CN114934433A - 用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构及其施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构及其施工工艺，所述钢栈桥结构包括主栈桥、支栈桥和钻孔平台，支栈桥与钻孔平台用于墩桩基的施工，所述主栈桥、支栈桥和钻孔平台均包括桩基础，承重横梁、纵梁，桥面板及附属结构，每个桩基础为四根钢管桩之间由平联及剪刀撑焊接固定的结构，主栈桥和支栈桥的承重横梁为工字钢，主栈桥和支栈桥的纵梁为贝雷梁；钻孔平台的承重横梁和纵梁均为型钢。本施工工艺采用履带吊配合震动垂钓鱼法安装全部钢管桩，再依次安装承重横梁、纵梁、分配梁、面系。本发明可采用两台旋挖钻机交错进行桩基施工，解决了特大桥梁纵向施工设备通行和物资运输的难题，简化施工流程，施工速度快，稳定性更好。

Description

用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构及其施工工艺

技术领域

本申请属于桥梁施工技术领域，具体涉及一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构及其施工工艺。

背景技术

特大桥是指多孔跨径总长大于1000m或单孔跨径大于150m的公路桥梁，桥长大于500m以上的铁路桥梁。特大桥的施工难点在于：(1)施工期间河道水位较高，施工安全隐患大；(2)跨水面施工，施工技术难度大，安全隐患多；主栈桥、平台施工需在水面上作业，受作业条件的限制，水面施工技术难度相对增大，施工安全及施工作业风险相对较高，安全隐患较多。(3)临时结构使用期间涉及河流2个汛期，安全风险较大。通常主栈桥计划使用年限在2年左右，经常需经历利桥梁修建地区的2次汛期。现有技术中的辅助桥梁施工的栈桥需要打混凝土固定钢管桩，施工流程复杂，周期长，不利于应对2个汛期的施工周期。本申请采用的马镫桩基钢栈桥结构及其施工工艺，解决了特大桥梁纵向施工设备通行和物资运输的难题，简化施工流程，施工速度快，稳定性更好。

发明内容

本发明专利的目的在于提供一种方便特大桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构及其施工工艺。为实现本发明专利的目的，采用的技术方案为：

一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构，包括：

主栈桥、支栈桥和钻孔平台，主栈桥与欲建设桥梁纵向平行设置，支栈桥与钻孔平台相邻设置，支栈桥和钻孔平台与主栈桥垂直设置，支栈桥和钻孔平台用于桥梁墩桩基的施工，所述主栈桥、支栈桥和钻孔平台均包括桩基础，承重横梁、纵梁，桥面板及附属结构，每个桩基础采用四根钢管桩，四根钢管桩之间由平联及剪刀撑焊接固定；主栈桥和支栈桥的承重横梁为工字钢，主栈桥和支栈桥的纵梁为贝雷梁；钻孔平台的承重横梁和纵梁均为型钢；

主栈桥及支栈桥的承重横梁设置在钢管桩顶部，钢管桩的受力部位两侧设置连接板，主栈桥及支栈桥的承重横梁采用三拼I32b工字钢，三根I32b工字钢间采用间断焊接；

主栈桥及支栈桥的纵梁设置在承重横梁上，并用限位器固定，主栈桥及支栈桥的纵梁为321型贝雷梁组合形式，每两片321型贝雷梁为一组并且用90支撑架进行连接，每组贝雷梁间采用[8槽钢进行剪刀撑连接；

钻孔平台的承重横梁设置在钢管桩顶部，钢管桩的受力部位两侧设置连接板，该承重横梁采用双拼H500×200型钢，两根H500×200型钢间采用间断焊接。

按上述方案，所述钢管桩采用Φ630×10mm钢管桩，所述的平联及剪刀撑采用[20b槽钢。

按上述方案，所述的[20b槽钢与钢管桩之间的焊接采用双面焊缝，焊缝高度不小于6mm。

按上述方案，钻孔平台的纵梁设置在承重横梁上，并采用焊接固定，钻孔平台的纵梁采用双拼H500×200型钢。

按上述方案，钻孔平台的纵梁上还设置有分配梁，分配梁采用I32b工字钢，钻孔平台的分配梁与纵梁采用焊接固定。

按上述方案，主栈桥和支栈桥之间采用[20b槽钢平联，并用连接钢板将该平联焊接固定在钢管桩上。

另一方面，本申请还保护如前述任一项所述的一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构的施工工艺，包括以下步骤：

主栈桥施工时，钢管桩下沉就位后，焊接钢管桩之间的平联及剪刀撑，使之形成整体；然后在钢管桩顶依次架设承重横梁、纵梁、铺设桥面板及附属结构，一孔施工完毕后，导向装置前移，进行下一个施工循环；

支栈桥施工时以主栈桥为起点，钢管桩下沉就位后，焊接钢管桩之间的平联及剪刀撑，使之形成整体；然后在钢管桩顶依次架设承重横梁、纵梁、铺设桥面板及附属结构；待第一跨支栈桥施工完成后，履带吊行驶到支栈桥上，进行下一跨支栈桥施工；

钻孔平台施工时以支栈桥为起点，钢管桩下沉就位后，焊接钢管桩之间的平联及剪刀撑，使之形成整体；然后在钢管桩顶依次架设承重横梁、纵梁、铺设桥面板及附属结构；

全部钢管桩均采用履带吊配合振动锤钓鱼法进行安装。

按上述方案，还包括以下步骤：

当钢管桩长度大于18米时采用现场接桩施工，将下节钢管桩沉设至施工平台标高以上1.2米时暂停沉设施工，并在上下节钢管桩对接处对称焊接4块菱形辅助定位块，由履带吊悬吊上节钢管桩缓慢下放直至菱形辅助定位块至下节钢管桩的4块菱形辅助定位块形成的定位口内，上节钢管桩在自重作用下沿定位口下滑并与准确下节钢管桩对接后焊接对接缝，并在对接缝处对称焊接4块加劲板。

