泉州湾跨海大桥栈桥施工技术探讨.doc

1、1泉州湾跨海大桥栈桥施工技术探讨摘要：随着跨江跨海的桥梁不断发展，施工栈桥作为江海上的施工便道所发挥的作用越来越突出。本文就泉州湾跨海大桥海中栈桥的施工工艺及流程进行探讨。 关键词：栈桥施工 钓鱼法施工钢管桩插打 贝雷梁安装 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1 工程概述 泉州湾跨海大桥栈桥工程布置在主线桥右侧，标段栈桥起讫里程为 ZSK0+000ZSK4+457.9，长 4.458km。栈桥按双向通行设计，桥面宽8.6m，栈桥边缘与主桥边缘净距为 7m，桥面标高 7.5m。栈桥标准跨为15m。设计行车速度为 15km/h，设计使用寿命为 5 年。 栈桥下部结构采用单排钢管桩、

2、双排钢管桩、钻孔灌注桩 3 种不同的基础形式，全桥共有个桥墩，跨。栈桥梁部采用 “321”型贝雷梁，贝雷梁上安装 I22b 横向分配梁及 I12.6 纵向分配梁。桥面板采用 10mm厚的花纹钢板。 2、栈桥施工方案的选定： 根据同类工程海上施工经验，栈桥施工方法通常为： 履带吊机上桥钓鱼法施工，插打首孔栈桥钢管桩后，安装墩顶型2钢和连接系，架设安装贝雷梁和桥面结构，履带吊机上桥，采用钓鱼法安装次孔栈桥，平均每日安装 1.5 孔，计 22.5 米; 打桩船插打栈桥钢管桩，浮吊逐孔安装安装墩顶型钢和连接系，架设安装贝雷梁和桥面结构。平均每日安装 1 孔，计 15 米。 泉州湾跨海大桥栈桥工程施工特

3、点： 1） 、建设工期紧、任务重。本合同段内栈桥全长 4.4579km，而施工时间只有 4 个月，计 122 天。 2）施工难度大，栈桥施工期区域潮汐为正规半日潮，最高潮位相差5-6m。同时施工期正值该地区的台风活动期，同时也是雨季，因此工期更加紧张。 3）施工期间必须保证 S118-S125#墩航道桥位处航运，施工后期方可断航贯通。 4）安全维护控制难度大主要为水上施工，并受潮汐和台风影响，安全维护困难较大 5）栈桥主要位于浅滩地段，0-S46#墩共跨无法采用水上施工，除S330S382#墩共 52 跨基本不受潮水影响外，S47-S229 墩共 182 跨地段需要乘潮作业。 为保证工期，栈桥

4、施工采用 3 个作业面同时施工，阐述一下与后面的方案的实施合并，并说明相关机械、船舶配备 因此，靠岸侧浅滩栈桥采用履带吊机钓鱼法施工，其它滩地钢管桩采用打桩船插打钢管桩形成施工平台，履带吊机再上桥钓鱼法施工。水中浮吊插打形成施工平台后，再开展钓鱼法施工。为确保工期，本合同3段开三个作业面进行栈桥施工。 3、方案的实施 利用履带吊机采用“钓鱼法”由栈桥各个作业面逐孔展开施工。履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面上，利用导向框架精确定位钢管桩。 第一工作面（S000S097#墩）： 负责 S000S097#墩 305 根管桩插打、桩间连接、分配梁及桥面板安装 (含错车、调头平台桩)插打及桩间连接。采用

5、 80 吨履带吊机，钓鱼法插打钢管桩，并依次进行桩间连接和桩顶分配梁施工。半挂车将钢管桩、组拼好的贝雷梁和桥面分块运至履带吊机附近，履带吊机安装栈桥上部结构后，进行下一跨作业。 第二个工作面（S098S190#墩）： 负责 S098S190#墩 290 根管桩插打、桩间连接、分配梁安装及S099S191#墩共 15 联 73 跨贝雷梁（含错车平台、掉头平台各 1 处）及桥面板安装。同步进行 S118S126#墩、S141S154#墩钻孔平台定位桩、钢护筒、钻孔平台安装及 69 根钻孔桩施工作业。 浮吊将 S191S194#墩钢管桩插打完毕，采用浮吊配合，迅速进行钢管桩桩间连接、分配梁安装，并利

