浅析钢便桥施工技术要点

摘要：为了满足水中桥梁下构施工过程中人员、设备、材料等运输的需要，可考虑在桥梁范围内搭设临时钢便桥作为施工便道。本文以连江口大桥临时钢便桥为例，具体介绍分析一套钢便桥施工工艺中的技术要点。

关键词：钢便桥；施工便道；施工工艺；技术要点；验算

中图分类号： TU7 文献标识码： A 文章编号：

1.概述

连江口大桥位于英德市连江口镇以西的鲤鱼沙村，桥址地形起伏较大，呈阶梯状，两侧桥台位于低山区，地势陡峭，桥址处跨越连江为VI航道，同时桥梁跨越X379公路。桥梁起点桩号为K190+766.5，终点桩号为K191+011，桥梁中心桩号为：K191+011，桥梁全长489米。

2.钢便桥施工整体思路

钢便桥的位置选择主要看桥型是整体式或分离式而定。对于整体式桥梁一般可选在桥梁的一侧，对于分离式桥梁一般可选在两幅桥梁的中间。以方便施工又经济为主要原则。

桥位处地质覆盖层一般可分为：无覆盖层（裸岩）、浅埋覆盖层、深埋覆盖层等情形。因此，钢便桥的临时墩可选择板凳式基础或桩基础等两种型式。

钢便桥设计技术指标：按单向行车道设计，桥面宽6.0m, 单跨跨径为12m，临时墩采用Φ800mm×10mm的钢管桩，钢管桩横向间距为3.8m，桥面纵坡为平坡。标准跨的桥墩为单排两根钢管桩，四孔一联，每联的边墩及终端均设双排钢管桩作为过渡墩。临时墩墩顶标高以高出十年一遇水位50cm为宜。

钢便桥从顶面到基础依次为：28号槽钢、25工字钢、2组贝雷梁、25工字钢、10mm钢板、Φ800mm钢管桩等钢构件组成。

钢便桥搭设工艺——“钓鱼法”施工，即利用履带吊从岸边往河中逐孔安装至指定位置，完成钢便桥的搭设工作。施工时，采用45t—90t振动锤将钢管桩振至设定位置，50T履带式吊机将各钢构件安装在相应位置。

