钢栈桥在桥梁施工中的应用

发表时间:2020/10/12   来源:《基层建设》2020年第16期   作者:胡新彬
[导读] 摘要:桥梁工程施工中,为了方便施工以及原材料的运送,通常需要搭设临时钢栈桥作为施工通道或者施工平台,其作为临时过渡或永久性工程,对桥梁建设发挥着极为重要的作用,因此,本文就钢栈桥在桥梁工程中的应用进行简单的分析。
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        摘要:桥梁工程施工中,为了方便施工以及原材料的运送,通常需要搭设临时钢栈桥作为施工通道或者施工平台,其作为临时过渡或永久性工程,对桥梁建设发挥着极为重要的作用,因此,本文就钢栈桥在桥梁工程中的应用进行简单的分析。
        关键词:钢栈桥;桥梁工程;施工;应用
        随着科学技术的不断发展,我国基础建设,尤其是桥梁建设取得了很高的成就,大量大跨度的跨河、跨江大桥也陆续建成通车。但是随着桥梁跨径的不断增大,施工难度也越来越高,而作为临时结构的钢栈桥对大跨度桥梁,尤其是大跨度跨水桥梁的施工中起着至关重要的作用,钢栈桥不仅起到桥接陆地的作用,运输设备、材料等,同时还能作为施工平台,便于涉水工程的施工。下面结合实际案例对钢栈桥的设计及施工进行分析,并对其在桥梁施工中的应用进行简单的探讨。
        一、工程概况
        江湾大桥27个墩台,水中墩7个。主桥为独塔双索面钢—砼混合梁斜拉桥,桥跨布置(33+102+183)m,索塔采用拱形桥塔,主塔高109.5m。江面宽度约450米,距下游孟洲坝枢纽3.2km。
        地质条件:河道内主要地层有淤泥层、粘土层、卵石层、石灰岩层。基岩主要为石灰系灰岩,岩溶中等发育。溶洞大部分填充或半填充有可塑或软塑粉质粘土、灰岩岩块等。大部分溶洞底顶板较薄,洞体稳定性差,溶洞顶板受外力作用时易发生坍塌。
        气候情况:江湾大桥地属广东韶关,位于南岭山脉南麓,属于亚热带温润性季风气候,春末夏初多雨,秋多干旱,冬多寒霜,气象灾害较多。年降水量为1500-1900毫米,全年≥0.1毫米降水日数160~180天。
        二、钢栈桥设计
        (一)确定钢栈桥标高
        钢栈桥建设在河流面以上,以此需要考虑涨潮以及洪水期对桥梁施工安全的影响,以及栈桥的正常使用,因此,需要依据北江水文特性,正常蓄水位53.244m,100年一遇洪水位59.1m,最高通航水位55.67m,最低通航水位52.744m。由于钢栈桥与平台均处于一个平面,因此北岸钢栈桥顶面标高为57.5m(距常水位4.256m),南岸钢栈桥顶面标高为56.9m(距常水位3.656m)。
        (二)确定钢栈桥的承重荷载
        钢栈桥除了作为运输材料和设备的通道以外,还可作为桥梁施工平台,因此,其必须具备一定的承载能力、稳定性以及安全性。因此,钢栈桥荷载需要依据桥梁施工时履带吊重量、混凝土搅拌运输车活载、施工物资及施工可变荷载等荷载的组合形式进行总体估算。
        (三)钢栈桥结构的设计
        本工程中,钢栈桥分南北岸搭设,设置在桥位上游侧,距线路中心线29.75m,北岸设计长度114m,南岸设计长度108m,桥宽9m。基础采用Φ820×10mm钢管桩,钢管桩顶刻200mm槽口,安装双I36b工字钢。钢管桩设双侧牛腿用三角铁板加强,盖板与钢管桩采用三角铁板加强,在钢管桩之间设置横向用[10槽钢[14b焊接剪刀撑。下横梁采用双I36b工字钢连接,纵梁采用321贝雷片,分配梁采用I20b工字钢,布置间距0.25m。
        钢管桩顶横向设置2I36b承重梁,其上搁置贝雷梁,贝雷梁用普通型,单层4组8片,每组单片贝雷梁中心间距90cm,两组贝雷梁净间距102~137cm,贝雷架均用配套的连接件连接。贝雷片上铺I20b工字钢,工字钢上铺10mm花纹钢板。钢便桥两侧设置红白相间钢管栏杆,栏杆高度120cm,栏杆外侧留15cm宽度,用于铺设电缆线。
        三、钢栈桥的具体施工
        (一)钢管桩下沉
        钢栈桥施工时,需要在距离河流上下游一定距离的陆地上设置测量控制点,然后利用全站仪对设计中钢管桩的位置进行放线测量,确定插打位置的轮廓线。根据地质情况及承载力要求,钢管桩底标高拟定在卵石层或者支撑在强风化岩面上。钢管桩长度约30m,具体深度以实际沉桩贯入度满足承载力要求为准,入土深度以90kW振动锤振动钢管桩不再下沉为准,以入土深度产生的摩阻力作参考。每根钢管桩的下沉需要一气呵成,中间间歇时间不宜过长,以免钢管桩周围的土层恢复,导致下沉困难。振动锤的振动持续时间应依据机械和土质的不同通过实验决定,一般不宜超过10-15min。振动锤振动时,先采用小振动力振动下沉,确保垂直度和平面位置准确。当下沉困难时采用激振力下沉直至钢管桩振不动为止。


