CN113106873A - 一种大跨度钢栈桥标准化施工体系 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，包括：1)栈桥钢管桩和防撞墩施工；2)桩头加工及承重梁安装；3)贝雷梁组合、拼装及加固；4)装配式桥面板安装；5)装配式防护栏杆安装。以解决目前的钢栈桥施工方式难以胜任大跨度，地形复杂钢栈桥施工的问题。属于栈桥施工领域。

Description

一种大跨度钢栈桥标准化施工体系

技术领域

本发明涉及一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，属于桥梁施工领域。

背景技术

近年来，随着我国城市基础设施的大力建设，桥梁成为了重要的交通工程。许多市政跨江桥梁受环境限制，施工时将不可避免地使用钢栈桥作为临时通道及作业平台。贝雷梁因其承载力大、组合形式多变灵活、组装及拆卸方便得到广泛运用，但常规栈桥中，多采用小跨径，一般12m为宜，对于跨度大，地形复杂的钢栈桥施工，由于履带吊施工范围不足，不能使用传统的“钓鱼法”施工导致施工困难。

发明内容

本发明提供一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，以解决目前的钢栈桥施工方式难以胜任大跨度，地形复杂钢栈桥施工的问题。

为实现上述目的，拟采用这样一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，包括：1)栈桥钢管桩和防撞墩施工；2)桩头加工及承重梁安装；3)贝雷梁组合、拼装及加固；4)装配式桥面板安装；5)装配式防护栏杆安装。

1)栈桥钢管桩和防撞墩施工

钢管桩定位，通过打桩船和振动锤进行沉桩，打桩船进入作业区，在船身前方及侧面各打入一根临时钢管桩，入土深度不得小于悬臂长度，利用钢丝绳将船只与临时钢管桩拉紧固定，先在钢管上套上绳子，振动锤夹头将钢管摆放到设计桩位，人工牵引绳子精调，就位后，随即进行沉桩，沉桩过程中，随时校核桩位，如偏差过大，立刻拔起重打，同一排钢管桩最边上的两根优先施工，然后在钢管外壁上焊接槽钢，在槽钢上量取距离，对剩余的钢管桩进行定位，最后沉桩。

2)桩头加工及承重梁安装

钢管桩之间连接系完成之后，在已经抄平的钢管顶作记号，开始割除多余钢管，并在顶部切槽，控制好高程，将承重梁就位。承重梁为双拼工字钢，工字钢之间采用连接板连接，每3m设一道连接板，支点处设加劲板，布置在工字钢腹板两侧，承重梁长度根据栈桥宽度而定，承重梁通过履带吊站在栈桥上进行吊装；

前述钢管桩桩头及承重梁的连接结构如下，钢管桩上端的中部沿承重梁的长度方向切割承重梁安装槽口，承重梁安装槽口宽度大于承重梁的宽度，承重梁卡设于承重梁安装槽口内，承重梁安装槽口两端下侧的钢管桩外壁上焊接固定有支撑牛腿，所述承重梁通过承重梁安装槽口及两端的支撑牛腿支撑，承重梁安装槽口两侧已切割的钢管桩上均焊接固定有弧形限位板，弧形限位板的一端焊接固定于钢管桩上，另一端抵设并焊接固定于承重梁腹板上，所述承重梁与承重梁安装槽口及两端的支撑牛腿之间焊接固定。

3)贝雷梁组合、拼装及加固

先在现场将贝雷片用标准支撑架连接成整体，再分段拼装，首段拼装长度控制在15m以内，15m以外单片安装，从一侧往另一侧单向进行，待已安装数量足够组成一个单元后，立即用支撑架进行固定；贝雷梁组合完成后，单元之间进行连接加固，受现场条件限制，局部承重梁支点位置无竖杆，采用]10槽钢，与上下弦杆抵紧；

4)装配式桥面板安装

装配式桥面板安装在横向分配梁之上，横向分配梁为I25a工字钢，间距75cm，桥面板由I12工字钢和作为桥面板的10mm厚花纹钢板组成，I12工字钢纵向分布，间距24cm，每条分配梁使用不少于3个U型卡件与贝雷梁固定，桥面板与分配梁也采用U型卡件固定，桥面板与桥面板之间的连接孔与U型卡件对应，U型卡件上紧。

