提升式钢栈桥在跨海公路施工中的应用-建筑设计

提升式钢栈桥在跨海公路施工中的应用

作者:王 辉 梁田野 韩佳宁

摘要：提升式钢栈桥是一种新型的钢栈桥结构型式，主要应用于道路与航道交叉处，其引桥部位结构与一般钢栈桥相同，而主跨采用提升结构，既保证了道路行车，又满足了通航需要。随着我国沿海地区跨海公路建设的快速发展，该提升式钢栈桥在跨海公路施工中将有着广阔的应用前景。本文以唐山滨海大道工程为背景，着力阐述提升式钢栈桥的结构形式和在跨海路基施工中的应用。

关键词：提升式钢栈桥；跨海公路；施工应用；滨海大道；

前言

唐山滨海大道起于唐山市海港开发区，向西经乐亭、滦南至滨海新城，全长43.215公里，是河北省第一条按照公路一级标准设计建造的跨海公路。其中由中建六局基础设施公司承建的第八标段，全部为海域施工，且K35+520~K35+600段路基与当地渔民航道相交叉，要保证该航道的正常通航，就给路基施工和车辆通行造成了巨大阻碍，解决航道通航和路基行车互不干扰的难题，就成了施工中的首要任务。为此，在借鉴一般钢栈桥结构的基础上，通过技术创新，大胆尝试了主跨提升的结构型式，钢栈桥由主跨和引桥组成：在有通航需要时，提升主跨，保证船只通行；无通航需要时，主跨下降至引桥相平，通过引桥与路基的连接，保证施工车辆顺利通行。

提升式钢栈桥施工简便，安全可靠，成本较低，维护方便。在保证施工的同时也受到当地渔民的佳评。

 

1 提升式钢栈桥结构型式

1.1 基础

钢便桥采用Ф630mm×10mm钢管桩做基础，采用单排桩。计算单桩竖向承载能力约41吨，桩底标高为-15.110m，桩顶标高2.390m，位于粘土层。纵桥向间距分布为：（2.82+12.18+2.82+9.18+2×1）×2m，横桥向桩间距2.8m；非通航孔便桥桩基布设4道，通航孔便桥两侧桩基布设6道，共60道。便桥四周布设40道Ф630mm×10mm钢管桩作为护桩，防止船只撞击对钢栈桥造成安全隐患。钢管桩基础之间及护桩与护桩间布设一道连系梁，连系梁采用[20槽钢，采用2cm厚联接钢板与桩焊接，钢板尺寸为：0.7×0.7m2。通航孔两侧的桩基上布设防撞轮胎。

1.2 梁及桥面

采用2I40b工字钢做桩顶分配梁， 321军用梁做纵向承重梁，便桥主梁采用军用梁，三根为一组，引桥布设4组，主桥2组。采用900型支撑架连接。用[10槽钢固定，每两组之间设置剪刀撑，3m一道。便桥桥面系采用[20槽钢横向分布，上铺2cm厚钢板。桥面两侧防护栏杆高150cm，栏杆立杆为ф48钢管，2m/道，横向布设两道55mm宽角钢和一道[10槽钢作为横撑。通航孔便桥桥宽4.5米，非通航孔便桥宽为9m，便桥总长度为84米。

1.3 龙门立柱

采用4根Φ630×10mm钢管组成龙门立柱，立柱采用桩、柱一体，底标高-19.110m，顶标高16.590m，柱顶分配梁和支撑梁为2I40b组拼。立柱之间竖向布设2根 [40槽钢作为提升架减震辅支撑，每根长13.7m。纵桥向，立柱之间用[20槽钢布置4道剪刀撑。横桥向，立柱之间用[40槽钢布置4道横撑。4根立柱上对角线布设爬梯，爬梯采用55mm宽角钢，45cm一道，每道爬梯长60cm，每立柱30道。

1.4 龙门横梁

横梁结构为2片军用梁组拼，全长约30m,跨度24.425m，利用900型支撑架联接，端部架设在2I40b支撑梁上，通过焊接[8槽钢限位。

1.5 起重设备

采用上海双阳发电机组作为动力设备，设置调控室1间。起重设备采用4台10t卷扬机，卷扬机通过“U”型螺栓固定主梁上。吊具为3×3滑轮组，定滑轮组固定在卷扬机底座上，动滑轮组吊钩与挑梁吊耳联接，起吊便桥桥跨结构。挑梁为I40工字钢，悬挂在桁片上弦下面，端部设钢板挡块，中间为δ14mm钢板制作吊耳。

