跨海大桥裸岩地质钢栈桥施工技术

朱鹏军

摘要：钢管桩基础、贝雷梁结构的栈桥在桥梁建设中被大量应用，它的基础施工质量与安全应用息息相关，同时栈桥基础施工会因地质条件而会有所不同。本文论述厦漳跨海大桥在水流速大、裸岩地质条件下事实建造的过程，介绍跨海大桥在裸岩地质钢栈桥施工技术。

关键词：跨海大桥；钢栈桥；施工技术；裸岩地质

1 引言

伴随当代铁路、公路网络快速发展，跨海大桥的大量出现，海况的复杂也越来越多。栈桥在跨海大桥施工时起到物资通道的作用，其作用是变海上施工为陆上，将复杂海况影响降低。海上栈桥受其周围环境条件影响，施工效率低、实施性难度较大、风险性比较大，在错综复杂的海上、裸岩地质情况下更为突出，研究复杂海况裸岩地质环境下栈桥快速施工技术对跨海大桥建设尤其重要。

2工程概况

2.1大桥简介

厦漳跨海大桥在厦门湾九龙江，全长九千多米，其有北汊桥、海门岛立交和服务区、南汊桥、海平立交四大部分组成。北汊主桥为跨七百多米的双塔空间双索面五跨连续钢箱梁斜拉桥，桥塔形状为钻石形，钢箱梁截面为扁平流线型；南汊主桥为主跨三百米的双塔平行双索面三跨连续结合梁斜拉桥，桥塔为H 形，结合梁截面为工字形；引桥均为连续梁桥。

2.2施工条件

（1）风大：其位置每年六到九月份为台风常发期，风速大，其中最大瞬时风速为46 m/s。

（2）位置恶劣：其位置在台湾海峡地震常发区，地震烈度高、发生次数大。

（3）地质复杂：桥位海床面高低落差大，倾角较大；覆盖层相对较浅，部分墩位覆盖层消失，基岩暴露在外面；基岩抵抗变形的能力强高，风化不均，大多数都有球状凸起。

3采用钢栈桥方案的总体思路

3.1问题分析

（1）裸岩地质条件下钢管桩建造难度大。覆盖层区比较浅钢管桩打入比较浅，受斜岩面及圆球状凸起等各种因素的影响，插打时钢管桩底口易屈曲变形，钢管桩不能达到栈桥基础的受力。

（2）复杂海况栈桥实施效率低。风大、位置恶劣、地质复杂、水流速度急的复杂海况将极大影响施工船舶的工作时间，对栈桥构件的吊装及焊接作业工效产生影响，栈桥建造进度将受到严重影响。栈桥是跨海大桥工程能否施工的保障，怎样降低复杂海况对实施产生的影响，尽快完成栈桥施工是项目顺利进行的重要点。错综复杂的海况栈桥施工工作效率低。风大、位置恶劣、地质复杂的海况将对施工船舶的作业时间产生严重的影响，对栈桥构件的吊装和及焊接作业工作效率产生影响，栈桥施工速度将大幅降低。栈桥是跨海大桥工程能否施工的前提，怎样降低复杂海况对工程的作用，尽快建成栈桥施工是项目成功与否的关键。

3.2解决措施

（1）栈桥使用大跨结构。在裸岩地质条件下，栈桥基础不容易施工，是决定栈桥施工效率和质量的关键。加大栈桥纵梁抗变形能力，加大栈桥跨度，使栈桥基础数量变小，使施工速度提高，利于基础质量把控，也可以减少钢材使用。

（2）钢管桩使用钢筋混凝土灌注桩固定。裸岩区钢管桩打入程度，稳定性不好，应使用加固。钢筋混凝土灌注桩锚固工艺相对娴熟、运用方便，和锚杆锚固、抛填块石、水下围堰浇筑混凝土等锚固方式对比，抵抗外界力更强，相对稳定性更好，材料消耗小，对海洋环境造成的伤害小。

