1、深水急流钢管栈桥设计与施工摘要:以工程实例为依托,介绍深水急流钢管栈桥设计、施工、监测、维护等技术,供类似工程借鉴。 关键词:钢管栈桥;深水急流;设计;施工技术 中图分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:16723198(2014)02018602 1 栈桥设计方案和参数 根据现场调查及图纸资料,梓江大桥位于梓江螺丝池水库回水区内,水深为 1315m,最大水流速度约 5.4m/s,其下为 25m 卵石河床层;枯水季节有 4 个墩位于水中,雨季期间有 5 个墩位于水中,与河面斜交,长约 240m。常年频发洪水,常年洪水位 344.28m(调查资料,每年频率为 3 次左右) ,设计资料百年洪水位
2、为 347.40m。 考虑到工作平台施工和桩基施工的需要,栈桥按通行 60t 履带吊、8m3 混凝土罐车进行设计。据此,栈桥宽度设计为 6m,栈桥轴线平行于桥梁轴线,全长 220m,纵、横坡设置为平坡,栈桥与主桥桥墩净距约7m。 2 栈桥施工技术 2.1 钢管桩施工 钢管桩采用壁厚 10mm 的钢板在钢结构加工场卷制,直径 820mm。钢管桩打入强风化岩层 34m,钢管桩平均长度约 24m,具体深度必须保证桩基承载力。25t 汽车起吊振动锤(DZ90)进行插打施工。钢管桩插打时严格按照桩布置图设计位置进行。 桩施工注意事项: (1)钢管桩施沉前根据桩位图计算每根桩中心的平面坐标,确定桩中心位置
3、及沉桩顺序,防止先施打的桩妨碍后续桩的施工。 (2)在流速较小时放钢管桩。 (3)沉桩顺序:钢管桩施工总体按照先上游后下游,先岸侧后江侧的施工顺序进行。 (4)钢管桩平面位置及垂直度调整完成后,开始压锤,依靠钢管桩及打桩锤的重量将其压入砂卵石层,复测桩位和倾斜度,偏差满足要求后,开始锤击。钢管桩倾斜度不得大于 1.5%。 (5)钢管桩的桩尖标高由入土深度控制,若钢管桩无法施打至设计标高,则采用内冲内排的方法进行辅助沉桩,直至钢管桩的入土深度满足设计要求。 2.2 桥面施工 钢管桩插打到位后,在工作桩水面以上部分焊接两道水平连接杆件并设剪刀撑,将工作桩纵横向连接成整体,增加稳定性。 测量放线,保
4、证工作桩顶面在同一水平位置。工作桩全部插打完成后,在桩顶开口(开口处应做加固处理)布设放置 I28b 工字钢作为横梁,再架设 7 道 I45 工字钢作为纵梁,铺设纵横向分配梁及钢板作行车路面。3 栈桥监测方案及标准 通过计算表明,栈桥安全性满足设计要求,但在计算中栈桥最大位移达到 86mm,桩基最大应力达到 180MPa,上部结构应力达到 140MPa,表明此种工况下,结果较危险。再加之计算中对实际情况进行了一定简化,未考虑复杂的地质条件、施工质量、漂浮物等多种因素,因此必须制定较为保守的监控标准以保证栈桥的安全,减小事故对人员、设备带来的损伤。 本文通过对多种工况进行模拟计算,以计算中得到的
5、结构位移、应力结果为主要参考依据,并综合相关规范及施工经验,制定现场监控方案及标准,如表 1 所示的栈桥监控方案,表 2 所示的栈桥监控标准。 4 栈桥维护加固措施 在洪峰过后,监控若发现栈桥受损或失稳时,则需在保障人员设备安全前提下对栈桥进行维护加固。 4.1 栈桥检查 (1)待洪水消退到警戒线下时,对栈桥各部进行仔细检查,特别是焊接部位、螺旋管间距、连接杆件等。 (2)对全桥电线路进行检查,重点是接地保护装置及漏电保护设施、电线路的连接部位等。 (3)栈桥支墩处河床冲刷情况检查,采用标高探测法与栈桥支墩施工时的标高比对,发现冲刷严重时,采取相应措施。 4.2 漂浮物清除 待洪水消退到警戒线
6、下时,进行漂浮物清除工作。 (1)组织打捞队伍,对漂浮物进行打捞、清除。 (2)25 吨汽车吊配合,使用钻机捞渣筒将漂浮物分离散开。 (3)作业人员在小木船上或身系保险绳站在栈桥连接梁上,用打捞钩将漂浮物推向下游;长大漂浮物则直接将其吊起清运除现场。 4.3 栈桥加固 (1)对于倾斜的桥桩进行扶正,接长,增加入土深度,必要时在螺旋管内填充碎石和砂的混合物以增大整体重量,确保稳定;对于冲毁或在水下部分的桩体,则在原桩两侧打入新桩代替原桩。 (2)对全桥焊接部位(重点是纵横向连接杆件)进行检查,发现焊缝开裂、脱落时,须立即补焊,使结构强度满足计算要求。 (3)可通过对桩基部分抛填岩块、石碴等方法,增加覆盖层厚度。 (4)必要时采用锚锭等方式固定栈桥。 5 结语 深水栈桥是跨水域桥梁建设的重要辅助方式,其施工质量直接影响桥梁主体建设,因此必须严抓设计、施工、监测、维护几大环节,方能保证工程安全、优质。 参考文献 1公路桥涵设计通用规范(JTG D602004)S. 2建筑桩基规范(JGJ942008)S. 3于良科.钢栈桥设计与施工J.山西建筑,2007,33(24):306307. 4马少杰.施工栈桥的设计施工以及汛期加固措施J.四川建筑,2010,30(2):146150.