鋼便橋及鋼平臺施工技術
——以廣州石井河工程為例

肖漢生 徐郁峰

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鋼便橋及鋼平臺施工技術
——以廣州石井河工程為例

肖漢生 徐郁峰

為了整治石井河的黑臭問題，市政部門采用在石井河干流下新建截污渠箱的整治方法。本文現就對由于外側雙排鋼板樁離岸的距離較遠，施工機械無法在岸上對其進行施工而搭設鋼便橋及鋼平臺的施工方案作淺顯論述。

工程概況

廣州的石井河北起于京廣鐵路橋門口坦涌，南至螺涌涌口，途經石井街、同德街和松洲街，河涌總長約為10.24km。在水中深基坑主要有以下四種支護類型：鋼板樁+內支撐+外側雙排鋼板樁圍堰、地下連續墻+錨索+外側雙排鋼板樁圍堰、排樁+錨索+外側雙排鋼板樁圍堰、過河圍堰（兩道雙排鋼板樁圍堰+內支撐）。在水中深基坑主要有4種支護類型，渠箱在施工過程中與堤岸和支護結構的關系如圖 1所示。

工程地質條件

本工程渠箱水中深基坑的“鋼板樁+內支撐+外側雙排鋼板樁圍堰”此類型支護結構，主要有XA-1～XA-8，DA-1～DA-10，DB-3型，在不同的地質條件有不同的支護類型。

鋼便橋與鋼平臺的施工方案

鋼便橋與鋼平臺搭設的原因

外側雙排鋼板樁離岸的距離較遠，施工機械無法在岸上對其進行施工，為了方便施工所以搭設平臺與鋼便橋。鋼便橋指的是二級堤岸平臺至水中雙排鋼板樁圍堰之間的平臺，而設置在水中雙排鋼板樁圍堰頂上的臨時施工平臺為鋼平臺。鋼便橋和鋼平臺為同種類型的結構。每段“鋼板樁+內支撐+外側雙排鋼板樁圍堰”此類型的渠箱基坑均需設置鋼便橋及鋼平臺。

為了利用現有鋼材和適應不同地質條件的施工區域，共設計了3種鋼便橋及鋼平臺。

圖1　渠箱施工示意圖

鋼便橋與鋼平臺的施工

總體施工順序安排：由堤岸開始插打鋼管樁，鋪設承重梁，鋪設縱梁（工字鋼或H型鋼），再在縱梁上鋪設分配梁及便橋面板，單跨完成后利用已經完成的鋼便橋向前插打安設下一跨，直至施工完成。施工的整體流程為：施工準備、測量放線、材料進場驗收、設備進場驗收、試樁、參數調整、正式打設鋼管樁、架設樁頂工字鋼承重梁、架設縱梁、鋪平臺橫向分配梁、鋪平臺δ10鋼面板、通車使用、拆除水中鋼平臺、拆除鋼便橋。這個過程需要進行結構監測。

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鋼管樁施工

根據坐標定出樁基的縱橫中心線，便橋的鋼管樁采用停放在駁船上的50t吊車在制定位進行插打施工，根據鋼便橋的受力驗算選取振動錘子，由于本工程鋼便橋及鋼平臺鋼板樁設計入土層即12.35m長，河床以上還用約3m高水深，總計單樁長約16m，所以必須進行至少一次接樁，接樁是在二級堤岸平臺上或者駁船上利用鋼板將兩節樁進行焊接連接。鋼管樁焊接采用對接焊縫，使用吊機吊裝焊接，焊接連接并檢查合格后，采用吊機加振動錘吊住接長的鋼管樁頂部，鋼管樁懸空后，平移到設計的樁位進行施打。最后標高割去多余的鋼管樁，即鋼管樁施工完成。

鋼便橋與二級提案平臺的連接

在二級堤岸平臺靠河側2m處挖一個長2m，寬4.5m，深20cm的基礎，并在基礎內澆筑C20混凝土，待混凝土強度達到90%，再在基礎上安裝鋼主梁至河中第一條鋼管樁，并依次安裝橫向分配梁、鋼面板。為了方便車輛可直接上到鋼便橋，在堤岸平臺靠岸一側新建C30的混凝土路面。