        在钢管桩插打过程中要对桩位以及垂直度进行检测,并控制好桩顶标高,钢管桩下沉时如果出现倾斜,应及时牵引校正,每振1~2min暂停一下,并校正钢管桩一次。
        (二)安装贝雷梁
        贝雷梁需要在拼装场内按照尺寸进行分片拼装,然后运送至施工现场,然后利用履带式起重机在进行起吊安装成整体。贝雷梁拼装前需对贝雷梁进行检测,变形过大的贝雷梁将不予使用,同时还需要对起重机进行调试和试吊,以确保贝雷梁的安装和衔接准确。贝雷梁拼装完成且插上钢销后,应立即安装保险销,待整个对接梁段的钢销和保险销全部安装完毕后,起吊机松钩。用支撑架螺栓将竖向支撑架、水平上下支撑架和贝雷梁连成整体,每节贝雷梁接头位置安装各类支撑架各一片。贝雷梁拼装按组进行,每次拼装一组贝雷(横向两排),每组贝雷长12m。贝雷梁拼接完成后,需在钢栈桥下部结构顶横梁上进行测量放线,定位贝雷梁的准确位置。每两片贝雷为一组,采用75t履带吊车先安装一组,准确就位焊接限位器后,再安装另一组贝雷,贝雷梁和承重梁I36b通过[10骑马进行固定。每组贝雷架连接完成后,将销子用卡簧锁死,防止松动、脱落。
        (三)桥面施工
        桥面板采用I20b与10mm花纹钢板组合桥面板,桥面板与贝雷片采用Φ20“U”型螺栓固定,每片桥面板6套螺栓固定牢固。桥面板宜整张铺设,钢板接头处应焊接避免钢板起卷。同时板与板间应设置5mm伸缩缝缝,以减小温差对桥面板平顺度的影响。
        钢栈桥的两侧需设置人行道和车行道,且在两行到之间设置防护栏杆,栏杆用Φ50×3.5钢管与[10槽钢制做,[10立柱高度1.2m,与桥面板焊接,相邻立柱间距3m,设置上、中两道栏杆,上杆高度120cm,中杆高度80cm,护栏底设置挡脚板,挡脚板宽度20cm,采用10mm钢板制作。桥面栏杆需用统一采用红、白警示器涂装,且栏杆内侧需安装钢丝防护网,防护网与栏杆立柱间用铁丝进行连接固定,电缆及管线设护栏外侧,提高施工安全性。
        (四)钢栈桥拆除
        钢栈桥拆除时,需由桥尾至桥头依次进行拆除,拆除过程遵循“先装后拆,后装先拆”的原则,按照护栏、桥面、横向分配梁、贝雷梁、下横梁、钢管桩的顺序进行。钢管桩拆除前需要先将排桩间的剪刀撑进行切割拆除,然后再使用75t履带起重机与DZ90振动锤配合拔除钢管桩。钢栈桥拆除完成后,需用挖掘机将桥头位置的填土清除,恢复河道。拆除的材料清理完成后,,用装载汽车运送到制定位置堆放整齐。
        四、桥梁施工中钢栈桥应用需要注意的问题
        (1)钢栈桥施工完成后,需要对其进行检查验收,验收合格后方能投入使用。
        (2)在每根钢管桩上都设置沉降观测点,做好钢便桥的监控测量。经常监测钢管桩的沉降情况,尤其是相邻钢管桩基之间的相对沉降。如出现相对沉降超限时,应停止施工,采取一些措施(如垫小钢板抬高贝雷梁,但应保证其与桁架和桩端横梁的连接)来减小相对沉降量。
        (3)定期对贝雷架、梁以及支架等栈桥构件进行变形监测,尤其是节点连接处的变形,一旦发现异常,及时上报进行处理。
        (4)钢栈桥的应用过程中,需要定期进行检修,对于变形、损坏的主要构件,及时进行更换,次要构件则及时进行修补。
        (5)钢栈桥上禁止集中堆放材料,以免造成桥体结构承载荷载过于集中。
        结束语
        综上所述,在跨海、跨河等特大桥梁的建设过程中,钢栈桥的应用不可或缺,不仅承担着桥梁施工阶段物资、设备及相关材料的输送,为桥梁工程的顺利开展提供了条件,同时也降低了桥梁的施工成本。此外,钢栈桥作为桥梁施工中的临时搭建工程,拆除后,还能进行循环利用,极大的降低了工程成本。因此,在钢栈桥的应用过程中,应综合考虑桥梁工程需求、工期以及地质条件等,然后对钢栈桥进行合理的设计,同时加强对钢栈桥沉降及位移的监测控制,提高钢栈桥应用过程中的安全性和结构稳定性。
        参考文献
        [1]龙亮.钢栈桥施工技术[J].黑龙江科技信息,2008(10)
        [2]李垚,卢勇,关成元等.浅覆盖地层钢栈桥施工技术[J].公路工程,2013, 38(5).
        [3]罗晓刚.南坡坪黄河特大桥钢栈桥工程施工技术[J].铁道建筑,2010 (10)
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