深水急流裸露基岩钢栈桥施工工法.docx

《深水急流裸露基岩钢栈桥施工工法.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《深水急流裸露基岩钢栈桥施工工法.docx（15页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、深水急流裸露基岩钢栈桥施工工法1 .前言随着我国铁路交通建设的快速发展，跨越江河、湖泊、海湾的桥梁越来越普遍化，为施作水中墩台基础采用搭设钢栈桥法施工，能够大大方便水中墩施工材料的运输及施工机械和人员往来，钢栈桥以其安全、高效、环保等优点而被广泛运用于水中墩基础施工，为桥梁跨越水域地段提供了有力保障。在水域内搭设钢栈桥施工中，除受所处流域的复杂地质、水深、急流等自然因素的影响外，还受到施工复杂程度、运营期间的荷载以及栈桥的拆除等因素制约，如何在水中搭设钢栈桥和保持其稳定性是施工的重难点。福平铁路乌龙江特大桥采用布设板凳桩+锚杆锚固及冲孔锚固钢管桩+抛混凝土锚等施工工艺，使搭设钢栈桥施工在深水、

2、急流、裸岩的恶劣条件下实现平稳推进，且能够保证运营安全、稳定。本施工技术主要依托于福平铁路FPZQ-I标乌龙江特大桥工程，对钢栈桥在深水、急流、裸岩的恶劣条件下插管、定位、锚固施工技术进行开发，已形成一套完整搭设及稳固钢栈桥的施工工艺，总结形成深水急流裸露基岩钢栈桥施工技术。为钢栈桥在复杂水域地质、水深急流条件下安全、稳定的搭设做出了较好的施工经验积累，为跨水域桥梁墩基础在类似条件下使用钢栈桥法施工的推广应用提供了指导性依据，借鉴意义重大。2 .工法特点2.1 栈桥采用板凳桩结构逐跨推进，吊装作业安全可靠。与传统单排桩施工相比,大大提高了吊装效率和管桩结构的稳定性，确保栈桥安全、平稳推进。2.

3、2 采用锚杆锚固在钢管桩内利用高压旋喷技术及冲击钻孔锚固法施工，能够将钢管桩与河床岩面锚固连接，有效增加钢管桩的稳定性。高压旋喷技术解决管桩内清孔难及难以清净的问题。该锚固法使用机械设备少、机动灵活，可以与栈桥搭设平行作业，锚固效率高。2.3 抛混凝土锚通过锚链对管桩上部锚固，解决了管桩长细比较大，栈桥晃动较严重的问题，保证了栈桥的稳定。且后期拆除方便，不影响水域通航。3 .适用范围3.1 适应于覆盖层较浅或无覆盖层的河床，钢管桩无法深入河床，不能满足管桩贯入度要求的复杂地质条件。3.2 适用于水深、流速急的水域地段，尤其是解决了栈桥受潮汐水位冲击影响较大，保证栈桥的整体稳定确保使用安全，解决

4、了基础施工不稳，易于晃动的弊端。4 .工艺原理通过以往施工经验，栈桥多采用12m跨径或15m跨径。综合栈桥所处流域的地质、施工复杂程度、运营期间的荷载以及栈桥的拆除，本栈桥选择12m+3m跨径板凳式结构进行搭设施工。其中跨度3m的两排钢管桩形成板凳结构，稳定性增强。同时在河床地质为薄覆盖层或裸露基岩的区域，采用在钢管桩内部增设锚杆锚固及冲孔锚固桩，较好地解决了管桩贯入度不足，管桩不稳固的问题。此外在深水域抛设混凝土地锚，通过锚链将管桩上部锚固，成功解决了因管桩长细比较大，栈桥晃动较严重的问题，保证了栈桥的整体稳定。5 .施工工艺流程及操作要点5.1 施工工艺流程见图5.1T桩位放样I导向架前移

5、就位制桩1吊桩，场地接桩插桩检查桩位“锚杆锚固管桩II钢管桩震动下洲V卜中孔锚固管桩jI斜撑与联焊阂,抛设地锚并锚同I桩顶横梁安装贝雷希安装混凝土扁板安装1桥面附属工程施工图5-1钢栈桥施工工艺流程图5.2 操作要点钢栈桥搭设及锚固施工作业时需根据实际河床地质、水深等情况进行钢管桩制作、接长的准备，并根据监测的潮汐水位、流速的变化确定插打钢管桩的时机。施工现场钢管桩布设形式、结构连接、锚固方式选择等，均是实际施工作业中考虑的因素。施工时必须保证钢管桩垂直度及贯入度满足要求，确保栈桥安全、平稳推进。其主要操作要点如下。5.3.1 导向架安装栈桥钢管桩的定位思路考虑利用架桥机的原理，采用贝雷桁架与

