熊志刚

摘要：当前形势下，山区及高原地区基建项目的日益增多，为适应高山、深水以及地形起伏较大等复杂地形中临时栈桥施工，本文从钢栈桥的设计与施工两个角度分别进行分析研究，并通过实例进行了详细的阐述，分析总结了一套适应复杂地形地区栈桥设计及施工技术，指导后期类似项目的施工。

Abstract： Under the current situation， the number of infrastructure projects in mountainous areas and plateau areas is increasing. In order to adapt to the construction of temporary trestles in complex terrain such as high mountains， deep water and large terrain fluctuations， this paper analyzes and studies the design and construction of steel trestles. Through detailed examples， the paper analyzes and summarizes a set of bridge design and construction techniques for complex terrain，  to guide the construction of similar projects in the later stage.

關键词：深水;无覆盖层;栈桥;贝雷梁

Key words： deep water;no cover;trestle;bailey beams

中图分类号：U445.4                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）07-0130-04

0  引言

栈桥作为一种重要施工通道，是为工程建设服务的一项大型临时结构，尤其在跨江、跨河、跨深沟甚至是跨海大型桥梁建设中，打通项目纵向运输、完成施工作业，是一项有效及常用的工程措施。但近年来，随着国家基建项目向山区及高原地方的投入越来越大，工程项目面临着高山、深水、地形起伏较大等诸多问题，大型临时结构工程也是越来越多，越来越复杂，平原地区常规栈桥施工技术已无法完全适应山区施工，如何在保证安全质量的前提下，保障工程顺利完成，成本进一步降低的情况下，栈桥设计及施工技术都值得我们深入研究。

1  常规栈桥施工技术

2  山区地质特点

①地形起伏较大，通常山区地势较复杂，局部高差可达数百米，山体坡度近90度。

②河流水面较窄，水流湍急，部分河底岩层裸露。

③河岸陡峭，覆盖层薄或无覆盖层，多为碎石土或粉质粘土，稳定性差。

3  深水无覆盖层栈桥技术

以银川至北海高速公路建始至恩施段广润河栈桥为例，桥址区属构造溶蚀侵蚀低山岩溶峰丛谷地地貌区;受广润河切割，地形起伏较大，微地貌为“U”型河谷，河谷底部宽约105米，顶部宽约450米，河谷两岸为峰丛地貌，地面标高在538-666米之间，相对高差约128米，自然坡坡角45-60度，局部为陡崖。桥址区地表水主要为广润河河水，河床宽约130米，水位标高在536.7米左右，水位随季节性而变化，范围为528-540米之间。经实地踏勘，桥址区水深约5-6米，两岸有3-5米粉质粘土覆盖层，河中间河底仅部分有2-3米厚淤泥层，其余部分岩层裸露，为单斜地层，角度约15度。

3.1 钢栈桥设计方案

栈桥的设计本着“安全可靠、满足施工、经济合理”的原则，考虑河中部分岩石裸露，钢管桩无法入岩的情况，钢管桩无法提供可靠的水平位移限制，计算时仅考虑钢管桩的竖向约束，水平约束忽略不计。栈桥拟钢管桩采用单排与双排间隔设置，采用426钢管和槽钢“八”字撑与钢管桩纵向连接形成整体，并在两侧增加斜向支撑增强栈桥的横向稳定性。

栈桥桥址处现场实测水面宽度为 140m，设置 15 跨全长 150 米钢栈桥，跨度为 9+3+3*9+3+3*9+3+3*9+3+4*9+3+9m，基础为？准820 钢管，上部横梁为 2I40b 工字钢，纵梁为贝雷梁片，分配梁为 I22a 工字钢，最后满铺模板或钢板作为桥面，桥面宽为 6m。（图2）

栈桥结构自下而上依次为：

①管桩基础：采用双排？准820*8mm 钢管桩和单排？准820*8mm 钢管桩布置形式，钢管中心间距纵向9m，横向4.0m，桩间采用[16 槽钢设置连接，以增加栈桥的整体稳定性，钢管桩长度20～25m，不能打入河床部位钢管桩采用？准630*8mm 型号钢管双面斜向支撑，保证钢管桩的横向稳定。钢管桩纵向采用？准426*8mm 单侧双排连接，钢管之间采用[32a 槽钢八字型连接，保证钢管桩的纵向稳定。

②桩顶横梁：钢管桩桩顶部采用开槽形式，槽口底部增加三组三角形加劲肋，横向设置 2 根并排焊接的Ⅰ40b工字钢做为上部贝雷梁的垫梁。

③纵向主梁：桎梏纵向主梁采用左右对称的2组贝雷梁桁架结构，单组贝雷梁由三排贝雷片组成，采用标准的1.8m连接花架进行连接，每组贝雷片间中心距 0.9m，两组中心间距1.2m。

④栈桥桥面结构：贝雷梁上铺I20a工字钢的横向分配梁，采用U型螺栓与贝雷梁连接，桥面采用[32a槽钢反扣作为桥面，槽钢间预留1cm间隙，并点焊于横向分配梁上，槽钢顶面横向布置 1 米长间距 2 米的 20 螺纹钢，梅花型布置，并点焊于[32a 槽钢顶面。

