外砂河大橋結構鋼護筒施工

田旭華+許奎

摘 要：針對外砂河大橋結構鋼護筒單根重量重，長度長，入土深度深的特點，通過綜合分析比選，確定深水區采用打樁船配合ICE振動錘整根施沉，淺水區采用履帶吊配合ICE振動錘分節下沉施工工藝。同時探討了兩種施工工藝的關鍵控制點。

關鍵詞：鋼護筒；打樁船；振動錘

一、概況

外砂河大橋全長1880.6m，橋面寬40m（左右幅），雙向8車道。主橋為61+108+61m的三跨梁拱組合結構，互通引橋為現澆箱梁，水中9#～50#墩樁基300根鋼護筒均為結構鋼護筒，參入結構受力，焊縫等級Ⅱ，規格主要有Φ2100×25mm，Φ2300×20mm，Φ1900×20mm，Φ1900×18mm四種，最大長度36.25m，最大重量41.46t，總重量9227t。

二、工程特點及難點

1、水中鋼護筒全部為結構鋼護筒，焊縫等級要求高，且工程量大。2、鋼護筒重量重，長度長，對起重吊裝及運輸能力要求高。3、鋼護筒入土深度大，對鋼護筒施沉設備要求高。4、外砂河大橋位于入海口，受涌浪的影響，鋼護筒準確定位難度大。

三、主要施工工藝

針對上述問題，主要解決思路為在深水區鋼護筒加工成螺旋管為，在珠海海重鋼結構工廠采用自動化的設備進行加工，確保加工質量和進度，鋼護筒運輸采用運輸船整個運輸，打樁船配合ICE600型液壓振動錘整根施打。在岸側淺水區采用75t履帶吊在鋼平臺上配合ICE振動錘進行分節施打，現場接長的工藝。

鋼護筒的加工由專業的鋼結構廠家進行，所以重點論述鋼護筒施沉工藝。

（一）打樁船配合ICE液壓振動錘施沉施工要點

鋼護筒施打定位。（1）由于打樁船吊鉤到樁架的凈距小（一般不足1m），為避免振動錘和鋼護筒與樁架打架，而影響鋼護筒的垂直度，將樁架傾斜一定角度，使打樁船可滿足各種直徑鋼護筒施沉任務。（2）利用打樁船吊鉤與船體前端的凈距不大的優勢，在船體前端焊接H600型鋼支座導向架，鋼護筒吊起進入導向架后采用可調節限位調整鋼護筒的垂直度。通過導向架的設置，減小了水流力對鋼護筒垂直度的影響，極大的提高了定位精度施工效率。（3）為了提高鋼護筒的定位精度，盡量選擇在沒有涌浪的條件下進行鋼護筒的施沉作業。

（二）履帶吊在鋼平臺上分節施沉施工要點

1、鋼護筒分節長度確定

鋼護筒分節長度確定原則為：首節鋼護筒施沉后在水流力和波浪力的作用下鋼護筒不發生傾斜，位移等，并且起重運輸設備能夠滿足要求。

以10#墩鋼護筒為例進行說明。10#墩鋼護筒為Φ2100×25mm，

長23.17m，重30.3t。泥面標高-2m，平臺標高為+6.3m。

（1）穩定性要求。由于鋼護筒自身承載力可以滿足水流力和波浪力的荷載作用，那么為了保證鋼護筒不發生傾斜和位移，首節鋼護筒的入土深度必須位于嵌固點以下。

由《港口工程樁基規范》（JTS167-4-2012）附錄D.3.3條計算：

則首節鋼護筒的底標高為-2-7.9=-9.9m。為了便于鋼護筒現場對接，首節鋼護筒施沉的頂口為平臺以上0.5m，即頂標高為6.3+0.5=6.8m。首節鋼護筒的長度為6.8-（-7.9）=15.7m，取16m。

（2）起重運輸設備

16m長Φ2100×25mm的鋼護筒重20.7t，ICE600的振動錘重7.2t，即首節鋼護筒施沉時履帶吊需要吊重為27.9t，75t履帶吊可滿足要求。

首節鋼護筒長度最終確定為16m，第二節鋼護筒長度為7.17m。

2、鋼護筒定位

鋼護筒定位采用在鋼平臺上安裝導向架，如圖1所示。

四、施工效果及小結

外砂河大橋全部300根結構鋼護筒，根據不同條件，淺水區采用履帶吊+振動錘分節下沉工藝，深水區采用打樁船+振動錘整根下沉工藝，保質、保量的完成了施工任務，鋼護筒的平面偏差±50mm以內，高程±100mm以內，垂直度小于1%。該方案值得借鑒及不足如下：1、對于結構鋼護筒，在專業鋼結構廠采用自動化的加工設備，加工質量容易保證，功效高。2、液壓振動錘由于具備自重輕，激震力大，無極變頻的優點對于地層復雜、入土深度要求的高鋼護筒施沉工程有非常好的適用性。3、通過打樁船樁架傾斜一定角度與振動錘相配合工藝，打破常用打樁船只能施沉樁徑1.5m一下的樁，同時施沉不同直徑樁基不用頻繁更換替打等，提高了施工效率。4、通過在打樁船前端設置導向架，減少了水流力對鋼護筒垂直度的影響，提高了使用精度。5、分析了鋼護筒分節下沉過程分節長度的確定原則，并通過計算確定分節長度，保證施工過程中的安全。

參考文獻：

[1]劉寶河，邊強，袁孟全.振動沉樁錘的選型和應用[J].中國港灣建設，2008（3）：39-41.78.

[2]中華人民共和國交通運輸部.JTS 167-4-2012 港口工程樁基規范[S].北京：人民交通出版社，2012：95-96.