重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺施工技術與監測維護分析

胡習文

摘要：文章以田陽縣東江二橋5號主墩重載型鋼棧橋和鋼平臺應用為背景，針對鋼棧橋和鋼平臺水上施工及監測維護問題，闡述了重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺的施工技術與監測維護方案，可為類似工程施工與監測維護提供借鑒。

關鍵詞：重載型;鋼棧橋;鋼平臺;施工技術;監測維護

0 引言

重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺因其在應用中的重型荷載特殊要求，及河床受河流沖刷影響，對整個結構的施工質量要求很高，同時為更好監控該重載型鋼棧橋和鋼平臺在使用過程中的安全狀態變化情況，本文有針對性地對棧橋平臺的沉降、位移及河床沖刷進行監測，并根據監測數據對結構的穩定、受力變化進行分析，以采取適當維護措施，保證結構穩定可靠，確保施工安全。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

田陽縣東江二橋全橋長464.3m，主橋設計為（80+145+80）m預應力混凝土變高連續梁橋，主橋墩采用群樁基礎。其中東江二橋5號主墩位于右江河道中，距離岸邊約90m，搭設鋼棧橋和鋼平臺作為通道和平臺，樁基施工采用旋挖鉆施工工藝。

1.2 重載型鋼棧橋和鋼平臺結構設計

本重載型鋼棧橋設計跨徑為12m，共7跨;鋼平臺跨徑結合樁基布置設計為6m和4.5m兩種跨徑組合。重載型鋼棧橋和鋼平臺結構設計為：橋墩均采用板凳式橋墩，橫梁及扁擔梁采用雙拼Ⅰ40a工字鋼，主縱梁采用貝雷梁，分配梁采用Ⅰ20a工字鋼，橋面板采用10mm厚鋼板。其中鋼棧橋主縱梁貝雷梁間距為（3×45+3×90+3×45）cm，鋼平臺主縱梁貝雷梁間距為（90+3×45）cm+270cm+（4×45）cm+270cm+（4×45）cm+（90+3×45）cm。鋼棧橋和鋼平臺橋面標高設計為104.0m。詳見下頁圖1和圖2。

1.3 水文情況

橋址區域常水位為99.77m，水面寬度約236m，最大水深約7m，5年一遇水位為105.41m，10年一遇水位為106.10m。在10年一遇洪水位的情況下，主流主要位于河道中間，流速多為0.97～2.31m/s，橫向最大流速為0.16m/s。

1.4 地質條件

在東江二橋橋址區域，近河側河床裸露為圓礫層（鋼棧橋區域圓礫層約2.5～6.9m厚，鋼平臺區域圓礫層約0.5～4.8m厚），下伏基巖為中風化泥巖，圓礫和中風化泥巖的極限側摩阻力標準值分別為90kPa和120kPa。

2 重載型貝雷梁鋼棧橋和鋼平臺施工

2.1 鋼管樁打入深度計算

根據Midas模型驗算結果，鋼棧橋處鋼管樁底最大支反力為R=396.7kN，鋼平臺處鋼管樁最大支反力為R=381.6kN。根據式（1）：

計算得鋼棧橋樁至少打入局部沖刷線以下L=4.5m，鋼平臺樁至少打入局部沖刷線以下L=5.1m。

2.2 鋼管樁施工

采用釣魚法，利用50t履帶吊結合DZ90型振動錘進行沉樁施工。鋼管樁沉樁總體按照先上游后下游、先岸側后江側的施工順序進行。鋼管樁施工時以承載力作為控制要素，且鋼管樁埋置深度達到沖刷線以下≥1m。

停錘要求：當鋼管樁貫入度達到控制貫入度時，應繼續錘入10cm左右，若振壓1min時間內下沉<1cm，重復2～3次未有變化，即可停錘;當貫入度未達到控制貫入度時，若持續振壓1min時間內下沉<1cm，重復2～3次未有變化，認為已達到承載能力的要求，即可停錘。

首節鋼管樁長度要保證在樁進入河床后，露出水面的高度≥1.5m。在施工過程中，因江水流動沖擊會造成平面位置變化，根據水流情況可向上游預偏3～4cm。考慮到鋼管樁下沉過程中的河床為卵石和中風化泥巖層，為防止在下沉過程中產生變形，樁端用鋼板沿管周焊接30cm高進行加強。

2.3 鋼管樁聯結系安裝

每個橋墩鋼管樁施工完成后，依次安裝橫撐、剪刀撐和三角撐，保證其整體穩定性。橫撐和三角撐采用對口拼接的20號槽鋼，剪刀撐采用單根形式。各支撐槽鋼安裝定位需準確，與鋼管樁焊接牢固可靠。

