河南省公路工程局集团有限公司 河南信阳 464094
摘要：随着我国公路运输业不断发展和壮大，公路桥梁的建设施工成为了交通系统的重要环节，而在大江、河流、沟渠上进行桥梁施工更具有极大的现实意义。修建河流中桥梁必须修建施工栈桥，作为人员工作和材料设备运输的临时通道，才能保证桥梁的顺利施工。但是要想让施工栈桥这类工程项目建设得更好，那么就要提高相关的施工技术水平，并且施工人员在施工过程中对一些注意事项必须相当的熟悉。
关键词：栈桥；钢管桩；钢平台；贝雷架
前言：栈桥的施工由于地理环境、地质情况、河流流量大小、河道宽度等因素的影响，难易程度有很大的区别。就阳新黄河大桥施工的栈桥全过程的施工进行研究和探讨，对其他栈桥施工提供参考具有尤为重要意义施工工艺流程：
1栈桥设置主要考虑以下几点：
（1）钢栈桥作为施工便道使用，用于主要材料运输、机械设备转运，同时要作为施工运输的主通道。
（2）考虑钢栈桥上须通行履带式吊机及汽车吊机临时作业，栈桥考虑9m宽，满足施工作业要求。
（3）根据《濮阳至湖北阳新高速公路黄河特大桥施工施工度汛方案》要求，按照十年一遇洪水水位（59.96m）+1m设置钢栈桥梁底标高（60.96m）。
（4）栈桥长度根据现场实际情况，截止2020年4月10日桥位所在河面宽度约为380m，河槽内生产堤间距514m，考虑到调水调砂期间便桥的安全，确定将便桥的起点设置在北岸内生产堤，终点设置在南岸第二道生产堤，便桥长759m。
（5）根据度汛方案要求，并结合现场实际情况，为满足Ⅳ级通航要求，在主河道设置3孔×18m通航孔，其余为12m标准跨径。
2平台布置
平台设置主要考虑以下几点：
（1）考虑到调水调砂水位的影响，计划在80#~85#墩共设置6个钢平台。
（2）为确保混凝土罐车、吊车、钻机、材料堆场不冲突，平台两侧设置支栈桥。
（3）主桥上部施工时钢平台保留一部分，作为设备材料堆放场地，提高钢平台的利用率。
（4）根据承台、钢围堰尺寸，并预留充足的设备作业空间，平台尺寸确定为长42m，宽40m。
3、方案设计
3.1技术指标
钢栈桥结构使用年限：42个月。
钢栈桥宽度：总宽9m，净宽8.75（0.5m安全距离+双车道3.5m×2+人行通道1.25m）。
设计行车速度：10km/h，上下坡地段5km/h。
使用荷载：
46T砼罐车通行，75t履带吊工作状态吊重20t，55T货车通行。设计考虑风荷载6级风，当风力大于6级时，禁止钢栈桥自身施工和履带吊作业。当风力大于9级时，钢栈桥禁止通行。
3.2钢栈桥主要结构形式
钢栈桥全长759m，桥面总宽9m，净宽8.75（0.5m安全距离+双车道3.5m×2+人行通道1.25m），人行道位于便桥外侧。标准跨径为12m，通航孔跨径18m，孔跨组合为9m*1孔+12m*16孔+18m*3孔+12m*39孔+3m*12个。每5孔设一个制动墩，每10孔为一联，每联设置一道伸缩缝，伸缩缝断开，缝宽10cm，采用钢板铺垫。（标准孔和通航孔布置见下图）
由于黄河航道为Ⅳ级航道，最低通航跨径要求18m，航道尺寸要求大于45m。栈桥通航孔采用3*18m跨径，主通航孔跨径18m，两侧通航孔在遭遇重大洪水时拆除钢管桩后尺寸为54m，能够满足Ⅳ航道通航标准。通航孔钢管桩前后设置3根防撞墩。为满足防洪要求，通航孔上部构造连段均设置伸缩缝，便于必要时拆解。
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图4-1 标准孔立面图
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图4-2 通航孔立面图
（1）基础
单排墩采用3根φ720×10mm钢管桩，制动墩采用双排φ630×10mm钢管桩，横向间距3.375m。相邻钢管桩基础之间通过槽钢[20a剪刀撑相连形成整体，焊接满足规范要求。
考虑到钢栈桥施工、使用过程中的结构安全，参照《阳新高速濮阳段黄河大桥防洪评价报告》桥位冲刷计算成果（如下图所示），钢栈桥基础部位局部冲刷深度按3m~5m考虑。
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图4-3 大桥桥位断面冲刷计算结果
