钢栈桥、钢平台设计与施工技术

邱永胜

（中国水利水电第八工程局有限公司铁路公司）

1 工程概况

钳口水库大桥横跨钳口水库，桥梁起止桩号：K1+640～K1+796，桥跨组合型式3×30+2×30m预应力混凝土小箱梁，桥梁全长156m。该桥1#～4#墩桩基全部位于水库中，下部结构采用桩柱式，基础采用钻孔灌注桩，测量常水位15m。

2 钢栈桥、钢平台设计

对于钢栈桥、钢平台设计，目前常采用钢管桩、贝雷梁结构或钢管桩、工字钢结构。钳口水库大桥钢栈桥、钢平台结合施工进度、安全、质量等综合考虑采用贝雷梁结构。

2.1 钢栈桥构造形式

考虑水库最高水位，桥面标高设置为17m，在特大洪水来临之时，本桥不通行。栈桥设计采用多跨连续梁方案，全长162m，共18跨。

贝雷梁结构：施工钢栈桥采用“321”型贝雷桁架，采用2组单层双排贝雷桁架，其间距采用4.5m；桥面全宽6.0m；

墩顶垫梁：采用双拼I45a工字钢；

桥面系：由防滑钢板和型钢组成的，桥面板厚度为10mm；

横梁为I25工字钢，间距0.3m；

桩基础：φ630，d=10mm厚钢管桩，材质为Q235，采用钢板卷焊。

栈桥设计使用期为6个月；

栈桥设计荷载参数：汽-超20（单列）；设计行车速度为10km/h。

图1 钢栈桥设计断面图

2.2 钢平台构造形式

贝雷梁结构：施工钢栈桥采用“321”型贝雷桁架，采用3组单层双排贝雷桁架，其间距采用4.5m；平台全宽12m；

墩顶垫梁：采用双拼I45a工字钢；

桥面系：由防滑钢板和型钢组成的，桥面板厚度为10mm；

横梁为I32b工字钢，间距0.3m；

桩基础：φ630，d=10mm厚钢管桩，材质为Q235，采用钢板卷焊。

平台设计使用期为6个月；

平台设计荷载参数：汽-超20（单列）；设计行车速度为10km/h，如图2所示。

3 钢栈桥及平台施工方法

钢栈桥施工时采用50T履带吊从岸边向河中心打管桩，施作完成的钢管桩需要及时焊接剪刀撑保证钢管桩的稳定、桩顶环向焊接加强钢板。然后用50T履带吊依次逐跨安装贝雷梁钢栈桥。计划5～7d完成一跨。

图2 钢平台设计断面图

3.1 钢栈桥、钢平台施工步骤

施工步骤：现场准备→测量定位→施打钢管桩→焊接平、纵联→安装横向双拼工字钢→安装纵向贝雷梁→焊接剪刀撑→工字钢分配梁→钢面板铺设→定型栏杆焊接。

3.2 测量定位

按照刚临时栈桥施工图设计，反算每根钢管桩的三维坐标和高程，在栈桥两岸设置水准点和控制点，对栈桥施工过程和使用时进行实时监测，精确定位每根钢管桩，并对使用过程进行定期监测，做好放样及监测记录。

施工过程中严格控制栈桥轴线与桥位中线的距离。防止偏位造成对栈桥通行及荷载造成影响。

3.3 钢管桩打设

钢栈桥施工采用50T履带吊，在已经搭好的栈桥上，先通过吊车吊住夹着桩的振锤，然后放入桩位，开始打桩。

图3 刚栈桥、平台施工示意图

（1）采用从一侧桥头向另外一侧桥头施打刚管桩，按照施工图纸计算的坐标及高程采用全站仪放样，沉桩开始时，可依靠桩的自重下沉，然后使用50T履带吊吊装DZ90的振动锤（激振力为677kN）打压钢管桩。