按上述方案，还包括以下步骤：

当钢管桩长度不大于18米时采用拼装场地接桩，将两节钢管桩放置在水平接桩平台上，将两节钢管桩管口对齐，在距管口50-80cm处对称焊接吊耳，用手拉葫芦将两节钢管桩吊耳拉紧，并用敲击的方式调整管口对齐，然后对称施焊接缝确保钢管桩变形一致，焊缝施工完成后在接缝处对称焊接4块加劲板。

按上述方案，还包括以下步骤：

主栈桥、支栈桥的贝雷梁在后场由汽车吊拼装成型或用叉车倒运至墩位处由履带吊进行拼装；贝雷梁安装前先在承重横梁上进行测量放样，然后将贝雷梁吊起，放在已装好的贝雷梁后面并与其成一直线，将贝雷梁下弦销孔对准后，插入销栓，然后再抬起贝雷梁后端，插入上弦销体并设保险插销；贝雷梁拼装按组进行，每次拼装一组贝雷梁，贝雷片间用90支撑架连接牢固，每组贝雷梁间采用[8槽钢进行剪刀撑连接；履带吊首先安装一组贝雷梁，准确就位后先牢固捆绑在承重横梁上，然后焊接限位器，再安装另一组贝雷梁，两组贝雷梁之间用剪刀撑进行连接；贝雷梁安装到位后，在梁端与承重横梁接触部分加装限位器；

钻孔平台的承重横梁、纵梁采用双拼H500×200型钢双拼，拼装成组整体架设，单组双拼拼装在后场进行，两根H500×200型钢之间采用间断焊接，组拼成一组；叉车运输至吊车后侧喂梁，吊车将待安装的纵梁抬起，放在已安装完成的钢管桩上部，与钢管桩焊接固定；

钻孔平台的纵梁安装完成后进行分配梁的安装，在纵梁上按设计间距1m安装I32b工字钢作为钻孔平台的分配梁，分配梁与纵梁之间采用焊接固定，焊缝厚度不小于8m。

本发明产生的有益效果是：

1.可采用两台旋挖钻机交错进行桩基施工，施工速度比传统工艺快速。

2.不需要打混凝土固定钢管桩，不需要进行清淤，施工流程简化。

3.稳定性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥平面图；

图2为本发明实施例公开的用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥立面图；

图3为本发明实施例公开的主栈桥普通墩剖面图；

图4为本发明实施例公开的主栈桥普通墩侧面图；

图5为本发明实施例公开的支栈桥立面图；

图6为本发明实施例公开的支栈桥平面图；

图7为本发明实施例公开的9#-14#墩钻孔平台平面图；

图8为本发明实施例公开的平联和剪力撑实际拍摄图；

图9为本发明实施例公开的连接板实际拍摄图。

图10为本发明实施例公开的菱形辅助定位块示意图。

图中： 1主栈桥 2支栈桥 3钻孔平台 4桩基础 5承重横梁 6纵梁 7桥面板 8附属结构 9钢管桩 10平联 11剪力撑 12分配梁 13菱形辅助定位块 14连接钢板 15 U型卡板16连接板 17限位器 18平联 19链接钢板

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图1-10，介绍本发明的用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构用于某特大桥的施工的实施例，包括主栈桥1、支栈桥2和钻孔平台3。所参照的设计标准如下：

表1主栈桥设计标准表

表2支栈桥设计标准表

项目	设计标准	备注
			施工荷载	12m<sup>3</sup>砼罐车约43t，施工履带吊约100t
设计行车速度	5km/h
			设计使用期限	6个月
支栈桥宽度	8m
			钢栈桥顶高程	278.708m

表3施工平台设计标准表

本发明所采用的辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥布置在欲建设的某特大桥上游，主栈桥1结构形式如下，如图1-4所示：主栈桥1与某特大桥主线平行，小里程主栈桥边线距主桥边线投影线距离2.0m。大里程主栈桥边线距主桥边线投影线距离3.0m。

(1)钢管桩9基础

9#墩～14#墩钻孔平台钢管桩基础4采用2根单排Φ630×10mm钢管桩9，钢管桩9横向间距4.4m；15#墩钻孔平台钢管桩基础4采用3根单排Φ630×10mm钢管桩9，钢管桩9横向间距6.0m；16#墩钻孔平台钢管桩基础4采用7根单排Φ630×10mm钢管桩9；钢管桩9间采用[20b槽钢双拼进行连接，钢管桩9顶部横梁5下设置连接板16，进行固定。

(2)平联10、剪刀撑11

钢管桩9间采用[20b槽钢进行平联10、剪刀撑11连接。钢管桩之间焊接牢靠，[20b槽钢与钢管桩9之间的焊接尽量采用双面焊缝，焊缝高度不小于6mm，且在槽钢切边切角时要与钢管桩9面贴合，如不能满足贴合要求，增加一块连接钢板14，即连接钢板14先与钢管桩9焊接，然后再与[20b槽钢焊接。

(3)承重横梁5

钢管桩9顶设置三拼I32b工字钢主横梁5，三根I32b工字钢间采用间断焊接。横梁5放置在桩顶上，受力部位的钢管桩9两侧设置连接板16。

(4)纵梁6

根据受力情况，承重横梁5上设置3组单层321贝雷梁作为纵梁6，每组两片，采用90支撑架进行连接，每组贝雷梁中心间距为2.2m，每跨每组间连接采用[8槽钢连接。纵梁与横梁采用限位器17固定。

(5)栈桥面板7

钢栈桥面板7采用1.5m×6m标准桥面板铺设。桥面板7主梁采用[20a槽钢，槽钢采用肋板进行连接；面板材料为防滑花纹钢板，钢板厚8mm，焊接在[20b槽钢上，桥面板与贝雷梁采用U型卡板15进行固定。

