铆补、割除、接长等方法加以整修。同时接头强度与其它断面相等，接长焊接时，用坚固夹具夹平，以免变形，在焊接时，先对焊，再焊接加固板，对新桩或接长桩、在桩端制作吊桩孔。
　　在采用组桩插打时，每隔4－5m设有一道夹板，夹木在板桩起吊前夹好，插打时，逐付拆除，周转使用。
　　组桩及单桩的锁口内，涂以黄油混合物油膏（重量配合比为黄油：沥青：干锯末：干粘土=2：2：2：1），以减少插打时的摩阻力，并加强防渗性能。
　　3、导框安装与插打方法
　　在进行安装导框时，先进行定位测量。水中导框距岸边或已成墩（或施工栈桥）较远者，用前方交会法定位。导框的安装，一般是先打定位桩或作临时施工平台。导框采用在工厂或现场分段制作，在平台上组装，固定在定位桩上。当不设定位桩时，直接悬挂在浮台上，待插打入少量钢板桩后，逐渐将导框固定到钢板桩上。
　　钢板桩检查合格后，由两组平车运至码头，按插桩顺序堆码最多允许堆放四层，每层用垫木隔开高差不得大于10mm，上下层垫木中线要在同一垂直线上，允许误差不得大于20mm。
　　安插钢板桩使用高架索道对钢板桩进行水平和垂直运输，将钢板桩运至指定位置，然后运用两个吊钩的吊起和放下，使钢板桩成垂直状态，脱出小钩，移向安插位置，插入已就位的钢板桩锁口中。起吊前，锁口内嵌填黄油沥青混合料。箍紧钢板用的弧度卡箍，待插入锁口时逐个解除。
　　钢板桩逐块（组）插打到底或全围堰（矩形围堰为一边），先插合拢后，再逐块（组）打入，矩形围堰先插上游边，在下游合拢插打。
　　4、抽水堵漏
　　钢板桩插打完，即可抽水开挖。设计有支撑的围堰，先支撑再抽水，并检查各节点是否顶紧，板桩与导框间木楔是否敲紧，防止因抽水而出现事故。抽水速度不能过快，且要随时观察围堰的变化情况。当锁口不紧密漏水时，用棉絮等在内侧嵌塞，同时在漏缝处撒大量木屑或谷糠，使其由水夹带至漏水处自行堵塞，在桩脚漏水处采用砼封底等措施。
　　5、拔桩
　　钢板桩拔桩前，先将围堰内的支撑，从下到上陆续拆除，并陆续灌水至高出围堰外水位1～1.5m，使内外水压平衡，使板桩挤压力消失，并与部分砼脱离(指有水下砼封底部份)。再在下游选择一组或一块较易拔除的钢板桩，先略锤击振动各拔高1~2m，然后挨次将所有钢板桩均拔高1~2m，使其松动后，再从下游开始分两侧向上游挨次拔除，对桩尖打卷及锁口变形的桩，可加大拔桩设备的能力，将相邻的桩一齐拔出，必要时进行水下切割。
　　五、安全保证措施
　　1、栈桥和钢板桩施工必须严格按方案要求组织施工。
　　2、起重作业中要做“五不吊”：指挥手势或信号不清不吊，重量、重心不明不吊，超载不吊，照明不好不吊，捆绑不牢或挂钩方法不对不吊。
　　3、吊车司机、电焊工，必须经专门培训并持证上岗。
　　4、吊装指挥作业时，信号要做到统一、清楚、正确、及时，吊装区域内严禁非作业人员入内，进入现场工作人员必须戴安全帽，水上作业必须穿救生衣，系安全带。
　　5、每排钢管桩施打完毕，应立即进行桩间连接，钢联撑焊接质量可靠，各连接位采用围焊，焊缝、焊点采用满焊，以保证桩的稳定性。
　　6、起吊钢管桩、钢板桩、工字钢等大型钢材必须有索引绳，已吊起的不得在空中久停，如必须暂停作业时，应将钢材放回地面。
　　7、履带吊在栈桥上沉桩时，其悬空距离不得超过2m，吊车应居中，以保证栈桥和吊车安全。
　　8、钢管桩沉桩偏位控制在设计范围内，以保证结构受力可靠，以及避免与工程桩位，承台冲突，栈桥施工每跨的各种构件安装可靠后，才能上重载。
　　9、栈桥上单向通行车辆间距不得小于6m，车速不得大于5km/h。
　　10、六级以上大风、暴风和大雾天气应暂停作业，作业人员一律撤到陆地上。
　　六、结束语
　　施工实践证明，本桥确定的钢栈桥和钢板桩围堰的施工工艺和安全控制措施合理可行，安全可靠的，栈桥的建成不仅保证了施工质量，而且大大提高了施工的主动性，对类似的工程具有借鉴意义。
　　参考文献：
　　1、王穗平桥梁构造与施工[M].北京：人民交通出版社。2002
　　2、广州至珠海铁路二围冲大桥施工图纸。

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