鋼棧橋設計與施工技術的研究

程曉紅

(四川工程職業技術學院，四川德陽 618000)

1 概述

鋼棧橋作為臨時過渡及永久性工程，如今在諸多鐵路、公路中比較常見，普遍應用于水上及跨越道路施工，在鐵路的建設中發揮著至關重要的作用，為適應目前公路建設的需要，鋼棧橋設計與施工技術的研究越來越多，本文分析了吉溪村特大橋水上鋼棧橋的工程實例，以供參考。

2 工程實例

2.1 工程概況

吉溪村特大橋全長628.52 m，起訖里程DK695+394.500～DK696+023.02。全橋孔跨布置形式4-32 m簡支梁+1-48 m+80 m+80 m+48 m連續梁+7-32 m簡支梁，其中5號 ～10號墩為水中墩，水深最深為9 m。施工中采用鋼棧橋結構進行施工機械車輛通行。

橋址處水文成果:F=591 km2，Q1%=6 702 m3/s，V1%=1.18 m/s，H1%=73.31 m。

2.2 鋼棧橋結構設計

棧橋設于線路右側，棧橋中心線距線路中心線18 m，采用貝雷梁上承式結構，橋底面標高66 m，頂面標高67.69 m。設計最大承重為80 t。

1)跨度設置。鋼棧橋起點里程DK695+644.34，終點里程DK695+884.34，全長240 m。每跨12 m，共20跨。2)基礎設置。棧橋基礎采用 φ529×8 mm鋼管樁，其中，3號 ～6號，8號 ～11號，13號～16號，18號～20號等15個墩為標準墩，基礎采用2根鋼管樁;1號，2號，7號，12號，17號，21號等6個墩為制動墩，基礎采用4根鋼管樁，鋼管樁之間橫斜撐采用[18a槽鋼。3)制動墩縱墊梁設置。制動墩縱墊梁采用雙拼Ⅰ45a工字鋼，單根工字鋼長度3 m。4)橫梁設置。制動墩和標準墩橫梁均采用雙拼Ⅰ45a工字鋼，單根工字鋼長度6 m。5)縱梁設置。棧橋橫梁上縱橋向安裝3榀貝雷梁，每榀2片貝雷片。貝雷片間距90 cm，兩榀貝雷梁中心間距190 cm。6)橋面橫梁設置。貝雷梁上部橫橋向鋪設Ⅰ18工字鋼，間距35 cm，單根工字鋼長度為6 m。7)橋面板設置。Ⅰ18工字鋼上部縱橋向滿鋪1 cm厚的橋面鋼板。

標準墩和制動墩剖面圖詳見圖1。

圖1 標準墩和制動墩剖面圖

2.3 鋼棧橋施工方法

2.3.1 鋼管樁加工

螺旋鋼管的壁厚及力學性能必須符合設計及規范要求。管節拼裝定位在專門臺架上進行，管節對口保持在同一軸線上。焊接時角焊縫焊腳尺寸不小于最小被焊件厚度的80%。焊后須作外觀檢查，應飽滿，無夾渣、孔眼、漏焊、假焊等缺陷，焊條采用E42型。鋼管樁按施工要求長度加工成型，運至現場。

2.3.2 鋼管樁下沉

棧橋標準跨度為12 m，棧橋的架設采用50 t履帶吊、DZ90A型振動錘逐跨打樁搭設棧橋。施工時要根據吊機的實際起吊性能進行施工。

在沉樁過程中測量人員要隨時監測樁的平面位置，在沉樁時測量組人員必須用一臺全站儀和一臺經緯儀同時對鋼管樁的平面位置和橫縱橋向垂直度進行測量控制，沉樁應符合以下要求:樁位平面位置:±10 cm;樁頂標高:±5 cm;樁身垂直度:1%。