⑤桥面防护：两侧栏杆采用75*75*5角钢立柱，63*63*5角钢扶手，20圆钢纵向布置两道，并在桥面两侧边缘纵向布置20工字钢，与桥面槽钢进行焊接。（图3）

3.2 理论计算

采用 MIDAS civil对全桥进行建模，有限元法对全桥进行应力分析，钢管柱为Q235钢弹性模量取 2.06*105N/mm2，泊松比取 0.3，容重为78.5kN/m3。计算分为两种工况进行计算：

工况一（梁部最不利荷載）：履带吊位于跨中，考虑50吨履带吊与60振动锤自重及冲击系数影响，总荷载为77吨。按公路I级布置汽车荷载，单车道布置。

工况二（钢管桩最不利荷载）：履带吊位于钢管桩顶部，考虑50吨履带吊与60振动锤自重及冲击系数影响，总荷载为77吨。按公路I级布置汽车荷载，单车道布置。

考虑河中部分钢管柱底部为裸露岩层，钢管柱仅处于岩层面上，为此除两侧三组钢管立柱底部设置为三向约束外，其余均设置为Z轴方向的单向约束，进行钢管柱的结构受力分析，这里仅对钢管柱的受力进行展示，其余构件受力分析均在外部完成。

钢管柱工况一最大压组合应力为33.9MPa，工况二最大压组合应力为34.1MPa，最大位移仅3.39mm，符合要求。

钢管柱间支撑工况一最大压组合应力为14.5MPa，工况二最大压组合应力为13.6MPa，符合要求

对全桥强度、刚度及稳定性均做了计算，分析结果可以得出：

抗力富裕较大;

对于应力而言，各种工况下，按照各种最不利荷载组合全部通过验算;

对于变形而言，各种工况下，按照各种最不利荷载组合全部通过验算;

可见，在各种最不利工况下，结构应力及变形数据均未超过规范允许值，结构始终处于弹性受力阶段，结果较好，能够满足栈桥设计要求。

3.3 现场施工

栈桥南岸侧岸边向北岸侧推进插打钢管桩，先进行南岸侧桥台施工，然后采用50T履带吊配合60锤逐跨进行钢管桩插打，安装横梁、横纵向连接、贝雷梁以及桥面系，循环施工直至北岸桥台。施工流程如图7所示。

3.3.1 钢管桩基础施工

①吊装超前一跨纵向贝雷梁，放置导向架，利用测量仪器精确定出桩位中心线，并固定钢管桩导向架。

②吊装钢管桩，利用履带吊起吊钢管至导向架上部约50cm，由钢管自由垂直对准导向架钢管桩位中心位置，严禁人为干涉对准。符合要求后下放钢管桩，下放过程中严禁移动履带吊及其吊点位置，以钢管桩不碰撞或轻微碰撞导向架为宜。待钢管桩不再下沉后，测量垂直度，如发现垂直度不符合要求时，提起重新安装。

③起吊振动锤使其自由对准钢管桩顶部并夹紧下压钢管桩，启动振动锤先打5～6锤，稳定后进一步观察钢管桩是否有倾斜，调整完成后再进行连续下打，待发现钢管桩无明显下沉或有回弹现象时及时停锤，测量钢管桩标高，再试打2锤，复核标高确定桩底已达岩层后停锤，进一步测量钢管桩的倾斜度，不符合要求时采用必要的纠正措施或重打。

④安装钢管桩横纵向连接，采用施工吊篮在设计位置焊接连接耳板，安装钢管桩横向连接系。纵向采用426钢管连接，安装时需提前按照钢管桩与426钢管弧度加工连接板，履带吊与导链配合完成纵向钢管安装，再安装纵向连接系之间的“八”字斜撑。

⑤斜向支撑安装，利用振动锤边下沉边调整斜向支撑钢管的倾斜度直至岩层面，待支撑钢管不再下沉后，连接支撑钢管与钢管桩之间的横向连接系。

3.3.2 栈桥上部结构安装

①测量桩顶标高，在桩顶设计位置进行开槽，开槽深度不超过横梁高度为宜，可取35cm，槽底焊接三组加劲板。吊装2 根并排焊接的Ⅰ40b工字钢组焊件，焊接钢管桩与工字钢之间的连接板，使工字钢与钢管桩形成整体。

②采用导链调整贝雷梁的横向中心线位置，贝雷梁每组位置应与设计中心线重合，确保栈桥中心线不偏移，并在Ⅰ40b工字钢横梁顶部焊接[10槽钢限制贝雷梁的横向位移。

③贝雷梁固定完成后，铺设I20a工字钢的横向分配梁，并采用U形螺栓与贝雷梁进行连接，然后安装桥面板，设置防滑钢筋，最后安装两侧防护栏杆及纵向20工字钢。

4  总结

该栈桥于2016年施工完成，并设置观测点定期对栈桥的线形、位移进行观测，期间还经过数次洪水的冲击，经多年来的观测，栈桥线形及位移均较小，可以忽略不计，目前各类施工车辆仍可以正常通行，综上，在深水无覆盖层地区，通过增加栈桥钢管柱的纵向连接及侧向斜向支撑体系，是可以满足栈桥设计及施工要求的，对我们后期类似项目起到了很好的指导作用。

参考文献：

[1]田学林，王立辉.深水急流钢栈桥施工技术[J].铁道建筑技术，2009（12）.

[2]张上伟.深水区域砂卵石地质钢栈桥设计[J].铁道建筑技术，2011（01）.

[3]李垚，卢勇，关成元，丁富军.浅覆盖地层钢栈桥施工技术[J].公路工程，2013（05）.