鋼棧橋技術應用于高速公路跨海大橋工程的施工工藝

彭航行

摘要：在介紹杭甬復線寧波一期高速公路工程二標段修建威?；ネ⒔粯蚝屯８呒軜虻墓こ谈艣r基礎上，簡述了鋼棧橋的設計思路和設計標準，詳細闡述了鋼棧橋布置和結構型式，從鋼棧橋施工準備、施工方法、施工工藝流程、下部結構施工、上部結構施工等方面闡述全過程施工工藝，為同行業技術人員提供了鋼棧橋施工經驗。

關鍵詞：高速公路；跨海大橋；鋼棧橋技術；施工工藝

1? ?工程概況

杭甬復線寧波一期高速公路工程是杭州灣地區環線并行線G92N的重要組成部分。路線起訖點分別是杭州和寧波，控制點為杭州、慈溪和寧波。該項目位于杭州灣南岸、長三角南翼，與國家高速公路網中的杭州灣跨海大橋銜接，建成后將大大縮短長三角南翼與北部地區的上海、嘉興、蘇州、湖州等城市之間的時空距離，是省際之間及長三角城市群之間的快速通道。

杭甬復線寧波一期高速公路工程二標段的起點樁號為K37+920，終點樁號為K40+520，主線總長2600m。標段內設有路基471m，收費站1處，互通式立交1處，主線大橋2座。這2座主線大橋分別是威?；ネ⒔粯蚝屯８呒軜?。

威?；ネ⒔粯蚝屯８呒軜蛭挥阪偤^威海路沿海岸線向西北方向延伸，全部位于灘涂區域，退潮時為灘涂，漲潮時最高水位3.7m。該項目所處的地質、水文、氣候條件復雜，建設期間除了受強潮汐的影響外，每年7～9月份臺風肆虐，還伴隨著狂風、暴雨和風暴潮。該項目所在區域為漁民漁業養殖張網區，施工過程需考慮漁民捕魚期的安全。通過分析各種不利因素所造成的影響，考慮工程造價和實際需求，決定采用鋼棧橋施工方案進行施工，以保證該項目施工的順利進行，為緩解寧波各區縣及舟山群島的交通壓力提供有利保障。威?；ネ⒔粯蚝屯８呒軜蚱矫娌贾萌鐖D1所示。

2? ?鋼棧橋的設計

2.1? ?設計思路

杭甬復線寧波一期高速公路二標段的威?；ネ⒔粯蚝屯８呒軜蚓?，需搭設鋼棧橋和鉆孔作業平臺。由于地理環境復雜，鋼棧橋和作業平臺易受潮水、臺風、荷載等因素影響，會造成鋼棧橋結構失穩、出現扭轉斷裂等事故，可導致鋼棧橋或作業平臺坍塌。因此在施工前需要對鋼棧橋的設計和施工進行安全風險評估。通過對安全風險的摸排與評估，提出合理建議，有助于提高施工過程中的安全管理水平，同時也有助于該項目在完成施工任務的同時，提高經濟效益，達到提質增效的目的。

2.2? ?設計標準

荷載等級為汽車-超20級。主線橋驗算荷載為50t汽車+100t履帶起重機（實際采用的最大車輛組合）。匝道橋驗算荷載為200t履帶起重機+單片鋼梁60t（估算）。棧橋頂標高為+6.5m，鋼管樁頂標高為+4.29m，設計略高于百年一遇洪水水位（+3.53m加壅水、浪高0.5+4.03m）。

鋼棧橋標準聯劃分為2孔24m、3孔36m、4孔48m、5孔60m、7孔84m、8孔96m；每聯鋼棧橋長度設置時，需確保貝雷主梁轉彎半徑與主橋平曲線相符合。為確保鋼棧橋整體的穩定性，在每聯端頭設置雙排制動墩和伸縮縫。

鋼棧橋橋面按標準化要求分為人行道和車行道，實行人、車分離，以黃色警戒線標識，其中人行道寬度為1m。整個鋼棧橋施工區域實行封閉化管理并設置門禁系統，所有人員、車輛通過指紋和車牌號識別進入鋼棧橋，并形成記錄。鋼棧橋設計行車速度為15km/h，限寬6.5m。主線及引線鋼棧橋限載110t，匝道橋限載140t。鋼棧橋全線貫通并與S3標段鋼棧橋相連，確保施工材料、設備到達各個墩位處。

