钢栈桥及平台搭设在通航河道深水基础中的应用

发表时间:2021/6/15   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:汪大庆 李多贵 常海川 文志遥 郑建南 柯梁颖
[导读] 摘要:由于交通环境的发展,桥梁工程不得不要经过一些深水的地方,在跨江桥梁工程中,桥梁主墩深水基础的施工一直就是施工中的难点和重点。
        1中国建筑第四工程局有限公司  广东广州  510000;2中建四局土木工程有限公司  广东深圳  518000
        摘要:由于交通环境的发展,桥梁工程不得不要经过一些深水的地方,在跨江桥梁工程中,桥梁主墩深水基础的施工一直就是施工中的难点和重点。深水急流和软弱江(海)床上的桥梁基础(特别是主墩基础)的施工,对施工组织、施工设备、施工技术方案等要求均较高,对工程的风险大小、工期进度和安全质量及施工成本影响很大。
        关键词:通航安全;钢栈桥及平台;钢管桩;
        1、钢栈桥施工
        1.1沉桩机具的选择
        根据栈桥所处位置及桩基类型,水中桩选择50T履带吊配合60KW电动振动锤进行沉桩施工。
        1.2沉桩施工流程
        沉桩施工流程:配桩→钢管桩运输→吊桩对位→插桩→启动振动锤沉桩→接桩→再启动振动锤沉桩→校核桩位及高程→沉桩至设计深度→放样精割桩头→桩帽施工。
        1.3沉桩方法
        钢管桩下沉采用悬打法施工,用浮吊配合振动锤施打钢管桩。测量确定桩位与桩的垂直度满足要求后,开动振动锤振动,在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度,发现偏差要及时纠正。每根桩的的下沉应一气呵成,中途不可有较长时间的停顿,以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。桩顶铺设好贝雷梁及桥面板后,进行插打下一跨钢管桩。按此方法,循序渐进的施工。
        栈桥一个墩位处钢管桩施工完成后,立即进行该墩钢管桩间剪刀撑、桩顶分配梁施工。现场量测后进行下料,焊接过程中所有焊缝均要满足要求。
        1.4贯入深度控制
        当桩沉入深度为1/3~1/2桩身长度时,涌入桩管内的土体即将桩管闭塞封死,相当于闭口桩(即柱桩)的作用,此时可采用贯入深度控制,沉桩时,以控制桩尖标高为主。当桩尖已达到设计标高,而贯入度仍较大时,应继续锤击,使贯入度接近控制贯入度;贯入度己达到控制贯入度,而桩端标高未达到设计标高时,应继续用60锤击每一分钟下沉小于2cm,如无异常变化时,即可停锤。当桩尖标高比设计标高高得多时,应与设计单位和监理共同研究确定。达到要求后按设计桩顶标高精割桩头。
        1.5工字钢横梁及贝雷片桁梁施工
        桩顶纵向采用I40b双排工字钢作为横梁,帽梁长度为6.0m,并与桩帽焊接牢固。安放工字钢时,注意位置摆放要精确,以保证顺桥向间距,不至于产生过大误差。
        栈桥桁架承重梁采用贝雷片组拼而成,贝雷片(单片长度为3m)间通过销钉相连,形成连续桁梁。横桥向共摆放三组桁梁,每两榀为一组,间距为1m。为保证桁梁稳定,在贝雷片端节点处采用支撑架将三组桁梁连接在一起,每组贝雷片采用花窗连接。桁梁安装前,先在工字钢帽梁上放样出桁梁的位置,并在桁梁两侧加焊竖直短槽钢配钢板以固定桁梁位置。首段桁梁在岸边组拼,履带吊机安装就位,做好门型限位器和6m一道的剪刀撑,再安装分配梁及桥面槽钢,以后各段桁梁在已成桥面上组装和起吊就位。
        2、施工监控及观测
        为确保钢栈桥施工及使用安全,需在搭设及使用过程中对钢栈桥进行监控及观测。
        1)、栈桥钢管桩的承载力和稳定性是监控的重点,通过计算确定的入土深度需通过现场锤击贯入度和静载试验数据进行校核,每根桩施打时均需填写沉桩记录,记录由现场技术员填写,现场监理全过程旁站施工,如现场地质情况变化需调整钢管桩入土深度。


