浅(无)覆盖层下临时钢栈桥施工技术研究与应用

2019-09-10 09:36:40 中小企业管理与科技·下旬刊 2019年6期

张红昌 汤有斌

【摘 要】论文以株洲市湘江七桥临时钢栈桥施工为工程背景,综合公司参建大桥临时钢栈桥的相关案例文献,介绍了浅(无)覆盖层地质情况下,临时钢栈桥的施工技术,并通过方案对比、施工工艺、质量控制及施工效果等,总结了浅(无)覆盖层下栈桥施工的施工要点,为该地质情况下的临时钢栈桥的施工提供借鉴。

【Abstract】Taking the temporary steel trestle construction of Xiangjiang Seven Bridge in Zhuzhou City as the engineering background, and combined with the relevant case literature of the company participating in the temporary steel trestle bridge construction, the paper introduces the temporary steel trestle construction technology under shallow (no) overburden geological condition. Through scheme comparison, construction technology, quality control and construction effect, the construction points of trestle bridge under shallow (no) overburden are summarized, so as to provide a reference for the construction of temporary steel trestle under this geological condition.

【关键词】浅(无)覆盖层;临时钢栈桥;施工要点

【Keywords】 shallow (no) cover layer; temporary steel trestle; construction key points

【中图分类号】U445.469                                            【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069(2019)06-00136-02

1 引言

近年来,伴随着改革开放的步伐,我国大型桥梁的设计和建设也得到了飞速发展,中国的路桥工程技术也在日新月异,在国际业界聲誉日隆,完美地展现了中国符号。一般跨江、河、浅海区域的桥梁施工,以前都是通过抛土筑岛的方法,变水上施工为陆上施工,但传统的抛土筑岛弊端较多,如容易造成水土流失、对附近水域造成污染、后期恢复河道相当麻烦等。随着时代的发展,对环保的重视越来越高,对工期的要求越来越紧,传统的抛土筑岛已经不能满足施工的需要了,临时栈桥便逐渐地、频繁地出现于目前跨大江大河、跨山谷的工程实例中,而钢栈桥因为材料常见、搭设方便、适用性广、结构稳定、安全性高而被普遍应用于临时栈桥施工中。本文就株洲湘江七桥临时钢栈桥在浅覆盖层下的施工技术进行阐述,以便可以为类似项目的施工提供一些借鉴和交流。

2 工程概况

株洲湘江七桥位于渌水湘江出口上游约400m,株洲航电枢纽下游约5km处。湘江源远流长,河网发育,水量充沛。据株洲水文站实测资料统计,多年平均流量1810m3/s,最大洪峰流量为20700 m3/s,最高洪水位42.69m,断面平均流速1.95m/s,冲刷深度0.55m。桥位区附近区域性断裂构造发育,岩层节理裂隙发育,岩体完整性较差,地层岩性变化较大,工程地质条件比较复杂,区域地质环境稳定性一般,河床覆盖层薄,最薄处表层仅0.7m厚的圆砾。

本桥主桥为(55m+6×90m+55m)C55预应力砼连续箱梁,主梁单幅断面为单箱单室形截面,0号块采用支架现浇,其他号块箱梁采用挂篮悬臂现浇施工。全桥共有7个主墩,需要配备14套挂篮,工期紧张,任务繁重,因此,主墩桩基、承台和墩身的工期对全桥的工期制约就尤为重要了。如何保证主墩的下构尽快施工出水面而不受汛期的影响,是本项目施工组织的重要环节。

本项目拟采用搭设钢栈桥的方式作为主墩的运输通道,变水上施工为陆上施工,各施工材料和机具均可通过临时钢栈桥进行运输,人员也可由钢栈桥至施工作业工作面,减少人员乘坐交通船舶过程中的安全隐患,最主要的是减少了主墩施工受汛期的影响。需要采用搭设水上栈桥施工的桥墩主要包括:13#~16#墩、17#~19#墩共7个桥墩,主桥16#~17#墩之间为保证桥梁施工期间的正常通航要求,不搭设施工栈桥。在各水上施工桥墩处设置分栈桥,分栈桥作为水上桥墩基础与墩柱施工的通道和机械设备施工作业的停置场地。

3 栈桥的使用要求

①栈桥承载力需要满足履带吊在桥面行走及起重要求,材料运输车辆及混凝土罐车行走及错车要求。②栈桥的宽度设置应满足各种施工车辆行走和错车、吊车支腿吊装作业的要求。③栈桥的平面位置不得妨碍主墩钻孔桩施工、钢围堰的拼装下放,承台及墩身施工,且不得妨碍箱梁的材料起吊上桥面。

本项目通过综合比选,栈桥平面位置位于桥轴线的上游侧,这样在墩身完成后,还可以通过增设连接件将栈桥与墩身连为整体,从而增加栈桥使用过程中的安全性和稳定性[1]。

4 栈桥的工艺流程

本项目钢栈桥跨度采用6m、9m、12m三种型式,主栈桥桥面宽度按7m设计;分栈桥长度9m,宽度为10m。栈桥采用钢管桩基础。下横梁采用2工56a型钢,主纵梁采用1.5m高的321型贝雷梁。贝雷梁上依次铺设工25a的横向分配梁、28a槽钢作为面板,最后安装栏杆等附属结构,栈桥起点为重力式桥台。

