渝黔鐵路新白沙沱長江特大橋鉆孔平臺施工技術

摘要：渝黔鐵路新白沙沱長江大橋主橋為（81+162+432+162+81）m鋼桁梁斜拉橋，主墩鉆孔平臺采用鋼桁架結構。本文主要介紹鉆孔平臺桁架的構造、加工、拼裝、浮運定位、提升等施工技術。

關鍵詞：鉆孔平臺 施工技術

1 工程概述

渝黔鐵路新白沙沱長江大橋位于重慶市西南部江津，主橋為（81+162+432+162+81）m鋼桁梁斜拉橋，全長920.4m。上層四線客車線，下層雙線貨車線。鋼桁梁采用N型桁架，兩片主桁。上層橋面為正交異性板整體橋面，下層為縱橫梁體系，上擱混凝土砟槽板。斜拉索為平行的扇形雙索面，全橋共56組斜拉索（224根）。

主橋3#墩共36根φ3.2m鉆孔樁，橫橋向布置9排（間距7.2m），縱橋向布置4排（間距8.5m），最大樁長79m，承臺高6.0m，外形尺寸為67.4×31.3m。3#墩基礎結構詳見“圖1 主橋3#墩基礎平面布置圖”。

根據地質水文及承臺基礎的結構特征，本鉆孔平臺采用的施工方法為：①岸邊整體加工拼裝。②駁船浮運定位。③整體垂直提升。鉆孔平臺桁架平面尺寸為36.37m×72m，高4.6m。其構造見“圖2平臺桁架結構圖”。

2 鉆孔平臺桁架的構造

鉆孔平臺由平臺桁架結構、平臺面板結構、上下導環結構、門架樁導向結構、吊掛結構等構成。

2.1 平臺桁架結構 平臺桁架結構為鉆孔平臺的主要承力構件，由上下弦桿、腹桿及桁片斜撐構成。其中上下弦桿采用HN600×200型鋼，腹桿及桁片斜撐采用槽鋼+綴板的箱型結構。上下弦桿和腹桿通過節點板構成桁片，各桁片之間通過上下弦桿及桁片斜撐連接構成平臺桁架結構。弦桿之間對接采用坡口熔透焊，焊縫質量為二級。

2.2 平臺面板結構 平臺面板結構設置于平臺桁架結構之上，由分配梁和面板組成。分配梁采用工鋼，為了保證穩定性分配梁與平臺桁架弦桿之間需焊接牢固。面板采用6mm厚的花紋鋼板，滿鋪后焊接于分配梁上，但需在樁位處開孔，且不得影響上導環裝置的操作。

2.3 上下導環結構 上下導環結構分別設置于平臺桁架上下弦桿上，其作用為：①鉆孔樁鋼護筒插打時精確定位導向裝置。②傳遞鋼護筒受水流沖擊產生的水平力。③后期傳遞平臺桁架結構受水流沖擊力產生的水平力。其中上導環由活動部分和固定部分組成，活動部分又由導箱、卡箍、連動桿、頂推桿、底座、銷軸等6種構件組拼而成，其主要作用為鉆孔樁護筒插打時精確定位，確保護筒插打精度，為可反復倒用構件。固定部分由鋼管和鋼板焊接而成，安裝在平臺桁架結構的上弦桿上，其主要作用為鉆孔樁鋼護筒粗定位導向裝置，并傳遞鋼護筒受水流沖擊力產生的水平力，后期傳遞平臺桁架結構受水流沖擊力產生的水平力。下導環由卡箍及固定部分組成，卡箍由各種板件焊接而成，其作用于上導環活動部分相同。下導環固定部分結構與上導環固定部分類似，作用相同。其構造見“圖3上下導環結構圖”。

2.4 門架樁導向結構 門架樁導向結構采用導向框，導向框與平臺桁架同高，其頂層與底層分別焊接在平臺桁架上下弦桿上。后期鉆孔平臺提升到位后，需切除頂層導向結構，以方便安裝門架鋼箱梁結構，待鋼箱梁安裝完畢后將底層導向與門架樁之間焊接。

