兰州市深安黄河大桥工程钢栈桥方案比选

顾乾岗

（宏润建设集团股份有限公司，上海市　200235）

兰州市深安黄河大桥工程钢栈桥方案比选

顾乾岗

（宏润建设集团股份有限公司，上海市200235）

兰州市深安黄河大桥工程主桥采用多点步履式整体顶推技术施工，为了施做河中临时顶推墩，需在黄河河道内搭设钢栈桥作为施工通道及作业平台。深安黄河大桥所处黄河段，水位深、水流急、不通航且河床为板结卵石层，因此钢栈桥的搭设难度较大。列举两种钢栈桥的搭设方案，通过技术、安全和经济等方面的综合比选，分析两种钢栈桥搭设方案各自的特点，对类似工程的栈桥选用具有一定借鉴意义。

钢栈桥；卵石地层；不通航河道

1　工程概述

兰州市深安黄河大桥主跨156 m，结构形式为下承式蝶形钢拱叠合梁，采用多点步履式整体顶升滑移技术进行施工。根据顶推施工要求，需在黄河河道中设置两组临时顶推墩，顶推墩构造为钻孔灌注桩基础+钢管格构柱。

由于该河段不通航，但需保证其足够的过水断面，无法采用打桩船或筑岛法，因此决定从岸边向河中搭设钢栈桥，用作施工通道及作业平台。

根据顶推墩的位置，要求钢栈桥的长度为108 m，如图1所示。

图1　钢栈桥总体布置示意图

地质勘察报告显示，自河床以下100 m范围内均为③5层卵石：杂色，中密—密实状态，磨圆度好，呈亚圆形，分选性差，级配较差。物质成分主要有石英岩、花岗岩及硬质砂岩。埋深6～10 m以上，为近代黄河冲积而成（Q4），一般粒径50～100 mm，最大达200～300 mm以上，以砂类土充填。埋深6～10 m以下，为Q1～Q3沉积地层，一般粒径50～80 mm，最大达200 mm以上，砂类土充填，泥质含量稍高，深部略具微胶结。

该河段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变化而异，自黄河上游相继建成多座水库后，对下游河段洪峰流量的消减作用尤为明显，黄河水位相对稳定。在100 a一遇的黄河最大流量6 580 m3/s情况下的设计水位为1 528.52 m。根据勘察报告及项目部一年多的实地观测，了解到本工程主线跨黄河处，黄河河床底标高平均约1 515 m，局部约1 513 m，正常最高水位1 527.55 m，施工常水位1 525.5 m左右。