(6)附属结构8

钢栈桥两侧设置栏杆，栏杆高度1.2m，立柱采用[12.6槽钢，立柱焊接在桥面板上，立柱间距1500mm，扶手采用两道Φ48×3mm钢管，间距60cm。踢脚板采用[20b槽钢延钢栈桥两侧铺设。

施工用电缆线采用挂钩与桥面板焊接牢固，电缆线放置在挂钩上。

钢栈桥两侧设置有救生圈等安全设施。

本发明的支栈桥2结构形式如下：

(1)钢管桩基础4

支栈桥2钢管桩基础4采用3根单排Φ630×10mm钢管桩9，钢管桩9横向间距3.2m，钢管桩9间采用[20b槽钢进行平联10、剪刀撑11连接，钢管桩9顶部横梁5下设置连接板16，进行固定。

(2)平联10、剪刀撑11

钢管桩9间采用[20b槽钢进行平联10、剪刀撑11连接。钢管之间的焊接一定要牢靠，[20b槽钢与钢管桩9之间的焊接采用双面焊缝，焊缝高度不小于6mm，且在槽钢切边切角时要与钢管桩9面贴合，如不能满足贴合要求，增加一块连接钢板14，即连接钢板14先与钢管桩9焊接，然后再与[20b槽钢焊接。

(3)承重横梁5

钢管桩9顶设置三拼I32b工字钢主横梁5，三根I32b工字钢间采用间断焊接。横梁5放置在桩顶上，受力部位的钢管桩9两侧设置连接板16。

(4)纵梁6

根据受力情况，承重横梁5上设置4组单层321贝雷梁作为纵梁6，每组两片，采用90支撑架进行连接，每组贝雷梁中心间距为2.1m，每跨每组间连接采用[8槽钢连接。纵梁6与承重横梁5采用限位器17固定。

(5)栈桥面板7

钢栈桥面板7采用1.5m×8m标准桥面板铺设。桥面板7主梁采用[20a槽钢，槽钢采用肋板进行连接；面板材料为防滑花纹钢板，钢板厚8mm，焊接在[20b槽钢上，桥面板7与纵梁6采用焊接进行固定。

(6)附属结构8

钢栈桥两侧设置栏杆，栏杆高度1.2m，立柱采用[12.6槽钢，立柱焊接在桥面板上，立柱间距1500mm，扶手采用两道Φ48×3mm钢管，间距60cm。踢脚板采用[20b槽钢延支栈桥两侧铺设。

本发明的钻孔平台3结构形式如下：

(1)钢管桩基础4

9#墩～14#墩钻孔平台1钢管桩基础4采用2根单排Φ630×10mm钢管桩9，钢管桩9横向间距4.4m；15#墩钻孔平台钢管桩基础4采用3根单排Φ630×10mm钢管桩9，钢管桩9横向间距6.0m；16#墩钻孔平台钢管桩基础4采用7根单排Φ630×10mm钢管桩9；钢管桩9间采用[20b槽钢双拼进行连接，钢管桩9顶部横梁5下设置连接板16，进行固定。

(2)平联10、剪刀撑11

钢管桩9间采用[20b槽钢进行平联10、剪刀撑11连接。钢管之间的焊接牢靠，[20b槽钢与钢管桩9之间的焊接采用双面焊缝，焊缝高度不小于6mm，且在槽钢切边切角时要与钢管桩9面贴合，如不能满足贴合要求，增加一块连接钢板21，即连接钢板21先与钢管桩9焊接，然后再与[20b槽钢焊接。

(3)承重横梁5

钢管桩9顶设置双拼H500×200型钢作为主横梁5，两根H500×200型钢间采用间断焊接。横梁5放置在桩顶上，受力部位的钢管桩9两侧设置连接板16。

(4)纵梁6

根据受力情况，承重横梁5上设置双拼H500×200型钢作为纵梁6。主纵梁6与横梁5采用焊接固定。

(5)分配梁12

纵梁上部设置分配梁12，分配梁12采用I32b工字钢，分配间距为1.0m，分配梁12与纵梁6采用焊接固定。

(6)桥面系7

钻孔平台面系7采用[20b槽钢进行满铺，钻孔灌注桩位置处进行预留护筒位置，面系与分配梁采用焊接固定。

(7)附属结构8

钢栈桥两侧设置栏杆，栏杆高度1.2m，立柱采用[12.6槽钢，立柱焊接在桥面板上，立柱间距1500mm，扶手采用两道Φ48×3mm钢管，间距60cm。踢脚板采用[20b槽钢沿支栈桥两侧铺设。

本发明涉及的工程特点及难点如下：

(1)施工期间河道水位较高，施工安全隐患大；

(2)跨水面施工，施工技术难度大，安全隐患多；

主栈桥、平台施工需在水面上作业，受作业条件的限制，水面施工技术难度相对增大，施工安全及施工作业风险相对较高，安全隐患较多，需完善各项安全保障措施，保障施工安全。

(3)临时结构使用期间涉及河流2个汛期，安全风险较大。

主栈桥计划使用年限2年，根据工期安排，需经历利辛地区2次汛期，需保持与当地水文部门及气象部门的沟通，针对汛期影响程度调整结构承载工作情况。

本发明所采用的施工工艺技术如下：

主栈桥1采用履带吊配合振动锤钓鱼法进行钢管桩插打。钢管桩9下沉就位后，焊接桩间平联10及剪刀撑11，使之形成整体；然后再钢管桩9桩顶架设承重横梁5、吊装纵梁6、铺设桥面板7、最后施工护栏及踢脚板。一孔施工完毕后，导向装置前移，进行下一个施工循环。

支栈桥2施工采用履带吊配合振动锤钓鱼法进行施工，施工时以主栈桥1为起点，进行第一跨支栈桥2施工，待第一跨支栈桥2施工完成后，履带吊行驶到支栈桥2上，进行下一跨支栈桥2施工。

