南坡坪黄河特大桥钢栈桥工程施工技术

罗晓刚

(中国中铁九局集团有限公司，沈阳 110036)

1 工程概述

兰渝铁路兰州枢纽南坡坪黄河特大桥位于兰州市安宁区和西固区境内。桥址处主要为黄河河床、河漫滩及一级阶地，河床宽约150 m。2#墩在黄河中央，线路与黄河夹角10°。为了修建2#水中墩及上部的连续梁，解决机械、物资、施工人员等运输问题，特从南岸修建一座96 m长的施工栈桥。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。通航流量为4 780 m3/s。十年一遇洪水水位1 539.94 m。根据现场实际情况，目前实测黄河水位1 534.78 m。每天下午4点半上游水电站开始放水，水位增高1.5～2.0 m。设计栈桥上部结构底的高程1 539.44 m，高差为4.66 m。

2 总体施工方案

栈桥设在主桥的左侧，黄河的下游，主桥曲线半径的外侧。从黄河南岸起，距2#水中墩中心为83.25 m，所以，栈桥设计为长96 m、宽5.5 m的直线桥(跨越黄河处河道总宽150 m)，以满足施工和通航的需求。

栈桥采用钢栈桥，上部结构采用连续梁结构，下部结构采用钢管桩。桥跨形式采用7×(9 m+3 m)。桩基采用φ630 mm×10 mm螺旋钢管，桩中心间距4.5 m。为了加强桥体的整体性和稳定性，解决钢管桩无法打入泥岩所产生的不稳定性，每墩设4根钢管桩，管桩间设置［22a剪刀撑，平联采用φ429 mm×8 mm的钢管，形成板凳桩结构。桩顶设两根I45c工字钢横梁，主梁采用单层6排组装贝雷梁，横向中心间距90 cm。桥面采用自制桥面板。桥面板每块宽1.0 m，长5.5 m，沿桥向横向铺设。每块桥面板纵、横向设置3根@300 mm［14a槽钢，且焊接成整体，上铺厚10 mm螺纹钢板。桥两侧设高1.4 m的钢管栏杆，并在栏杆上设置防护网。黄河南岸侧栈桥起始处设C30钢筋混凝土桥台一个。

3 主要施工工艺

3.1 栈桥下部结构施工

钢管桩由黄河南岸开始进行插打，由50 t履带吊悬吊90型振桩锤振动直接沉桩至设计深度。由于本桥址处地质条件复杂，对于深度无法满足设计要求时，采用水井钻进行引孔施工，直至满足设计要求深度。在插打完的钢管桩内灌注粗砂，灌注高度为钢管桩在水面以下的深度。每个桩顶安装加工好的桩帽，桩帽采用长0.5 m、φ650 mm×10 mm的钢管，上部焊接厚20 mm，800 mm×800 mm的矩形钢板，然后外套在钢管桩上。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，使所有桩顶处于同一水平面上。

3.1.1 钢管桩定位

第一个墩的四根桩采用全站仪直接放线定点，后面采用两根I45a工字钢作为悬挑施工操作平台的梁，上面再铺设厚10 mm的钢板，后端用倒链固结在后面的固结点上，前端焊接一个挡护钢板，防止操作平台上滑下工字钢，造成安全事故。

3.1.2 钢管桩插打

地勘报告揭示，河床表层为漂石土，厚3～5 m，极限承载力为850 kPa，其下为弱风化泥岩及弱风化砂岩，极限承载力450～500 kPa。插打以钢管桩入土深度及桩端承载力为控制依据。若钢管桩达到设计高程，但贯入度异常时，则需连续沉桩。沉桩时，应停锤一段时间再复打。振动时间的控制:每次振动时间应根据土质情况及振动能力的大小，通过实地试验决定，一般不宜超过10～15 min。振动时间过短，则对土的结构未彻底破坏，振动时间过长，则振动机的部分零件易于磨损。桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5%。插打完钢管桩后，在桩内灌注M15水泥砂浆，灌注高度为钢管桩进入河床以下的深度，然后在上面填中粗砂及软石，直至管口。钢管桩插打到位后，割除多余管桩，如钢管桩顶面低于设计高程，则接桩;反之，则截桩。