6、用浮吊将贝雷梁、桥面板安装就位，形成水上作业平台。然后将 80t 履带吊机吊装上桥，向小里程方向钢管桩插打及上部结构安装作业。 S154S141、S126S118 共 23 个墩为钻孔桩基础，水上钻孔桩基础施工采用板凳平台方案。先利用浮吊插打钻孔平台定位桩，定位桩固定后，在其上安装贝雷梁作为钻孔平台，贝雷梁结构与栈桥相同，仅安装4位置避开钻孔桩位。钻孔桩采用冲击钻孔成孔，导管法灌注水下混凝土。混凝土采用船运，浮吊吊装混凝土料斗至浇筑地点。待钻孔桩完成后，安装钢护筒上分配梁，调整贝雷梁位置，将贝雷梁转移到钢护筒上。 第三个工作面（S191S382#墩）： 负责 S191S382#墩 598 根管

7、桩插打、桩间连接、分配梁安装及S190S191#墩共 32 联 148 跨贝雷梁（含错车平台、掉头平台各 1 处）及桥面板安装。同步进行 S305S-308#墩共 4 个墩钻孔平台定位桩、钢护筒安装及 12 根钻孔桩施工。 采用打桩船插打 S191S382#墩钢管桩。将浮吊将 25t 轮胎吊机吊装上 S191S194#墩作业平台，25t 轮胎吊机采用钓鱼法安装大里程方向的桩间连接、桩顶分配梁及上部结构。S305S308#墩钻孔平台及钻孔施工方法同上。 4） 、钢管桩的插打与连接 钢管桩加工制作完成后，自制导向架，导向架内部尺寸略大于管桩的直径。利用履带吊机或浮吊将钢护筒插入导向架内，调整钢护筒

8、位置并做好水平限位后将钢护筒初步着床，满足精确定位插打。钢管桩插打结束后应立即进行桩间连接系连接。 1）.钢管桩插打主要施工步骤 (1)利用测量仪器定出桩位中心线，精确定位。 (2)吊放钢管桩，测量钢管桩中心偏差及倾斜度，并进行调整，符合要求后钢管桩整体下插迅速着床； (3)钢管桩各项偏差满足要求后，利用打桩船或 DZ90 震动打桩锤插5打钢管桩。因此时钢管桩入土深度较浅，任何偏载或水平力极易造成钢管桩倾斜，故应采取措施使打桩锤尽量无偏心力。震动打桩锤开始插打钢管桩时应先轻打 23 锤，然后检查并调整钢管桩的平面位置偏差及倾斜度，再逐步增加打桩次数及频率。当钢管桩入土深度达到 3m 左右后，方

9、可连续沉桩。 根据泉州湾大桥的实际地质情况，栈桥、平台钢管桩均按摩擦桩设计，钢管桩插打以钢管桩入土深度及桩端承载力为控制依据。若钢管桩达到设计标高，但贯入度异常时，则需连续沉桩。为防止“假极限”或“吸入”现象，沉桩时，应停锤一段时间再复打。 (4)钢管桩插打到位后，割除多余管桩，安装桩顶分配梁及钢管桩剪力撑，分配梁及剪力撑应与钢管桩焊接牢固。 5）钻孔桩施工 钻孔桩处覆盖层较薄，部分区域甚至岩层外露，给钻孔平台的搭设带来困难，同时根据地质情况布设 8 台冲击钻机进行钻孔桩基础施工。裸岩区域的钻孔桩采用搭设马蹬式钻孔平台施工，覆盖层较厚的区域钻孔桩则直接插打钢管桩，搭建成连续钻孔平台，进行钻孔桩

