高原地区跨江大桥栈桥设计及施工

刘润喜

（中交二公局第四工程有限公司，陕西 西安 710000）

高原地区跨江大桥栈桥设计及施工

刘润喜

（中交二公局第四工程有限公司，陕西 西安 710000）

以雅鲁藏布江大桥临时栈桥为背景，通过分析雅鲁藏布江流域高原气候下的水文资料，针对雅鲁藏布江季节性水文情况，对雅鲁藏布江钢栈桥的设计思路、设计方法等进行了分析和总结，为今后雅鲁藏布江流域水中钢栈桥的设计、施工及安全度汛提供理论依据和借鉴。

高原地区；钢栈桥；设计；施工；安全度汛

0 引言

雅鲁藏布江高原地区地表水丰富，季节性河流特点明显，每年6月至8月流域冰雪融化及降水较大时易形成洪水灾害。作为施工运输通道及下部结构施工平台的临时栈桥，其设计、施工及安全度汛问题尤为重要。为此，本文以雅鲁藏布江大桥施工过程中的临时钢栈桥为依托工程，对该栈桥的设计和施工问题进行了探讨和总结，对今后雅鲁藏布江流域地区桥梁临时栈桥的应用提供借鉴。

1 概况

1.1 栈桥的特点

在江河进行桥梁下部结构施工时，一般会面临潮位变化大、水流急、浪高等不利因素的影响，施工过程中的水上运输比较困难。在这种情况下，架设临时栈桥可以有效地解决上述问题。临时栈桥可作为施工中的运输通道，也可作为下部结构的施工平台，使水上施工变成路上施工，保证了在恶劣环境下施工的正常进行，大大缩短了施工工期，所以临时栈桥在桥梁施工工程中得到了广泛地应用[1,2]。

为保证施工过程中水上运输的正常进行，临时栈桥通常具有一些特定的结构要求。总体来讲，临时栈桥首先应具备承载能力大、施工迅速、拆除方便及可重复利用等特点[3]。栈桥所采用的上部结构形式与普通永久性桥梁相比并无特殊要求，但为满足施工快捷及拆除方便，一般均采用桁架梁、贝雷梁等便于拼装和拆除的结构形式。与上部结构相似，栈桥的下部结构也要考虑施工与拆除的方便，故普遍采用钢管桩基础或预应力混凝土管桩基础等[4]。此外，一般情况下临时栈桥所处施工环境比较恶劣，栈桥施工受周围环境影响较大。

1.2 依托工程概况

雅鲁藏布江特大桥上跨雅鲁藏布江（起点桩号为K26+305.5，终点桩号为K28+114.5），桥长1 809 m，全桥共15联，跨径布置为15×（4×30）；上部结构采用预应力混凝土预制T梁，总计60跨。桥梁0号桥台采用柱式桥台，60号桥台采用肋板式桥台，桥墩采用双柱式桥墩，预应力钢筋混凝土盖梁，墩台采用钻孔灌注（摩擦、端承）桩基础。

该桥址区属于雅鲁藏布江河床，1/300洪水频率设计流量为15 900 m3/s，K26+310处设计水位2 923.66 m，K26+850处设计水位 2 923.84 m，K27+510处设计水位2 924.39 m，K28+080处设计水位2 924.42 m，K27+505处冲刷总深度最大为-0.53m。桥梁墩高在3.5～15.8 m之间，河床内最大水深5 m，水流速度最大1.2 m/s。雅鲁藏布江水系沿线地区地表水丰富，在季风气候条件下，河沟流量随季节变化大，洪水期与枯水期的流量相差悬殊。洪水主要由降水、融水形成，在7～8月份降水较大时容易形成较大洪水，在6～7月份气温较高时，流域冰雪融化也容易形成较大洪水，当降水与升温同期时，流域将形成大洪水。

因此，在雅鲁藏布江特大桥的施工过程中，钢栈桥、桩基施工平台等大型施工临时结构安全度汛问题，是非常重要且值得研究的问题。

2 雅鲁藏布江大桥钢栈桥的设计

2.1 栈桥的设计思路

与常规永久性桥梁相同，钢栈桥体系通常也由上部结构、下部结构及桥面系三部分组成。在对其进行设计时，首先应对桥址处的水文地质情况进行调查，综合确定设计方案。

通过对施工现场进行调查、勘测，以及在当地居民、气象部门走访，该桥汛期为每年6～11月，汛期江水深约6～9 m，1号～56号墩均位于水中。枯水期为12月至次年5月，枯水期江水深约1～4 m，2号墩至8号墩位于主河道水中，9号墩至47号墩位于江心岛上，48号墩至52号墩位于副河道水中，53号墩至60号台位于江岸上。汛期影响安全度汛的工程临时设施主要包括临时钢栈桥及承台施工中使用的钢板桩围堰。结合雅鲁藏布江大桥的水文地质条件，栈桥的设计沿主桥前进方向右侧15 m处搭设。