钢管桩的控制指标是钢管桩的入土深度，我标段按照规范并结合midas软件进行计算，根据计算结果，φ720钢管桩最大入土深度19.5m，制动墩φ630钢管桩最大入土深度19.7m，钢平台φ630钢管桩最大入土深度19.2m，
桩终止锤击的控制符合下列规定：
1）当桩端位于一般土层时，应以控制桩端设计标高为主，贯入度为辅。
2）桩端达到坚硬、硬塑的黏性土、中密以上粉土、砂土时，以贯入度控制为主（停锤标准为2cm/min），通过在钢管桩上标注刻度线进行控制，桩端标高为辅。
3）贯入度已达到设计要求而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，并按每阵10击的贯入度不应大于2cm/min的数值确认。
（2）主横梁
在桩顶面切槽安放用双拼I45a工字钢作为支承贝雷梁的横向承重梁。
（3）主纵梁
采用上承式结构设计，主横梁上放置纵向桁架，采用“321”式贝雷片，标准孔横向共布置8片，通航孔横向布置10片，两片一组，贝雷片之间用45、90型剪刀撑框架联接。
（4）联接系
I45a工字钢与钢管桩封头板焊接成整体，贝雷架与主梁联接用龙门限位器，[8槽钢]焊接在I45a工字钢上，限制贝雷梁横向位移；贝雷梁与横向分配梁之间联接采用U型螺栓连接，保证横向分配梁在栈桥纵横向均不会产生相对位移；其他型钢间连接采用焊接，焊接满足规范要求。
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图4-4 龙门限位器
（5）桥面系
贝雷梁上横桥向按0.75m间距铺设I25a工字钢作横向分配梁，单根长度9m，然后在I25a工字钢上面纵向铺设I12工字钢，I12工字钢与I25a分配梁焊接连接，再铺设焊接8mm面板。考虑到重车轮宽为280mm-380mm，因此I12a工字钢间距定为24cm，以保证纵向轮胎碾压时始终有一根工字钢受力，有效避免钢板变形，形成车辙。
栈桥两边护栏高1.2m，栏杆采用φ48*3.5mm钢管横向2道，每2m设置一道立杆，立杆12#槽钢横向分配梁上，间距0.6m，栏杆上间隔粉刷红白油漆，采用槽钢[20挡作为脚板，人行道内侧增设一道同等规格护栏。在横向分配梁外侧焊接线槽支架，安装电缆线槽。
（6）桥台
钢栈桥南桥台采用C30混凝土浇筑，桥台横向宽度为9m，纵向长度为2.3m，底座高度为1.5m，挡墙高度1.6m。桥台原地面清表后，对原地面进行夯实。夯实后进行试验，承载力满足要求后浇筑垫层，立模板，浇筑混凝土。桥台混凝土顶在每片贝雷片对应位置预埋槽钢[12作为限位器，限制贝雷片的横向移动。
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图4-6 12m跨标准断面图 图4-7 18m跨标准断面图
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图4-8 钢栈桥下视图 图4-9 建成后桥面布
4施工方案
4.1施工流程
本次施工栈桥，根据桥区地质情况并参考同类黄河桥施工经验，贝雷栈桥施工采用75T履带吊，并配合DZJ90型振拔锤施打钢管桩完成下部结构的主体施工，上部结构材料用平板车通过便道和搭设完成的栈桥运至现场后，利用履带吊吊装，逐孔向前推进。
施工工艺流程如下图所示：
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栈桥施工工艺流程图
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（1）利用履带吊吊装悬臂导向架。
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（2）钢管桩定位，DZ90振动锤震动下沉钢管桩。
（3）履带吊拆除导向架，焊接桩间连接件。
（4）履带吊吊装贝雷梁纵梁。
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（5）履带吊吊装桥面构件。
（6）履带吊前移，开始下一孔施工。
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图5-2 钢栈桥钢导向架
4.2钢管桩加工及运输