（2）在实际打桩过程中根据不同的地址变化而采取相应的变动措施。钢管桩的最终入土深度根据地勘资料采用迈达斯模拟计算确定，按照设计桩长和贯入度双控的办法来确定并保证钢管桩打入持力层不小于10m。若钢管桩施工难以打至设计桩长，但贯入度可达到3～5cm/min时，视为进入持力层并满足深度要求。

（3）静力压入钢管桩时用全站仪跟踪测量，随时指导沉桩位置。钢管桩倾斜率控制在1%以内，平面位置偏差控制在2cm以内。

（4）钢管桩采用分节段压入水库中，每节段按照6m设置，但第一节段进入水库底后必须露出水面约2m左右，在此时停止压桩，移开静压设备进行钢管桩竖向接长。

（5）桥墩钢管墩打设到位后，钢管桩打设好后，每搭设完成一跨及时焊接平纵槽钢，并测量放点后按照设计标高抄平。现场技术员及时检查焊缝质量，合格后进行桩顶垫梁施工。

3.4 垫梁、纵梁、分配梁安装

（1）同一墩号的钢管桩横向采用［22b槽钢横向焊接为整体，［22b槽钢以“X”形状将两根桩连接形成剪刀撑保持稳定，采用焊接成型。施工平台与栈桥相邻的钢管桩之间同样采用［22b槽钢以“X”形焊接为剪刀撑，桩之间设［22b槽钢水平及斜向联接。

（2）双拼工字横梁施工：钢管桩静压至设计标高后，并在顶部切割一个45cm的槽口，槽口四周焊40cm高、1cm厚的加强钢板，采用履带吊将双拼I45a工字钢横梁吊装就位，并采用临时焊接固定，钢管桩顶部切割槽口面要平整光滑，在受到荷载时保证有足够的受力接触面，钢管桩内灌满砂砾石增强钢管桩的稳定性及受力，横梁双拼工字钢在加工厂预先焊成整体，横梁吊入槽口内确保工字钢与平钢管桩顶平齐。

（3）贝雷梁在安装前先根据栈桥设计跨径预先在岸边拼接成长3m倍数的花架，在安装前测量人员采用全站仪测量恢复桩位轴线，并标示在横梁顶面。安装工人按照标示的轴线位置逐跨安装贝雷梁，贝雷纵向轴线与钢管桩轴线必须重合。

在横梁上贝雷梁两侧焊接横向限位块，防止贝雷梁横向移位。用履带吊从岸边逐跨吊装拼装好的贝雷梁，两组贝雷梁之间采用花架每3m设置一道水平横联，花架与贝雷之间用螺栓连接固定。

（4）工字钢分配梁：每安装完成一跨贝雷梁，并及时在贝雷梁顶部施工横向工字钢分配梁，分配梁长6m，采用I25工字钢。

3.5 桥面及防护栏杆安装

桥面板采用1cm厚花面钢板，桥面板与分配梁采用焊接连接，桥面板铺设并焊接完成后后，及时进行桥面护栏施工，护栏采用φ48mm×3.5mm钢管与桥面焊接为整体，护栏高1.2m，横、竖杆均采用φ48mm×3.5mm钢管，顶部和离桥面高0.6m分别设置一道横杆。竖向每2m设置一道焊接在桥面上。防护栏杆刷黄黑油漆、每隔0.3m交替刷一道，以达到简洁、美观安全警示的效果。

3.6 临时用电敷设及桥面照明

在栏杆外侧焊接电缆桥架，临时用电线路敷设在电缆桥架上。为保证夜间施工安全在护栏外侧每隔10m敷设临时照明灯，照明灯具采用节能型LED灯具。

4 钢栈桥使用及维护

（1）为确保钢栈桥及平台稳定性，在施工完成后不得立即使用。主要因为打桩时振动锤对桩身周围土在振捣导致土液化，土质对钢管桩摩阻力将大大减少，减少了对桩身的摩阻力。钢栈桥及平台施工完工后停放三天后开始方可投入使用。

