丙洲大桥临时钢栈桥的设计与施工

丙洲大桥临时钢栈桥的设计与施工

摘要:针对丙洲大桥的地质和水文条件,介绍了钢栈桥的设计和施工,以及相应的注意事项。施工实践证明,此方案的设计合理可行,对类似的工程具有借鉴意义。

关键词:钢栈桥;设计;施工

1工程概况

丙洲大桥位于同安湾,行政区属同安区和翔安区,大桥跨越同安湾海域。本工程起点桩号为K3+410,位于丙洲岛;终点桩号为K4+320,位于内

路西段,全长910m,其中桥梁起点里程为K3+533.5,终点里程K4+285.7,桥长752.2m。丙洲大桥主桥采用预应力混凝土变截面连续刚构桥,西引桥和东引桥采用预应力混凝土等截面连续梁,桥宽30m,分双幅布置。

1.1地形地貌

场地原始地貌类型主要属海湾滩涂,在东侧为剥蚀残丘。现有岸线大致呈东北-西南走向,其中拟建场地东南侧岸线沿地形较为曲折,岸线两侧均砌筑有护岸,护岸结构为斜坡式浆砌条石(块石)结构,砼压顶,堤脚采用抛石或砂袋防护。

1.2海洋水文

最低潮位-3.30m(黄海基准面,下同),历年最高潮水位4.53m(鼓浪屿海洋中心站),平均低潮位-1.55m,平均高潮位2.44m,设计高水位4.64m。

2钢栈桥施工工艺

2.1跨海主线栈桥结构设计

丙洲大桥跨海主桥栈桥设计根据施工现场总平面布置情况,起点桩号K3+572,终点桩号K4+137,全长505m(已扣除航道60m)。布置在跨海主桥的右侧,为避免栈桥的平面位置影响挂篮的施工,所以栈桥外边缘距离箱梁外边缘3.0m。本栈桥设计根据施工现场总平面布置情况,为方便水上钻孔桩施工,钢便桥桥面与钻孔桩平台齐平。东岸钢便桥14#墩—10#墩位置(水上部分)范围纵梁采用贝雷梁,15#墩-14#墩(岸边及筑岛部分)范围采用工字钢和型钢组合,贝雷梁与岸边采用型钢过渡段;西岸钢便桥全部采用贝雷梁。本钢便桥全长约505m,贝雷纵梁按连续梁拼装,标准跨径按岸边及筑岛部分采用L=5.5m。工字钢钢栈桥和水上部分采用L=12.0m(航道部分)和L=9.0m(滩涂)贝雷梁栈桥两种跨径布置。下部构造均为φ600mm壁厚6mm钢管桩基础,每排桥墩采用四根钢管桩(或L=9.0m时采用两根钢管桩),为加强基础的整体性,每排桥墩的钢管均采用10号槽钢连接成整体。分配横梁采用25b型工字钢,间距为0.40m,分配横粱上的桥面铺设采用20号槽钢纵向反扣铺设。贝雷梁下的钢横梁(盖梁)由两根Ⅰ28a工字钢构成(或单根45工字钢)。桥面宽度设计为6m,桥面用纵向反扣铺设的20号槽钢组成桥面系。考虑地方通航,在9#墩和10#墩之间设置通航位置。为保障施工期间通航安全,在通航道两侧各设置4根φ600×8mm钢管桩防撞墩,防撞墩长度为6m,高度应高出最高潮位以上2.5m,并设置明显的警示标志,夜间及雾天均应设警示灯。栈桥钢管桩入土深度原则:对于一般粘性土层φ600mm钢管桩入土深度以进入强风化岩层表面深度进行控制,具体入土深度将根据提供的详细地质资料数据结合实际施工情况进行确定,可以采用钢管桩的贯入度进行控制,贯入度最后90秒不得大于3mm。由于近期河道清淤,主河道两边土层(或砂层)厚度太浅,栈桥支墩将采用四根钢管桩组成,部分钢管桩的桩底入土深度不足,为此采用水下砼护脚,并在管桩周围抛填砂袋等措施防护。

2.2钢栈桥其它设施

为确保大桥施工中水、电的供应,栈桥上设置有电缆管道和自来水供水管道,栈桥考虑采用防腐涂装保护措施,护栏的竖杆、扶手横杆要刷上红白相间的警示反光油漆,防止水上船只过桥时对钢管桩的碰撞,并在通航孔位置设置。

3钢栈桥的施工

跨海主桥栈桥分东西两个作业面施工。栈桥施工均采用38t履带吊逐孔振沉钢管桩,逐孔架设上部结构的施工方法搭设栈桥,上部结构架设用“钓鱼法”施工。安排一辆平板运输车分别进行钢管桩及型钢、桥面板等的运输,跨海主桥浅水区利用38t履带吊用“钓鱼法”施工。

