通航河道可提升鋼棧橋施工綜合技術(shù)研究

穆智軍 中鐵七局集團(tuán)有限公司

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)地位的不斷提高，公路行業(yè)也收獲了一定的發(fā)展，同時(shí)，在諸多公路工程項(xiàng)目施工過程當(dāng)中大范圍應(yīng)用到了鋼棧橋施工技術(shù)，通航河道可提升鋼棧橋施工技術(shù)得到行業(yè)的認(rèn)可及重視。

1.工程概況

本項(xiàng)目橋梁上跨東江支流河道，其中仙村涌部分為Ⅴ級通航等級，通航凈寬為100m，凈高要求8m。上跨大橋位于R=1150m的圓曲線上，跨越仙村涌河道，設(shè)計(jì)橋址處河寬約為170m，歷史最高水位為8.176m，設(shè)計(jì)最高通航水位為9.23m。依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，最大船只空載通行凈空要求為4.5m，通航寬度24m。

綜合考慮現(xiàn)場的因素，本著安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則，在線路前進(jìn)方向的左側(cè)設(shè)置一座可提升式貝雷鋼棧橋，起到拉通南北交通的作用。

2.可提升鋼棧橋設(shè)計(jì)

因在水上施工鋼棧橋，又涉及通航要求，采用BIM建模、3D碰撞及模擬提升鋼棧橋、船只通航的方式得到了海事局的充分認(rèn)可，同意可提升鋼棧橋的方案。

提升鋼棧橋是整體式的上部結(jié)構(gòu)，包括鋼便橋與提升跨為兩個(gè)獨(dú)立的支撐體系、跨度24m整體式橋梁上部結(jié)構(gòu)、電動(dòng)/手動(dòng)提升裝置（功能互補(bǔ)），采用四臺(tái)10t卷揚(yáng)機(jī)同步提升整體式結(jié)構(gòu)，以滿足通航船只空載條件下4.5m凈空、通航寬度要求及工程車輛通行要求。依據(jù)現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，河涌最高水位位于8.176m左右，最大船只空載通行凈空要求為4.5m，通航寬度24m。棧橋貝雷梁底面至水面凈空0.75m，為確保船只通行安全，提升鋼棧橋提升高度按6m設(shè)計(jì)。

3.可提升鋼棧橋計(jì)算

3.1 建立模型

采用Midas Civil 2015進(jìn)行建模、計(jì)算、整體分析，鋼管樁底部為固結(jié)結(jié)構(gòu)，上下分配梁之間全部采用鉸接方式，即上層分配梁的彎矩不作用至下層分配梁。如圖1所示，為可提升式貝雷鋼棧橋整體模型圖。

圖1 鋼棧橋整體模型圖

3.2 提升階段計(jì)算

提升階段下主要考慮棧橋的整體穩(wěn)定性和相關(guān)結(jié)構(gòu)計(jì)算。

（1）鋼管樁受力計(jì)算。鋼管樁受力與一般棧橋相對比偏小，結(jié)構(gòu)滿足要求。

（3）提升梁受力計(jì)算。

（4）分配梁體系受力計(jì)算。

（5）吊點(diǎn)受力計(jì)算。

吊點(diǎn)受力為15t，對吊點(diǎn)處進(jìn)行吊耳計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容包括銷軸和焊縫。

銷軸直徑為φ60mm，材質(zhì)為45#鋼調(diào)質(zhì)，雙剪設(shè)計(jì)。

桿件抗撕裂計(jì)算：按照《公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D64-2015）規(guī)定：耳板需滿足的要求為垂直受力方向銷孔直徑處的凈截面積應(yīng)比桿件計(jì)算所需面積大40%；由銷孔邊至桿端的截面積不小于桿件的計(jì)算面積。

受拉桿件最大受力為F=150kN，A'=698mm2。

銷孔橫向斷面面積A=7400mm2＞1.4A'=977mm2。

由銷孔邊至桿端的截面積A=5000mm2＞698mm2。

滿足要求。

4.可提升鋼棧橋施工方法

4.1 提升裝置

（1）在通航孔棧橋墩鋼管樁的同一軸線外側(cè)1.97m，左右側(cè)各打設(shè)4根鋼管樁φ630×10mm，鋼管樁頂高度標(biāo)高擬定為19.07m，共計(jì)施打16根提升鋼管。每兩根鋼管用[14a槽鋼焊接進(jìn)行連接，以保證其整體穩(wěn)定性。

