1、中川铁路西固黄河特大桥栈桥工程的设计与施工摘要：随着国家铁路建设的发展，跨越河流的桥梁日益增多，栈桥在桥梁施工中的作用也越来越重要。作者结合中川铁路西固黄河特大桥钢栈桥工程，重点对钢栈桥的施工技术进行了全面的总结。 关键词：钢栈桥 黄河 施工技术 总结 Abstract: with the development of the national railway construction, more and more of a bridge across the river, the role of pier in bridge construction is becoming more and
2、 more important. The author nakagawa railway west of solid steel trestle of the Yellow River super major bridge engineering, focus on construction technology of steel trestle has carried on the comprehensive summary. Keywords:Steel trestleThe Yellow RiverThe construction technology conclusion 中途分类号：
3、U655.4 文献标识码：A 一、工程概况 1、地理位置及地质条件 新建兰州至中川机场铁路 ZCTL-SG1 标段西固黄河特大桥位于兰州市西固区和安宁区境内，全长 5837.89 延米。 桥址处主要为黄河河床，河漫滩及一级阶地，河床宽约 350 米。黄河北岸陡立，相对高差约 30 米，南岸地势狭窄，紧邻南路滨河。西固黄河特大桥在 165#168#墩之间跨越黄河，跨黄河段为半径 800 米的曲线桥，中心里程 DK21+283.62，线路与黄河夹角为 1025 度，其中165#、168#墩位于黄河两岸岸边，166#、167#墩位于黄河中央。上部结构采用(80+2120+80)m 连续刚构形式跨越。
4、为修建水中墩及上部连续梁提供物资运输通道，拟在桥梁墩身上游沿线路方向修建一座临时施工栈桥，栈桥设计全长 198 米。 根据调查及钻探揭示，桥址处分布地层主要为第四系全新统人工填土、冲积黏质黄土、砂类土、细圆砾土、卵石土、漂石土、上更新统冲积黄砂黄土、黏质黄土、卵石土、下伏第三系泥岩、砂岩（强度0=400kpa） 。 2、水文条件 径流主要来源于上游流域内的降雨和冰雪融水，年径流量随降雨和气温的变化而异，自黄河上游相继建成多座水电站后，对下游河段洪峰流量的消减作用尤为明显，其百年一遇洪水流量为 6500 立方米/秒，十年一遇通航流量为 4780 立方米/秒。百年一遇洪水水位标高 1540.20
5、米，设计栈桥上部结构底标高确定为 1539.55 米。 二、栈桥搭设总体方案 西固黄河特大桥的 166#、167#墩位于黄河中央，根据现场实际情况，目前实测黄河水位 1535.37 米，水深约 6-8 米，设计栈桥上部结构底标高 1539.55 米，桥面标高为 1541.20 米。栈桥由黄河北岸搭设至 166#墩位置（165#墩-166#墩之间净距还有 100 米，可满足通航需求） ，设置在主桥的右侧、黄河的上游。栈桥宽度设计为 6 米,为直线桥，栈桥桥中心距主桥主墩中心距离为 21 米，并在墩身位置搭设作业平台。平台设计采用钢管桩平台方案，结构形式与栈桥相同，其平面尺寸 166#墩为36m3
6、2m、167#墩尺寸为 36m36m。平台上设置钻孔桩施工区、吊车及混凝土罐车行走通道，导管、钻头等堆放场地。 栈桥采用钢栈桥，下部结构采用钢管桩基础，上部结构采用连续梁结构。栈桥桩基采用 D63010mm 螺旋钢管，桩中心间距 4.5 米，每墩设桩基 4 根，钢管桩间采用22a 做剪刀撑、429x8mm 的钢管或22a 槽钢做平联，使之形成板凳桩结构。桩顶设工字钢横梁，横梁由两根 I45b 工字钢拼制而成。横梁上方延桥向铺设纵梁，纵梁采用单层 6 排贝雷梁不加强，横向中心间距 90cm，桥跨形式采用 2-（6m+3m）+15-(9m+3m)。桥面采用自制桥面板，桥面板每块宽度为 1.26 米