6、型钢加工形成一个整体悬臂导向架，导向架末端与已铺设完成的栈桥前端贝雷梁销接，导向架前端按设计的桩位预留孔位并设置导向系统。先利用已形成的栈桥作为待施工钢管桩的粗定位导向，再利用前端导向架上的微调系统完成钢管桩的精确定位。通过此导向架系统可以将水上定位转变为陆上定位，避免了水流对钢管桩定位的影响，保证了施工作业的安全。施工中将导向架加工为整体结构。施工完一跨栈桥后，利用履带吊将导向架整体吊装与栈桥主梁连接，精确放出桩位，调整导向轮位置控制桩位后，履带吊配合振动锤沿测定孔位打桩。一排钢管桩施沉完毕后将导向框移开，铺设分配梁、主梁及桥面系，然后转入下一孔栈桥施工。导向架构造如图5.2悬臂定位导向架结

7、构图。图5-2悬臂定位导向架结构图在施工时，对导向架进行整体吊装。一侧与已施工完成的栈桥贝雷片连接，一侧悬臂。矩形框架位于钢管桩桩位上方，用以定位钢管桩。在钢管桩施工过程中，用履带吊将钢管吊至导向架矩形框中，缓慢下落，通过钢管桩自身重力保证其垂直度，在其接触水面之前停止下落，对其进行精确定位。定位方法为，采用GPS放样钢管桩的桩中心，然后由现场人员指挥履带吊进行轻微调整，钢管桩桩位调整到位后，在导向架矩形框的四边中心处，焊接4块限位钢板。限位板焊接完成后，继续下落钢管桩，钢管桩受水流影响，会有一定偏斜，至钢管桩下落至河床时，再次指挥履带吊校正钢管桩垂直度。5.3.2 利用履带吊振动下沉钢管桩导

8、向架上的钢管桩限位板焊接完成，钢管桩下落至河床底部，并对钢管桩进行垂直度调整稳定后，进行钢管桩施沉作业。操作步骤为，采用履带吊将液压振动锤起吊至竖起的钢管桩顶口处，操作液压振动锤使其液压钳夹紧钢管桩，开启振动开关，钢管桩在振动锤起振力的作用下，震动下沉。钢管桩施沉时应保证同一排钢管桩接头错开，避免最不利截面的形成。在钢管桩施沉过程中，要对其垂直度进行监测，当其垂直度偏差超过1%时，应停止沉桩作业，指挥履带吊校正钢管桩垂直度，然后继续施打。当钢管桩施沉至导向架平面上50Cm处时，关闭振动锤电源，松开液压钳，将液压振动锤吊放至已搭设好的栈桥桥面上，对导向框进行拆除。导向框拆除完毕后，按照之前的施工

9、步骤，对钢管桩进行二次施沉，施打至设计标高。考虑桩的固结效应，沉桩以桩长贯入度和锤振力双控制。图5-3履带吊进行钢管桩施工图533平联、斜撑及分配梁安装管桩下沉到设计位置，检查桩的偏斜度及入土深度，其误差均符合要求后，立即进行钢管桩间斜撑、平联、桩顶分配梁等的施工。测量钢管桩顶面标高，通过计算得出钢管桩槽口的切割深度。利用氧焕焰割炬在钢管桩上水平对称切割两个底宽30cm,以安装分配梁。分配梁与钢管桩采用弧形加劲板进行焊接连接。利用低潮时进行平联、斜撑的安装焊接。焊接前应将接口及其附近2030mm范围内的铁锈、油污、水汽和杂物清除干净。为保证平联管与管桩两端密贴，平联管采取一端直接与管桩焊接，另

10、一端采取可调节活动套管方便调整实际长度，一端与平联管焊接一端与管桩密贴焊牢固。5.3.4 吊装组拼纵向贝雷梁栈桥贝雷桁架采用321型贝雷片拼制而成。贝雷桁架分成三组依次吊装、运输至栈桥，先在下部结构顶横梁上进行测量放样，定出贝雷架准确位置并安装好减震橡胶片，然后用履带式起重机吊装一个安装单元贝雷梁与已建成的栈桥贝雷梁相连，并焊接限位器。桁架组拼装时，贝雷片与贝雷片间，顺桥向采用销栓销接，横桥向支撑花5.3.5 架或剪刀撑联接，支撑花架每单元均联接，间距为3mo每两组间采用剪刀撑联接，间距6m。贝雷片销栓安装完成后，必须安装保险插销，防止贝雷销栓脱落。支撑花架和贝雷片之间用螺栓固定。一个安装单元

11、贝雷梁完成后，安装另一个安装单元贝雷梁，同时与安装好的贝雷梁用剪刀撑进行连接，依此类推完成整跨贝雷梁的安装。贝5.3.6 桥面系及附属工程施工(1)桥面系施工桥面采用宽度为2m、长度为6m和8m的钢筋混凝土面板，厚度20cm。钢筋混凝土面板上预埋钢板，便于纵横连接及安装护栏立柱及电缆管道架设支撑。面板在预制场预制养护，贝雷梁安装结束后，用平板车运送到栈桥施工位置处，履带吊吊装铺设。用U型限位器对面板进行限位，面板之间用连接板焊接。(2)附属工程施工附属设施包括错车平台、栏杆、密目网、电缆管道、供水管道和警示设施。栈桥的电缆管道设置在栈桥靠主线桥侧，电缆采用PVC管或其它绝缘管包裹。分别固定在钢