        2)、做为主要承重结构的贝雷梁、连接销在使用前需逐个检查,发现变形或受损的一律不得使用,同一孔贝雷片及连接销新旧程度应基本一致,防止差异过大造成同跨两排贝雷梁因变形不一带来的较大的不均衡受力,给结构安全带来隐患。
        3)、钢栈桥搭设时在每排钢管桩及贝雷梁墩顶、跨中部位上设标高和位移观测点,定期对钢栈桥进行观察,开始时每天进行观察,以后逐渐降低观测频率,正常使用过程中每半月必须观测一次并记录。
        3、通航安全保证措施
        3.1对通航的影响分析及保障措施
        1)、本工程采用搭设钢栈桥及钢平台的施工方案,在12#-13#墩之间预留通航孔,施工机械主要为1台50T履带吊,施工时过往船舶航行不产生影响。
        2)、找专业服务公司签订水上作业安全技术服务合同,负责航道的安全警戒、维护和水上搜救工作。施工期间预留通航水域宽度为95米,满足三级航道要求及航道部门批复文件不少于55米的航道孔宽度要求。为确保桥区通航安全,施工期间划定施工作业区,加强现场管理,引导过往船舶从预留通航孔中通航,在大桥下游设置导航标志、警示标志,实施水上安全警戒,以确保船舶的通航安全。
        3)、项目施工前提前在海事和航道部门指定的媒体上发布航行通告,明确通航净高,提醒过往船只以免撞击工程设施;在施工区域上下游设置临时助航标志及警戒船,指挥引导过往船舶慢速通过,加强瞭望;项目部落实值班制度,遇到恶劣天气时,对接近事故区域的船舶发出警告,并及时采取应急措施。
        4)、大桥施工期间在桥轴线下游150米划分为事故水域,并与海事主管部门联系,对航道进行管制,做好引航工作,对所有通行船舶必须限速航行。对过往船舶驶入施工水域非通航处时,立即对其进行拦截警示,并请其驶出施工水域,避免发生意外碰撞冲突等安全事故。
        3.2施工期间安全管理和维护
        钢栈桥及钢平台施工期间的安全监管直接关系到工程施工的安全和过往船舶的通航安全,施工期间的有效监管是确保工程顺利实施和工程水域通航环境安全的前提和基础。根据钢栈桥及平台水上水下施工作业特点,施工期间将面临下列安全管理方面的需求:
        1)、日常性维护:施工作业水域经核批设置标志后,为保持桥区范围的正常通航环境,防止施工作业与通航相互干扰,预防意外情况发生,整个施工期均应对施工水域进行维护,标志移位或流失应立即申请设标恢复,以保证往来船舶航行安全。
        2)、季节性维护:该航道受季节影响差异较大,汛期水面流急,枯水期船宽缩窄,可航水域受限。在汛期和枯水期应根据水域通航环境变化情况以及保障安全的需要对施工作业和通航进行维护。并安排专人定期清理栈桥边的漂浮物(如水葫芦)。
        3)、特殊性维护:对施工作业发生的意外或者发生水上交通事故以及污染水域事故等,需要组织救助和清除障碍时,应对现场实施维护。对施工机械产生的泄漏油污及时进行处理,不得直接排放到河道重污染水质。
        4、结束语
        钢栈桥及平台用钢管桩做基础,贝雷片纵横向联接作桥跨,适合较大跨度、较高墩柱桥梁的水中施工,具有安装、施工、拆除简单,施工安全性好及综合成本较低的优点,是大型移动模架和钢管满堂支架所不具备的优势。通过复杂地质条件下深水基础施工的实施实例,提高桥梁深水基础施工技术水平及保证工程的施工质量,积累企业在深水基础施工方面的经验,促进我司进行深水基础施工技术的经济化、安全化、环保化。
        参考文献:
        [1]股万寿.《深水基础工程》[M].北京:中国铁道出版社,2003;
        [2]刘自明,王邦楣,陈开利.《桥梁深水基础》[M].北京:人民交通出版社,2003;
        [3]李乔.《桥梁工程技术发展现状》[J].四川建筑,2004(3);
        [4]吕元林.《大跨度公路桥梁深水基础施工方案比较》[J].水运工程,2007(4);
        [5]陈光福.《特大桥水下桩基承台施工技术》[J].河港工程,2001(3).
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