10、施工。为了达到预定的工期目标，平台搭设完以后先让吊机及有关车辆通过在另一边进行用钓鱼法插打钢管桩及上部结构，钻孔桩施工后，栈桥实行半封闭施工。吊机、车辆可在钻孔平台上通行，保证陆地材料运输至施工点、方便钢筋笼吊装施工及混凝土灌注施工。 6）贝雷桁拼装 贝雷桁于生产区内散拼。为便于吊装，栈桥分段预拼，以两组主桁6组成整体，一跨为一吊，拼装完成后要仔细检查贝雷桁数量、销子连接质量。 钢管桩插打到位、桩顶分配梁及钢管桩剪力撑安装完成后，利用履带吊机整组吊装贝雷桁架。 贝雷桁的安装时利用测量仪器在桩顶分配梁上精确标示出支座中心线，安装橡胶垫块，利用履带吊吊装就位。 为保证栈桥贝雷桁架的横向稳定性，在两

11、片桁架片组之间设置剪刀撑，在桩顶分配梁处贝雷桁下弦设置卡限器，对贝雷桁进行横向限位。7）栈桥桥面系的安装 (1)分配梁及桥面板安装： 栈桥桥面板为 10mm 花纹钢板，花纹钢板固定在 I12.6 纵向分配梁上面,下设 I22 横向分配梁。由于建设期工期较紧，采用在加工场内焊接全断面、长为 7.5m 的整体定型结构，采用履带吊吊装就位。后续 I22b 横向分配梁与贝雷桁用骑马螺栓进行连接。每块面板间横缝设置 2cm 的伸缩缝，纵缝设置 2cm 的断缝。 每块面板间横缝设置 2cm 的伸缩缝，纵缝设置 2cm 的断缝。为确保施工中水、电的供应，栈桥上设置 140mm3.5mm 的无缝钢管作为电缆管

12、道，120mm3.5mm 的镀锌钢管作为自来水供水管道。 (2)人行道扶手、栏杆安装： 栈桥桥面护栏竖杆焊接在贝雷梁上的分配梁上，焊角高度不小于4mm，扶手横杆焊接在竖杆顶端。栏杆的竖杆、扶手续刷上红白相间的警7示反光油漆。路缘石采用40a，焊接在贝雷梁上的横向分配梁上，焊角高度不小于 10mm。 4、栈桥施工重难点： 为尽快实现工期目标，突破海上施工的各种困难，我部实行三个作业面进行流水施工。钢管桩插打控制着整个工期，为此钢管桩插打使用三种施工方法：陆地滩地采用导向架、水中钢管桩采用浮吊悬伸定位架，打桩船采用 GPS 定位和桩架测垂直度相结合。 1） 、钢管桩插打的质量保证措施： (1)沉桩

13、之前，将震动打桩锤与钢管桩桩顶采用夹持器夹紧，检查两者竖直中心线是否一致，桩位是否正确，桩的垂直度是否符合规定。 (2)钢管桩下沉过程中，及时检查钢管桩的倾斜度，发现倾斜及时采取措施调整，必要时停止下沉，采取其它措施进行纠正。 (3)钢管桩下沉过程中，随时观察其贯入度，当贯入度偏小时停振分析原因，或用其它辅助方法下沉，禁止强震久震。 (4)钢管桩插打以设计桩底标高为主。 (5)钢管桩入土浅时，任何偏载或水平力极易造成钢管桩的倾斜，打桩时先打 23 锤，然后检查钢管桩的倾斜度，调整完毕，接着增加打桩次数，然后校正桩的倾斜度， 当钢管桩入土深度达到 3m 后，方可连续沉桩。 (6)每根桩的下沉一气

14、呵成，不可中途间歇时间过长，以免桩周的土恢复，继续下沉困难。每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短应根据不同机械和不8同土质通过试验决定，一般不宜超过 l0min15min。 (7)钢管桩的平均中心偏差允许值为： 最大中心位置偏差：震动锤、打桩船打桩：5cm 停锤标准：采用冲击型及振动型的打桩设备，最后 3 锤进尺累计低于 3cm。 (8)钢管桩之间的连接必需满焊，各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求。经现场技术员检查钢管桩连接焊缝质量合格后方可打设钢管桩。 (9)测量人员现场指挥精确定位，在钢管桩打设过程中要不断的检测桩位和桩的垂直度，