（3）运用先成桥后锚固法建造栈桥。普通栈桥钢管桩建造完成后，搭设临时平台进行锚固桩施建，而后安装横、纵梁等构件。这种办法横、纵梁等构件一定在锚固桩建造完成后才可施工，锚固桩实施对其它工序起到严重制约作用。而先成桥后锚固法是将钢管桩放在纵梁外部，横梁运用牛腿布置在钢管桩两面，避开钢管桩上面的口。在栈桥面板施工完毕后，在桥面上布置钻机进行锚桩实施。这样可以完成锚固桩施工工序的相对独立性，去除台风期外，在锚固桩施工时可以向前施工其它工作以及运送材料，可大大提高施工效率，降低工作船舶的使用。

（4）运用打桩船打钢管桩。打桩船插打与普通吊打对比，平面位置及垂直度其准确性更好，利于施工速度提高。

4钢栈桥施工

按照其施工环境和需求，钢栈桥从应用性能上分为架梁通道和汽车通道两部分；从结构上包括钢管桩基础、型钢分配梁、贝雷梁纵梁及桥面板。

4.1钢管桩施工

钢管桩应用专门打桩船打，插打施工流程为：吊桩→打桩船位置固定→竖桩→运桩→按桩帽→精确定位→按桩→锤击→起锤→移船→插打另一根。桩的位置和垂直程度运用打桩船所具有的GPS测量，经锚缆进行整合，并应用全站仪复核，让钢管桩完成精确定位。在插桩完成后，松开抱桩器，开启打桩锤锤击沉桩。锤击沉桩时，桩锤、桩帽、管桩应保持在同一轴线上，防止偏心锤击。在沉桩过程中，若有贯入度的异样，马上停止沉桩，马上找出原因，运用有效措施处理。

4.2临时连接系统安装

水相对深的裸岩区钢管桩打入浅，相对稳定性差，应在一个工班内实现一个支墩的5根钢管桩的打入，且用型钢快速将它们组成整体结构，以防止风、浪、水流使钢管桩发生过大位移，严重造成倾倒。临时连接系安装精度不必过于要求过高，但一定完成速度快，当永久连接系施工完成后移除。

4.3永久系连接安装

永久连接系应先制作成“Z”形架，制作前要精确得出各钢管桩间距，按照实际测量数据制作。永久连接系的安装运用了快速接头，这种接头由两块弧形板组成，它的内径比连接系外径大1 cm，连接系两端均有设置。连接系安装时第一将两端下弧形板与管桩焊接完成，而后运用起重船将“Z”形架放在下弧形板上实施焊接，最后安装上弧形板且焊接稳固。这种接头可以成功简单滴钢管桩的位置准确度、连接系加工准确度及水上风、浪条件对其安装的作用，增加安装效率。

4.4横梁安装

按照桩顶设置标高去除多余的钢管，且在钢管桩上指出牛腿装的位置，牛腿和横梁都要在焊接成整体后，再运用起重船吊装，所有操作严格按照操作规程来完成。

4.5纵梁安装

按照真正需要在后场将多个纵梁组合到一块，运用起重船整体完成。横梁应支撑位于纵梁节点地方，如果支点不位于节点的地方，则需要让纵梁加强。

4.6 桥面板安装

将纵梁上弦杆上加上厚 1 cm、宽 25 cm 的橡胶垫，每隔5 m 用扎丝将纵梁与纵梁上弦杆捆绑固定，将事先制作好的桥面板放到纵梁上并放整齐，面板间运用预埋件连接。

4.7锚固桩施工

锚固桩采用冲击钻机，反循环法钻孔。实施流程为：钻机就位→加工成孔→检查孔→安放钢筋笼→二次清洗孔→下放导管→浇筑混凝土→钻机移除位置。在裸岩区钻孔容易出现泥浆漏出的状况，一定要用小冲程加工孔，适度增加泥浆稠和度，有需要时可放入木屑、水泥等材料，当加工到到离钢管桩底有一定相对距离后继续施工。

4.8附属施工

栏杆、路灯、安全标志等设施的安装，栈桥建造完成。

5结束语

钢管桩基础、贝雷梁结构的栈桥在桥梁建设中被大量运用，其基础实施因地质而有所不同。技术成功用在厦漳跨海大桥施工，成功降低了复杂海况对栈桥建设的作用，实施效率得到提高；栈桥结构变得稳定可靠，施工车辆可安全通行，也抵抗住台风的侵袭；降低了实施安全问题；减小了施工花费；其对像海上栈桥施工这类工程具有总要的参考价值。

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