裝配式水上棧橋施工技術研究分析

劉永虎，王龍一

（上海建工五建集團有限公司，河南 鄭州 450000）

1 水上棧橋施工現狀分析

1.1 水上棧橋類型及優缺點分析

目前棧橋形式較多為木橋、鋼橋、鋼筋混凝土橋三種結構。木橋構造簡單，多用于城市園區景觀河流或小河支流。其缺點是容易損壞腐朽、養護費用高。同時在建造時間上需在引水之前或作圍堰排除河水及淤泥清理工作。

鋼橋強度高，受力性能好。構件標準化制作適合工業化建造，運輸和安裝都方便快捷，搭建速度快，遭到破壞后易修復和更換構件，但鋼材容易銹蝕，需經常養護，費用高。用作城市小型棧橋容易產生噪音，在健康舒適方面體驗感較差，需配合其他柔性材料作為面層使用。

鋼筋混凝土橋可就地取材，維修簡便，行車噪音小，使用壽命長，與鋼橋相比，鋼材用量與養護費用均較少。作為城市中心區域的小型橋梁，在跨越能力與施工難易度和速度方面，不及鋼橋優越。此類棧橋多用于城市小型支流，在抵抗沖擊力方面優于木橋，但建造過程需搭設圍堰及腳手架，工期長、臨時費用高、施工過程中具有一定的危險性。

1.2 圍堰費用、進度及安全分析

目前在既有河流中建設水上棧橋一般采用圍堰作為臨時隔水措施，完成場區內的抽水清淤后，進行樁基、棧橋基礎及上部結構施工。其費用、進度及安全分析如下：

費用分析：圍堰租賃鋼管或鋼板租賃費、人工費、機械臺班費、土石方運輸費、圍堰拆除費用等綜合費用約為8 000～10 000元/m，措施費較高；

進度分析：以嘉定環城河步道600 m水上棧橋為例，如采用棧橋基礎現澆混凝土結構，圍堰施工作業15 d，抽水清淤作業10 d，現澆混凝土結構基礎施工約為2個月；其工期包含圍堰施工、抽水清淤工作、樁基、棧橋基礎及上部結構施工等內容。

安全分析：采用圍堰施工其危險性主要來源于兩個方面：①圍堰本身抵抗水壓力的性能；②河面有船只、汽艇等通過時，會出現較強的波浪沖擊圍堰，對圍堰有較大威脅。③河流沖刷帶走圍堰中土體，污染環境的同時會減弱其止水性能。

圍堰抗水壓性能：如下圖所示，圍堰相當于止水帷幕，其抗力性能取決于鋼管或鋼板樁插入河床的深度及河床的土體性能。當河床較軟或圍堰插入深度不足時，易產生整體傾覆，一旦發生危險可能造成重大人員傷亡和設備損壞。雖然施工單位會進行驗算，但目前其計算能力還有待提高，這種無法套用品茗的現場情況多為估算。圍堰以插入足夠深度的堅實土體為宜。

當圍堰周邊有船只通過時，浪潮產生的沖擊相當于圍堰承受動力荷載，容易對鋼管/鋼板樁形成擾動，松動下部土體，影響其整體安全性。當土體松動達到臨界值，會引起圍堰整體傾覆。

圍堰中填土袋與填土共同組成止水帶，河流沖刷帶走圍堰中土體，使圍堰中形成過水通道，影響圍堰的實用性。當圍堰失去止水作用，河水進入施工區域，將嚴重影響施工進度、工程質量及安全。

圖1 圍堰截面布置圖

圖2 圍堰立面布置圖

圖3 圍堰中填土袋與填土共同組成止水帶

2 裝配式水上棧橋施工技術

2.1 預制裝配整體式水上棧橋建造技術

2.1.1 預制裝配整體式水上棧橋快速施工技術

目前棧橋常見的形式有木棧橋、鋼棧橋、現澆混凝土結構棧橋等。但各式棧橋都有一定的條件限制且在安全、進度、使用環境等諸多方面存在限制；

綜合利用成品方樁、鋼梁、鋼板等成品構件進行預制裝配整體式水上棧橋施工，安裝簡單快捷，質量可靠。

以成品方樁作為棧橋的樁基及基礎。打設方樁后用鋼板調整樁頂水平標高。

樁上安裝空心方鋼作為橫梁，鋼梁上焊接波紋板承受豎向荷載的同時作為橋面混凝土模板，類似于建筑裝配式結構中的疊合板。鋼梁焊接在樁頭（墊平鋼板）上，經現場檢驗合格后用焊接波紋板。所有鋼構件須噴砂除銹，防腐采用環氧富鋅底漆一道，中間漆亦采用環氧漆一道，每道要求有很好的耐酸（耐堿），耐鹽及耐磨性能，面漆二道采用聚氨脂漆不失色。