（2）车辆行驶速度限制不允许超10km/h。车辆行驶间距不小于15m。

（3）钢栈桥及平台是水中桥梁施工的重要临时设施，在投入使用期间对钢栈桥进行日常安全检查和维护，并定期进行全方位的检查和保养，以保证栈桥和平台的安全稳定。日常检查与维护注意事项包含以下内容：

①严格按照栈桥及平台设计的荷载要求，严禁超荷车辆及设备进入钢栈桥及作业平台，对于重型车辆在钢栈桥及平台上行驶要居中慢行，严禁采用紧急制动以减小对钢栈桥及平台的冲击。

②钢栈桥及平台上需要堆放材料时在不影响施工前提下，严禁局部集中堆放材料，造成局部集中荷载过大造成安全隐患。

③在施工时，避免运输车辆、吊车、钻机等机械等对钢栈桥受力机构进行撞击，特别是钢管桩。

④在每个墩位的钢管桩上必须设置沉降观测点，施工期间对钢栈桥的沉降及位移进行定期观测，特别对相邻钢管桩基之间的相对沉降。如出现相对沉降超过预警值时，必须暂停使用，采取加固措施（如在横梁顶部垫钢板抬高贝雷梁，但应保证其与桁架和桩端横梁的连接）来减小相对沉降量。

⑤在水库蓄水与泄洪时观测栈桥钢管桩周边的冲刷情况，对于冲刷过大的管桩周围进行投放石笼或砂袋的办法防冲刷和保护。

⑥定期检查贝雷梁纵向连接处的安全销、定位销的松动脱落情况。如有松动应及时加固。

⑦检查连接处螺栓情况，对螺栓、螺帽脱落的部位及时安装紧固。

⑧日常巡查栈桥及平台各构件之间的焊缝情况。如出现焊缝松脱、断裂等，及时补焊。

⑨对桥面板发生翘曲、变形的部位，及时修复或更换。

⑩经常检查钢栈桥分配梁、横梁的工作状况，如发现不良变形的钢构件应及时更换。

5 拆除作业

在桥梁基础及下部结构施工完成后，需要拆除水库中临时栈桥及作业平台。拆除时应避开汛期。

5.1 拆除施工工艺

施工准备→桥面系割除→分配梁拆除→贝雷桁架梁拆除→垫梁、连杆、剪刀撑割除→钢管桩拔出→进入下一垮。

5.2 拆除施工

拆除方向由一侧向另一侧逐段拆除，拆除顺序先施工的后拆、后施工的先拆的原则，起重设备用50t履带吊，钢管桩拆除采用静力压桩机。

（1）防护栏杆、桥面拆除

防护栏杆采用人工逐段、逐根拆除，桥面板采用对焊接车切割后分片吊装，采用平板车运输至材料堆放场地。

（2）上部承重结构拆除

分配梁采用吊车逐根吊装拆除后，分配梁拆除完成后进行贝雷梁拆卸。纵向按跨吊装拆除，贝雷梁在未拆除栈桥部位拆除连接销，拆除为单片用平板车运走存放。

（3）钢管桩拆除

贝雷梁及横梁拆除完成后，采用气割法割除钢管桩顶面工字钢联系及联杆。采用静力压桩机压钳夹紧钢管桩后，启动液压提升装置对沉入的钢管桩进行左右晃动土质对钢管桩的摩阻力将大大减少，此时履带吊可缓慢将液压钳夹及钢管桩往上提动，逐渐将整跟钢管桩拔除，并利用平板车通过栈桥转运到材料堆放场存放。

6 结束语

便桥的设计及施工是水中桥梁施工的一项重要工作，通过以钳口水库大桥钢栈桥、钢平台设计施工，通过设计施工总结贝雷梁钢栈桥施工技术及拆除方法。可供类似工程借鉴。