某特大桥河中墩桩基施工采用“支栈桥+钻孔平台”结合。钻孔平台3采用φ630×10mm钢管桩9作为基础，钢管桩9顶安装H500×200型钢横梁5，横梁5上部安装H500×200型钢作为纵梁6，纵梁6上部铺设I32b工字钢作为分配梁12，分配梁12上部满铺[20b槽钢作为钻孔平台面系7。施工时以支栈桥2为起点，采用履带吊配合振动锤钓鱼法悬打钻孔平台钢管基础4，安装横梁5、纵梁6、分配梁12、面系7，完成钻孔平台施工。

本发明的施工流程图如下：

主栈桥1、支栈桥2施工流程如下：

施工准备→钢管桩沉桩→焊接平联→横梁安装→纵梁安装→桥面板安装→护栏安装→进入下一跨程序施工

钻孔平台3施工流程如下：

施工准备→钢管桩沉桩→焊接平联→横梁安装→纵梁安装→分配梁安装→桥面系安装→护栏安装→进入下一跨程序施工

本发明需要的施工准备如下：

技术准备

主栈桥、支栈桥、钻孔平台施工前，主要进行一下技术准备工作：

对设计图纸进行审阅、研究和核对，了解领会设计意图和设计要求。

详细进行现场各项条件的调查，取得详细准确的气象、水文资料。针对本标段所在区域的水位、气象等进行定期观测；对河床标高及地层情况进行复查工作。若观测和复查结果与设计出现较大偏差，及时与设计方联系，共同研究问题处理办法。

钢栈桥、平台施工前，根据实际情况编制合理、安全的专项施工方案，通过专家评审论证后上报监理业主审批。

制定技术岗位责任制和技术、质量、安全管理网络；以便在工程实施过程中对重大技术难点问题进行攻关。

根据施工项目现场实际特点，对技术人员和施工队伍进行安全技术培训及安全技术交底工作，以避免施工的盲目性。

测量准备

(1)针对本合同段施工场地分散、地理条件负责等不利因素，为了快速、高效、精确的完成本合同段的测量控制网布设及测量任务，前期先对本合同段施工进行合理规划，积极配合业主单位完成施工控制网电、水准点的交接，及时组织工程技术人员对本工程的控制网点进行复测及导线布设。

(2)由总工对测量组针对钢栈桥施工方案进行技术交底，保证测量人员对钢栈桥布置及设计理念具有充分认识，以更好的进行现场施工测量工作。

(3)编制针对钢栈桥施工测量监控方案，保证一系列施工过程测量工作的及时性、可控性、精确性。

(4)施工前对所有测量仪器进行全面检测、校正，对于无法满足水上测量精度的仪器进行淘汰更换，减少测量过程中的仪器误差。

本发明所采用的钢栈桥、支栈桥、平台搭设施工工艺如下：

钢管桩施工及要求

(1)钢管的运输及存放

钢管桩运输采用平板车运输至施工现场。

在钢管桩9的起吊、运输和堆存过程中，应尽量避免由于碰撞、摩擦等原因造成的管身变形和损伤。

为方便钢管桩9的吊装，根据钢管桩9使用的先后顺序确定钢管桩9的摆放位置。

钢管桩9堆放层数和形式应安全可靠，为防止滑动钢管桩9两侧必须用木楔塞紧。为避免钢管桩9产生纵向变形和局部压曲变形，堆放场地尽量平整、坚实且排水畅通。

(2)钢管桩9的接长

钢管桩9的接长分为拼装场地接桩及现场接桩两种，为减少现场接桩的次数，保证接桩质量和施工进度，尽可能采用拼装场地接桩。拼装场地接桩将两节钢管桩接成一节钢管桩9，长度不大于18米。现场接桩主要为当钢管桩9长度大于18米而必须沉设一个节段后再进行钢管桩9的接长，以满足设计桩长。

拼装场地接桩是将两节钢管桩放置在水平接桩平台上，将两节钢管桩管口对齐，在距管口50-80cm处对称焊接吊耳。用手拉葫芦将两节钢管桩吊耳拉紧，并用敲击的方式调整管口对齐，然后对称施焊接缝确保钢管桩变形一致，焊缝施工完成后在接缝处对称加焊4块加劲板15。

现场钢管桩接长施工，下节钢管桩沉设至施工平台标高以上1.2米左右时暂停沉设施工，并在钢管桩上口对称焊接4块菱型辅助定位块13(作用：便于钢管桩定位，提升对接施工进度及质量)”。由履带吊悬吊上节钢管桩缓慢下放至◇型辅助定位块13上口内，钢管桩在自重作用下沿定位辅助口14坡口下滑并与下节钢管桩对接。由于钢管桩运输及吊装过程中会产生变形使得对接处会出现错台，为消除错台在错台处设置“楔形”块。当两节钢管桩错台消除后及时施工对接缝，并在接缝处分4块对称焊接加劲板15，如图10所示。

钢管桩焊接时，应注意：

a、接口清理：钢管桩对接前接口两侧30mm内的铁锈、氧化铁皮、油污清除干净。

b、焊接：两钢管接头采用坡口环缝焊，焊接为二氧化碳保护焊，局部可手工焊，焊条402，按焊接工艺要求，焊接应控制走向顺序、焊接电流、焊缝尺寸。接头处采用4道400mm*150mm*8mm加劲板，加劲板必须保证焊缝密贴；每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度,同一焊缝应连续施焊，一次完成。

c、焊缝清理及处理：焊缝焊接完成后，清理焊缝表面的熔碴和金属飞溅物，焊工自行检查焊缝的外观质量；如不符合要求，应补焊或打磨，修补后的焊缝应光滑圆顺，不影响原焊缝的外观质量要求。