3? ?鋼棧橋的布置和結構型式

3.1? ?鋼棧橋布置

鋼棧橋起點位于L匝道第2聯附近，沿L匝道右側下穿化工管廊預留口，上跨防浪堤后在褲衩區左、右分開。左側沿B匝道曲線外側直至濱海1號高架橋主線，右側沿A匝道曲線外側布置，直至主線加寬處并與主線鋼棧橋相連。威?；ネ⒔粯蛑骶€與濱海1號高架橋的鋼棧橋相通，位于線路左側，匝道橋的鋼棧橋位于匝道中心線曲線之外，L匝道至B匝道至主線是運輸的主干道，于K1+000處增設支線鋼棧橋1處并與主線鋼棧橋連接，其標準與主線鋼棧橋相同。

3.2? ?鋼棧橋結構型式

鋼棧橋基礎采用螺旋鋼管樁，一般墩采用?710mm×8mm鋼管樁，雙排墩采用?630×8mm 鋼管樁，鋼管樁之間采用?273×6mm的鋼管和雙拼的[20a槽鋼進行焊接固定，以加強樁基礎的整體穩定性。鋼管樁頂部的承重梁用于安裝鋼棧橋的縱向貝雷梁，采用雙拼的Ⅰ45a型工字鋼制作，單根長度為9m。

貝雷梁的主桁架采用321型標準鋼桁架拼裝，每片鋼桁架長3m，高1.5m，材料為16Mn，質量為270kg。主線橋鋼桁架橫向間距布置為90m+135m+90m+135m+90m+

135m+90m，匝道橋鋼桁架橫向間距布置為2×45m+165m+2×45m+165m+90m+165m+90m。貝雷梁上部的鋼橫梁采用Ⅰ22a熱軋普通工字鋼，每根長度為9m。鋼橫梁下部與貝雷梁上弦桿采用抱箍固定，鋼橫梁在縱向每隔75cm布設1根?？v梁即橋面板，采用鋼板與鋼橫梁焊接。

貝雷梁的豎向支撐架用于2片相鄰鋼桁架的橫向連接，在2片相鄰鋼桁架端部設置，鋼桁架的連接間距為 90cm。豎向支撐架采用支撐架螺栓及螺母與鋼桁架連接，連接時將其空心圓錐套筒插入鋼桁架弦桿端或支撐架豎桿螺栓孔內，使用支撐架螺栓固定，以加強鋼桁架的整體性。支撐架螺栓用于固定支撐架與鋼桁架之間的連接，與支撐架配套使用，每根支撐架匹配4根支撐架螺栓。

相鄰的鋼桁架采用桁架銷連接。桁架銷的銷錐端有1個小孔，用于插保險銷；另一端有1個導向凹槽，其方向與保險銷孔相同。在安裝時如果看不見銷孔，可借助凹槽確定銷孔方向，以順利插入保險銷。桁架銷材料為30CrMnSi，直徑為49.5mm，質量3kg。鋼棧橋橫截面如圖2所示。

4? ?鋼棧橋的施工工藝

4.1? ?施工準備

鋼棧橋搭設前，完成其對海堤破壞的安全評估及恢復方案，取得產權單位的施工許可。技術部門至少提前2周向物資管理部門提交材料計劃，提前1周進行預拼裝、預焊接，并臨時存儲于材料存放場備用。每個作業面預拼及存放場地不小于1000m2，使用前用特制運輸車轉運到現場。

所需的位架、臨時作業平臺提前加工完成備用。作業點附近配備800kVA變壓器1臺，并配備315kW發電機各1臺。測量人員完成導線復測加密，并在鋼棧橋附近設置臨時加密點，測設鋼棧橋位置及走向。

4.2? ?施工方法

整個海域施工區域基本處于灘涂區，無法采用打樁船施工，整個鋼棧橋的施工均采用單工作面逐步推進的方式進行作業。根據實際情況及施工進度，適當增加施工機械，同步進行作業平臺施工，為樁機進場奠定基礎[1]。

4.3? ?施工工藝流程

鋼棧橋的施工工藝流程如下：施工準備（含原材料進場、鋼構架加工、樁位測量放樣）→安裝導向架（測量配合）→鋼管樁下沉（含測量定位、打樁設備和鋼管就位）→鋼管樁平聯牛腿施工→樁頂橫梁架設（含測量放樣）→貝雷梁結構安裝→橋面鋼板鋪設→欄桿等附屬設施施工（包括測量放樣）。

4.4? ?鋼棧橋下部結構施工

鋼管樁基礎施工包括鋼管樁后場加工運輸和前場“釣魚法”沉樁施工。鋼管樁插打前，必須采用無明顯缺陷、無變形的鋼管樁。采用起重機配合振動錘施工。

4.4.1? ?鋼管樁下沉

首先使用起重機將導向架放至樁位處，然后起吊鋼管樁，同時由測量員指揮精確定位，并復核導向架位置及鋼管樁垂直度。測量員復核導向架位置及鋼管樁垂直度滿足設計要求后，起重機主鉤脫離鋼管樁，打沉鋼管樁至設計標高。鋼管樁以貫入度控制為主，貫入量小于5cm/min時持荷5min，鋼管樁無明顯下沉即可停止振動。

