鋼便橋及鋼平臺施工技術(shù)
——以廣州石井河工程為例

肖漢生 徐郁峰

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鋼便橋及鋼平臺施工技術(shù)
——以廣州石井河工程為例

肖漢生 徐郁峰

為了整治石井河的黑臭問題，市政部門采用在石井河干流下新建截污渠箱的整治方法。本文現(xiàn)就對由于外側(cè)雙排鋼板樁離岸的距離較遠(yuǎn)，施工機(jī)械無法在岸上對其進(jìn)行施工而搭設(shè)鋼便橋及鋼平臺的施工方案作淺顯論述。

工程概況

廣州的石井河北起于京廣鐵路橋門口坦涌，南至螺涌涌口，途經(jīng)石井街、同德街和松洲街，河涌總長約為10.24km。在水中深基坑主要有以下四種支護(hù)類型：鋼板樁+內(nèi)支撐+外側(cè)雙排鋼板樁圍堰、地下連續(xù)墻+錨索+外側(cè)雙排鋼板樁圍堰、排樁+錨索+外側(cè)雙排鋼板樁圍堰、過河圍堰（兩道雙排鋼板樁圍堰+內(nèi)支撐）。在水中深基坑主要有4種支護(hù)類型，渠箱在施工過程中與堤岸和支護(hù)結(jié)構(gòu)的關(guān)系如圖 1所示。

工程地質(zhì)條件

本工程渠箱水中深基坑的“鋼板樁+內(nèi)支撐+外側(cè)雙排鋼板樁圍堰”此類型支護(hù)結(jié)構(gòu)，主要有XA-1～XA-8，DA-1～DA-10，DB-3型，在不同的地質(zhì)條件有不同的支護(hù)類型。

鋼便橋與鋼平臺的施工方案

鋼便橋與鋼平臺搭設(shè)的原因

外側(cè)雙排鋼板樁離岸的距離較遠(yuǎn)，施工機(jī)械無法在岸上對其進(jìn)行施工，為了方便施工所以搭設(shè)平臺與鋼便橋。鋼便橋指的是二級堤岸平臺至水中雙排鋼板樁圍堰之間的平臺，而設(shè)置在水中雙排鋼板樁圍堰頂上的臨時施工平臺為鋼平臺。鋼便橋和鋼平臺為同種類型的結(jié)構(gòu)。每段“鋼板樁+內(nèi)支撐+外側(cè)雙排鋼板樁圍堰”此類型的渠箱基坑均需設(shè)置鋼便橋及鋼平臺。

為了利用現(xiàn)有鋼材和適應(yīng)不同地質(zhì)條件的施工區(qū)域，共設(shè)計(jì)了3種鋼便橋及鋼平臺。

圖1　渠箱施工示意圖

鋼便橋與鋼平臺的施工

總體施工順序安排：由堤岸開始插打鋼管樁，鋪設(shè)承重梁，鋪設(shè)縱梁（工字鋼或H型鋼），再在縱梁上鋪設(shè)分配梁及便橋面板，單跨完成后利用已經(jīng)完成的鋼便橋向前插打安設(shè)下一跨，直至施工完成。施工的整體流程為：施工準(zhǔn)備、測量放線、材料進(jìn)場驗(yàn)收、設(shè)備進(jìn)場驗(yàn)收、試樁、參數(shù)調(diào)整、正式打設(shè)鋼管樁、架設(shè)樁頂工字鋼承重梁、架設(shè)縱梁、鋪平臺橫向分配梁、鋪平臺δ10鋼面板、通車使用、拆除水中鋼平臺、拆除鋼便橋。這個過程需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)監(jiān)測。