d、焊接环境：湿度不宜高于80％；温度不得低于-10℃。

相邻管节对接允许偏差应符合下表规定：

表2相邻管节对接允许偏差

项目	允许偏差	说明
			管径	≤3	用管节周长之差来表示，次差≤3
对口板边	＜1

焊缝外观允许偏差应符合下表规定：

表3焊缝外观允许偏差

(3)钢管桩下沉施工

本项目所有钢管桩均采用钓鱼法进行施工。钢管桩下沉采用振动法施工，75t履带吊配合90KW振动锤施打。施工前测量队根据设计图计算出桩位坐标并进行放样，首孔钢栈桥由测量队配合调整桩位，确定平面位置及倾斜度符合要求后由履带吊配合90KW振动锤下沉钢管桩。从第2孔开始，履带吊吊装悬臂导向架，利用悬臂导向支架精确打入基础钢管桩，测量组用全站仪确定桩位与垂直度满足要求后，开动振动锤。第一节钢管桩打设到位后，利用履带吊提升第二节钢管桩，确定桩的垂直度满足要求后，在现场按要求焊接连成整体，开动振动锤打设钢管桩。在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度，发现偏差要及时纠正。每根桩的的下沉应一气呵成，中途不可有较长时间的停顿，以免桩周土扰动恢复造成沉桩困难。桩顶铺设好横梁、纵梁及桥面板后，打桩机前移，进行插打下一跨钢管桩。按此方法，循序渐进的施工。

(4)沉桩施工要点

①沉桩开始时，可依靠桩锤的自重下沉，然后吊装振桩锤和夹具与桩顶连接牢固，开动振动锤使桩下沉。当最后下沉速度与计算值相距不多，且振幅符合规定时，即认为合格，施工过程中采用设计桩长或打桩机贯入度法进行控制。

②每根桩的下沉一气呵成，不可中途间歇时间过长，以免桩周的土恢复，继续下沉困难。每次振动持续时间过短，则土的结构未被破坏，过长则振动锤部件易遭破坏。振动的持续时间长短应根据不同机械和不同土质通过试验决定，一般不宜超过10min～15min。

③振动锤与桩头必须用液压钳夹紧，无间隙或松动，否则振动力不能充分向下传递，影响钢管桩下沉，接头也易振坏，在振动锤振动过程中，如发现桩顶有局部变形或损坏，要及时修复。

④测量人员现场指挥精确定位，在钢管桩打设过程中要不断的检测桩位和桩的垂直度，并控制好桩顶标高。下沉时如钢管桩倾斜，应及时牵引校正，每振1～2min要暂停一下，并校正钢管桩一次。设备全部准备好后振桩锤方可插打钢管桩。

⑤钢管桩之间的接头必需满焊，各加长加劲板也需满焊并符合设计的焊缝厚度要求。经现场技术员检查钢管桩接头焊接质量合格后方可打设钢管桩。

⑥如发现钢管桩下沉时有倾斜趋势，及时采取相应措施调整垂直度。

钢管桩以最终贯入度控制为主，控制贯入度为20mm/min,桩尖标高为校对，当控制标高和贯入度相差较大时，及时查明原因。

(5)沉桩施工中注意事项

①、钢管桩是施工过程中应严格控制桩顶标高，且钢管桩垂直度满足<1％的要求。

②、插桩初入土时依靠自重下沉，及时检查位置,如在桩沉入初期(1m～2m)发生较大倾斜，及时修正，或拔出重打。

③、钢管桩平面位置偏差应按照《公路桥涵施工技术规范》(JTG/TF50－2011)的相关规定进行控制，具体规定见下表：

表4钢管桩沉桩施工要求

项目	桩位平面位置	桩顶标高	倾斜率
				允许偏差	±3cm	±10cm	1％

④、插打就位的桩应按设计要求及时安装联结，尽量缩短单桩抗流时间。

⑤、钢栈桥施工期间，按规定设置水上交通指示灯，必须做好水面水域的施工安全标志。

⑥、现场钢管桩插打以控制贯入度为主，设计深度作为校核。

当贯入度达到控制贯入度，桩底标高达到设计标高，应连续复打3次，每次停锤2分钟，方可停止。当贯入度达到控制贯入度20mm/min，而桩底标高未达到设计标高，应继续打入10cm,并连续复打3次，每次停锤2分钟，若无异常变化，方可停止。

当桩底标高与设计标高高差较大，应及时与技术人员商定，复核后来确定。当桩底已达到设计标高，而贯入度仍较大时，应继续插打，使其贯入度达到控制贯入度。

⑦、插打前，每根钢管桩上应做好长度标记线，以便显示桩的入土深度；插打前，应严格控制桩位及垂直度，在插打过程中，不得使用顶、拉桩头的办法来纠偏，以防接头开裂并增加桩身附加力矩。

⑧、在插打过程中若发生以下情况，应立即暂停。

贯入度发生急剧变化；

桩身突然倾斜或振动时有严重回弹；

桩周地面有严重隆起或下沉；

振动设备振幅有异常现象，振动机电流或声音发生异常变化。

平联、剪刀撑施工

钢管桩下沉至设计标高后，立即进行该墩钢管桩间平联、剪刀撑施工。栈桥平联、剪刀撑采用[20b槽钢，平联底标高为常水位以上50cm，平联施工应选在常水位时进行，平联露出水面，便于吊装焊接作业。平联采用吊车施工。

钢管桩施沉完两根后就可以安装平联，安装时用卷尺拉量出钢管桩间实际间距。根据钢管桩间实际长度加工平联，平联在后场下料加工制作，并将平联的一端按钢管桩的平联相关性要求下好料。

首先在已沉设好的钢管桩上用油漆做出平联位置标记，在平联中上方处焊两个临时吊耳，在其上挂手拉葫芦。当吊车吊运的平联到预定位置时，用手拉葫芦配合将其安装就位，并焊接牢固。