接桩:钢管桩对接时先在钢管内设置内衬贴板，然后焊接对接焊缝，再沿桩周围均匀加焊六块加劲钢板，以增强钢管桩整体刚度。其对接形式见图1。

图1 钢管桩接桩示意(单位:mm)

钢管桩对口拼装时，相邻管节的焊缝必须错开D/8以上(D为桩径)。管节对口拼装检查合格后，应进行定位点焊，点焊高度应小于设计焊缝的2/3，点焊长度宜取40～60 mm，点焊时所用的焊接材料和工艺应与正式施焊时相同，点焊时的缺陷应及时铲除。对接管端环缝应对称施焊，防止焊接变形，减少次应力。

截桩:在钢管桩上以四点法定出设计高程线，然后用气割将设计高程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车的吊篮或租用小型船只运输。

3.1.3 平联施工

钢管桩插打完毕后，即进行钢管平联及剪刀撑的焊接。此连接采用挂4个吊篮于4个钢管桩处，施工人员站在吊篮内，吊车配合调运钢管。钢管连接拟用直径为φ429 mm的钢管进行连接。由于钢管桩的施打存在一定误差，因此，用于连接的钢管下料长度要根据钢管桩间实测长度而定。

3.2 栈桥上部结构施工

上部结构的施工主要采用50 t履带吊组拼。上部结构的铺设主要包括2I45c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。桩顶横梁采用2I45c工字钢，工字钢底面与桩顶钢板焊接，且每侧加三道肋板进行焊接。若由于安装误差造成桩顶横梁与钢板间不能紧密接触时，则采用加垫薄钢板或钢楔等方法进行施焊调平处理。

3.2.1 栈桥贝雷桁架施工

钢管桩插打到位、桩顶分配梁及钢管桩剪力撑安装完成后，利用履带吊机整体吊装贝雷桁架。横桥向贝雷片为6排，间距90 cm，采用标准90撑架进行联结。贝雷片与桩顶横梁之间采用型钢限位器固定，每排桁架梁之间采用斜杆连接，以将6排贝雷片连成整体。贝雷片分跨分组在陆地组拼成桁架梁后，运输至现场安装。贝雷桁架安装时，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，利用履带吊机吊装就位，并与桩顶分配梁连接牢固。

3.2.2 桥面系的安装

每块桥面板纵向设3根［14a槽钢，横向设3根［14a槽钢，间距300 mm，纵横向槽钢焊为整体，上铺厚10 mm螺纹钢板;桥面板在岸上加工，运输车运至安装位置。主梁安装完成后，在主梁上安装桥面板，桥面板与桁架以螺栓连接。钢板之间应预留足够的焊接位置，以确保面板与［14a槽钢的施焊空间。

栈桥栏杆立柱采用高1.4 m、φ48 mm的钢管制作，每3 m设置一道。栈桥栏杆水平向设置4道，顶端为φ48 mm的钢管，其余三道采用 φ16 mm钢筋焊接在立柱上。立柱焊接在一块厚16 mm的钢板上，与桥面系形成栓接。

4 结语

通过对钢栈桥从下部结构到上部结构施工技术分析，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，对今后黄河中栈桥施工有一定的指导意义，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。

［1］中华人民共和国铁道部.TB10002.2—2005 铁路桥梁钢结构设计规范［S］.北京:中国铁道出版社，2005.

［2］中华人民共和国交通部.JTJ041—2000 公路桥涵施工技术规范［S］.北京:人民交通出版社，2000.

［3］中华人民共和国交通部.JTJF80/1—2004 公路工程质量检验评定标准［S］.北京:人民交通出版社，2004.