張紅昌 湯有斌
【摘 要】論文以株洲市湘江七橋臨時鋼棧橋施工為工程背景,綜合公司參建大橋臨時鋼棧橋的相關案例文獻,介紹了淺(無)覆蓋層地質(zhì)情況下,臨時鋼棧橋的施工技術,并通過方案對比、施工工藝、質(zhì)量控制及施工效果等,總結(jié)了淺(無)覆蓋層下棧橋施工的施工要點,為該地質(zhì)情況下的臨時鋼棧橋的施工提供借鑒。
【Abstract】Taking the temporary steel trestle construction of Xiangjiang Seven Bridge in Zhuzhou City as the engineering background, and combined with the relevant case literature of the company participating in the temporary steel trestle bridge construction, the paper introduces the temporary steel trestle construction technology under shallow (no) overburden geological condition. Through scheme comparison, construction technology, quality control and construction effect, the construction points of trestle bridge under shallow (no) overburden are summarized, so as to provide a reference for the construction of temporary steel trestle under this geological condition.
【關鍵詞】淺(無)覆蓋層;臨時鋼棧橋;施工要點
【Keywords】 shallow (no) cover layer; temporary steel trestle; construction key points
【中圖分類號】U445.469 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069(2019)06-00136-02
1 引言
近年來,伴隨著改革開放的步伐,我國大型橋梁的設計和建設也得到了飛速發(fā)展,中國的路橋工程技術也在日新月異,在國際業(yè)界聲譽日隆,完美地展現(xiàn)了中國符號。一般跨江、河、淺海區(qū)域的橋梁施工,以前都是通過拋土筑島的方法,變水上施工為陸上施工,但傳統(tǒng)的拋土筑島弊端較多,如容易造成水土流失、對附近水域造成污染、后期恢復河道相當麻煩等。隨著時代的發(fā)展,對環(huán)保的重視越來越高,對工期的要求越來越緊,傳統(tǒng)的拋土筑島已經(jīng)不能滿足施工的需要了,臨時棧橋便逐漸地、頻繁地出現(xiàn)于目前跨大江大河、跨山谷的工程實例中,而鋼棧橋因為材料常見、搭設方便、適用性廣、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性高而被普遍應用于臨時棧橋施工中。本文就株洲湘江七橋臨時鋼棧橋在淺覆蓋層下的施工技術進行闡述,以便可以為類似項目的施工提供一些借鑒和交流。
2 工程概況
株洲湘江七橋位于淥水湘江出口上游約400m,株洲航電樞紐下游約5km處。湘江源遠流長,河網(wǎng)發(fā)育,水量充沛。據(jù)株洲水文站實測資料統(tǒng)計,多年平均流量1810m3/s,最大洪峰流量為20700 m3/s,最高洪水位42.69m,斷面平均流速1.95m/s,沖刷深度0.55m。橋位區(qū)附近區(qū)域性斷裂構(gòu)造發(fā)育,巖層節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體完整性較差,地層巖性變化較大,工程地質(zhì)條件比較復雜,區(qū)域地質(zhì)環(huán)境穩(wěn)定性一般,河床覆蓋層薄,最薄處表層僅0.7m厚的圓礫。
本橋主橋為(55m+6×90m+55m)C55預應力砼連續(xù)箱梁,主梁單幅斷面為單箱單室形截面,0號塊采用支架現(xiàn)澆,其他號塊箱梁采用掛籃懸臂現(xiàn)澆施工。全橋共有7個主墩,需要配備14套掛籃,工期緊張,任務繁重,因此,主墩樁基、承臺和墩身的工期對全橋的工期制約就尤為重要了。如何保證主墩的下構(gòu)盡快施工出水面而不受汛期的影響,是本項目施工組織的重要環(huán)節(jié)。
本項目擬采用搭設鋼棧橋的方式作為主墩的運輸通道,變水上施工為陸上施工,各施工材料和機具均可通過臨時鋼棧橋進行運輸,人員也可由鋼棧橋至施工作業(yè)工作面,減少人員乘坐交通船舶過程中的安全隱患,最主要的是減少了主墩施工受汛期的影響。需要采用搭設水上棧橋施工的橋墩主要包括:13#~16#墩、17#~19#墩共7個橋墩,主橋16#~17#墩之間為保證橋梁施工期間的正常通航要求,不搭設施工棧橋。在各水上施工橋墩處設置分棧橋,分棧橋作為水上橋墩基礎與墩柱施工的通道和機械設備施工作業(yè)的停置場地。
3 棧橋的使用要求
①棧橋承載力需要滿足履帶吊在橋面行走及起重要求,材料運輸車輛及混凝土罐車行走及錯車要求。②棧橋的寬度設置應滿足各種施工車輛行走和錯車、吊車支腿吊裝作業(yè)的要求。③棧橋的平面位置不得妨礙主墩鉆孔樁施工、鋼圍堰的拼裝下放,承臺及墩身施工,且不得妨礙箱梁的材料起吊上橋面。