在平联与钢管桩上标示出平联连接板的具体位置，清除钢管上的表面浮锈，将连接板双面满焊牢固，且焊缝厚度不小于8mm。连接板与钢管桩及平联焊。连接板施工完成后利用吊车将平联安装连接板上，先将平联点焊在连接板上，然后将平联与连接板满焊，焊脚高度不小于8mm。

为保证主栈桥和支栈桥整体稳定牢固，在主栈桥和支栈桥钢管桩之间设置平联，平联采用2[20b槽钢，与连接板焊接牢固。焊接质量要求同上。

管桩横梁连接板

管桩与横梁连接板在加工场定型加工，经检验合格后方可用于施工。对于钢管桩桩顶高于地面线不高的，采用挖掘机将钢管桩周围淤泥清除，并将钢管桩内桩内加劲板底高程一下20cm范围内淤泥也一起清除。并将钢管桩上淤泥冲洗干净。同一排钢管桩沉设完成后首先利用连通管在钢管桩桩顶划出桩顶槽口底标高线、用乙炔切割平整，然后在桩身焊接连接板。连接板与钢管桩焊接必须双面焊接，且连接板标高与桩顶标高一致。确保受力将承重横梁的力均匀地传递给钢管桩，避免受力集中的不利情况。

承重横梁加工及安装

下承重梁为3根I32b工字钢拼接组成，在拼装场地按照施工图进行下料、焊接成型。加工完成需要对横梁长度，焊缝长度及质量进行检查，合格后方可进行安装施工。

承重横梁安装采用吊车进行吊装，首先在承重横梁上做好钢管桩桩位标记，吊装过程中控制标记与钢管桩重合即可安放。承重横梁与钢管桩槽口要紧密接触不可出现翘曲，安装到位后在桩身及3I32b工字钢间焊接弧形限位钢板使承重梁固定。

纵梁加工及安装

主栈桥、支栈桥纵梁采用321型贝雷梁。

(1)主栈桥、支栈桥纵梁加工及安装

主栈桥、支栈桥贝雷梁在后场由汽车吊拼装成型，拼装完成后对贝雷梁销子保险扣是否安装正确、贝雷片花架与贝雷片之间连接是否紧固进行仔细检查，检查合格后方可整齐堆放在拼装场地待用。

贝雷梁用叉车倒运至墩位处由履带吊进行拼装。

贝雷梁安装前先在承重横梁上进行测量放样，定出贝雷架准确位置。然后将贝雷梁吊起，放在已装好的贝雷梁后面并与其成一直线，将贝雷梁下弦销孔对准后，插入销栓，然后再抬起贝雷梁后端，插入上弦销体并设保险插销。贝雷梁拼装按组进行，每次拼装一组贝雷梁，贝雷片间用90支撑架连接牢固，每组贝雷梁间采用[8槽钢进行剪刀撑连接。

履带吊首先安装一组贝雷梁，准确就位后先牢固捆绑在横梁上，然后焊接限位器，再安装另一组贝雷梁，两组贝雷片剪刀撑进行连接，使贝雷梁组成整体增加稳定性。贝雷梁安装到位后，在梁端与承重横梁接触部分加装限位器。

(2)钻孔平台横梁、纵梁加工及安装

钻孔平台横梁、纵梁采用双拼H500×200型钢双拼，拼装成组整体架设，单组双拼拼装在后场进行，叉车运输至吊车后侧喂梁，吊车将待安装的纵梁抬起，放在已打设完成的钢管桩上部，与钢管桩焊接固定。拼装在后场进行。

钻孔平台横梁、纵梁每两片为一组，两根H型钢之间采用间断焊接，组拼成一组。

钻孔平台分配梁安装

钻孔平台纵梁上部设置分配梁，分配梁采用I32b工字钢。钻孔平台纵梁安装完成后进行分配梁安装，在纵梁上按设计间距1m安装I32b工字钢作为钻孔平台横向分配梁，分配梁与纵梁之间采用焊接固定，焊缝厚度不小于8m。

桥面系安装

主栈桥、支栈桥面系采用标准桥面板，主栈桥桥面板尺寸为1.5m×6m，支栈桥桥面板尺寸为1.5m×8m；钻孔平台桥面下为[20b槽钢倒扣满铺。

(1)主栈桥、支栈桥桥面系

主栈桥、支栈桥桥面系在岸上按设计图纸加工指定标准桥面板，运至拼装现场，就位后与纵梁采用U型卡板进行固定。

(2)钻孔平台桥面系

钻孔平台面系采用[20b槽钢倒扣满铺，在岸上按设计图纸加工制定长度，运至安装现场，用履带吊吊装至制定位置，钻孔平台面系与分配梁焊接固定。面系铺装时，预留出桩基护筒位置。

护栏安装及涂装

护栏采用[12.6槽钢焊接在面板板上，扶手采用Ф48×3mm热轧钢管，立柱上开孔52mm，将扶手穿入立柱中，并与立柱焊接固定。护栏焊接完成后在竖杆及扶手上刷上红白相间的油漆。

钢栈桥与便道衔接处理

本项目钢栈桥搭设起止点为了与两头便道衔接，在便道与钢栈桥衔接处填筑砖渣碎石，碾压密实后，并在贝雷梁端头放置一块桥面板作为挡土墙，铺设30cm厚混凝土。

钢栈桥维护及保养

钢栈桥建成投入使用后，派专人定期对钢栈桥进行检查、维修，重点观测桥梁基础沉降，发现问题及时上报项目工程技术部和安全监察部，及时对栈桥进行加固整修，以保证栈桥的使用安全。