鋼便橋及鋼平臺的上部結構安裝

鋼管樁沉放完畢后，首先開始進行樁頂承重工字鋼的安裝。將樁頂割成“凹”狀，契入橫梁，然后將剛橫梁工字鋼下底與樁頂焊接。同一個墩的兩根鋼管樁必須控制在同一條直線上，保證能準確放置通長的型鋼分配梁。制備成型鋼支撐架。

然后是安裝縱梁，在安裝前需用剪力撐加固鋼管樁。搭設在主分配梁梁頂，用電焊的方式固定在分配梁上。

鋼便橋及鋼平臺的架設

在水中的鋼平臺架設采用釣魚法施工，鋼便橋搭設完畢后，設置安全護欄，護欄高度為1.2m，立桿的間距為2m，立桿焊接在鋼面板上，立桿及扶手均采用Φ48*3.0mm鋼管，扶手應設置兩道。最后在鋼便橋上設置限速5km標志及警示牌，確保行車安全。

鋼便橋及鋼平臺的荷載試驗

鋼便橋及鋼平臺搭建完成后，首先應對結構進行荷載試驗，經檢驗合格后方能正式投入使用。第一跨鋼便橋施工完成后，即進行加載試驗。為了檢驗便橋的安全性能，采用設計車輛荷載乘以1.5的安全系數，用型鋼作為加載配重，分三級加載，第一級25t，第二級30t，第三級20t。荷載試驗時，加重物要按最不利受力位置進行放置。上荷載前進行第一次測量，每級荷載加上去，都要進行沉降測量，每15min測量一次直至沉降穩定，并記錄好測量數據，將實際沉降值與計算值進行比較，出現較大偏差要分析原因再進行下一級荷載加載。所有荷載加載完畢后的沉降觀測要求：第一小時內每15min測量一次沉降量，第二小時每30min測量一次，在第一個小時內沉降量不得大于2cm。連續觀測三個小時，累計沉降不得大于4cm。經驗算，其承載力、撓度滿足設計要求。

鋼便橋及鋼平臺的監測與維護保養

鋼便橋及鋼平臺在使用過程中要隨時對縱、橫梁的撓度、鋼管樁的沉降進行檢監測，每7天進行一次監測，其中鋼管樁的沉降觀測點布置在對應鋼管樁頂的鋼平臺表面，測點數量為4；而鋼主梁撓度監測點布置在每跨跨中截面的主梁上，測點數量為8。

監測預警值主要以監測項目的日變化量和累計變化量這兩個值控制。各監測項目的報警值見下為：鋼管樁沉降日變化量3mm、累計量35mm，縱、橫梁撓度變化量3mm、累計量35mm。

鋼便橋及鋼平臺完成后每日安排專人對鋼管立柱焊縫、節點板、鋼管立柱剪力撐、縱梁焊縫、限位型鋼進行觀察，如發生焊縫開裂、型鋼變形、限位型鋼變形等情況立即進行補焊或者加固。在鋼便橋及鋼平臺使用期間安排專人進行維護和清潔，并能根據檢測數據及時進行變形過大的構件的更換工作。

鋼便橋及鋼平臺的拆卸方法

在圍蔽內的渠箱基坑回填后進行鋼平臺拆除，拆除鋼平臺后方可拆除鋼便橋。鋼便橋與鋼平臺的拆除工作與塔設工作的順序基本相反，拆除方法基本與搭設方法相同。拆除流程由以下四個步驟所示：

（1）拆除施工由上至下逐層逐段進行，嚴禁立體作業，使用吊車支立在下一跨要拆除的結構上調離拆掉的材料，輔以運輸船舶運至岸邊，人工輔助吊車裝車運走；

（2）拆卸欄桿時，用風焊將欄桿與便橋分離，然后用吊車將欄桿吊走；

（3）拆卸鋼板及分配梁時應整體拆除，運至岸上后再進行型鋼與鋼板的分離；

（4）拆卸鋼管樁時，用吊車配合振動錘將鋼管樁垂直振拔出河床，然后將鋼管樁吊走。

結束語

水污染的治理跨度較大，施工機械在岸上很難完成該截污工程的施工，石井河工程的鋼便橋及鋼平臺搭設，滿足了工程的臨時需要，為水污染的治理創造了施工條件。

肖漢生1徐郁峰2

1.廣州市凈水有限公司；2.華南理工大學土木與交通學院

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.10.042