15、并控制好桩顶标高。下沉时如钢管桩倾斜，及时牵引校正，每振 12min 要暂停一下，并校正钢管桩一次。设备全部准备好后振桩锤方可插打钢管桩。 (10)注意事项： 停锤时，以钢管桩桩头标高为控制依据。若钢管桩达到设计标高，但贯入度异常时，则须连续沉桩。为防止“假极限”或“吸入”现象，沉桩时，应休息一天时间再复打。现场应确保钢管桩的入土深度，并视设计桩尖处的贯入度适当调整钢管桩桩底标高。 钢管桩下沉过程中，应及时检查钢管桩的倾斜度，发现倾斜应及时采取措施调整导向，必要时应停止下沉，采取其它措施进行纠正。钢管桩下沉过程中，应随时观察其贯入度，当贯入度小于 5cm/min 时停振分析原因，或用其它辅助方

16、法下沉，禁止强震久震。 2） 、钻孔桩施工质量保证措施： 9（1）冲击钻进时，机手要随进尺快慢及时放主钢丝绳，使钢丝绳在在每次冲击过程中始终处于拉紧状态，既不能多放，也不能少放，放少了，钻头落不到底，打空锤，不仅无法获得进尺反而可能造成钢丝绳中断、吊锤。放多了，钻头在落到孔底后会向孔壁倾斜，撞击孔壁造成扩孔。 （2）任何情况下，最大冲程不宜超过 6.0m，为正确提升钻錐的冲程，应在钢丝绳上做长度标志。 （3）每钻进 2m 或底层变化出，应在出渣口捞取钻渣样品，洗净后收进专用袋内保存， 表明土类和标高，以供确定终孔标高。 （4）清孔原则采取二次清孔，即成孔检查合格后立即进行第一次清孔，并清除护筒

17、内的泥皮；钢筋笼下好，并在浇筑混凝土前再次检查沉淀厚度，若超过规定值，必须进行二次清孔，二次清孔后立即浇筑混凝土。 （5）成孔标准： 孔的中心位置偏差不大于 50mm 孔径不小于设计桩径 倾斜度小于 1% 摩擦桩孔深不小于设计规定，支承桩比设计深度超深不小于 50mm。 3） 、上部结构施工质量控制： （1）贝雷梁的拼装，销子的连接均须严格按照图纸施工。拼装完毕后，仔细检查贝雷片数量及销子的连接情况，合格后方能架设。 10（2）为保证栈桥贝雷桁架的横向稳定性，在两片桁架片组之间设置剪刀撑，在桩顶分配梁处贝雷桁下弦设置卡限器，对贝雷桁进行横向限位。 （3）安装栏杆必须先拉线，栏杆的高度必须控制好

18、，防止安装好成波浪形。栏杆先临时安装，最后 20-30 孔统一带钢丝定位。确保栏杆安装顺直。 5、栈桥施工经验总结： 1、根据工程施工总进度计划的控制下，坚持逐周编制出具体的工程施工计划和工作安排。坚持每天开调度会，紧抓每天的生产计划进度。确保总进度计划顺利完成。 2、由于受半日潮及天气影响，为避免船机窝工，加快施工进度，材料运输必须与施工进度同步， 。 3、在施工过程中不断积累施工经验，特别是钢管桩插打，要根据地质情况，加快插打进度，从而加快施工进度。 4、工序之间衔接要紧凑，上一道工序在施工，下一道工序就要准备好。 5、根据工程施工特点，各项工作之间组织平行流水施工作业，以各项施工为主线，辅助配套工配合作业。综合平衡安排与调整，做到目标明确，偏于人力、物力集中，确保工作进度、质量、安全。 6、对生产要素认真进行优化组合、动态管理。及时组织施工所需的人员、物资进场，保障后勤供应，满足施工需要，保证连续施工作业。