7、，长 6 米，沿桥向横向铺设，每块桥面板纵向设 3 根14a 槽钢，横向设14a 槽钢300mm，和纵横槽钢焊为整体，上铺 10mm 厚螺纹钢板。桥面横向在栏杆外侧设置电缆管线的槽口，栈桥两侧设 1.4 米高的钢管栏杆。同时，在黄河北岸栈桥起始处设 C30 钢筋混凝土桥台一个。 栈桥顶面每跨只允许一台机械通过或停留，通行标准为：汽-20 级车辆；满载的混凝土罐车；50T 履带吊+20T 吊装物。最大行车速度为15km/h。 三、主要施工工艺 钢栈桥施工采用逐孔架设法施工，从 168#墩向 166#墩方向推进，先进行桥台施工，同时开始施工栈桥的前两根钢管桩基础，钢管桩基础采用 50t 履带吊悬吊
8、 DZ-120 型振动锤直接沉桩就位，前两个桩基插打结束后开始焊接剪刀撑及平联，利用 50t 履带吊吊装横梁工字钢、纵梁贝雷片及桥面板，然后开始施工下一处钢管桩基础，循环施工直至结束。 （一）桩基础施工 1、钢管桩基础施工 （1）钢管桩基础的详细结构 钢管桩基础采用板凳桩结构，每个板凳桩由 4 根 D63010mm 的螺旋钢管组成，钢管桩横向中心间距距 4.5 米；钢管桩间采用22a 做剪刀撑、4298mm 的钢管或22a 槽钢做平联，使之形成板凳桩结构。并在每个桩顶设置由 D65010mm 螺旋管（经过现场加工制作）与20mm750mm750mm 钢板焊接而成的高 0.5m 的桩帽。 （2）
9、钢管桩基础施工概况 钢管桩基础施工从 168#墩向 166#墩方向推进，由 50t 履带吊悬吊DZ-120 型振动锤直接沉桩就位，当震动锤控制台频率表读数大于 50HZ、电压表电压大于 370V，且振动锤压力表达到 150kpa 以上时停止振动（经设计检算，此时钢管桩嵌入砂岩 1.0m 以上，满足钢管桩的稳定性要求） ，此时根据振动锤的激振力可确定钢管桩的承载力为大于 775KN。采用水准仪对桩顶标高进行测量，然后对钢管桩进行接桩或截桩。然后在每根钢管桩顶安装桩帽，桩帽外套在钢管桩上。如钢管桩插打造成倾斜，需要在安装桩帽前对钢管桩顶面进行切割整平，使所有钢管桩顶标高相同。 （3）接桩和截桩 a
10、.接桩：钢管桩的接桩采用钢板连接方式，即在 D63010mm 的钢管桩内先焊 3 块 30cm 长、10mm 厚的钢板，设置内外两道焊缝，钢板平分在两个钢管中，履带吊起吊钢管桩至所需接桩的钢管桩上口，慢慢下沉,使钢板插入需接桩的钢管内，下沉至两根钢管桩管口相对，然后采用人工焊接。焊接牢固、密实后，并在外侧采用 10mm 厚的钢板搭接焊进行加强，然后继续振动使钢管下沉至下沉缓慢，且振动锤频率表大于 50HZ、电压表大于 370V，压力表达到 150kpa 以上时停止振动。 b.截桩：在钢管桩上以四点法定出设计标高线，然后用气割将设计标高线以上的钢管桩割去。 在接桩及截桩过程中，人员及机械可通过吊
11、篮或租用小型船只进行作业。 2、钢管桩定位 为了保证第一排钢管桩平面位置准确、垂直度好。采用全站仪进行定位测量，人工用倒链配合吊车进行作业。待第一个板凳桩的四根桩插打结束后，进行钢管桩间的加固措施施工，并进行上部结构的拼装作业。后面的桩基采用导向架定位施工，导向架主梁采用两根 I40b 工字钢，上面铺设 8mm 厚波纹钢板形成工作平台，最前端焊接两个桩位限制器,控制钢管桩的移动。平台四周焊接护栏，防止操作平台由于各种原因滑下工字钢造成安全事故。施工时，导向架前段悬挑至准备施工的钢管桩位置，后端用倒链或螺栓固定在以铺设的贝雷梁上，测量班用全站仪进行放线定位,根据放线位置移动操作平台上的桩位限制器
12、至准确位置，然后把履带吊吊钢管在限位框缓慢下沉，待进入河床后，进行进一步的调直，对钢管桩的垂直度进行进一步调整，符合倾斜度1%后开始插打。 3、施工技术要点 （1）测量放样 栈桥基础施工采用全站仪放样，水准仪全程跟踪观测高程。 （2）钢管桩插打注意事项 钢管桩施打时要注意桩顶标高的控制，桩顶标高应控制在正误差10mm 以内。当钢管桩进尺极为缓慢或施沉困难时，则不能强行施沉，以免钢管偏位或变形，要分析其原因。 钢管桩施打时，若桩顶有损坏或局部压屈，则对该部分予以割除并接长至设计标高。 钢管桩施工的平面位置及倾斜度满足以下要求：平面位置偏差20cm;倾斜度1%。 （3）施加钢管联结 钢管桩施打结束