鋼管樁的定位采用U形可移動定位器，測量放樣后將U形定位器臨時點焊在貝雷梁支撐架上，待鋼管樁沉樁到位后拆除。詳見圖2。

圖2 U形可移動定位器加工圖

2.3.3 型鋼平聯安裝

鋼管樁下沉到位后，由于河床以上部分懸臂較長，為增加樁的穩定性，進行樁之間的連接，連接型鋼采用[18a槽鋼，型鋼尺寸需根據現場尺寸情況下料，安裝高程位置根據施工時實際水位情況確定，盡量靠近鋼管樁下部。焊縫質量滿足設計及規范要求。

2.3.4 樁頂(縱)橫梁安裝

樁頂(縱)橫梁采用雙拼Ⅰ45a型工字鋼，先在岸上或已搭設好的橋面上按照設計尺寸下好料，再吊裝至樁頂位置進行安裝。

安裝時橫梁直接嵌入鋼管樁內，露出樁頂約10 cm。樁頂擱置橫梁的位置需要焊接勁板加強，并與鋼管樁連接成整體。

2.3.5 貝雷主梁及橫向分配梁安裝

貝雷梁預先在陸上或已搭設好的棧橋上按每組尺寸拼裝好，然后運輸到位，吊裝至樁頂橫梁上定位，并限位固定。

貝雷梁的擱放位置須測量放線后確定，以保證棧橋軸線不偏移，為減少貝雷梁的磨損，可在樁頂型鋼與貝雷梁之間墊一層2 cm厚的膠皮。

貝雷梁吊裝定位后，立即焊接橫向限位擋塊及壓腳板，將貝雷梁固定在橫鋼上。貝雷梁安裝完成后即可進行Ⅰ18a橫向分配梁的鋪設，安裝時縱向間距0.35 m。

2.3.6 橋面板及附屬結構施工

棧橋橋面板采用8 mm厚鋼板，沿順橋向滿鋪，橫橋向寬度控制在6 m左右，橋面板鋪好后邊緣處與Ⅰ18a橫向分配梁進行點焊焊接，以防止鋼板翹曲。最后按照項目部要求進行棧橋兩側面防護欄桿焊接施工，每施工完一跨，防護欄桿隨即進行焊接固定。

鋼棧橋施工要點:

1)棧橋由引堤前端向前逐跨推進搭設。

2)棧橋鋼管樁采用50 t履帶吊及DZ90A型液壓振動錘沉放，然后逐跨搭設安裝棧橋(縱)橫梁、貝雷梁、上橫梁及橋面板。

3)沉樁過程中要嚴格控制樁位及豎直度，不得采用頂、拉樁頭或樁身辦法來糾偏，以防樁身開裂并增加樁身附加力矩。

4)鋼管樁間用[18a型槽鋼連接，以增強其穩定性。棧橋搭設過程示意圖如圖3所示。

圖3 棧橋搭設過程示意圖

3 結語

1)吉溪村特大橋水上鋼棧橋鋼管樁下沉定位時由于在懸空水面上，且鋼管樁的定位精度直接影響整個棧橋的精度，施工難度比較大，耗時比較長。現場采用∠80 mm×80 mm×6 mm角鋼焊接的U形可移動定位器，大大提高了工作效率，由先前的1跨/d提高到3跨/2 d。

2)上述鋼棧橋的設計方案，筆者均采用結構分析軟件進行了結構驗算，符合規范及受力要求，能夠滿足施工要求。

3)吉溪村特大橋水上鋼棧橋現已全部施工完成并投入正常使用，經歷了實踐的檢驗，以供參考。

[1] 黃紹金，劉陌生.裝配式公路鋼橋多用途使用手冊[M].北京:人民交通出版社，2002:70-86.

[2] JTJ 025-86，公路橋涵鋼結構及木結構設計規范[S].

[3] GB 50017-2003，鋼結構設計規范[S].

[4] 吳曉勇.丙洲大橋臨時鋼棧橋的設計與施工[J].黑龍江科技信息，2008(15):25.

[5] 王照宇，王洪濤.Φ3 m超長大直徑鉆孔灌注樁的關鍵施工技術[J].四川建筑科學研究，2010(21):2.