5)装配式防护栏杆安装

装配式防护栏杆沿栈桥方向设置于栈桥两侧，装配式防护栏杆的下端与分配梁卡紧，实现装配式防护栏杆的安装固定。

与现有技术相比，本发明在保证了施工安全、质量的同时，解决了在复杂环境条件下大跨度钢栈桥施工困难的技术难题，缩短了工期，节约了成本，为工程建设提供了强有力的技术支撑，该体系在舜江大桥拼宽建设工程钢栈桥施工中的成功应用，使得工期缩短2个月，同时本项目钢栈桥施工大部分采用装配式连接，相比传统的焊接工艺省时省力，施工材料重复利用率达95％以上，节约施工成本300.55万元，具有极好的经济效益和社会效益，极具推广应用价值。。

附图说明

图1是本发明的的结构示意图；

图2是钢管桩及承重梁的立体结构示意图；

图3是图2中钢管桩及承重梁的侧视图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

参照图1至图3，以舜江大桥为例，2019年9月至2020年1月，该体系依托舜江大桥拼宽建设工程总结形成并成功应用。舜江大桥拼宽建设工程主桥为176m下承提篮式钢箱拱桥，跨越曹娥江，曹娥江在施工段历年常水位为3.9m，十年一遇水位7.72m，二十年一遇水位8.47m，百年一遇水位9.4m。为满足主桥拼装、行洪和通航需要在主桥上游设置宽6米，下游设置宽9米的两座钢栈桥(兼有交通运输功能)。钢栈桥全长279m，水上部分174m，其中最短一跨跨度29m，其余跨度均为33m，桥面高程16.18m，贝雷梁底高程为14.10m，两栈桥之间净距27.5m，钢栈桥标准化施工体系如下：

1)栈桥钢管桩、防撞墩施工

钢管桩定位

因江上栈桥跨度过大，履带吊不能站在已施工完成的桥面上采用“钓鱼法”进行打桩，故选用打桩船+DZ120振动锤进行沉桩。江上沉桩，需要解决船只固定、钢管桩定位准确的问题。打桩船进入作业区，在船身前方及侧面各打入一根临时钢管桩，入土深度不得小于悬臂长度，利用钢丝绳将船只与临时钢管桩拉紧固定，减少船只的晃动。水上打桩，不适合采用以往的导向架辅助定位，工人需到另外一条作为工作平台的船只上配合定位。先在钢管上套上绳子，振动锤夹头将钢管摆放到设计桩位附近，人工牵引绳子精调，就位后，随即进行沉桩，沉桩过程中，随时校核桩位，如偏差过大，立刻拔起重打。同一排钢管桩1最边上的两根优先施工，然后在钢管外壁上焊接]20a槽钢，在槽钢上量取距离，对剩余的钢管桩1进行定位，最后沉桩。

钢管桩焊接，施工步骤如下：

1)钢管桩1焊接前，应将焊缝上下30mm范围内的铁锈、油污、水汽和杂物清除干净；

2)钢管桩1对口拼装时，对接管端环缝应对称施焊，防止焊接变形，减少次应力；

3)钢管桩1桩身横向连接及桩身与桩尖连接处沿桩周加焊8块加劲钢板，以增强钢管桩1整体刚度；

4)钢管桩1接长前，必须对轴线进行复核，确保其轴线在同一条直线上方可进行焊接作业。

入土深度控制

钢管桩1立柱为双排桩设计，排距有2m和3m两种规格。钢管桩1规格φ630mm×10mm，材质为Q235B。钢管桩1不得有超过2cm的沉降，钢管桩1入土深度根据地质资料进行计算确定，单桩承载力以135t计，满足承载力的条件下，入土深度不少于35m，平均长度为48m。6m宽栈桥下每排布置3根钢管，间距为2.5m，9m宽栈桥下每排布置4根钢管，间距分别为2.5m、3m和2.5m。现场施工中采用桩底标高+贯入度双控法进行控制，以贯入度为主。当桩底标高达到设计桩底标高但贯入度仍然很大时，应继续沉桩，贯入度小于3cm/min时即可停锤

钢管桩防腐

钢管桩1防腐刷漆范围为泥面以下4m位置至桩顶区域(考虑冲刷2m)，泥面以下4m至桩底部位不做防腐处理。由技术人员检查，发现防腐漆破损的返工重新涂刷，未经检查合格，不得使用。