13、后，立即进行平联及剪刀撑焊接施工。此连接采用吊车配合吊运连接杆件，人工站在吊篮或小船内进行。连接杆件采用22a 的槽钢进行连接。连接杆件在岸上加工成型，由四块连接板与钢管桩连接。连接设置的目的在于保证每个板凳桩的钢管桩形成整体稳定性，因此必须保证连接处的焊接质量，所有焊口必须确保满焊。 钢管连接施工过程中应及时进行钢管桩牛腿放样及焊接。若由于钢管桩偏位造成牛腿的安装位置无法与设计位置吻合时，采取措施进行加固。 在施工平联及剪刀撑过程中，人员、机械、材料可通过吊车吊吊篮及租用小型运输配合施工。 （三）上部结构施工 1、概述 上部结构的施工主要采用 50t 履带吊组拼。上部结构的铺设主要包括 2I
14、45b 工字钢桩顶横梁安装、贝雷架安装和桥面板铺设。在上部结构的铺设过程中，着重控制结构件相互间的栓结以及焊接质量。 2、安装桩顶横梁 在每两个横桥向的钢管桩顶部设置横梁，每个横梁由 2 根 45b 工字钢组拼而成,长 6m，在岸上进行加工，采用人工配合履带吊将横梁放在桩帽上，位置放好后将横梁及肋板与桩帽钢板进行焊接形成整体。 3、安装贝雷片 横桥向贝雷片为 6 排，间距 90cm，采用标准 90 撑架进行联结。贝雷片分跨、分组在加工场地组拼成形，运输至现场。采用履带吊整体吊装至指定位置，与既有贝雷梁进行栓接。然后将每片贝雷梁与横梁采用型钢限位器固定，每排桁架梁之间采用标准支撑架连接，将 6
15、排贝雷片连成整体。 4、安装桥面板 桥面采用自制桥面板，铺设在纵梁上，与纵梁均采用螺栓连接。桥面板每块宽 1.26 米、长 6 米，横桥向逐块铺设，每块桥面板纵向设 3 根14a 槽钢，横向设14a 槽钢300mm，纵、横向槽钢焊接为整体，上铺10mm 厚的波纹钢板。 桥面板在岸上加工成型，平板车运至施工现场进行安装。采用履带吊逐块吊装至指定位置进行拼装，桥面板与贝雷梁桁架以螺栓连接。进行桥面板铺设时，桥面钢板之间的间距控制在 2-4cm。 5、钢栈桥动态测量 为了能够充分掌握施工过程中栈桥的平面位移及高程变化，在钢栈桥每个板凳桩处设置测点，每天早晚各进行一次测量，钢栈桥成桥后一周之内每天测量
16、一次，一周后每周进行一次测量，并形成记录报告。 6、钢栈桥拆除 在主桥的下部结构施工结束后，对钢栈桥进行拆除作业。钢栈桥的拆除采用逐孔拆除法。拆除顺序为解除桥面板螺栓，拆除桥面板；气焊割除贝雷梁与横梁的连接卡扣，解除贝雷梁连接处螺栓，将每孔贝雷梁整体拆除；横梁采用吊车直接连带桩帽一同拆除；电焊切割钢管桩间的平联及斜撑的连接板，将平联及斜撑拆除；最后钢管桩基础采用振动锤先向下振动，然后上拔的方式取出。循环施工至整个钢栈桥拆除结束。 7、附属工程 钢栈桥顺桥向两侧设置高 1.4 米的防护栏杆，由于考虑履带吊转身高度的影响，先设置 0.8 米高。栏杆立柱采用 40mm 的钢管，间距 2.5米，焊接在
17、桥面板14a 槽钢上。立杆顶端设置 40mm 的钢管，下面采用 16mm 钢筋焊接一道,等履带吊打桩作业完成后立杆设置两道 40mm的钢管，上面采用 20mm 钢筋焊接，并在内侧设置栅栏往。为了确保车辆行车安全，在距离栏杆 0.75m 处应用10a 设置限位器。栈桥栏杆和10a 限位器上涂刷红、白相间的反光涂料。栈桥栏杆上设置夜间行走路灯并每隔 5 米两侧交错悬挂一个救生圈。 8、结束 通过对钢栈桥从下部结构到上部结构进行施工技术总结。栈桥具有构造简单、施工方便灵活、结构稳定安全可靠、具有一定的刚度、操作方便，自重轻、整体变形小等特点。对今后在黄河中栈桥施工起了一定的指导意义，为主桥高质量地提前完工提供了技术保障，从而创造了良好的社会和经济效益。 参考文献： 1、 公路桥涵设计通用规范JTG D60-2004。 2、 公路桥涵地基与基础设计规范JTG D63-2007。 3、 钢结构设计规范 （GB500017-2003） 。 4、 建筑桩基础技术规范JGJ94-2008。 5、 装配式公路钢桥多用途使用手册 。