本项目钢管的加工均选取有资质的厂家进行生产，加工完成的钢管和钢管桩经检验合格后，分批运输至桥位施工现场。
根据工程的总进度计划及结构尺寸要求实行大批量定尺采购原材料，所有钢管桩和钢管桩加工制作均在厂内车间采用全自动、高精度螺旋焊管生产设备制作。
钢管桩材质为Q235钢板，为防止钢管桩基在插打过程中管口变形，在钢管桩底部0.5m范围内贴焊10mm厚Q235钢板做加强处理。
钢管桩加工外形尺寸允许偏差必须满足下表要求：
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表5-3 钢管桩外形尺寸允许偏差表
钢管桩焊缝质量严格按照规范焊缝质量要求进行检测，并做相应记录。
4.3测量放样
栈桥钢管桩施工放样根据施工现场具体情况拟采用两种方法：
（1）GPS放样
根据设计图纸分别记录各桩位坐标，使用GPS在施工现场将桩位逐个放出，并做好标记。在振桩锤插打钢管桩前，现场使用GPS或全站仪对该桩位进行复核，防止标记被意外挪动。打桩过程中，使用水准仪控制钢管桩的垂直度。
（2）全站仪放样
由1台全站仪根据2个控制点测量定位钢管桩。首先根据栈桥线型走向及现场的视线状况选出全站仪位置，要求该点视线良好，无建筑物等遮挡，然后根据基准点坐标测出拟定全站仪位置的方位坐标，在该处架设全站仪后，即可进行桩位放样。
4.4桥台施工
便桥与便道的顺接采用桥台桥台采用钢筋混凝土结构，长9米，底宽2.3米，高1.5米，背墙高1.6米，厚0.8m，采用C30混凝土浇筑。桥台两侧15m范围内采用30cm厚C25钢筋混凝土面板与桥面衔接，贝雷片坐落于基础顶中心位置。桥台下填筑碎石层，然后铺筑细沙找平，进行触探性试验，当地基承载力满足设计要求后，方可立模进行桥台的施工。
4.5钢管桩打设及施工措施
4.5.1钢管桩打设
根据施工前计算好的钢管桩中心平面坐标，进行定位。使用75吨履带吊和DZ-90振动锤进行施工。
钢管桩在自身和振动锤重力下进入河床后，重新测设钢管桩的平面位置，满足要求后启动振动锤将钢管桩振入河床底。振动沉桩过程中技术人员使用全站仪和锤球对管桩纵横向的垂直度进行观测，并指挥履带吊前后、左右摆动以调整钢管桩的垂直度。当钢管桩进入河底2～3m，其平面位置及垂直度基本不会发生变化后，可松开吊钩，让钢管桩在振动锤的作用下继续振入。当首节钢管桩顶露出水面约1.5m左右时，停止振入，移开振动锤进行钢管桩接长。
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振桩锤振打钢管桩及钢管桩施工示意图
每根桩的下沉应一气呵成，不可中途间歇时间过长，以免桩周围土恢复原状态继续下沉困难。桩锤击至设计标高时，停止锤击，重复上述步骤进行下一根桩的沉桩施工。为满足沉桩过程对钢管桩桩顶标高的监测，在桩身上画刻度。
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桩身标尺
4.5.2钢管桩接长
钢管桩从厂家购买成品，需接长时按照以下工艺进行：
钢管桩接长采用对接满焊，焊缝要求饱满。
在施工过程中接长时按照以下工艺进行：
（1）接口清理：钢管桩对接前接口两侧30mm内的铁锈、氧化铁皮、油污清除干净。
（2）焊接：两钢管接头采用对接平焊，焊接为手工焊，按焊接工艺要求，焊接应控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸。接头处采用4道500mm×100mm×10mm加劲板（采用钢管切割，保证椭圆度相似），加劲板必须保证焊缝密贴；每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度，同一焊缝应连续施焊，一次完成。
（3）焊缝清理及处理：焊缝焊接完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。
（4）焊接环境：湿度不宜高于80%；温度不得低于-10℃。
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钢管桩焊接现场示意图
4.5.3施工注意事项
（1）在沉桩过程中，如果出现贯入度异常、桩身突然下降、过大倾斜、移位等现象，应该立即停止沉桩，查清问题后再作相关决定。