波紋板安裝完成后作為底板進行面板混凝土工程施工，混凝土養護完成后進行附屬結構大理石面板、欄桿及燈光的安裝。

2.1.2 成品方樁樁位及樁頂水準控制、修正

水上棧道下部結構采用成品小截面方樁（樁頭有預制鋼板），采用打樁船水上打樁。

為保證樁的樁位和垂直度，現場安排兩個全站儀呈90°角對方樁進行校對，保證樁位的準確性。

成品方樁打設過程中，通過對落錘高度的嚴格控制，保證樁頂標高誤差在0～3 mm之間，對部分有高差的方樁用調平鋼板墊平。

2.1.3 水上作業免圍堰施工技術

一般水上作業都需要打設圍堰后抽水清淤然后進行施工，但圍堰施工過程中存在諸多弊端：①污染環境：圍堰抽水清淤及后續清理填土過程中會產生大量的廢土，容易流入河中造成污染；②安全問題：水中圍堰受水流測壓力影響，需嚴格計算受力保證圍堰不傾覆。另外圍堰漏水問題嚴重，會影響圍堰的整體性，對圍堰安全造成不良影響。同時，河流中來往船只引起的波浪也對圍堰危害巨大；③工期問題：打設圍堰本身周期長，且一旦圍堰漏水需停止作業；不定時對圍堰進行加固檢查，會嚴重影響工程的正常進度；采用成品方樁作為基礎，上部結構采用鋼梁、鋼板的快速施工方案，可以從危險源上消除危險因素。

2.2 全預制裝配式水上棧橋裝配式施工技術

除上述預制裝配整體式施工技術外，還可以用另一種無梁橋面板的全預制裝配式混凝土水上棧橋結構。此結構包括若干并列布置的預制方樁、無梁板、大理石面板、欄桿、燈光等其他附屬結構。

與預制裝配整體式水上棧橋不同的是，全預制裝配式水上棧橋施工技術取消了縱橫向鋼梁，直接采用無梁板架設在預制方樁上。預制無梁板以及若干預制樁基構成單獨的預制棧道單元。預制無梁板預留有一一對應的凹槽，凹槽內預留有連接鋼筋。預制無梁板進行拼接時，鋼筋插入預留凹槽內，連接區域內澆筑混凝土，預留凹槽應設置成粗糙面。同時預留凹槽也可交錯布置或預制板邊緣處上/下層布置，相鄰預制板進行搭接時進行套筒灌漿施工。為增加相鄰板的整體性，板邊緣處可設置成波紋狀或設置波紋孔，連接鋼筋應具有滿足使用要求的抗拉強度、屈服強度、伸長率指標。灌漿料應具有滿足要求的流動性、抗拉強度、膨脹性。縫料采用高強度封堵料，灌漿必須連續進行，并盡可能縮短灌漿時間。灌漿過程不準許使用機械振搗，確保灌漿層勻質性。灌漿前，應清理預制板拼接處的垃圾及積水。

與預制裝配整體式水上棧橋相比，全預制裝配式水上棧橋施工技術安裝更為簡便快捷，節約工期。但是全預制裝配式水上棧橋預制板與預制樁構成棧橋預制單元，所需預制樁更多。橋面采用預制板，在健康舒適方面不及整體現澆的面板優越。

3 城市中心區域施工環境分析及處理

以嘉定環城河步道為例，嘉定城區是城區+護城河模式，沿護城河修建休閑步道。桃園公寓小區樓房及溫宿路幼兒園緊鄰河堤，為使步道貫通在護城河中設600 m長水上棧橋。

棧道周圍是居民區、教育區及公共設施用地，施工過程中易產生噪聲、揚塵及光污染等，影響居民的正常生活。同時，水上作業需減少對河流的污染，綠色建造是重中之重。

采用裝配式水上棧橋施工技術，減少了圍堰施工及對河床的擾動，施工中不會產生大量的淤泥及污水，對河床及水體影響最小，是周圍居民、社團及政府都可以接受的施工方法。

降噪：現場噪音嚴格控制在目標值范圍之內。嚴格控制施工時間在8∶00～18∶00之間，使用低震動、低噪音的施工機具，并做好隔音與隔震措施，并定期使用聲級計進行噪聲監測，減少因施工而帶來的噪音和震動。

除塵：做好進出工地的各類運輸車輛的保潔工作，對易產生揚塵的材料的運輸及堆放均要采用降塵措施如覆蓋、灑水等。澆筑混凝土前清理灰塵和垃圾時盡量使用吸塵器，避免使用吹風。達到作業區目測揚塵高度基礎施工時小于1.5 m，結構施工時小于0.5 m。

減光：電焊作業采取遮擋措施，避免電焊弧光外泄。

同時，施工過程中對周圍可能影響的管線認真排查，堅決避免對電纜、煤氣等周圍管線的破壞。施工過程中對影響施工的樹木，請專業綠化與市容管理單位進行修剪，保證市容市貌的整潔。

4 結束語

綜上所述，裝配式水上棧橋施工技術是成熟的綠色建造技術，具有安裝簡單、質量可靠、適用環境范圍廣、臨時費用低、工期短、環境污染小、安全綠色等優點。在已實施的嘉定環城河步道貫通維修改造工程（內圈）項目中采用預制裝配整體式水上棧橋快速施工技術并順利實施；有限的工期內完成了水上棧道的施工。同時施工過程中容易進行質量控制。作為上海市嘉定區形象工程，水上棧道施工完畢后，可以在較快的時間內交付使用，也受到了市民及政府的廣泛好評。