2.2 栈桥的设计工况

栈桥设计一般考虑三种状态：即工作状态、非工作状态和灾难状态。栈桥工况组合“工作状态”时栈桥允许施工人员、施工车辆和机械自由通过。此时栈桥所处环境不会发生影响施工的风、雨、潮、浪等灾害[5]。“工作状态”的栈桥承受的荷载有结构自重、混凝土罐车荷载、履带吊荷载、对应工作状态的风、波浪和潮流荷载。工作状态时栈桥的风、浪、潮等自然荷载的重现期取5 a。“非工作状态”时栈桥承受较大的风、潮汐和波浪荷载，此时栈桥不允许车辆通行。栈桥承受的荷载有结构自重、对应非工作状态的风、波浪和潮流荷载。非工作状态时栈桥的风、浪、潮等自然荷载的重现期取10 a。“灾难状态”指栈桥可能经受的最不利极端状态。灾难状态栈桥承受很大的风、潮汐和波浪荷载。栈桥模型的荷载有结构自重、对应灾难状态的风、波浪和潮流荷载[6]。

2.3 栈桥上下部结构的总体设计

雅鲁藏布江大桥钢栈桥采用钢管桩基础，贝雷梁承重结构。栈桥设计荷载为公路I级荷载，水中栈桥顶面宽度为6 m，设计有效载荷60 t，限速15 km/h，不通航。上部结构总体设计方案为多跨连续梁，全长420 m，1号～11号墩长300 m，共27跨，跨径组合为3 m+9 m+12 m×23+9 m+3 m；52号～48号墩长120 m，共12跨，跨径组合为3 m+9 m+ 12 m×8+9 m+3 m。雅鲁藏布江钢栈桥成桥后全貌见图1所示。

图1 跨雅鲁藏布江大桥钢栈桥全貌实景

栈桥上部结构为三组双排单层“321”贝雷桁架，梁高1.5 m。下部结构采用打入式钢管桩基础，按摩擦桩设计。栈桥钢管桩单排采用3根529× 8 mm钢管桩，钢管桩之间采用剪刀撑连接；联间制动墩为双排桩，每排桩亦为3根529×8 mm钢管桩布置形式。桩顶铺设型钢，承重主纵梁采用三组双肢共6片贝雷梁，在贝雷梁上布置间距为80 cm的I22a横向分配梁，其顶部均布I12.6分配梁，雅鲁藏布江大桥钢栈桥桥面板采用δ=10 mm厚花纹钢板。栈桥单联最长120 m（10跨）。

2.4 支栈桥及施工平台的设计

雅鲁藏布江支栈桥上设置7个支栈桥倒转，支栈桥长21 m，分3跨，跨径组合为3 m+9 m×2，桥面净宽6 m；支栈桥主梁使用321型标准贝雷片，为4组双排单层贝雷梁；横梁使用25#工字钢间距0.75 m铺设，每节4根；桥面采用12#工字钢间距30 cm铺设，再满铺10 mm花纹板；栏杆高1.2 m，立柱间距3m；桥墩均用600 mm×10 mm钢管桩打设，接主栈桥位置为2×3排列，其余为1×3排列，横向中心距3.3 m+3.3 m，纵向为3 m。为确保水上施工安全，在钢栈桥两侧每20 m设置一道救生圈。

雅鲁藏布江钢栈桥上设置施工平台，每座支栈桥上设置1个施工平台，共7个工作平台，施工平台长9 m，宽8 m，主梁使用321型标准贝雷片，为3组双排单层贝雷梁；横梁使用25#工字钢间距0.75 m铺设；桥面采用12#工字钢间距30 cm铺设，再满铺10 mm花纹板；栏杆高1.2 m，立柱间距3 m；桥墩均采用650 mm×10 mm的钢管桩，为1×3排列，横向中心距3.1 m+3.1 m。