钢便桥上施工车辆主要为：混凝土搅拌车、50T履带吊车、材料运输车。

桥面板便桥横断面如下图：

3.施工工艺流程

施工工艺流程见下图：

4.施工方案的实施

（一）施工前准备工作

为使钢便桥在施工阶段和使用阶段能按设定的方案顺利进行，要做好如下各项准备工作：

（1）桥位处的历史水纹资料、地质勘察资料、河床面及施工水位的测量资料。这些资料是确定钢便桥基础的型式和埋设深度及其顶面高程。

(2)技术准备工作：钢便桥的结构计算，施工方案（含专项安全方案）的编、审、批流程。完成各级技术交底。

(3)设备进场进行维修养护；人员进场进行岗前培训；材料进场进行预加工。

（二）钢便桥施工

A、钢便桥下部结构施工

（1）钢管桩的加工与制造

钢便桥钢管桩分节加工，每节长度一般为12m，分节时避免接头处于局部冲刷线附近。采用1cm厚A3钢板加工成Φ80cm的钢管。

钢管桩焊接要求：

①、管节对口拼接检查合格后，应进行定位点焊。

②、焊接前，将焊缝上下30mm范围内铁锈、油污、水气和杂物清除干净。管节拼接所用的辅助工具，不应妨碍管节焊接时的自由伸缩。

③、焊接定位点和施焊要对称进行，钢管桩采用多层焊，每层焊缝接头错开。

④、钢管桩露天焊接时由于阳光辐射可造成桩身弯曲，可考虑采取搭棚遮阳等措施。

（2）钢管桩的运输

钢管桩构件运输最大长度12.0m，构件单重为2.35t，利用平板车运至施工现场。

钢管桩按设计制作分节长度制作一定数量后，装运至施工现场存放。钢管桩堆放可采用多层堆放，各层垫木位于同一垂直面上，堆放层数不超过两层。

钢管桩在起吊、运输和堆存过程中，尽量避免因碰撞等原因而造成管身变形的损伤。

（3）钢管桩振动下沉施工

履带吊停放在岸边或已施工完成的第一孔钢便桥桥面上，大吨位运输船侧弦安装好悬臂导向支架并停在钢便桥的延伸方向上，测量组按钢管桩的设计位置测量定位，用全站仪进行定位控制，确定桩位与桩的垂直度满足要求后，开启振桩锤振动，将钢护筒振至设计标高。在振动过程中要不断的检测桩位与桩的垂直度，操作人员用手拉葫芦及时纠正偏差。每根桩的下沉应一气呵成，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。由于河床的覆盖层差别较大，要求钢护筒振至不再下沉为止且最少入河卵石层在4米以上。

振动沉桩要点：

①、振动锤与钢管桩顶连结必须牢固，锤和桩中心尽量保持在同一直线上。

②、每一根桩的下沉振动应连续，不可中途停顿过久，以免土的摩阻力恢复。

履带吊振沉钢管桩施工图 钢管桩导向支架图

（4）临时墩钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工

当一个临时墩的钢管桩全部施工完成后，测量组进行精确放样，作业人员抄平加焊钢板，钢板与钢护筒之间设焊剪力角（沿钢护筒四周设四块），再进行该墩钢管桩间剪刀撑、平联、桩顶分配梁施工。横梁与护筒顶的钢板通过焊缝联接。

（5）跨墩钢管桩的纵向联接钢管施工

为了提高钢便桥的整体稳定性，在离施工水位以上50cm之处用单层φ273钢管与相邻钢管桩纵向进行连接。

B、钢便桥上部结构安装

（1）贝雷梁的拼装

贝雷梁在后场按孔径进行分组拼装，每组贝雷梁长12m，每节贝雷片端和底部均用标准花窗连接好。

（2）贝雷梁架设

在临时墩顶过载梁上放样定贝雷梁的准确位置。履带吊先安装一组贝雷，准确就位后用槽钢把贝雷梁固定在横梁上，然后焊接限位器，再安装另一组贝雷，同时用钢桁架将两组贝雷梁连接形成一个整体。依此类推完成各跨贝雷梁的安装。贝雷梁架设示意图参见下图：

贝雷梁架设施工

（3）型钢分配梁的安装

按0.75m的间距安装I25a横梁，并用骑马螺栓固定好。I25a横梁的支点必须放在贝雷梁竖弦杆或菱形弦杆的支点位置，以满足受力要求。

（4）钢便桥面板及附属工程安装

单跨钢便桥分配梁安装完成后进行顶部面板安装，采用【28槽钢，其口向下，按33cm间距排列在分配横梁上，槽钢与横梁接触点均要满焊，焊缝质量要满足要求。最后安装护栏立杆、护栏扶手。

5.资源投入

（一）钢便桥主要材料规格表

（二）、人员及机械投入

(1)人员投入

指挥吊装1人、电工1人、测量组3人、钢构件制作安装人员12人、船工2人、吊车司机1人。一共20人。

(2)机械设备投入

50t履带吊车一台、载重100吨运输船一艘、45t—90t振动锤一台、平板车一辆、卷板机一台、5t龙门吊一台。

6.质量管理要求

（一）坚持技术交底制度

钢便桥施工前，在施工方案批准的前提下，分级进行技术交底，使作业人员和相关管理人员掌握钢便桥搭设的要点及控制标准。

（二）施工过程的控制要点

(1)钢管桩的焊缝要饱满，不出现裂纹、气泡。

（2）钢管桩垂直，桩身倾斜小于桩长的1%且不大于2cm；平面偏位小于5cm。

（3）钢管桩进入河床覆盖层大于计算值。

（4）桥面槽钢表面平整、间距偏差不大于1cm，且与分配横梁的接触面要满焊，不得出现调焊。

7.安全控制点

（1）便桥施工为水上施工，所有工作人员均须穿救生衣。船上挂放救生衣。

（2）打设护筒、焊盖板及铺设桩顶横梁2IRR25aRR工字钢时，电焊线及气割线需要从水上通过，如距离较远，必须将电焊线或气割线绑在麻绳上，以免拉断。施焊者带绝缘手套及穿绝缘鞋。