12、筋混凝土面板的预埋板上。在每个墩台附近设置配电箱。设置固定式照明设备，并设置应急照明设备，应急照明灯具安装间隔不大于50m且必须在供电中断时能自动接通并能连续工作2h以上。考虑平台上龙门吊为最高点，在龙门吊处设置避雷针。栈桥栏杆在每跨栈桥桥面系施工完毕后立即施工。栏杆立杆、扶手钢管采用“48X3.5mm钢管，立杆高1.2m,焊接在钢筋混凝土面板的预埋板上，焊角高度不小于6mmo扶手横杆焊接在扶手顶端。栈桥栏杆的立杆、横杆刷上红白相间的警示反光油漆，栏杆内侧铺设密目网。钢管桩在低潮位以上部位涂刷醒目的橘红色面漆。栈桥每隔12m设置一处安全警示灯，上下游均通长设置警示灯带。栈桥上下游每隔30m挂设

13、救生圈。在通航孔处，按通航部门的要求设置航标。5.3.7 钢管桩内锚杆锚固及冲孔锚固在河床浅覆盖层或裸露基岩区域，钢管桩无法深入河床，嵌岩难度大，钢管桩基础稳定性能差。覆盖层较浅基础施工采用直接插打钢管桩+锚杆锚固方案，钢管桩通过锚杆与河床形成固结形式，以抵抗水平力及倾覆对桩产生的上拔力。裸露基岩区域采用钻孔灌碎锚固桩加固栈桥。(1)锚杆锚固桩施工乌龙江特大桥5#墩至8#墩河床为浅覆盖层区域，钢管桩贯入度难以满足，因此栈桥钢管桩采用锚杆锚固法。在每根钢管桩内锚固三个孔，采用80吨履带吊机配合振动锤。在深水区，栈桥管桩插打完成后，再利用取芯钻机在61(X)Omm的钢管底部钻孔后锚入锚杆，锚杆孔径

14、170,杆体采用3根32钢筋，锚入岩层5m6m不等，锚孔通过注浆形成锚杆受力体。锚杆上部伸入钢管立柱5m,考虑管桩内泥砂难以清净，在管桩内填入粒径20-4Omm碎石进行高压旋喷处理，每根桩内施工深度5m,使钢管桩与锚杆基岩形成一体，确保整体的稳定。最后形成岩层-锚杆-立柱稳定系统。(1)安装套管(2)通过套管钻孔取芯(2)钻孔灌筑混凝土锚固桩8#墩至9#主墩段靠主航道，水深流速急、下部河床为裸岩，采用冲孔锚固形式，在栈桥上下游两侧各增加一根61000*1Omm钢管，距离栈桥钢管桩3.2m,加大受力截面，同时利用这两根钢管桩进行钻孔桩锚固，锚固桩与栈桥管桩联接为一体，保证栈桥支撑体系的整体稳定。

15、5.3.8 搭设临时工作平台，吊装冲击钻机就位，利用新增61(X)Omm的钢管做为护筒，在钢管桩内冲孔施工钢筋混凝土锚桩以增加桩长，选用680Omm钻头进行冲孔作业，钻进岩层深度达到5m后清孔，吊放IOm长的钢筋笼入孔，下导管向孔内灌注水下混凝土至IOm高度，使钢管桩与基岩形成一体，确保整体的稳定。5.3.9 钢栈桥抛锚加固针对乌龙江河道水深、流速急，栈桥钢管桩长细比大，自由段长度较大，下部管桩虽进行锚固，但栈桥晃动仍较大，为保证栈桥的稳定，在已施工的北岸栈桥8#墩至9#主墩间主栈桥设置抛锚锚固，抛锚锚锭采用钢筋混凝土锚锭，单个锚锭重量约30t（混凝土锚大样图），在栈桥锚固桩上下游约140m处

16、对称设置，混凝土锚锭采用48型锚链连接，锚链长50m,外接47#钢丝绳与锚固钢管桩连接，钢丝绳长100m,钢抛锚时使用驳船、浮吊将钢筋混凝锚碇运输至指定位置，然后徐徐下放至江底。然后对称调整两侧锚链使其张紧，达到锚固的目的。锚锭施工过程中需注意预留通航位置，确保钢丝绳不影响航道通航。图5-10抛锚横断面图图5-11现场浮吊抛锚及锚固桩连接5.3.10 劳动力组织钢栈桥搭设、锚固施工需要多工种人员配合，根据具体施工中的不同情况，要求使用的作业人员人数不等。钢栈桥施工作业人员配置及主要职责，详见表。作业人员配置及主要职责表序号职务（工种）人数工作内容1架子队队长1负责现场指挥、总体协调2工程师2现在