（2）同側(cè)提升鋼管樁的頂部設(shè)置雙拼I45b工字鋼，作為提升吊橋的橫梁。

（3）根據(jù)計(jì)算提升主跨橋面系、貝雷縱梁及工字鋼分配梁、橫擔(dān)重量約為58.6t。依據(jù)棧橋提升點(diǎn)位置，在I45b雙拼工字鋼每個(gè)點(diǎn)位上安放10t的同步卷揚(yáng)機(jī)各1臺(tái)（配合滑輪組），共計(jì)4臺(tái)，用于棧橋的升降。在棧橋升降時(shí)需要4個(gè)吊點(diǎn)位置保持平衡升降。

（4）10t卷揚(yáng)機(jī)提升速度為0.5m/min。

（5）通航孔棧橋的最高提升高度為6m。

（6）為防止提升跨在懸吊過程中發(fā)生橫向或縱向位移，特在吊橋的四個(gè)角各設(shè)置縱向、橫向限位滑輪、滑槽。

4.2 防撞墩

在每根提升鋼管橫向軸線位置外側(cè)1.35m處打設(shè)鋼管樁，按間距2.331m布置成等邊三角形。鋼管頂部用[14a將3根鋼管樁牢固連接成一個(gè)整體，增加抗撞能力。

4.3 可提升鋼棧橋的使用及維護(hù)

合理安排施工工期和必要的維護(hù)工作是維持棧橋使用壽命的有力保障。項(xiàng)目應(yīng)定期對鋼棧橋進(jìn)行觀測、檢查和保養(yǎng)，以確保施工過程中鋼棧橋的穩(wěn)定和安全。具體注意事項(xiàng)如下所述：

（1）項(xiàng)目需合理安排施工工期，減少不必要的重型機(jī)械在棧橋上的使用；加強(qiáng)限速管理，減小過往車輛對鋼棧橋的沖擊。

（2）項(xiàng)目應(yīng)及時(shí)清理鋼棧橋上的物資；不影響荷載要求和施工的前提下，物資堆放應(yīng)滿足攤開均勻的要求，不得集中堆放。

（3）使用期間避免對鋼棧橋的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重撞擊，尤其要確保鋼管樁的穩(wěn)定性。

（4）施工時(shí)在每根鋼管樁上設(shè)置沉降觀測點(diǎn)，安排專人對鋼棧橋進(jìn)行監(jiān)控測量。定期監(jiān)測鋼管樁的沉降情況，特別注意相鄰鋼管樁之間的相對沉降。出現(xiàn)相對沉降超限時(shí)應(yīng)立即停止施工，啟動(dòng)應(yīng)急措施來減小相對沉降量，確保棧橋的使用安全。

（5）項(xiàng)目定期對棧橋鋼管樁的沖刷情況進(jìn)行觀測，出現(xiàn)沖刷過大的情況必須及時(shí)采用拋砂袋、片石的辦法維護(hù)，維持棧橋穩(wěn)定。

（6）項(xiàng)目定期檢查貝雷桁架銷子的松動(dòng)脫落情況，如有松動(dòng)安排人員加固。

（7）定期檢查螺栓松動(dòng)情況，對螺栓、螺帽松脫的部位及時(shí)安排人員緊固。

（8）定期檢查鋼構(gòu)件之間的焊縫，發(fā)現(xiàn)焊縫斷裂時(shí)應(yīng)補(bǔ)焊，出現(xiàn)橋面板翹曲或損壞的情況安排修復(fù)或更換。

（9）棧橋施工開始就要及時(shí)設(shè)置航標(biāo)。

（10）應(yīng)定期檢查鋼構(gòu)件的使用狀況，如發(fā)現(xiàn)不良變形應(yīng)更換鋼構(gòu)件，確保通行安全。

（11）當(dāng)發(fā)生災(zāi)害性天氣時(shí)，在保證設(shè)備及人員安全撤離的情況下，徹底封閉可提升鋼棧橋，待解除災(zāi)害警報(bào)后開放使用。

5.結(jié)束語

此可提升式貝雷鋼棧橋在建成投入使用后，項(xiàng)目定期觀測分配梁標(biāo)高，計(jì)算整理觀測數(shù)據(jù)，整體沉降量很小，完全符合設(shè)計(jì)要求，既能滿足施工車輛的通行，又能保證當(dāng)?shù)卮坏耐ê揭?。此?xiàng)舉措得到了多方上級單位的一致肯定和贊賞，這充分證明了此項(xiàng)施工技術(shù)具有可實(shí)施性，為相似的通航河流工程提供良好的借鑒作用。