3 钢栈桥度汛施工工艺

钢栈桥施工主要包括钢管桩振打基础、贝雷梁主桁架设、桥面铺装等三部分。雅鲁藏布江大桥钢栈桥基础施工时采用55 t履带吊与液压打桩锤进行配合完成钢管桩的施工；栈桥主桁是在地面完成分组拼装后，再运至桥位处进行吊装与施工；在桥面施工时，于桥址处附近的梁场将桥面各组成部分加工成标准化的构件，由汽车陆运到位后采用履带吊进行吊装架设，再依次完成全桥的施工。具体施工工艺如下。

3.1 打桩施工

在岸边打入定位桩，待履带吊吊装导向架及悬臂导向架就位后，再对钢管桩进行吊装就位。履带吊吊装振动锤和桩帽与桩顶连接，将桩吊至设计桩位后，缓慢放松吊机钢丝绳，直至桩落于河床面以下20 cm，并再次检查桩的垂直度。55 t履带吊配合DZ-60振动锤沿定孔位打桩，两排钢管桩振打完毕后将导向架移开，铺设主梁、分配梁及桥面系，然后依次完成全桥的施工。

3.2 主桁拼装

打桩施工完成后，检查桩的偏斜度及入土深度，与设计无误后，在钢管桩之间安设型钢剪刀撑使其形成整体。在桩顶部位要严格按照图纸设计尺寸进行气割槽口，在此过程中须保证桩底面平整；然后再进行工字钢分配梁的吊装和放置，并与钢管桩焊接固定。桁架的分组拼装是在梁场进行，再由汽车运至拟铺设位置，并通过吊车整体安装与分配梁连结。

3.3 桥面安装

桥面系待纵梁架设好进行安装，横梁与纵梁的连接采用U形卡。桥面标准化模块间设置1 cm的缝隙，以避免因温度变化过大而导致桥面板翘曲。雅鲁藏布江大桥钢栈桥护栏采用φ40普通钢管，钢栈桥左右两侧均设置栏杆，栏杆高1.25 m，每2.4 m间距设置一道立柱，并设置夜间照明设施。

3.4 维修养护

为保证钢栈桥的正常使用，在全桥施工过程中发挥预定功能，应对其进行定期的维护和保养。雅鲁藏布江大桥钢栈桥的维护保养主要包括以下两方面的内容：一是通过对行走于栈桥上施工车辆进行控制，如限速、限载。同时为确保便桥安全稳固，只允许履带吊正常通行而禁止其在钢栈桥桥面上施工作业。二是对钢栈桥主要结构构件进行监测和定期保养，检查钢管桩及其连接件、分配梁、万能杆件、桥面板等各构件的安全情况，确保其处于正常工作状态。若出现异常，则关闭钢栈桥通行，进行全面维护处理。

4 结论

通过分析，针对雅鲁藏布江季节性水文情况，对雅鲁藏布江钢栈桥的设计思路、设计方法等进行了分析和总结。雅鲁藏布江钢栈桥经过设计计算，最终采用钢管桩基础，贝雷梁承重结构。其设计方法和成果可为今后雅鲁藏布江流域水中钢栈桥的设计及安全度汛提供了理论依据和设计经验。

[1]张波，彭启明，陈倩，等.钢栈桥施工技术分析[J].交通科技与经济，2011,（6）：4-9.

[2]陈重，刘平.钢栈桥施工方法研究[J].公路交通科技（应用技术版），2007,（7）:135-137.

[3]史聪慧.新长铁路长江轮渡北岸栈桥基础施工综述[J].铁道建筑技术，2000,(1).

[4]冯刚，石雅清，韩荟.跨江海水中栈桥设计及施工[J].山西建筑，2010，（18）：225-226.

[5]李玲芳,席超.桥梁建设施工平台及栈桥验算分析[J]．交通标准化,2012,(7)：26-29.

[6]童根树，施祖元．非完全支撑的框架结构的稳定性[J]．土木工程学报，1998，131(4)：31-37.

江苏扬州境内611省道沿湖大道高邮段加紧施工

江苏省扬州市境内611省道沿湖大道高邮段目前正在抓紧施工。根据施工计划，项目将于2017年年底全线通车。作为一条智能化公路，建成后的沿湖大道将通过公路感知技术，对道路的车流量、速度、车型进行监控，同时可自动识别超载，记录轨迹，配合卡口功能，对车辆进行限速、限重处理。

U448.18

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1009-7716（2017）04-0140-03

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.04.041

2017-01-20

刘润喜（1979-），男，内蒙古呼和浩特人，从事路桥工程施工管理工作。