約納斯的責(zé)任倫理學(xué)始于現(xiàn)代技術(shù)批判，最終回到對技術(shù)時代倫理癥結(jié)的回應(yīng)。對傳統(tǒng)倫理學(xué)的反思與現(xiàn)代技術(shù)現(xiàn)實(shí)境況的考察，同樣服務(wù)于這種全新的倫理學(xué)理論的建構(gòu)。約納斯強(qiáng)烈的現(xiàn)實(shí)感與深邃的哲學(xué)洞見，使得其能夠另辟蹊徑，從哲學(xué)傳統(tǒng)中發(fā)掘出“責(zé)任”這一時代精神。通過對“責(zé)任”維度的重新闡釋、擴(kuò)展和區(qū)分，約納斯確立了一種非對稱性的面向未來的責(zé)任倫理學(xué)。約納斯責(zé)任倫理學(xué)的理論建構(gòu)之路，體現(xiàn)出哲學(xué)實(shí)踐的真正擔(dān)當(dāng)。這種探索不僅是當(dāng)代重要的倫理學(xué)理論創(chuàng)新，更是哲學(xué)回歸生活、理論面向時代的真實(shí)寫照。

鋼管樁施工

根據(jù)坐標(biāo)定出樁基的縱橫中心線，便橋的鋼管樁采用停放在駁船上的50t吊車在制定位進(jìn)行插打施工，根據(jù)鋼便橋的受力驗(yàn)算選取振動錘子，由于本工程鋼便橋及鋼平臺鋼板樁設(shè)計(jì)入土層即12.35m長，河床以上還用約3m高水深，總計(jì)單樁長約16m，所以必須進(jìn)行至少一次接樁，接樁是在二級堤岸平臺上或者駁船上利用鋼板將兩節(jié)樁進(jìn)行焊接連接。鋼管樁焊接采用對接焊縫，使用吊機(jī)吊裝焊接，焊接連接并檢查合格后，采用吊機(jī)加振動錘吊住接長的鋼管樁頂部，鋼管樁懸空后，平移到設(shè)計(jì)的樁位進(jìn)行施打。最后標(biāo)高割去多余的鋼管樁，即鋼管樁施工完成。

鋼便橋與二級提案平臺的連接

在二級堤岸平臺靠河側(cè)2m處挖一個長2m，寬4.5m，深20cm的基礎(chǔ)，并在基礎(chǔ)內(nèi)澆筑C20混凝土，待混凝土強(qiáng)度達(dá)到90%，再在基礎(chǔ)上安裝鋼主梁至河中第一條鋼管樁，并依次安裝橫向分配梁、鋼面板。為了方便車輛可直接上到鋼便橋，在堤岸平臺靠岸一側(cè)新建C30的混凝土路面。

鋼便橋及鋼平臺的上部結(jié)構(gòu)安裝

鋼管樁沉放完畢后，首先開始進(jìn)行樁頂承重工字鋼的安裝。將樁頂割成“凹”狀，契入橫梁，然后將剛橫梁工字鋼下底與樁頂焊接。同一個墩的兩根鋼管樁必須控制在同一條直線上，保證能準(zhǔn)確放置通長的型鋼分配梁。制備成型鋼支撐架。

然后是安裝縱梁，在安裝前需用剪力撐加固鋼管樁。搭設(shè)在主分配梁梁頂，用電焊的方式固定在分配梁上。

鋼便橋及鋼平臺的架設(shè)

在水中的鋼平臺架設(shè)采用釣魚法施工，鋼便橋搭設(shè)完畢后，設(shè)置安全護(hù)欄，護(hù)欄高度為1.2m，立桿的間距為2m，立桿焊接在鋼面板上，立桿及扶手均采用Φ48*3.0mm鋼管，扶手應(yīng)設(shè)置兩道。最后在鋼便橋上設(shè)置限速5km標(biāo)志及警示牌，確保行車安全。

鋼便橋及鋼平臺的荷載試驗(yàn)

