红树林保护区域海上现浇箱梁施工关键技术

李耀同，曹剑平

(广西路桥工程集团有限公司，广西 南宁 530200)

0 引言

红树林作为陆海交界重要的海洋湿地生态系统，是白鹭等国家保护动植物重要的栖息地[1]。因其具有重要的生态保护价值，相对于常规现浇箱梁施工工程，红树林保护区域现浇箱梁施工对环保和施工精度要求更高、难度更大。文章以龙门大桥扬帆立交A、B匝道桥现浇箱梁施工为例，介绍红树林保护区域现浇箱梁施工关键技术。

1 工程概况

龙门大桥扬帆立交位于广西壮族自治区钦州市钦州港经济技术开发区。其A匝道桥共19跨，分为6联，跨径布置为(25+30+30)m+4×30 m+(38+65+38)m+(38+65+38)m+3×30 m+(2×30+25)m，上部结构第一、二、五、六联采用现浇连续箱梁，第三、四联采用钢混组合梁，下部结构桥台采用U型台，桥墩采用花瓶式墩和方墩，采用桩基础。B匝道桥共15跨，分为5联，跨径布置为3×30 m+(25+2×30)m+4×30 m+3×30 m+3×30 m，桥梁单幅布置，上部结构采用现浇连续箱梁，下部结构桥台采用U型台，桥墩采用花瓶式墩和方墩，采用桩基础。

扬帆立交A匝道第二、五、六联上构及B匝道全桥为等截面单箱单室梁，梁高1.8 m，梁宽10.5 m，最大横坡为5%；第一联为单箱双室梁，梁宽自底板处由5.5 m加宽至7 m，梁高1.8 m不变，最大横坡为2%。其中A匝道第一联和B匝道第二联现浇箱梁处于红树林生长区域内，采用“大钢管钢平台+盘扣支架”组合方式施工。

2 现浇箱梁施工关键技术

现浇箱梁施工工艺流程见图1。

图1 现浇箱梁施工流程图

2.1 施工钢平台搭设关键技术

2.1.1 钢平台设计理念及施工流程

一般海上现浇箱梁临时施工平台是先搭设桩基、墩柱等桥梁下构临时施工平台，待桥梁下构施工完成后拆除下构施工平台，再进行现浇箱梁施工平台搭设。临时施工平台的反复安拆耗时费工，且对红树林区域的扰动频率过高，对红树林生物生存造成一定影响。在临时施工钢平台的设计阶段，为减少临时施工平台的安拆频率，项目对桥梁上下构临时施工平台进行整合、优化，即综合考虑桥梁上下构施工空间，合理安排钢管桩的位置。

具体施工流程为：承台与承台之间的钢管桩以现浇箱梁钢平台钢管桩位置布设，在桩基、承台位置设置一排钢管桩并搭设钢平台用于桩基施工，桩基施工完成后，拔除靠近桩基这排钢管桩以及贝雷片、桥面板，进行承台、墩柱施工，承台浇筑前在承台对应位置预埋钢板，用于后续现浇箱梁钢平台钢管桩连接。桥梁下构完成后，将承台位置预埋板与钢管桩焊接，铺设贝雷片，形成现浇箱梁施工平台。如图2所示。

图2 一跨现浇箱梁平台钢管桩与贝雷片布置示意图

在桥梁下构施工过程中，每一跨只有3根钢管桩拆除，大大降低了施工平台的安拆频率，减少了对红树林生态系统的影响。桩基、承台的施工周期较长，施工过程中临时施工钢平台经机械、材料等重物作用，其临时沉降基本到位，有利于现浇箱梁施工的精度控制，满足红树林保护区域施工环保和施工精度要求。

2.1.2 钢平台搭设关键技术

水上钢管支架基础采用φ630 mm×10 mm钢管桩基础，采用履带吊和DZ90振桩锤插打，采用双拼25a槽钢平联型钢进行连接，然后安装双拼或三拼40工字钢桩顶横梁，逐跨架设贝雷梁和上分配梁。如图3所示。

图3 水中钢管支架下部构造图(m)

2.1.2.1 钢管桩加工

钢管桩作为施工平台主要承重构件，其接长施工十分关键。钢管桩接长先进行钢管桩连接处焊接，要求全部满焊，焊接完成后，再在连接处贴板焊接加固，要求钢板厚度≥10 mm，钢板块数≥4。焊接过程中要保证焊缝的厚度和长度，检查焊缝的外观质量，及时清理表面的熔渣、金属飞溅物；如不符合要求，应补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺。同时焊接过程中要严格控制钢管桩的对接，确保连接后的钢管轴线一致。如图4所示。

图4 钢管桩接长示意图

2.1.2.2 红树林区域钢管桩插打施工关键技术

(1)红树林区域钢管桩使用“插针法”施工。在测量放样确定管桩位置后，根据现场红树林的分布情况，通过定位导向架配合实时测量，精准定位插打钢管桩，保证一次定位插打钢管桩的成功率，减少施工过程中钢管桩对红树林生态系统的扰动。

