海上斜拉橋通用施工方法及成本控制

尹仕桃

【摘要】本文介紹通常情況下海上橋梁（斜拉橋）主要工序工法，包括鋼管樁制造與打插、鉆孔平臺施工、海上樁基施工、承臺鋼套箱施工、海上承臺施工、索塔施工、鋼箱梁安裝、斜拉索安裝的施工組織以及相應船舶基本配置的施工成本構成。

【關鍵詞】海上斜拉橋；工序；成本；構成

引言

本文通過對海上斜拉橋主要工序工法的總結和提煉，以及相應施工成本的實踐及分析，將海上工程項目的施工組織及成本構成進行深入淺出的闡述，作為類似項目施工的有益參考。

一、海上斜拉橋施工工序

海上斜拉橋基本施工工序如下：

（一）鋼管樁制造與打插；（二）鉆孔平臺施工；（三）海上樁基施工；（四）承臺鋼套箱施工；（五）海上承臺施工；（六）索塔施工；（七）鋼箱梁安裝；（八）斜拉索安裝。

二、基本施工工序工法及施工成本構成控制

（一）鋼管樁制造與打插

1.1基本施工工藝

海上橋梁基礎一般設計有鋼管復合樁，即由鋼管樁制造、鋼管樁打插和在鋼管樁內進行鉆孔灌注樁施工而成。以港珠澳大橋為例，其鋼管樁直徑2.8米至3米，長40至60米，壁厚25mm，單根重量往往超過100噸，且精度要求較高，下沉后中心偏差不大于10cm，傾斜度不大于1/200。

1.2鋼管樁制造及運輸

鋼管樁制造由具有鋼管卷制設備、及配套防腐涂裝設備的工廠進行生產。該部分成本包括鋼管卷制費用、防腐涂裝費用，施工界面為鋼管生產成品在運輸碼頭完成落駁為止。落駁后的運輸由承包人另行組織租賃船舶運輸。

1.3鋼管樁打插

海上鋼管樁插打一般有兩種方案：①采用導向架+振動打樁錘進行插打施工。②使用大型打樁船進行進行插打施工。由于打樁船具有插打速度快（根據地質情況不同每天插打鋼管樁可打2-4根）、精度高的特點，目前普遍成為承包商選用的方案。

1.4鋼管樁制造與打插成本構成

鋼管樁制造：①鋼管樁卷制。②防腐涂裝內壁（或涂裝內外壁）。③運輸。④其他施工船舶費用攤銷、間接費及稅費。

鋼管樁打插：①鋼管樁直徑1.2米；②鋼管樁直徑2.0米以上。 ③進場調遣費，其他施工船舶費用攤銷、管理費及稅費。

（二）鉆孔施工平臺

2.1鉆孔施工平臺施工工藝

鉆孔平臺是橋梁基礎施工的重要設施，也是主要成本項。鉆孔平臺采用永久性鋼管復合樁的鋼管樁加長后作為主平臺基礎，采用直徑1米-1.5米的鋼管樁作為輔助平臺基礎，采用型鋼平聯焊接，上部結構采用貝雷片架設、鋼板鋪裝。

2.2鉆孔施工平臺成本構成

鉆孔平臺是橋梁基礎施工主要造價項目，該造價計入海上樁基單價中。以港珠澳大橋青州航道橋現有的鉆孔平臺為例，單個主墩鉆孔平臺設計：長135米，寬49米，面積6615m2。主墩單個平臺鋼結構重量為2000噸，單個平臺輔助鋼管樁重量為1400噸。全橋6個鉆孔平臺鋼結構重量約為12200噸。

（三）海上樁基施工

3.1基本施工工藝

海上樁基施工是在已經搭建好的鉆孔平臺上進行。

海上樁基一般長度超過100米，并具有較深的入巖深度，強度一般達到70～140兆帕。為保證成孔質量，應選用大于350型大型回旋鉆機進行施工，并需根據不同地層條件，采用刮刀鉆頭、滾刀牙輪、孕鑲牙輪鉆等鉆進工藝，采取氣舉反循環(huán)鉆進成孔

3.2海上鉆孔灌注樁施工成本構成

3.2.1鉆孔施工成孔造價構成①鉆孔成孔；②鉆孔用自發(fā)電用柴油。3.2.2樁基混凝土灌注造價①拌合船費用，勞務配合費用。②泥漿清運費用。3.2.3鉆孔施工平臺費用及混凝土材料費用。3.2.4發(fā)電機、其他施工船舶攤銷費用、管理費及稅費。

（四）承臺鋼套箱施工

4.1基本施工工藝

樁基施工完成后，應進行鋼套箱加工及安裝施工。鋼套箱作為承臺施工的圍堰與模板，是橋梁永久性重要鋼結構組成部分。鋼套箱兼具防撞功能。鋼套箱采用工廠化分段制造，拼裝成整體，工廠化涂裝防護，整體吊裝裝船運輸到現場，采用大型吊機整體吊裝就位，具有單件重量大，海上運輸困難，吊裝方案復雜等特點，是海上橋梁施工的重點難點工序之一。

4.2鋼套箱施工成本構成

4.2.1鋼套箱加工①鋼套箱實際鋼材使用重量大于可計量鋼材重量，包括內部支撐、懸掛系統(tǒng)及損耗等，這些鋼材無法回收。因此計算鋼套箱造價時不能漏掉此部分鋼材造價。②鋼套箱加工、涂裝、運輸造價。4.2.2鋼套箱安裝 港珠澳大橋青州航道橋主墩鋼套箱重量超過1000噸，需要兩臺1000噸以上的浮吊抬吊安裝，難度大，由于大型浮吊資源缺乏，一般費用較高。4.2.3其他施工船舶攤銷費用、管理費及稅費。