（2）停锤标准：振桩的质量主要是以桩底设计标高作为标准，以贯入度作为校核标准。
（3）贯入度：振动时间一般不宜超过10min～15min，以每分钟内钢管桩下沉不超过2cm为停锤标准。
（4）钢管桩沉桩至设计标高时，可以停锤。
（5）锤击前测量需对钢管桩平面及垂直度进行复测，锤击中需对钢管桩垂直度进行监控。
4.5.4振桩施工要点及注意事项
（1）振桩开始时，可吊装振桩锤和夹具与桩顶牢固连接，先利用桩的自重下沉，然后开动振桩锤使桩下沉。
（2）每根钢管桩振打一定要做到连续性，不可中途间歇时间过长，以免桩周的土恢复，造成继续下沉困难。每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振桩锤部件易遭破坏。
（3）振桩锤与桩头必须连接牢固，无间隙或松动，否则振动力不能充分向下传递，影响钢管桩下沉，也易振坏，在振桩锤振动过程中，如发现桩顶有局部变形或损坏，要及时恢复并加劲补强后方可继续振打。
（4）悬臂导向支架单独制作，固定在已完成的栈桥上，以便振桩时稳定桩身；但桩在导向支架上不应钳制过死，更不允许施打时，导向支架发生位移或转动，使桩身产生偏位、倾斜或超过许可的拉力或扭矩。
（5）测量人员在钢管桩振沉过程中要不断地检测桩位平面位置、垂直度，并控制好桩顶标高。下沉时如钢管桩倾斜，及时牵引校正，每振1～2min要暂停一下，并校正钢管桩一次。
4.6平联施工
平联为钢管桩间联系，保证钢栈桥、钢平台钢管桩能够连成整体，提高结构稳定性，焊缝需要满足规范要求。
平联采用槽钢[20焊接组成，平联逐跨施工，履带吊停靠在已搭设好的栈桥上，人工配合履带吊进行吊装作业。平联与钢管桩、斜撑交叉部位、加劲钢板全部满焊联接，焊缝厚度不得小于母材厚度，两道斜撑交叉点焊接为一整体，经现场质检员检查钢管桩连接焊缝质量合格后方可进行下一阶段施工。
平联焊缝的检查
检查数量：每批同类构件抽查10%，且不应少于3件；被抽查构件中，每一类型焊缝按条数抽查5%，且不应少于1条；每条检查1处，总抽查数不应少于10处。
检查方法：观察检查或使用放大镜、焊缝量规和钢尺检查。
焊缝感观应达到：外形均匀、成型较好，焊道与焊道、焊道与基本金属间过渡较平滑，焊渣和飞溅物基本清除干净。
检查数量：每批同类构件抽查10%，且不应小于3件；被抽查构件中，每种焊缝按数量各抽查5%，总抽查处不应少于5处。
4.7贝雷承重梁
贝雷梁每12m一节（通航孔18m）在岸上组拼完成后，用90及135花架连成整体，使用板车运至施工现场，人工配合履带吊起吊安装。
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贝雷梁安装示意图
贝雷梁通过与分配梁连接成整体，横向限位（墩台处两侧设置）为4.9m槽钢[8，纵向限位采用通长槽钢[8，和贝雷梁平行。限位和分配梁之间满焊，角焊缝厚度不小于8mm。
贝雷梁底部限位同样采用槽钢[8做成的限位装置将贝雷梁和承重梁连成整体，限位和承重梁之间满焊，角焊缝厚度不小于8mm。
4.8分配梁与桥面板施工
贝雷栈桥分配梁采用I25a工字钢，间距为75cm，分配梁通过U型骑马螺栓与贝雷梁连接成整体，栈桥分配梁按照设计间距摆放完成后及时焊接限位装置。面板采用工字钢I12a+8mm厚花纹钢板型式，铺设方向为纵桥向，工字钢与分配梁之间满焊焊接。桥面板在栈桥联与联间设置伸缩缝。伸缩缝处，覆盖30cm宽钢板，厚度为0.8cm，一端宽度与桥面焊接，另一端自由活动。
4.10附属工程施工
栈桥、平台护栏立柱为[10槽钢，栏杆采用φ48*3.5mm钢管制作。栈桥、平台栏杆扶手水平向设置两道，每3m设置一道立柱，立柱焊接在横向型钢梁上，栏杆高度1.2m，护栏底部设置槽钢[10a脚踢板，并在栈桥栏杆上设置夜间照明路灯。
水平档杆、竖杆和踢脚板的涂漆工艺采用在无尘恒温房里面进行喷漆，水平扶手挡杆表面油漆为红白相间，间距为50cm，竖杆表面油漆为乳白色，脚踢板表面油漆为黄黑相间，间距为20cm。
栈桥护栏每36m断开一次，防止升降温对护栏产生不利影响；施工过程中在平台对应范围内，内侧不安装护栏，平台三个面及支栈桥内侧均安装护栏。