2.4 扁擔梁和橫梁安裝

連接系施工完畢后，復核樁頂標高準確無誤，在樁頂開槽找平并用[WTBX]δ16mm鋼板焊接補強，然后安裝扁擔梁和橫梁。

扁擔梁和橫梁均采用雙拼Ⅰ40a工字鋼，用200mm×200mm×10mm鋼板在雙拼工字鋼上下兩面貼焊形成整體，每50cm設置一道。將扁擔梁和橫梁在岸上加工拼接好后再運輸至現場進行吊裝。安裝時，將扁擔梁與樁頂鋼板焊接固定，將橫梁安置在扁擔梁跨中，并與扁擔梁焊接固定。

2.5 貝雷梁安裝

貝雷梁同樣在岸上按跨分組拼裝好，按照設計方案，兩排一組采用支撐架進行豎向及橫向聯結，根據棧橋平臺設計跨度確定拼接長度。完成好一孔下部結構后，采用整體吊裝法將貝雷梁組逐一吊裝至孔位，再按圖紙完成剩余支撐架的安裝。每組貝雷梁用槽鋼設置限位，防止貝雷梁橫向滑移。

為防止在車輛通行時貝雷梁滑移脫落橫梁，需設置固定端和自由端：將棧橋處橋臺側設為固定端，橋尾側為自由端;將平臺處與棧橋連接側設為固定端，遠離側為自由端。

2.6 分配梁及橋面系安裝

貝雷梁安裝固定好后即可鋪設分配梁。分配梁間距為30cm，采用Ⅰ20a工字鋼，通過U型騎馬螺栓與貝雷縱梁固定。在分配梁上鋪滿[WTBX]δ10mm鋼板，鋼板與分配梁點焊固定。每安裝完一孔橋面，需及時設置臨邊護欄。

3 重載型鋼棧橋和鋼平臺應用與監測維護

3.1 沉降監測與維護

在每排橋墩處設置沉降觀測點，采用水準儀定期（每隔7d，若發現沉降突變，加大觀測頻率）測量觀測點標高并記錄數據，計算分析棧橋平臺沉降情況。若橋墩出現不均勻沉降，可采取補樁及在橋墩處灌注水下混凝土的方法固定橋墩。經觀測發現，在2019-05-03至2019-05-29旋挖鉆施工樁基期間，最大沉降發生在鋼棧橋5號墩右側樁，沉降量為38mm，完成樁基施工后，基本無沉降。

3.2 位移監測與維護

將位移觀測點布置在橋墩對應的橋面處，每個斷面設置左右兩個觀測點，采用全站儀定期（每隔7d，若發現位移突然變大時，需加大觀測頻率）觀測并記錄數據，計算分析位移情況。若出現位移，首先應確認位移是出現在上部結構還是受橋墩偏移導致，若是上部結構位移則應重新加固上部結構的連接，加強固定措施;若是橋墩發生偏移，則在位移方向增加反向支撐，同時在橋墩處灌注混凝土固定。鋼棧橋和鋼平臺橋面上共布置17個觀測點，在2019-04-28至2019-06-04施工期間，發生最大偏移為17號觀測點，累計最大偏移量為16mm（見圖3）。施工過程中，結構位移變化滿足施工安全要求。

3.3 河床沖刷監測與維護

對每個橋墩處的河床面沖刷情況均進行監測，采用測量繩定期（每隔7d，若發現出現較大沖刷時，加大觀測頻率）測量河床標高并記錄數據，計算分析河床沖刷情況。發現河床沖刷嚴重時，及時采取措施防止繼續沖刷并加固橋墩，采用混凝土袋在橋墩四周均勻堆圍，并在橋墩上游側設置石籠減緩河流沖刷。根據監測數據可知，離岸邊越遠，河床沖刷越嚴重，最大沖刷深度約1m（見圖4、圖5）。鋼棧橋和鋼平臺在施工期間滿足施工安全要求。

3.4 結構檢查與維護

定期檢查鋼棧橋和鋼平臺結構，主要檢查材料有無變形、結構之間連接是否牢固、焊縫有無開裂、螺栓是否松脫及橋臺沉降、沖刷情況，發現問題時及時采取措施加固，若需要停止橋面施工活動應暫停橋面施工，待處置完善后再繼續作業施工。同時定期清理河面漂浮物，保持棧橋平臺下方河面干凈，防止漂浮物堆積形成堵塞，汛期期間尤其加強清理，防止洪水時漂浮物上浮堆積在結構上增大結構水平受力。

4 結語

重載型鋼棧橋和鋼平臺應用于水上樁基旋挖鉆施工中，對結構的安全穩定性要求極高，因此對重載型鋼棧橋和鋼平臺的施工質量控制及使用過程監測維護極為重要。文章從施工技術和監測維護兩大方面詳細地介紹了施工方法、監測維護內容，為今后類似工程施工積累了經驗，具有借鑒意義。

參考文獻：

[1]JTGD63-2007，公路橋涵地基與基礎設計規范[S].

[2]李龍龍，檀瑞清.橋梁施工中水上鋼平臺設計與施工[J].市政技術，2016（34）：60-62.