防撞墩施工

曹娥江为四级航道，船只流量较大，需要在航道范围内钢管桩1周围设置临时防撞墩。临时防撞墩由φ630钢管桩组成，钢管插入河床以下25m，顶部高出常水位3m，河床以上部分填充细砂，做到饱满密实，最后由I25a工字钢连接成整体，保证抵抗500t驳船的冲击力。

2)桩头加工及承重梁安装

承重梁2为双拼I45C工字钢，工字钢之间采用连接板连接，每3m设一道连接板，支点处设加劲板，加劲板规格为69×10×450mm，布置在工字钢腹板两侧。承重梁2长度为6.5m和9.5m，分别用于6m宽和9m宽栈桥下方，承重梁2最大重量约2t，由80T履带吊站在栈桥上进行吊装，钢管桩1上端的中部沿承重梁2的长度方向切割承重梁安装槽口11，承重梁安装槽口11宽度大于承重梁2的宽度，承重梁2卡设于承重梁安装槽口11内，承重梁安装槽口11两侧已切割的钢管桩1上均焊接固定有弧形限位板4，弧形限位板4的一端焊接固定于钢管桩1上，另一端抵设并焊接固定于承重梁2腹板上，承重梁安装槽口11两端下侧的钢管桩1外壁上焊接固定有支撑牛腿3，所述承重梁2通过承重梁安装槽口11及两端的支撑牛腿3支撑，且承重梁2与承重梁安装槽口11及两端的支撑牛腿3之间焊接固定。

3)贝雷梁组合、拼装及加固

贝雷梁组合

标准型450型和900型支撑架分别只能组合2排及3排贝雷梁5，经过局部改装，分别最多可以组合3排和5排贝雷梁5。

6m宽栈桥下方共17排贝雷梁5，分成5个单元组合，需要3套900型支撑架及2套450型支撑架，9m宽栈桥下方共25排贝雷梁5，分成8个单元组合，需要5个900型支撑架及3个450型支撑架。

贝雷梁的拼装及安装

先在现场将贝雷片用标准支撑架连接成整体。贝雷拼装过程中，所有销子必须安装，且必须安装开口销。贝雷片按施工需要拼装完成后整体进行吊装。

33m长贝雷梁5共11片，配上加强弦杆后，最轻的双排组合重量约10t，100T履带吊在17m作业半径内无法进行整体吊装，因此需要分段拼装。首段拼装长度控制在15m以内，15m以外单片安装，从一侧往另一侧单向进行。拼装时，先打入上部的连接销，插上保险销，后缓缓下旋，再打入下部的销子，插上保险销。龙门吊区域下方，贝雷梁5均为加密布置，间距225mm，销子只能从一个方向打入。待已安装数量足够组成一个单元后，立即用支撑架进行固定。

单元之间加固

贝雷梁5组合完成后，单元之间需要进行连接加固，使之形成一个整体，增强稳定性。单元之间采用]10槽钢拉结，间隔3m设置，形成“X”状，局部地方，单元之间间距过小，不宜斜向设置拉杆，则在上下位置“一”字连接。贝雷梁与横梁之间，设置限位装置。限位装置由]8槽钢加工而来，每个单元最外侧均设置，与横梁焊接牢固。

支点加强

受现场条件限制，局部承重梁2支点位置无竖杆，需要进行加强。采用]10槽钢，与上下弦杆抵紧，防止局部应力过大，贝雷梁变形。

4)装配式桥面板安装

龙门吊轨道下方不铺设桥面板，装配式桥面板6安装在横向分配梁7之上，横向分配梁7为I25a工字钢，间距75cm。桥面板由I12工字钢和10mm厚花纹钢板组成，I12工字钢纵向分布，间距24cm。每条横向分配梁7使用不少于3个U型卡件与贝雷梁5固定。面板与横向分配梁7也采用U型卡件固定，面板与面板之间的连接孔与U型卡件对应，U型卡件上紧。

5)装配式栏杆安装

通过装配式防护栏杆安装，与横向分配梁7卡紧，与传统栏杆相比保证了施工安全，极大的提高了施工效率，又有美观性。同时防护栏杆上还可安装警示标语等。

经济效益

2019年9月至2020年1月，该体系依托舜江大桥拼宽建设工程钢栈桥施工总结形成并成功应用，使得工期缩短2个月，同时本项目钢栈桥施工大部分采用装配式连接，相比传统的焊接工艺省时省力，施工材料重复利用率达95％以上，节约施工成本300.55万元。