在打設鋼管樁的過程中，要不斷檢測樁位與樁的垂直度，發現偏差要及時糾正。鋼管樁沉樁質量標準如表1所示。

4.4.2? ?鋼管樁接樁

由于起重機能力有限，超長鋼管樁需分2次打設、1次前場接樁，在接樁時下節樁的打剩高度，應留出使接樁容易就位的高度。為了便于焊接作業，下節樁應提供良好的焊接作業位置和操作姿勢。一般下節樁的打剩高度以位于導向架以上50～80cm為宜。

鋼管接長時必須先將接頭切割整齊，管節對口應保持在同一個軸線上。在保證接口對接完好后，進行周邊滿焊，并在每一接頭外貼焊6塊厚度為8mm的加強鋼板。下節樁打入后，應檢查下節樁的上端是否變形，如有損傷，可用千斤頂或其他方法加以修復。

在上節樁就位之前，要掃除上節樁接頭開口部位在搬運及吊裝作業中附著的泥土，有變形的修正后再就位。此外，現場接頭焊接完畢后，應留有大約1min的焊口冷卻時間，然后再進行打樁作業。在打樁作業過程中，盡量避免長時間中斷作業。

4.5? ?鋼棧橋上部結構施工

4.5.1? ?鋼棧橋主梁及分配梁施工

鋼棧橋主梁采用貝雷梁架設。在架設貝雷梁之前，先根據圖紙提前在加工場地拼接成長3m倍數的單層排架體，再使用起重機安裝成貝雷梁。將拼裝好的貝雷梁使用平板車運輸到施工現場，將擬安裝的貝雷梁抬起，放在已安裝好的貝雷梁后面，并與其成一直線[2]。

2名作業人員用木棍穿過節點板，將貝雷梁前端抬起。下弦銷孔對準后插入銷栓，然后再抬起貝雷梁后端，插入上弦銷栓并設保險插銷。用吊裝設備進行型鋼分配梁的安裝，吊裝設備按設計的間距安裝分配梁，并用騎馬螺栓予以固定。

4.5.2? ?鋼棧橋橋面系施工

單跨鋼棧橋上部結構安裝完成后，進行橋面系施工。用汽車起重機吊裝單塊質量約1.6t的橋面板，橋面板與縱梁采用U型螺栓固定，用于防止因溫度變化而引起的橋面翹曲起伏。最后安裝護欄立桿、護欄扶手和護欄鋼筋以及涂刷油漆。

4.5.3? ?欄桿及安全防護措施

鋼棧橋、鉆孔平臺屬于臨時結構，為了行人安全，在橋面兩側設立欄桿，主鋼棧橋、匝道鋼棧橋以及支線鋼棧橋的欄桿采用1.2m的標準高度，欄桿從上至下布置3道鋼管制作的橫桿。欄桿涂裝采用紅白相間的警示油漆。

考慮到履帶起重機旋轉高度要求，平臺施工區域的3面采用0.9m+0.4m插口組合式護欄。上部的0.4m使用［8槽鋼加工制作，并根據需要進行局部降低，外觀同標準欄桿，作業平臺每側欄桿上各掛2個救生圈。

主鋼棧橋及匝道鋼棧橋分配梁工字鋼，在遠離主體橋梁一側需超出橋面板65cm，用于欄桿焊接、臨時用電電纜、給水管道等平臺鋪設。電纜槽平臺凈尺寸50cm，在電纜及水管敷設完成后采用塑鋼電纜槽封閉覆蓋。鋼棧橋每隔50m設置一處安全警示燈，鋼棧橋兩側欄桿外每隔50m各掛設1個救生圈。

5? ?結束語

杭甬復線寧波一期高速公路工程二標段的威?；ネ⒔粯蚝屯８呒軜虿捎娩摋蜻M行施工，搭設作業平臺，將海上施工變成“陸地施工”，以便降低施工成本，保障施工安全，使得該工程有序進行。鋼棧橋的應用為跨海大橋的安全、質量、進度、生態環保、文明施工等提供了切實的保障，可在相似項目施工中借鑒和推廣。

參考文獻

[1] 張波，彭啟明，陳倩，等.鋼棧橋施工技術分析[J].交通科

技與經濟，2011，13（6）：4-9.

[2] 謝發良.淺談施工棧橋型式與棧橋結構型式的選擇[J].價值

工程，2018，37（12）92-94.