为避免施工过程中平台搭设时触碰甚至损害电缆线，因此电缆线放置在栈桥的外侧，通过槽钢[8进行卡位，防止电缆滑落。
为保证施工栈桥的安全性，防止夜间施工船舶的航行安全性，在栈桥两侧设置警示灯，间距为10m，警示灯的安装高度需要高出栈桥顶标高1.2m。同时为保证栈桥在夜间正常运行，栈桥两侧间隔30m交叉布置照明路灯。
4.11栈桥拆除
4.11.1拆除施工工艺
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图5-13 栈桥、平台拆除流程图
在栈桥及平台使用期满后进行栈桥及钻孔平台的拆除工作。栈桥的拆除工作同栈桥的搭设工作顺序基本相反，依次拆除桥面附属设施、桥面板、分配梁、贝雷片、桩顶分配梁、钢管桩间联结系、钢管桩。在拆除过程中要注意对周围水域的保护，防止造成环境污染。
（1）施工人员带上氧气、乙炔首先割除栈桥栏杆，然后割除桥面板之间的连接小钢板，吊车吊装已割除分开的桥面板。
（2）分配梁拆除
分配梁拆除应遵循从上至下的顺序：割除分配梁与桩头连接，纵、横分配梁整体单元通过履带吊整体拆除至运输车，在后台分解纵、横分配梁整体单元，拆分为单组分配梁构件。
（3）贝雷梁拆除
贝雷梁采用分组起吊的方法，每组2榀。施工时首先拆每组之间的支撑架，再拆除两跨间的销轴，然后利用履带吊整体拆除。
（4）连接系拆除
直接将连接系在钢管桩割除（割除时应注意保护钢管桩），利用履带吊装至平板车运输。
（5）钢管桩拔除
拔桩时，由于钢管桩经使用一段时间后，桩周土体渐趋稳定，桩土摩擦力增大，拔桩难度增大，钢管桩拔除时起吊设备的好坏，直接影响到工程进度及安全，因此应做好起吊设备的选择。
钢管所需上拔力：钢管桩所需上拔力T=桩锤总重（含夹钳重量）G1+钢管重量G2+桩土间振动摩擦阻力F。其中振动锤重量5.8T，钢管桩为30*152.89=4.59T，经调查黄河砂性土层入土24m左右时拔桩摩擦力3T-5T，拔桩需要最大起吊上拔力为15.39T，经查询75T履带吊吊重参数，设备满足拔桩要求。
4.11.2栈桥及钻孔平台拆除施工注意事项
（1）在栈桥、平台拆除前对各施工人员进行上岗培训，必须熟悉拆除工艺流程，在过程中严格按照拆除工序进行，杜绝违规操作与野蛮施工。
（2）每班中至少安排一名专职安全员，负责现场安全工作，全面掌控栈桥及平台拆除过程中的安全工作。
（3）栈桥、平台拆除时，首先在栈桥岸边设置拦护措施，并设立明显的行人禁入标志，以确保栈桥拆除的顺利进行。
（4）在栈桥、平台拆除时，施工人员必须佩带好个人防护用品，戴好安全帽，按规定设置安全网，必要时系安全带。
（5）拔桩时，由于桩身已在土层中有一定时间，必须让桩身振动1～2min，使周围土壤液化后，再开始提升振动锤拔桩；拔桩力必须逐渐增加，避免突然增加。
（6）施工中如遇到特殊情况拔不动钢管桩，应停止拔桩，分析原因找出对策，制定措施后再拔桩。对于未能拔出的钢管桩，必需采用水下切割，不得高出河床。
（7）栈桥拆除构件分类堆放，以便于回收。栈桥拆除将根据所选用的起重设备与振动设备，选取最不利工况进行验算，当满足受力要求时方可拆除，必要时先进行加固，然后再拆除。
（8）施工中采取必要措施，防止与已建好结构物发生碰撞。
（9）根据最大吊重确定钢丝绳型号（φ=28mm），并考虑3.5倍安全系数。
小结：通过上述栈桥的施工工艺流程，可以全面掌握河中桥梁施工时栈桥搭设的方法和步骤，从施工开始到结束拆除都有说明和注意事项，对今后遇到栈桥施工具有很大的参考价值。
参考文献：
[1]《钢筋机械连接通用技术规程》JGJ107-2016
[2]《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50-2011
[3]《公路桥涵地基与基础设计规范》（JTG 3363—2019）
[4]《公路交通安全设施施工技术规范》JTGF71-2006
[5]《公路工程质量检验评定标准》JTGF80/1-2017
[6]《公路工程施工安全技术规范》JTGF90-2015
[7]《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ046-2012
[8]《职业健康安全管理体系规范》GB/T28001
[9]《环境管理体系规范及使用指南》GB/T24001