本项目钢栈桥施工工艺采用钓鱼法,即由履带吊配合振动锤振动沉桩,起重设备同时安装上部结构,从堤岸向水中逐跨施工的作业方法。为保证施工进度,两岸分别安排履带吊同步进行两岸钢栈桥的搭设。

5 浅(无)覆盖层情况下的栈桥桩基施工

本项目栈桥位置处河床基本无覆盖层,那么栈桥桩基的施工方法对栈桥的搭设工期、栈桥系统的稳定性就显得尤为重要。通过本公司类似项目的施工经验,本栈桥桩基施工采用板凳桩+锚杆加固的方法进行。

本栈桥采用履带吊进行搭设,搭设方向从岸侧向江心逐跨进行,板凳桩法即将前后两排的4根?1000mm钢管桩,通过焊接平联和斜撑形成一个整体,类似于一个一个的板凳,以增加栈桥的稳定性。

对于局部无覆盖层且水流过急的位置,可以先行在岸上将?1000mm钢管桩加工成板凳形式,然后通过履带吊将加工好的板凳桩直接下放到预定位置,在板凳桩的?1000mm钢管桩内套入?800mm的钢管桩,通过调节?800mm的钢管桩对板凳桩进行调平,调平后将内外钢管桩焊接固定,然后在板凳桩上再进行后续常规的主梁及纵横向分配梁、桥面板的施工。

由于本项目距离航电枢纽仅5km,在洪水期航电枢纽泄洪的情况下水流流量及流速均会很高,为了保证度汛期间栈桥的安全性,需要对栈桥进行加固处理。

栈桥桩基加固的常规方法有锚桩法、锚杆法和拉锚法,锚桩一般采用钻孔灌注桩,需要桩基设备进行成桩并灌注混凝土,待混凝土浇筑完成后才能进行后续栈桥的搭设,会导致栈桥的施工周期较长。锚杆法采用地质钻机等钻孔设备进行成孔,再安装锚杆并注浆,将锚杆与钢管桩基础连接成整体,此方法可以在搭设好的栈桥平台上进行,不会对栈桥的搭设工期产生影响。拉锚法即在岸上加工好一定尺寸的锚块,通过起重设备下放到栈桥上游侧,再通过钢丝绳将锚块与栈桥连接。

本项目由于工期紧,为确保栈桥在高水位期间的安全,通过比选采用的锚杆法对栈桥基础进行加固以抵抗水平力。在主栈桥上游侧?1000mm钢管桩内采用地质钻机钻孔,孔直径10cm,进入岩层17m,成孔后植入JL32作为锚杆然后压浆,JL32上口锚固于栈桥顶面上,以方便检查锚杆受力情况,对锚杆施加30t的预应力[2]。

6结语

本项目钢栈桥由于选择搭设方案比较合适,所以搭设周期较短,在比较短的时间内就形成了有效的主桥桩基施工作业平台,从而对主桥桩基、承台及墩身能赶在汛期来临前出水起到了极大的作用,有效地保证了全桥的施工工期。

锚杆加固措施相比较锚桩加固措施来说,一是成桩方便且经济,二是不会对栈桥的搭设周期产生影响,对于工期较紧张的项目比较合适。钢栈桥搭设的部分细节质量要求较高,例如,钢管桩与主梁的接头安全、主梁与贝雷架的连接固定、特殊地质下基础的加固处理等方面,所以在施工过程中要求我们要严格把控,不能因为细节的疏忽造成不好的后果。

本项目钢栈桥在搭设完成后保证了主墩下部结构的顺利实施,极大降低了汛期对全桥工期的影响。并且在多次经受洪水的侵袭后,栈桥整体稳定性较好,安全性能也较高,安全圆满完成了本项目的施工任务。株洲七桥按预定工期完成施工,得到了业主、监理、政府部门和当地人民的一致好评。

7 前景展望

通过搭设钢栈桥替代传统的抛土筑岛,可以有效避免水土流失,并能缩短施工周期,而且工程完工后栈桥拆除比较简单,极大地节约了拆除的后期成本,对项目施工的提质增效也能带来积极的效果。

钢栈桥施工工艺比较简单,施工用材比较常见,而且随着科技的发展,各种新型材料不断出现,采用新的材料可能会更好地提高栈桥的适用性和安全性,值得我们不断做出尝试并改进,让栈桥的施工标准化、常态化,让钢栈桥的应用更加广泛,更好地为项目的施工服务。

随着科技的不断发展,我们要加快推進现代工程管理,进一步规范项目的施工行为,不断提升工程建设质量,降低工程的安全隐患,从保护环境、提高自动化、推行标准化的方面优化施工的每一个环节,从而更好地为项目施工服务,达到降本节支、提质增效的目的。

【参考文献】

【1】GB50017 钢结构设计规范 [S].

【2】姜枫,朱艳峰.特大钢栈桥海上施工结构承载力研究与方案设计[J].铁道科学与工程学报,2018,15(06):1487-1493.