（五）海上承臺施工

5.1基本施工工藝

封底施工：承臺施工之前先實施封底混凝土施工。為確保承臺封底混凝土的質量，需要根據潮水漲落情況，在鋼套箱內封底按分層分塊施工，第一層封底混凝土采取水下澆筑的方式，第二層采取干澆施工。封底成功后，開始進行承臺混凝土施工。承臺施工：以港珠澳大橋主墩為例，主墩承臺高9m，單個承臺混凝土方量15000多方，屬典型的大體積混凝土施工。承臺混凝土分層分四次進行澆注，單次澆注最大混凝土數量超過5000m3。項目部委托專業(yè)單位進行承臺混凝土內部溫度監(jiān)控；通過布設多層冷卻水管，控制混凝土內部溫度；使用兩艘拌合船同時進行澆注確保澆注質量、澆注安全；為保證混凝土外觀質量，承臺頂層模板加貼模板布。

5.2承臺施工成本構成

5.2.1承臺混凝土施工構成①混凝土勞務操作；②混凝土攪拌船拌合；③混凝土表面硅烷涂裝。5.2.2冷卻水管、冷卻淡水、施工柴油。5.2.3混凝土材料。5.2.4施工船舶攤銷、管理費及稅費。

（六）索塔施工

6.1基本施工工藝

斜拉橋索塔的施工工藝基本類似，以寧波象山港大橋為例，主塔采用鉆石形混凝土索塔，索塔總高度為226.5m。索塔塔柱包括下塔柱、下橫梁、中塔柱、上塔柱、塔頂裝飾段。錨固形式為鋼錨箱。模板采用液壓自爬模體系，整個塔柱共分49層澆注，其中下塔柱分9次澆注，下橫梁分2次施工，中上塔柱分38次澆注；標準節(jié)段高度為4.5m或6m。

6.2索塔施工成本構成

6.2.1索塔混凝土施工造價①混凝土勞務操作；②勁性骨架勞務操作；材料費（按每立方混凝土45kg計算）。③混凝土攪拌船； ④混凝土表面硅烷涂裝。⑤塔柱施工期間自發(fā)電柴油。6.2.2鋼錨箱安裝1200型大塔吊租賃費用。施工船舶攤銷、管理費及稅費。

（七）鋼箱梁安裝

7.1基本施工工藝

鋼箱梁分塔區(qū)（墩頂）鋼箱梁和標準段兩類別考慮安裝方式及費用。塔區(qū)鋼箱梁施工完成后，利用浮吊起吊橋面吊機構件到箱梁0#塊頂面，在0#塊頂面拼裝橋面吊機（或后場預拼裝好吊機整體上橋）。鋼箱梁標準段采用橋面吊機安裝。

7.2鋼箱梁安裝成本構成

7.2.1鋼箱梁安裝施工造價①塔區(qū)、墩頂安裝鋼箱梁大浮吊費用，需要根據使用大浮吊的實際情況確定，大浮吊應為1000噸以上才能滿足吊高、吊距，使用費用差別較大。②港珠澳大橋有大節(jié)段安裝，重量超過3600噸，現場采用4000噸及2600噸大型浮吊抬吊安裝，費用大。7.2.2鋼箱梁安裝施工造價③標準段梁段鋼箱梁安裝，主要考慮橋面吊機費用。7.2.3施工船舶攤銷費用、管理費及稅費。

（八）斜拉索安裝

8.1基本施工工藝

斜拉橋斜拉索安裝的施工工藝基本類似，斜拉索通過水運至現場，采用梁上放索方案，按先塔端、后梁端進行掛索，斜拉索張拉及索力調整統(tǒng)一在塔端對稱進行，采用橋梁構件幾何控制法進行施工控制。斜拉索施工完成后，按設計要求安裝阻尼器。

8.2斜拉索安裝成本構成

8.2.1斜拉索安裝施工。8.2.2施工船舶攤銷費用、管理費及稅費。

三、海上施工基本船舶配置

3.1施工船舶基本配置

根據實際施工經驗，以建造斜拉橋兩塔（一般含6個墩）為例，橋梁施工船舶最低限度配置為：①拖輪2艘，2000hp-3000hp。②駁船6艘，1000噸-2000噸。③拋錨艇2艘，2000hp-3000hp。④水上拌合船1艘，100m3/h。⑤浮吊2艘，100噸-200噸（不包括短期吊裝大浮吊）。⑥交通船1條，載人100人以上。⑦粉料運輸船1艘（用于拌合船粉料補給）。⑧泥漿船4艘。⑨送水船1艘。

3.2施工船舶成本估算

由于船舶使用類型、數量都較多，大部分船舶必然需要外租，這部分成本是海上橋梁施工的主要成本，應攤入各清單細目成本單價。

四、結語

海上橋梁施工技術和施工組織歷來是施工企業(yè)的重點關注和研究的施工難點，外海施工更是難上加難，港珠澳大橋位于珠江口外海，施工難度大，且現有公路定額難以測算施工成本，但是掌握了一定規(guī)律的施工步驟和工序后，其施工成本可以取得有效控制。

參考文獻

[1]港珠澳大橋CB03標施工圖設計.