鋼便橋及鋼平臺搭建完成后，首先應(yīng)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行荷載試驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方能正式投入使用。第一跨鋼便橋施工完成后，即進(jìn)行加載試驗(yàn)。為了檢驗(yàn)便橋的安全性能，采用設(shè)計(jì)車輛荷載乘以1.5的安全系數(shù)，用型鋼作為加載配重，分三級加載，第一級25t，第二級30t，第三級20t。荷載試驗(yàn)時，加重物要按最不利受力位置進(jìn)行放置。上荷載前進(jìn)行第一次測量，每級荷載加上去，都要進(jìn)行沉降測量，每15min測量一次直至沉降穩(wěn)定，并記錄好測量數(shù)據(jù)，將實(shí)際沉降值與計(jì)算值進(jìn)行比較，出現(xiàn)較大偏差要分析原因再進(jìn)行下一級荷載加載。所有荷載加載完畢后的沉降觀測要求：第一小時內(nèi)每15min測量一次沉降量，第二小時每30min測量一次，在第一個小時內(nèi)沉降量不得大于2cm。連續(xù)觀測三個小時，累計(jì)沉降不得大于4cm。經(jīng)驗(yàn)算，其承載力、撓度滿足設(shè)計(jì)要求。

鋼便橋及鋼平臺的監(jiān)測與維護(hù)保養(yǎng)

鋼便橋及鋼平臺在使用過程中要隨時對縱、橫梁的撓度、鋼管樁的沉降進(jìn)行檢監(jiān)測，每7天進(jìn)行一次監(jiān)測，其中鋼管樁的沉降觀測點(diǎn)布置在對應(yīng)鋼管樁頂?shù)匿撈脚_表面，測點(diǎn)數(shù)量為4；而鋼主梁撓度監(jiān)測點(diǎn)布置在每跨跨中截面的主梁上，測點(diǎn)數(shù)量為8。

監(jiān)測預(yù)警值主要以監(jiān)測項(xiàng)目的日變化量和累計(jì)變化量這兩個值控制。各監(jiān)測項(xiàng)目的報(bào)警值見下為：鋼管樁沉降日變化量3mm、累計(jì)量35mm，縱、橫梁撓度變化量3mm、累計(jì)量35mm。

鋼便橋及鋼平臺完成后每日安排專人對鋼管立柱焊縫、節(jié)點(diǎn)板、鋼管立柱剪力撐、縱梁焊縫、限位型鋼進(jìn)行觀察，如發(fā)生焊縫開裂、型鋼變形、限位型鋼變形等情況立即進(jìn)行補(bǔ)焊或者加固。在鋼便橋及鋼平臺使用期間安排專人進(jìn)行維護(hù)和清潔，并能根據(jù)檢測數(shù)據(jù)及時進(jìn)行變形過大的構(gòu)件的更換工作。

鋼便橋及鋼平臺的拆卸方法

在圍蔽內(nèi)的渠箱基坑回填后進(jìn)行鋼平臺拆除，拆除鋼平臺后方可拆除鋼便橋。鋼便橋與鋼平臺的拆除工作與塔設(shè)工作的順序基本相反，拆除方法基本與搭設(shè)方法相同。拆除流程由以下四個步驟所示：

（1）拆除施工由上至下逐層逐段進(jìn)行，嚴(yán)禁立體作業(yè)，使用吊車支立在下一跨要拆除的結(jié)構(gòu)上調(diào)離拆掉的材料，輔以運(yùn)輸船舶運(yùn)至岸邊，人工輔助吊車裝車運(yùn)走；

（2）拆卸欄桿時，用風(fēng)焊將欄桿與便橋分離，然后用吊車將欄桿吊走；

（3）拆卸鋼板及分配梁時應(yīng)整體拆除，運(yùn)至岸上后再進(jìn)行型鋼與鋼板的分離；

（4）拆卸鋼管樁時，用吊車配合振動錘將鋼管樁垂直振拔出河床，然后將鋼管樁吊走。

結(jié)束語

水污染的治理跨度較大，施工機(jī)械在岸上很難完成該截污工程的施工，石井河工程的鋼便橋及鋼平臺搭設(shè)，滿足了工程的臨時需要，為水污染的治理創(chuàng)造了施工條件。

肖漢生1徐郁峰2

1.廣州市凈水有限公司；2.華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.10.042