项目部每月定期组织安全技术管理人员对钢栈桥进行统一检查，并形成记录，其主要检查的内容有：

(1)观察平联耳板、钢管桩钢肋板钢板是否装配齐全，有无松动，焊缝是否有开裂等现象，以确保通车安全。

(2)检查钢栈桥基础钢管桩有无不均匀沉降，若发现应及时加以处理。

(3)检查纵梁跨中挠度，看是否超过允许变形值，若有应立即采取措施进行加固处理。

(4)检查桥面板是否破裂、变形或有无不平现象，桥面板花纹钢板是否翘起或脱落，桥面防护栏杆是否变形、扭曲或缺失，交通警示标志标牌是否缺失等，必要时予以更换。

本发明采用的钢栈桥及平台拆除施工工艺如下：

总体拆除方式

当主桥施工完成后，对钢栈桥进行拆除工作。

先进行钢栈桥管线及护栏附属结构拆除，桥面板、H型钢纵梁、承重横梁及平联切割解除后由汽车吊或履带吊分块吊装，叉车转移；钢管桩由履带式打桩机逐根拔除并由叉车转移。

拆除工艺流程：

施工准备→拆除护栏及附属设施→拆除桥面板→拆除纵梁→拆除横梁→拆除平联→拔出钢管桩→进入下一跨程序施工

桥面系拆除

拆除前将栈桥上模板等物件转移，并落实好变压器及电缆线等拆迁工作。桥面板拆除以安装的反顺序进行，利用氧气、乙炔首先割除栈桥护栏，解除桥面板与纵梁的U型卡板连接，割除桥面板之间连接板，利用汽车吊起吊装车，汽车吊停靠于未拆除的栈桥区域分块吊装。

纵梁拆除

纵梁拆除采用分组起吊，首先拆除贝雷梁组间剪刀撑，再拆除纵梁与横梁间连接，后拆除两跨间贝雷销，利用吊机分组分跨吊装拆除。贝雷梁每组拆除长度15m。汽车吊停靠于未拆除的栈桥区域分块吊装。

承重横梁拆除

承重横梁拆除采用分组起吊，首先割除承重横梁与钢管桩间焊接点，利用汽车吊分组分跨吊装拆除。横梁每跨拆除数量两组。汽车吊停靠于未拆除的栈桥区域分块吊装。

平联拆除

汽车吊起吊专用吊篮至平联位置，利用氧气乙炔对其进行割除，作业工人需系好安全带、穿好救生衣。割除平联管与桩身间的连接，然后吊装至存放地点或者直接运走。

钢管桩拔出

施工设备：履带吊+振动锤。

桥面板、纵梁、横梁、平联等拆除完成。履带吊站立于栈桥前一跨，安装振动锤，逐根拔桩吊放至栈桥上后集中转移。

拔桩前割除钢管桩之间平联、剪刀撑，履带吊安装好振动锤，用夹桩器夹住桩身，开始拔桩。拔桩前，起吊专用吊篮至钢管桩顶，在管顶四周焊上加劲板，以防振动锤将管桩夹断。拔桩时先振动1-2min，使桩身周围土体液化后，再提升振动器。拔桩力应逐渐加大，切不可突然加大。前几次拔桩过程应不断调试振动锤或履带吊吊臂角度，以获取拔桩各项技术参数，为后续拔桩提供技术指导。

履带吊拔桩可一次性完成。管桩的后场存放应采取有效措施使管桩固定，不滚动或滑移。拔桩过程中如遇个别管桩无法拔出，应安排水下切割。履带吊需提前吊住待切割钢管桩，防止切断后失稳。水下切割选择在低水位时进行，此时河床标高最低，水流速度最小，沿河床标高对管桩切割。

钢管桩逐根拔除完成后，由叉车运送并统一调配。管桩全部拔除完成后，应及时联系相关部门进行河底扫测，防止出现个别管桩隐匿于水中未拔出，如发现，应进行水下切割，直至隐患完全消除。

钢栈桥拆除注意事项

(1)钢栈桥拆除施工前先进行技术和安全交底，以确保拆除人员了解钢栈桥拆除意图和注意事项。也可在施工过程中摸索出一套行之有效的方法，随着工人操作的熟练程度，在确保工程质量的安全的前提下可逐步加快施工进度。

(2)严格按钢栈桥拆除申报程序施工。

(3)钢栈桥拆除前，需召开安全技术交底会。对拆除作业做出有关技术、质量、安全、进度的具体要求，明确施工负责人，针对拆除过程中可能发生隐患的重点工序，制定安全可靠的防护措施。

(4)拆除钢栈桥，需经安全负责人和技术负责人联合验收，进行临时封路或者交通导改，以消除安全隐患。

(5)做好交通疏导及安全警示标志，现场配有安全员巡视和交通协管员维持交通。

(6)入土钢管桩必须整根拔除。

(7)钢栈桥上部钢材在拆卸过程中，避免掉入河底造成对船只通航。

(8)施工人员须严格遵照水上施工安全规定进行施工。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构，其特征在于，包括：

主栈桥(1)、支栈桥(2)和钻孔平台(3)，主栈桥(1)与欲建设桥梁纵向平行设置，支栈桥(2)与钻孔平台(3)相邻设置，支栈桥(2)和钻孔平台(3)与主栈桥(1)垂直设置，支栈桥(2)和钻孔平台(3)用于桥梁墩桩基础的施工，所述主栈桥(1)、支栈桥(2)和钻孔平台(3)均包括桩基础(4)，承重横梁(5)、纵梁(6)，桥面板(7)及附属结构(8)，每个桩基础(4)采用四根钢管桩(9)，四根钢管桩(9)之间由平联(10)及剪刀撑(11)焊接固定；主栈桥(1)和支栈桥(2)的承重横梁(5)为工字钢，主栈桥(1)和支栈桥(2)的纵梁(6)为贝雷梁；钻孔平台(3)的承重横梁(5)和纵梁(6)均为型钢；

主栈桥(1)及支栈桥(2)的承重横梁(5)设置在钢管桩(9)顶部，钢管桩(9)的受力部位两侧设置连接板(16)，主栈桥(1)及支栈桥(2)的承重横梁(5)采用三拼I32b工字钢，三根I32b工字钢间采用间断焊接；