3.1栈桥下部结构施工

3.1.1钢管桩的加工与制造。每根栈桥钢管桩分两节加工,每节长度为7.5~10.5m不等,接桩在现场进行,采用设计图纸所示焊接接头,避免接头处于局部冲刷线附近。3.1.2钢管桩的运输。钢管桩构件运输最大长度12.0m,构件单重为3t。构件在出厂前标上重量、重心和吊点的位置,以便吊运和安装。利用挂车运至施工现场。3.1.3钢管桩下沉施工方法:钢管桩下沉采用悬打法施工,用38t履带吊车配合振动锤施打钢管桩;履带吊停放在已施工完成的栈桥桥面,打入栈桥基础钢管桩,测量组确定桩位与桩的垂直度满足要求后,开动振动锤振动,在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度,发现偏差要及时纠正。每根桩的的下沉应一气呵成,中途不可有较长时间的停顿,以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。桩顶铺设好贝雷梁及桥面板后,38T履带吊前移,进行插打下一跨钢管桩。按此方法,循序渐进的施工(参见图2)。3.1.4沉桩施工要点及注意事项:a.沉桩开始时,可依靠桩的自重下沉,然后吊装振桩锤和夹具与桩顶连接牢固,开动振动锤使桩下沉。当最后下沉速度与计算值相距不多,且振幅符合规定时,即认为合格,施工过程中采用设计桩长与贯入度法进行双控。b.每根桩的下沉一气呵成,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同土质通过试验决定,一般不宜超过10min~15min。c.振动锤与桩头必须用液压钳夹紧,无间隙或松动,否则振动力不能充分向下传递,影响钢管桩下沉,接头也易振坏,在振动锤振动过程中,如发现桩顶有局部变形或损坏,要及时修复。d.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,并控制好桩顶标高。下沉时如钢管桩倾斜,应及时牵引校正,每振1~2min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。e.钢管桩之间的接头必需满焊,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接头焊接质量合格后方可打设钢管桩。f.钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工。

3.2栈桥上部结构安装

栈桥上部结构的安装采用38吨履带吊进行架设。

3.2.1贝雷梁的拼装。将安装的贝雷梁抬起,放在已装好的贝雷梁后面,并与其成一直线,两人用木棍穿过节点板将贝雷梁前端抬起,下弦销孔对准后,插入销栓,然后再抬起贝雷梁后端,插入上弦销栓并设保险插销。贝雷拼装按组进行,每次拼装一组贝雷(横向两排),每组贝雷长12m,贝雷片间用连接片连接好。拼装在后场进行。

3.2.2贝雷梁架设。结合38t吊机起重量,故单跨2排贝雷梁作为一组进行架设。a.在下部结构顶横梁上进行测量放样,定出贝雷架准确位置。b.将拼装好后的一组贝雷主桁片装车并运至履带吊车后面。c.贝雷每两片分为一组,38t履带吊车首先安装一组贝雷,准确就位后先牢固捆绑在横梁上,然后焊接限位器,再安装另一组贝雷,同时与安装好的一组贝雷用贝雷片剪刀撑进行连接。依此类推完成整跨贝雷梁的安装。

3.3型钢分配梁的安装

38t履带吊车安装I25b型钢横梁,并用骑马螺栓固定好。I25b横梁的支点必须放在贝雷梁竖弦杆或菱形弦杆的支点位置,以满足受力要求。纵梁[22.0按间距安放,吊装到位后与I25b横梁接触点焊接成整体,焊缝厚度满足设计要求。桥面纵向铺设[20槽钢,槽钢与I25b横梁采用焊接,最后安装护栏立杆、护栏扶手和护栏钢筋以及涂刷油漆。

4钢栈桥施工须注意的问题

现场施工若发现抛石的面积不大、层厚不厚时,可采取抓斗进行抓取,清除表层结构物后,再进行钢管桩的振沉工作;若发现层厚较厚、面积较大时,可采取先抓取部分抛石后振沉钢管桩的方法。在栈桥施工中,还必须将钢管、牛腿、承重梁型钢、分配梁、桥面钢板全部焊接牢固,确保此段栈桥的整体稳定性,在栈桥施工期间加强施工观测力度,掌握栈桥在河床位置情况,待栈桥施工结束后以便采取有针对性的加固措施。

4.1钢管桩施工中的注意事项

钢管桩在平面定位时采用全站仪进行,平面位置偏差控制在双排桩80mm,单排桩50mm以内,垂直度控制在1%以内。

4.2钢管桩的连接注意事项

钢管桩施打完成后,应立即进行钢管桩的横向连接,焊接剪刀撑及钢管平联,夜间时应提前进行照明设施的安装,并设置一定数量的安全警示灯标志,防止过往船只碰撞。并确保已经施工完的钢管桩进行连接固定,防止在潮水的作用下发生倾覆等。

4.3潮水及台风影响作用下的注意事项

在施工水域范围内,以适当的距离立水尺,注意观察潮汐变化。考虑到潮水影响,并确保工程施工的安全。如果受到台风的袭击,应尽早撤离所有施工机械和作业人员到安全区域,已经施工完成的应采取一定的措施保证安全过度。

结束语

实践证明,栈桥方案是合理可行,安全可靠的,栈桥的建成不仅保证了施工质量,而且大大提高了施工的主动性。

参考文献

[1]JTJ041-2000.公路桥涵施工技术规范[S].

[2]王穗平.桥梁构造与施工[M].北京:人民交通出版社。2002.

作者简介:吴晓勇(1974,7,21~),男。1995年6月毕业于武汉交通科技大学,专业公路与城市道路工程,学历:大专;2005年6月毕业于东南大学,专业:港口航道与海岸工程,学历:本科。工作经历:1995年7月~2002年10月在中港三航局厦门分公司工作,历任基础公司技术员、技术负责人、主任工程师,2002年11月至今在厦门象屿工程咨询管理有限公司工作,历任项目监理员、专业监理工程师、总监理工程师。

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