2　钢栈桥方案设计

根据钢栈桥上施工时将承受的荷载，进行钢栈桥构造设计，按照钢栈桥主梁构造形式不同，拟定两种钢栈桥方案：贝雷架栈桥和型钢栈桥。

2.1方案一：贝雷架栈桥

（2）桩顶盖梁采用双拼40 b工字钢，单根长6 m，布设间距与钢管桩一致。

（3）主梁采用单层双排不加强型贝雷桁架，设置450支撑架，横向6组，组间距0.9 m，跨度3 m、15 m。

（4）桥面采用槽钢+花纹钢板，25 b槽钢槽口向下，横向间距400 mm。

贝雷架栈桥构造如图2、图3所示。

2.2方案二：型钢栈桥

（2）桩顶盖梁采用双拼32 b工字钢，单根长6 m，布设间距与钢管桩一致。

（3）主梁采用32 b工字钢，横向布设12根，间距450 mm，跨度5.5 m。

（4）桥面采用槽钢+花纹钢板，25 b槽钢槽口向下，横向间距400 mm。

型钢栈桥构造如图4、图5所示。

图2　贝雷架栈桥纵断面布置示意图

图3　贝雷架栈桥横断面

图4　型钢钢栈桥纵断面布置示意图

图5　型钢栈桥横断面

3　贝雷架栈桥分析

3.1贝雷架栈桥方案优点

（1）充分利用贝雷桁架抗弯性能优势，栈桥单跨跨度大，在河道中布设钢管桩的数量较少。

（2）贝雷架采用螺栓连接，岸上组拼，整体布跨，并且钢桩数量较少，因此搭、拆速度较快。

（3）贝雷架栈桥对材料性能利用率较高，整体用钢量较少，且搭、拆工效高，因此施工成本较低。

3.2贝雷架栈桥方案缺点

（1）贝雷架梁高较大，为了保证栈桥梁底高出河道正常最高水位，导致桥面标高相对较高。

（2）栈桥跨度大，若要在已完成的栈桥上进行钢管桩插、拔及主梁架、拆，对起重机臂长要求高。

（3）栈桥桩基承载集中，对单桩的承载力及稳定性要求较高。

4　型钢栈桥分析

4.1型钢栈桥方案优点

（1）型钢梁高较小，在保证栈桥梁底高出河道正常高水位时，相对桥面标高较低。

（2）栈桥跨度较小，适合于在已完成的栈桥上，采用普通起重设备进行逐跨搭、拆。

（3）栈桥桩基承载相对分散，对单桩的基承载力及稳定性要求相对较低。

4.2型钢栈桥方案缺点

（1）由于型钢抗弯性能导致其单跨跨度小，因此需要在河道中布设较多的钢管桩。

（2）型钢栈桥焊接工作量大，且型钢主梁根数较多，因此搭、拆速度相对较慢。

（3）整体用钢量相对较大，并且搭、拆工效较低，所以其施工成本相对较高。

5　钢栈桥方案比选

深安黄河大桥工程河中栈桥的施工具有以下特点：

（1）由于顶推墩需位于主桥下方，而栈桥是用作顶推墩施工时的通道及平台，因此栈桥搭、拆施工将受到桥下净空的影响。正常高水位下，桥下净空约12 m，因此将限制大型起重机的使用，并要求栈桥顶面标高应尽量降低。

（2）深安黄河大桥所处黄河河段不通航，无法采用浮吊等水上施工设备，因此要求栈桥的搭、拆作业必须沿着栈桥走向，利用已完成的栈桥进行施工。

（3）该段黄河河床均为板结的卵石层，即使采用大功率的振动锤锤击钢管桩，也仅能保证钢管桩的入土深度最大为4～5 m，而接近13 m的水深导致了钢管桩上端长度较长，加之汛期时可能产生的局部冲刷，因此钢管桩的稳定性较难保证。

因此，根据上述施工特点，综合比选两种栈桥的优缺点，可以得出：型钢栈桥方案在不通航河道且净空受限制的情况下，因其桥面标高较低、单跨跨度小，可以实现，利用普通起重设备在已完成的栈桥上，逐跨进行搭设、拆除作业。并且型钢栈桥方案的钢管桩数量较多，承载分散，降低了单桩承载及稳定性的要求，适合于板结卵石层中钢管桩入土深度有限的工况。

因此，兰州市深安黄河大桥工程选用型钢栈桥方案进行施工。

6　结语

跨河道的桥梁工程施工，往往涉及水中栈桥的搭设，栈桥搭设时除了要经济性地按照其承载要求进行结构设计时，还需要根据水文地质情况、周边环境限制、施工机械选用、搭拆作业便利性等因素进行综合考虑。

贝雷架栈桥与型钢栈桥相比具有单跨跨度大，桩基数量少，搭、拆速度快，施工成本较低等优点，在成桩效果好的通航河道里利用浮吊进行长距离栈桥的施工，其优势将十分显著。

兰州深安黄河大桥工程所处河道，水位深、水流急、不通航且河床为板结卵石层，因此不利于使用贝雷架栈桥。然而，型钢栈桥因其较低的桥面标高，较短的搭、拆作业距离，承载分散的桩基础，更适合于在该工程中应用。

兰州深安黄河大桥工程采用型钢栈桥，于2012年底黄河枯水期，开始栈桥施工，并于2013年底黄河枯水期拆除。栈桥使用期间经历黄河汛期考验，安全可靠地保证了河上施工作业的顺利进行，为深安黄河大桥主桥顶推施工提供了有力保障，具有较高的实用价值。

［1］上海市政工程勘察有限公司.兰州市深安黄河大桥岩土工程勘察报告［R］.2011.

［2］上海市政工程设计研究总院.兰州市深安黄河大桥工程主桥施工图设计［R］.2011.

［3］JTG/T F50—2011，公路桥涵施工技术规范［S］.

［4］GB 50017—2013，钢结构设计规范［S］.

U448.18

B

1009-7716（2016）06-0073-03

2016-03-23

顾乾岗（1973-），男，浙江宁波人，工程硕士，高级工程师，从事路桥关键技术研究与项目实施工作。