主栈桥(1)及支栈桥(2)的纵梁(6)设置在承重横梁(5)上，并用限位器(17)固定，主栈桥(1)及支栈桥(2)的纵梁(6)为321型贝雷梁组合形式，每两片321型贝雷梁为一组并且用90支撑架进行连接，每组贝雷梁间采用[8槽钢进行剪刀撑连接；

钻孔平台(3)的承重横梁(5)设置在钢管桩(9)顶部，钢管桩(9)的受力部位两侧设置连接板(16)，该承重横梁(5)采用双拼H500×150型钢，两根H500×150型钢间采用间断焊接。

2.根据权利要求1所述的马镫桩基钢栈桥结构，其特征在于，所述钢管桩(9)采用Φ630×10mm钢管桩，所述的平联(10)及剪刀撑(11)采用[15b槽钢。

3.根据权利要求2所述的马镫桩基钢栈桥结构，其特征在于，所述的[15b槽钢与钢管桩(9)之间的焊接采用双面焊缝，焊缝高度不小于6mm。

4.根据权利要求1所述的马镫桩基钢栈桥结构，其特征在于，钻孔平台(3)的纵梁(6)设置在承重横梁(5)上，并采用焊接固定，钻孔平台(3)的纵梁(6)采用双拼H500×150型钢。

5.根据权利要求1所述的马镫桩基钢栈桥结构，其特征在于，钻孔平台(3)的纵梁(6)上还设置有分配梁(12)，分配梁(12)采用I32b工字钢，钻孔平台(3)的分配梁(12)与纵梁(6)采用焊接固定。

6.根据权利要求1所述的一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构，其特征在于，主栈桥(1)和支栈桥(2)之间采用[15b槽钢平联(18)，并用连接钢板(19)将该平联(18)焊接固定在钢管桩上。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

主栈桥(1)施工时，钢管桩(9)下沉就位后，焊接钢管桩(9)之间的平联(10)及剪刀撑(11)，使之形成整体；然后在钢管桩(9)顶依次架设承重横梁(5)、纵梁(6)、铺设桥面板(7)及附属结构(8)，一孔施工完毕后，导向装置前移，进行下一个施工循环；

支栈桥(2)施工时以主栈桥(1)为起点，钢管桩(9)下沉就位后，焊接钢管桩(9)之间的平联(10)及剪刀撑(11)，使之形成整体；然后在钢管桩(9)顶依次架设承重横梁(5)、纵梁(6)、铺设桥面板(7)及附属结构(8)；待第一跨支栈桥施工完成后，履带吊行驶到支栈桥上，进行下一跨支栈桥施工；

钻孔平台施工时以支栈桥为起点，钢管桩(9)下沉就位后，焊接钢管桩(9)之间的平联(10)及剪刀撑(11)，使之形成整体；然后在钢管桩(9)顶依次架设承重横梁(5)、纵梁(6)、铺设桥面板(7)及附属结构(8)；

全部钢管桩(9)均采用履带吊配合振动锤钓鱼法进行安装。

8.如权利要求7所述的一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

当钢管桩(9)长度大于18米时采用现场接桩施工，将下节钢管桩沉设至施工平台标高以上1.2米时暂停沉设施工，并在上下节钢管桩对接处对称焊接4块菱形辅助定位块(13)，由履带吊悬吊上节钢管桩缓慢下放直至菱形辅助定位块(13)至下节钢管桩的4块菱形辅助定位块(13)形成的定位口内，上节钢管桩在自重作用下沿定位口下滑并与准确下节钢管桩对接后焊接对接缝，并在对接缝处对称焊接4块加劲板(15)。

9.如权利要求7所述的一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

当钢管桩(9)长度不大于18米时采用拼装场地接桩，将两节钢管桩放置在水平接桩平台上，将两节钢管桩管口对齐，在距管口50-80cm处对称焊接吊耳，用手拉葫芦将两节钢管桩吊耳拉紧，并用敲击的方式调整管口对齐，然后对称施焊接缝确保钢管桩变形一致，焊缝施工完成后在接缝处对称焊接4块加劲板(15)。

10.如权利要求7或8所述的一种用于辅助桥梁施工的马镫桩基钢栈桥结构的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：

主栈桥(1)、支栈桥(2)的贝雷梁在后场由汽车吊拼装成型或用叉车倒运至墩位处由履带吊进行拼装；贝雷梁安装前先在承重横梁(5)上进行测量放样，然后将贝雷梁吊起，放在已装好的贝雷梁后面并与其成一直线，将贝雷梁下弦销孔对准后，插入销栓，然后再抬起贝雷梁后端，插入上弦销体并设保险插销；贝雷梁拼装按组进行，每次拼装一组贝雷梁，贝雷片间用90支撑架连接牢固，每组贝雷梁间采用[8槽钢进行剪刀撑连接；履带吊首先安装一组贝雷梁，准确就位后先牢固捆绑在承重横梁(5)上，然后焊接限位器(17)，再安装另一组贝雷梁，两组贝雷梁之间用剪刀撑进行连接；贝雷梁安装到位后，在梁端与承重横梁(5)接触部分加装限位器(17)；

钻孔平台(3)的承重横梁(5)、纵梁(6)采用双拼H500×150型钢双拼，拼装成组整体架设，单组双拼拼装在后场进行，两根H500×150型钢之间采用间断焊接，组拼成一组；叉车运输至吊车后侧喂梁，吊车将待安装的纵梁(6)抬起，放在已安装完成的钢管桩(9)上部，与钢管桩(9)焊接固定；

钻孔平台(3)的纵梁(6)安装完成后进行分配梁(12)的安装，在纵梁(6)上按设计间距1m安装I32b工字钢作为钻孔平台(3)的分配梁(12)，分配梁(12)与纵梁(6)之间采用焊接固定，焊缝厚度不小于8m。

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