2.5 吊掛結構 吊掛結構主要由提升梁、掛樁梁、扁擔梁及上下吊點結構四部分組成，提升梁及掛裝梁為“十字架”形箱型結構，提升梁設置于鉆孔樁鋼護筒頂部，主要用于鉆孔平臺桁架的提升。掛樁梁位于提升梁下約1.8m位置，主要作用為臨時吊掛提升到位的平臺桁架。

3 鉆孔平臺桁架結構受力特征

鉆孔平臺桁架除自重外其上主要承受KTY4000型鉆機荷載、小型施工機具荷載及施工臨時荷載，所有荷載均通過掛樁梁傳遞至鋼護筒。

在雨季高水位時，按20年一遇水位考慮，鉆孔平臺桁架將部分位于水中，此時平臺桁架還承受水流產生的沖擊力，其所承受的水流沖擊力將通過上下導環傳遞至鋼護筒。

4 鉆孔平臺桁架施工步驟

首先對鉆孔平臺桁架進行分片，然后在加工廠按照分片加工桁架，合格產品在岸邊駁船上利用履帶吊機及浮吊進行組拼，組拼完成后浮運至墩位處，拋錨定位后進行鉆孔樁鋼護筒及門架樁插打，最后進行平臺桁架的提升。

4.1 鉆孔平臺桁架加工及組拼 在鉆孔平臺桁架加工前，還需平整岸邊場地，并將兩拼裝用駁船進行連接，駁船頂面設置拼裝分配梁，岸邊搭設拼裝支架，然后對拼裝駁船進行臨時拋錨定位，避免船身晃動。具體鉆孔平臺桁架加工及組拼順序如下：①因桁架長邊方向桁片為整體結構，短邊方向為組合結構，分片時長邊方向按12m長度劃分為6片加工，短邊方向無需再劃分，直接按照圖紙加工。②對加工完成的桁片進行檢查，主要檢查內容為：焊縫質量、高度，桁片的尺寸、垂直度及中拱度等，桁片各桿件規格是否與圖紙一致。③經檢查合格的桁片，在岸邊利用起吊設備按照兩個一組（長邊方向桁片）及短邊桁片組裝成12m長的桁片組。桁片組拼裝完成后再進行檢查，檢查內容同上。④將檢查合格后的12m桁片組吊放至駁船頂面，然后在駁船頂面進行桁片組的對接接長，3個桁片組間對接成為一個36m長桁片組。再對36m長桁片組進行檢查，檢查內容除②中所涉及內容，還應對重點焊縫進行超聲波探傷抽查。⑤進行36m桁片組對接接長，利用搭設的拼裝支架上設置的螺旋頂對拼裝接頭高差進行調整，利用導鏈調整拼裝接頭的方向，符合要求后進行焊接。⑥依次類推拼裝平臺桁架骨架直至完成，然后安裝上下導環結構、桁片斜撐及門架樁導向結構。

4.2 鉆孔平臺桁架浮運定位 鉆孔平臺桁架組拼的同時進行錨碇的拋設、牽引點卷揚機的設置，組拼完成后與駁船固結，然后進行浮運。具體浮運施工順序如下：①錨碇拋設。首先調查了解拋錨水域有無水下管線及其他等物，實測錨位處水深、流速及覆蓋層情況，以便確定采用的錨碇形式及計算拋錨時預放錨鏈長度和拋錨點位置。②鉆孔平臺桁架浮運動力由1000HP拖輪及錨繩收緊力提供。浮運前應向航道局等部門，辦理占用航道的各項手續。浮運前兩天還應取得當地氣象臺站的天氣預報，浮運作業應選擇在無大風、天氣晴朗的白天進行。各項機械設備、工具、材料檢查完畢后，首先由1000HP拖輪將平臺桁架沿加工拼裝施工便道方向慢慢拖離岸邊。利用錨繩的收放調整鉆孔平臺桁架的方向，基本與墩位處于同一中心線上后，使用拖輪及錨繩共同將鉆孔平臺桁架浮運到位，精確定位后，收緊錨繩。