(2)钢管桩垂直度控制：测量放样出每根钢管桩位置，使用定位架以便钢管桩插打时确保桩的位置和垂直度。需要注意的是，导向架和钢管桩之间需要留有一定空间，否则在插打过程中容易使钢管桩产生超过容许值的拉力或扭矩。钢管桩插打过程中，管桩的垂直度除了通过定位架确定外，还可安排专人在不同位置和角度使用铅锤等参照物对比正在插打的钢管桩，指挥操作人员随时调整钢管桩的插入角度，保证管桩的垂直度。

(3)钢管桩插打情况判断：钢管桩插打前，提前检查施工机械，调试振动锤，使振动锤和夹具与桩顶连接牢固。先利用管桩自重沿导向架中心下沉，然后开启振动锤使管桩下沉。当钢管桩下沉速度与理论计算值相差不多，且振动幅度符合要求时，即可认为满足要求。插打过程中还可加入贯入度法进行双控，贯入度控制在6 cm/min，振幅为0.35 cm，振动最小速度为50 cm/s。若插打过程中出现异常情况，可根据现场实际情况进行相应调整。确保钢管桩处于最佳状态。

(4)每根钢管桩的下沉要一气呵成，插打的间歇时间不能过长，以免桩周土恢复，继续下沉困难。每次振动持续时间长短需要根据不同机械和不同的地质情况经过试验确定，时间太短，土的结构未被破坏，过长则易发生桩底卷板、振动锤部件易遭破坏。一般振动持续时间为10～15 min。

2.1.2.3 承台上钢管柱安装施工关键技术

承台浇筑前，对预埋钢板(见下页图5)位置测量放样、固定，并用水平尺量测保证钢板水平放置。下构施工完成后，进行钢管立柱和预埋基础的连接，连接采用预埋钢板焊接形式，预埋钢板下设置预埋筋，以保证钢管与基础的可靠连接。钢管与预埋钢板连接采用4块(100 mm×100 mm×10 mm)三角形缀板进行焊接，焊缝厚度≥8 mm，以保证钢管与预埋钢板连接的整体稳固性。在钢管立柱安装时用水平尺量测保证垂直度。

图5 承台预埋件设计图

2.1.2.4 贝雷片及上分配梁施工安装关键技术

(1)相对于预制梁，现浇箱梁梁体转弯半径较小，临时钢平台涉及转弯位置贝雷片存在交错布置的情况，这对现场施工精度要求较高，贝雷片布置要按照图纸严格放样布设。贝雷片布置原则：中跨贝雷片竖杆应正立在下分配梁双拼工字钢中心；边跨贝雷片安装，应优先保证靠近承台侧贝雷梁竖杆正立于双拼工字钢中心；对于竖杆无法正立在下分配梁的位置，应增设竖向立杆对该位置进行补强。如图6所示。

图6 钢平台转弯处贝雷片布置图

(2)贝雷片安装到位后，用U型钢扣将贝雷片锁在桩顶横梁上，防止贝雷片发生横向位移。U型锁扣与桩顶横梁焊接时应避免焊接作业的电弧将贝雷片灼伤。使用过程中需不定期检查接头焊缝，如有断裂要及时补焊。如图7所示。

(3)上分配梁为双拼[14槽钢，按设计间距布设在贝雷片上。现场施工过程中，要求用墨线标注出每根上分配梁的主要受力位置，保证上分配梁中心与立杆中心重合，确保支架安全性。若存在现场材料长度与设计要求长度不同需要搭接时，注意避免立杆出现悬挑情况，靠近立杆侧分配梁要搭在贝雷片上。

图7 U型扣锁设计图(mm)

2.2 现浇箱梁支架搭设施工关键技术

(1)支架安装前，检查杆件、方木外观质量，检查杆件有无弯曲、裂缝、断裂，方木有无虫蛀、腐烂、泡软等现象。顶托要求选用有三角加劲板的顶托(见图8)，避免U型托撑在受力过程发生局部失稳。

图8 加劲顶托示意图

(2)支架搭设每完成一个步骤，应及时校正水平杆步距、立杆的纵横距、立杆的垂直偏差和水平杆的水平偏差，要保证立杆的垂直偏差不大于架体高度的1/500，且应≤50 mm。检查插销是否上紧。

3 结语

龙门大桥扬帆立交A、B匝道现浇箱梁施工因涉及红树林保护区域，对环保和施工精度要求较高，需从细节出发，创新地将下构平台与箱梁施工平台相结合，现场需严格按照设计图纸施工。钢管桩接长加工严格把控焊接质量，使用“插针法”插打钢管桩，在保证管桩垂直度和精度的情况下，减少对红树林生态系统的扰动。对贝雷片、支架安装整体受力结构进行细节把控，在保证桥梁质量的情况下，实现设计施工全过程跟踪。本文研究可为同类型施工环境下的桥梁施工提供借鉴。