（3）吊装作业要有专人统一指挥，起吊前应检查钢丝绳及其接头的完好情况。

（4）吊装前要进行试吊，未发现异常才进行正式吊装。

（5）履带吊的起吊重量和起吊角度严格按其规定的操作规程作业。

（6）履带吊行走之前，钢便桥的各部位要事先联接牢固。

（7）在便桥端头及隔一定的距离设置警示标志和夜灯等，防止撞船。

（8）施工前，应到当地航道局和海事局办理相关水上施工许可证后，才能进行水上施工。

8.钢便桥计算内容

（一）钢管桩计算

根据桥梁地质设计图纸资料显示，连江口大桥地质结构由上而下分为：种植土、圆砾、卵石、粉质黏土（黄褐色）、粉质黏土（灰黑色）、砾质粘性土、全风化花岗岩（fa0=300KPa）、全风化花岗岩（fa0=350KPa）、强风化花岗岩、中风化花岗岩。以施工荷载出现最不利工况计算钢管桩入土深度，施工荷载分为静载（钢便桥自重，及不动设备）和动载（汽车、震动设备），以便桥上最大荷载70T来计算，出现最不利工况为施工中荷载同时存在的最不利组合，而在计算入土深度时考虑到：当动载（汽车）行驶到钢管桩正上方作业时钢管桩承受的荷载最大；由于贝雷梁重心与钢管桩中心线重合视荷载集中在钢管桩上计算入土深度。根据土的物理指标与承载力参数之间的经验关系确定单桩竖向极限承载力标准值时，宜按下式估算：

Quk= Qzk+Qpk=uqzikli+qpkAp

式中、——分别为总极限侧阻力标准值和总极限端阻力标准值；

——桩身周长；

——用静力触探比贯入阻力值估算的桩周第层土的极限侧阻力，=70kPa；

——桩端面积；

——极限端阻力标准值。

在桩顶局部应力计算

（σ=N/A＜[σ]主要考虑强度，[σ]=215MPa）

（2）稳定性分析、偏心受力计算

其中＝1.15、＝0.555

λ＝μl÷i＝μl÷（I÷A）1/2

＝π2EA/（1.1λ2）。

另外，根据施工季节，还须验算洪水或风荷载对钢管桩的影响计算。

（二）钢便桥上构构件计算

根据施工荷载出现最不利工况计算：

A贝雷梁

根据相关软件计算出Q max、M max与该贝雷实际容许承载量做对比；

挠度：f=＜[f] =l/400=15/400=30mm

B工字钢、槽钢

W=269.39cm3A=153.94cm2 I=1885.74cm4

σ=M/W

T=4/3×Fs/A

挠度：f=+＜[f]

弯矩、剪力、挠度是否满足设计规范要求，计算时均按简支梁模式进行受力分析，然后采用容许应力法进行验算。

9.结语

本文结合实际的工程案例，对钢便桥的设计进行合理的验算，对主要的施工进行阐述，为现场的施工提供了可靠的理论支持。通过对该钢便桥施工技术的研究顺利的解决了施工中的难题，也为同类型的钢便桥施工提供参考。

参考文献：

[1]徐基立，王邵锐，张江涛.一种快速低价临时钢便桥的修建方法[j].重庆交通大学学报（自然科学版）.2011(05)

[2]于志国.大型公路荷载下的临时钢便桥梁部结构设计探讨[j].石家庄铁道学院报.1985（01）

[3]曾财希.青岛双高公路钢便桥的设计与验算--《建筑》2010年05期