1.6 桥头处理

桥头10m范围内下部采用抛填片石，抛石高度约3m，上铺20cm厚砂砾整平，再浇筑15cm厚C25混凝土作为桥头路面。便桥两侧桥头分设一块2cm厚钢板作为挡土板，东侧板尺寸为9m*2m2，西侧挡土板尺寸为9.5m*2.5m2。

2 提升式钢栈桥施工工艺

2.1 施工工艺

水中便桥施工主要通过驳船载履带吊，配合DZJ90型振动锤打设钢管桩和架设上部结构的施工方法。

2.1.1 便桥下部结构施工

2.1.1.1 钢管桩的加工与制造

每根便桥钢管桩分两节加工制作接长，接桩在现场进行，采用焊接接头。焊接以坡口焊为主，外加疤板，以确保焊接为等强连接。

2.1.1.2 钢管桩的运输

钢管桩在岸边接长到设计尺寸后，利用驳船运至便桥支撑墩位置。

2.1.1.3 钢管桩下沉施工

钢管桩下沉采用履带吊配合振动锤施工。整根钢管桩一次性打到设计标高（出现异常情况，在技术部门核算后，并采取必要的补救措施后，方可继续施工）。首先履带吊进行就位，然后起吊钢管桩，在测量人员的测量控制下，钢管桩精确定位。测量复核导向架垂直度和平面位置满足设计要求后，方可进行沉桩施工。打设钢管桩的过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度，发现偏差要及时纠正。按此方法，逐步完成每跨钢管桩的施工。

2.1.1.4 钢管桩间剪刀撑、桩顶分配梁施工

便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、桩顶分配梁施工。

首先在钢管桩上进行支撑位置的测量放样。技术人员实测桩间长度并在后场下料，同步进行剪刀撑、桩顶分配梁的加工。

用履带吊悬吊剪刀撑，到位后电焊工焊接剪刀撑。现场技术人员及时检查焊缝质量，合格后进行分配梁架设。

履带吊悬吊分配梁安装至桩顶槽口内，并与钢管桩焊接固定，所有焊缝均要满足设计要求。一个便桥的下部结构施工即告完成。

2.1.2 便桥上部结构安装

便桥上部结构的安装采用履带吊进行。

2.1.2.1 在下部结构分配梁上进行测量放样，定出桁架主梁的准确位置。

2.1.2.2 将一组桁架主梁装上驳船运至便桥位置。

2.1.2.3 按测量放样位置准确吊装主梁，军用梁3片一组，采用900型支撑架联接，通航跨设上下加强弦杆，每组最大吊装重量约为11吨。

2.1.3 桥面铺装安装

在履带吊的配合下，在军用梁顶满铺 [20槽钢，上铺2道1.1m宽10mm厚钢板作为桥面板。

2.1.4 桥面栏杆安装

栏杆立柱为Ф48钢管，高1.5m，间距2m，焊接在[20槽钢上，设三道横梁。

2.2 钢便桥施工注意事项

2.2.1 人员培训

便桥施工前，应完成作业人员技术交底工作。使作业人员明确便桥施工要点、方法、步骤，掌握安全操作规程。明确岗位职责。

2.2.2 钢管桩施工中的注意事项

所有钢结构的焊接，包括钢管桩的节段焊接、型钢的焊接以及各个连接件的焊接，都必须经专业工程师及相关质检人员检验合格后，方可进行下道工序。

2.2.3 水上及高空作业安全注意事项

水上施工人员按要求穿戴救生衣,高空作业人员一律配挂安全带；施工现场杜绝双层作业，严禁向下抛掷物品；便桥作业区域设置救生船；按航道部门的要求设置航标信号灯；当风力大于6级(含6级)时，停止作业，人员及施工设备撤离到安全地方。

2.2.4 检查与维护

便桥拼装完成按照桥梁施工大型设备组织检查验收。重点检查支撑钢管桩倾斜及桩间连接系焊接情况。便桥实用过程中应组织定期检查。检查的重点是支撑钢管桩有无变形及位移，河床冲刷情况（必要时在支撑钢管桩四周抛掷片石，防止便桥使用过程中河床标高下降）；另采取破冰及拦截措施防止较大漂浮物的撞击，对已经撞击变形支撑及时进行更换或补桩。

3 结束语

提升式刚栈桥在唐山滨海大道工程中的应用，成功解决了船只通航对施工的干扰问题，降低了施工成本，并融洽了地方关系。其稳定性、安全性也在实践中得到验证，并为其进一步推广应用提供了科学依据。