4.3 鉆孔平臺桁架整體垂直提升 ①在鉆孔平臺桁架頂面孔位處設置沖擊鉆機，施工支撐樁A及門架樁結構。②待支撐樁A及門架樁施工完畢后接高支撐樁A鋼護筒結構及門架樁鋼管結構。③在支撐樁A鋼護筒頂部安裝提升梁結構，在提升梁下面約1.8m處安裝掛樁梁結構，掛樁梁先放在鋼護筒里面，后期提升到位后再抽出。④安裝平臺桁架提升裝置，包括在提升梁結構上設置提升設備千斤頂及扁擔梁。⑤檢查提升裝置，平臺桁架結構，解除平臺桁架與駁船間連接，并撤除平臺桁架上的機具、材料及其他臨時荷載。⑥通過提升裝置采用八點同步進行提升將鉆孔平臺整體垂直提升至設計位置處，抽拉出掛樁梁，將鉆孔平臺放置于掛樁梁結構上。

5 鉆孔平臺施工注意事項

5.1 鉆孔平臺桁架加工及組拼 ①鉆孔平臺桁架加工過程中應嚴格保證焊縫質量，對關鍵點重要焊縫采取超聲波探傷的方法進行抽檢，還應保證桁片上下弦桿中心在同一個垂直面內。②保證鉆孔平臺各構件尺寸，尤其應注意孔位處桁架尺寸，避免出現無法安裝上下導環或者上下導環中心不在一條中線上的情況出現。③平臺桁架弦桿組拼對接過程中，需確保上下弦桿對接焊縫質量及上下對接弦桿中心線完全嚴密重合。為了避免船體傾覆，桁片組應對稱擺放。為了后期更好的傳遞上部沖擊鉆機荷載，拼裝墊梁應設置于桁架節點處。④上下導環加工時應保證中心圓環尺寸準確，圓環橢圓度不大于5mm。

5.2 鉆孔平臺桁架浮運定位 ①同一側受力的錨繩，其長度與規格必須保持一致，保證該側錨碇受力均等。②所有的錨碇和錨繩應一一對應，即一個錨碇只能連接一根錨繩，錨繩在立面內不要相互交碰，避免相互磨損。③鉆孔平臺桁架浮運到位并收緊錨固后應安排專人24小時監控測量水位，根據水位情況及時調整錨繩長度，避免錨繩受力過大。

5.3 鉆孔平臺桁架整體垂直提升 ①在鉆孔平臺提升之前應盡量減少平臺上活荷載的重量，以保證單根精軋螺紋鋼筋受力控制在30t以內。精軋螺紋鋼筋接長接頭處上下必須用鐵絲綁扎，或者在接頭連接套上下設置螺母。②提升千斤頂應嚴格擺放在扁擔墊梁腹板中心上。③在鉆孔平臺垂直提升過程中各吊點應同步操作，避免出現單個吊點受力過大的情況，確保鉆孔平臺整體平穩提升。

6 鉆孔平臺桁架施工的優點及經濟性分析

結合現場水文地質情況及施工工期，本鉆孔平臺桁架選擇在岸邊加工組拼完成后浮運至墩位處然后再整體垂直提升到位的施工方式。與常規的鋼管樁基礎鉆孔平臺先施工管樁基礎，然后在管樁基礎上搭設平臺桁架結構相比，本平臺因前期只需施工少量提升用管樁基礎即可進行平臺桁架提升可明顯縮短工期，且鉆孔平臺桁架結構在岸邊整體加工組裝減小了施工難度和安全風險，增加了工作效率，施工便捷，節約了各種施工機械，從而大大降低了施工成本。綜上，本鉆孔平臺施工縮短了主墩基礎的施工工期，降低了機械、人員、物質等各方面的施工成本，有利于主墩基礎安全、質量、進度施工管理。

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