表1：钢栈桥施工工期节约成本表

表2：钢栈桥施工材料节约成本表

社会效益

舜江大桥拼宽建设工程钢栈桥施工过程中，根据工程实际研发的此体系，在保证了施工安全、质量的同时，解决了在复杂环境条件下大跨度钢栈桥施工困难的技术难题，缩短了工期，节约了成本，为工程建设提供了强有力的技术支撑，在本项目得到了很好的运用实践，也为后期类似工程建设提供了借鉴，建设过程受到了监理、建设单位和地方政府的高度评价与广泛赞誉，获得了较好的社会效益，有较好的推广应用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于，包括：1)栈桥钢管桩和防撞墩施工；2)桩头加工及承重梁安装；3)贝雷梁组合、拼装及加固；4)装配式桥面板安装。

2.根据权利要求1所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于，栈桥钢管桩和防撞墩施工如下：钢管桩定位，通过打桩船和振动锤进行沉桩，打桩船进入作业区，在船身前方及侧面各打入一根临时钢管桩，入土深度不得小于悬臂长度，利用钢丝绳将船只与临时钢管桩拉紧固定，先在钢管上套上绳子，振动锤夹头将钢管摆放到设计桩位，人工牵引绳子精调，就位后，随即进行沉桩，沉桩过程中，随时校核桩位，如偏差过大，立刻拔起重打，同一排钢管桩最边上的两根优先施工，然后在钢管外壁上焊接槽钢，在槽钢上量取距离，对剩余的钢管桩进行定位，最后沉桩。

3.根据权利要求1所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于，桩头加工及承重梁安装如下：钢管桩之间连接系完成之后，在已经抄平的钢管桩顶作记号，开始割除多余钢管，并在顶部切槽，控制好高程，将承重梁就位，承重梁为双拼工字钢，工字钢之间采用连接板连接，每3m设一道连接板，支点处设加劲板，布置在工字钢腹板两侧，承重梁长度根据栈桥宽度而定，承重梁通过履带吊站在栈桥上进行吊装。

4.根据权利要求3所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于：钢管桩桩头及承重梁连接结构如下，钢管桩上端的中部沿承重梁的长度方向切割承重梁安装槽口，承重梁安装槽口宽度大于承重梁的宽度，承重梁卡设于承重梁安装槽口内，承重梁安装槽口两端下侧的钢管桩外壁上焊接固定有支撑牛腿，所述承重梁通过承重梁安装槽口及两端的支撑牛腿支撑。

5.根据权利要求4所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于：承重梁安装槽口两侧已切割的钢管桩上均焊接固定有弧形限位板，弧形限位板的一端焊接固定于钢管桩上，另一端抵设并焊接固定于承重梁腹板上。

6.根据权利要求5所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于：所述承重梁与承重梁安装槽口及两端的支撑牛腿之间焊接固定。

7.根据权利要求1所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于，贝雷梁组合、拼装及加固如下：先在现场将贝雷片用标准支撑架连接成整体，再分段拼装，首段拼装长度控制在15m以内，15m以外单片安装，从一侧往另一侧单向进行，待已安装数量足够组成一个单元后，用支撑架进行固定；贝雷梁组合完成后，单元之间进行连接加固，受现场条件限制，局部承重梁支点位置无竖杆，采用竖向设置的槽钢，与上下弦杆抵紧。

8.根据权利要求1所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于：装配式桥面板安装在横向分配梁之上，横向分配梁为I25a工字钢，间距75cm，桥面板由I12工字钢和作为桥面板的10mm厚花纹钢板组成，I12工字钢纵向分布，间距24cm，每条分配梁使用不少于3个U型卡件与贝雷梁固定，桥面板与分配梁也采用U型卡件固定，桥面板与桥面板之间的连接孔与U型卡件对应，U型卡件上紧。

9.根据权利要求1所述一种大跨度钢栈桥标准化施工体系，其特征在于：装配式防护栏杆沿栈桥方向设置于栈桥两侧，装配式防护栏杆的下端与分配梁卡紧，实现装配式防护栏杆的安装固定。

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