本項目通過綜合比選,棧橋平面位置位于橋軸線的上游側(cè),這樣在墩身完成后,還可以通過增設連接件將棧橋與墩身連為整體,從而增加棧橋使用過程中的安全性和穩(wěn)定性[1]。
4 棧橋的工藝流程
本項目鋼棧橋跨度采用6m、9m、12m三種型式,主棧橋橋面寬度按7m設計;分棧橋長度9m,寬度為10m。棧橋采用鋼管樁基礎。下橫梁采用2工56a型鋼,主縱梁采用1.5m高的321型貝雷梁。貝雷梁上依次鋪設工25a的橫向分配梁、28a槽鋼作為面板,最后安裝欄桿等附屬結(jié)構(gòu),棧橋起點為重力式橋臺。
本項目鋼棧橋施工工藝采用釣魚法,即由履帶吊配合振動錘振動沉樁,起重設備同時安裝上部結(jié)構(gòu),從堤岸向水中逐跨施工的作業(yè)方法。為保證施工進度,兩岸分別安排履帶吊同步進行兩岸鋼棧橋的搭設。
5 淺(無)覆蓋層情況下的棧橋樁基施工
本項目棧橋位置處河床基本無覆蓋層,那么棧橋樁基的施工方法對棧橋的搭設工期、棧橋系統(tǒng)的穩(wěn)定性就顯得尤為重要。通過本公司類似項目的施工經(jīng)驗,本棧橋樁基施工采用板凳樁+錨桿加固的方法進行。
本棧橋采用履帶吊進行搭設,搭設方向從岸側(cè)向江心逐跨進行,板凳樁法即將前后兩排的4根?1000mm鋼管樁,通過焊接平聯(lián)和斜撐形成一個整體,類似于一個一個的板凳,以增加棧橋的穩(wěn)定性。
對于局部無覆蓋層且水流過急的位置,可以先行在岸上將?1000mm鋼管樁加工成板凳形式,然后通過履帶吊將加工好的板凳樁直接下放到預定位置,在板凳樁的?1000mm鋼管樁內(nèi)套入?800mm的鋼管樁,通過調(diào)節(jié)?800mm的鋼管樁對板凳樁進行調(diào)平,調(diào)平后將內(nèi)外鋼管樁焊接固定,然后在板凳樁上再進行后續(xù)常規(guī)的主梁及縱橫向分配梁、橋面板的施工。
由于本項目距離航電樞紐僅5km,在洪水期航電樞紐泄洪的情況下水流流量及流速均會很高,為了保證度汛期間棧橋的安全性,需要對棧橋進行加固處理。
棧橋樁基加固的常規(guī)方法有錨樁法、錨桿法和拉錨法,錨樁一般采用鉆孔灌注樁,需要樁基設備進行成樁并灌注混凝土,待混凝土澆筑完成后才能進行后續(xù)棧橋的搭設,會導致棧橋的施工周期較長。錨桿法采用地質(zhì)鉆機等鉆孔設備進行成孔,再安裝錨桿并注漿,將錨桿與鋼管樁基礎連接成整體,此方法可以在搭設好的棧橋平臺上進行,不會對棧橋的搭設工期產(chǎn)生影響。拉錨法即在岸上加工好一定尺寸的錨塊,通過起重設備下放到棧橋上游側(cè),再通過鋼絲繩將錨塊與棧橋連接。
本項目由于工期緊,為確保棧橋在高水位期間的安全,通過比選采用的錨桿法對棧橋基礎進行加固以抵抗水平力。在主棧橋上游側(cè)?1000mm鋼管樁內(nèi)采用地質(zhì)鉆機鉆孔,孔直徑10cm,進入巖層17m,成孔后植入JL32作為錨桿然后壓漿,JL32上口錨固于棧橋頂面上,以方便檢查錨桿受力情況,對錨桿施加30t的預應力[2]。
6結(jié)語
本項目鋼棧橋由于選擇搭設方案比較合適,所以搭設周期較短,在比較短的時間內(nèi)就形成了有效的主橋樁基施工作業(yè)平臺,從而對主橋樁基、承臺及墩身能趕在汛期來臨前出水起到了極大的作用,有效地保證了全橋的施工工期。
錨桿加固措施相比較錨樁加固措施來說,一是成樁方便且經(jīng)濟,二是不會對棧橋的搭設周期產(chǎn)生影響,對于工期較緊張的項目比較合適。鋼棧橋搭設的部分細節(jié)質(zhì)量要求較高,例如,鋼管樁與主梁的接頭安全、主梁與貝雷架的連接固定、特殊地質(zhì)下基礎的加固處理等方面,所以在施工過程中要求我們要嚴格把控,不能因為細節(jié)的疏忽造成不好的后果。
本項目鋼棧橋在搭設完成后保證了主墩下部結(jié)構(gòu)的順利實施,極大降低了汛期對全橋工期的影響。并且在多次經(jīng)受洪水的侵襲后,棧橋整體穩(wěn)定性較好,安全性能也較高,安全圓滿完成了本項目的施工任務。株洲七橋按預定工期完成施工,得到了業(yè)主、監(jiān)理、政府部門和當?shù)厝嗣竦囊恢潞迷u。
7 前景展望
通過搭設鋼棧橋替代傳統(tǒng)的拋土筑島,可以有效避免水土流失,并能縮短施工周期,而且工程完工后棧橋拆除比較簡單,極大地節(jié)約了拆除的后期成本,對項目施工的提質(zhì)增效也能帶來積極的效果。
鋼棧橋施工工藝比較簡單,施工用材比較常見,而且隨著科技的發(fā)展,各種新型材料不斷出現(xiàn),采用新的材料可能會更好地提高棧橋的適用性和安全性,值得我們不斷做出嘗試并改進,讓棧橋的施工標準化、常態(tài)化,讓鋼棧橋的應用更加廣泛,更好地為項目的施工服務。
隨著科技的不斷發(fā)展,我們要加快推進現(xiàn)代工程管理,進一步規(guī)范項目的施工行為,不斷提升工程建設質(zhì)量,降低工程的安全隱患,從保護環(huán)境、提高自動化、推行標準化的方面優(yōu)化施工的每一個環(huán)節(jié),從而更好地為項目施工服務,達到降本節(jié)支、提質(zhì)增效的目的。
【參考文獻】
【1】GB50017 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 [S].
【2】姜楓,朱艷峰.特大鋼棧橋海上施工結(jié)構(gòu)承載力研究與方案設計[J].鐵道科學與工程學報,2018,15(06):1487-1493.