摘要：本文介绍了惠州港荃湾特大桥项目临时钢栈桥在施工过程中大胆尝试了悬臂导向架法定位钢管桩的施工技术，并成功取得了宝贵的施工经验。由于悬臂导向架具有结构简单、操作方便、适用于水底起伏不平、不受水流流速影响、定位方便准确等特点，因而值得在中小跨径钢栈桥采用。
关键词：钢栈桥 钢管桩 悬臂导向架定位栈桥钢管桩
1引言
本工程所处的大亚湾海域地质构造在大地构造上属于华南准地台（一级）之桂湘赣粤褶皱带（二级）与东南沿海断褶带（二级）之交接带上，即粤中拗褶断束（三级）的东南部，大亚湾地区在构造上主要受北东向和北西向两组断裂控制。荃湾特大桥位于白寿湾和荃湾港浅海区域内，水深 1.0～2.5m，海域潮汐性质为不规则半日混合潮型，流速较大。在临时钢栈桥的施工过程中受潮汐影响较大，钢管桩的定位成了施工过程中的难点，本文通过对实际施工过程中的3种钢管桩的定位方案进行对比，总结分析了悬臂导向定位钢管桩具有安全稳定、简单易行、适用范围广、定位精准等特点。
2钻孔桩平台结构形式
钻孔平台基础采用φ630mm/φ800mm直径螺旋焊缝钢管桩，壁厚≥8mm，设计平均桩长为24m，桩长根据基岩标高和承载力确定，桩尖进入基岩面下1m。每座钻孔平台必须采用同一型号构件。每个钻孔平台为15根钢管桩，横桥向5排，顺桥向3排。钢管桩桩间用[14a槽钢剪刀撑连接，以增强桥墩结构的整体稳定性。钢管桩顶部采用75×75×1cm钢盖板或横桥向割开深度45cm，宽度33cm的槽口，用于安装下横梁。
下横梁由2根I45a工字钢组成，单根长10.2m，2根I45a工字钢采用焊接形式连接成一体，即工字钢两端及每2m处设5cm贯通焊缝。在钢管桩顶部钢盖板顶或槽口内安装拼接好的I45a型工字钢连接钢管桩基础，加强钢管桩的稳定性，同时作为I36a工字钢纵梁的底部托架。
I45a工字钢下横梁顶布置7根I36a工字钢纵梁，I36a工字钢纵梁采用分段布置，单根长7.1+11.2+7.1=25.4m（2个桥墩共用1个平台）或7.1+11.2+7.1+11.2+6.95=43.55m（3个桥墩共用1个平台）。I36a工字钢纵梁与I45a工字钢下横梁采用焊接连接固定。
I36a工字钢纵梁顶设置I20a工字钢横梁或由2根[16a槽钢焊接组成横梁，单根长度均为10.2m。当横梁采用I20a工字钢时，I20a工字钢横梁与I36a工字钢纵梁采用焊接固定，间距≤50cm；当横梁采用2根[16a槽钢组成时，先由2根[16a槽钢槽口向外（高度16cm），腹板处两端及每2m处设置一道5cm贯通焊缝连接一体，再以间距≤50cm布置于I36a工字钢纵梁顶，并焊接固定。
I20a工字钢横梁上铺设10mm钢板作为钻孔平台面板，与I20a工字钢焊接固定。平台面板在钻孔桩设计位置扩大预留埋设钢护筒位置。当I20a工字钢或2根[16a槽钢与预留钢护筒位置冲突时，适当截断I20a工字钢或[16a槽钢。
钻孔平台各钢管桩间均采用[14a槽钢剪刀撑连接，平台5.25×5.25m区域钢管桩间必须设置[14a槽钢对角线剪刀撑连接。如不同方向槽钢剪刀撑连接位置发生冲突，可适当调整高程，形式不变。
钻孔平台周边设置钢栏杆，单侧每隔≤3m设1根∠50×50×4角钢立柱，高1.1m，立柱顶部顺桥向通长布置1道∠50×50×4角钢扶手，扶手下方居中布置1道HPB300φ16圆钢护栏，栈桥栏杆在钻孔平台位置不设预留。在钻孔平台栏杆及扶手安装完成后，钻孔平台位置方可拆除栈桥栏杆。在周边侧护栏挂设安全防护网并设置照明设施以保证夜间施工使用。
高程介绍：钻孔平台顶高程为4.64m，与栈桥桥面顶高程一致，实测海平面高程为1.56～2.02m。
钻孔平台结构型式见图1，图2。
3.平台钢管桩定位施工
3.1测量仪器选用
高程采用水准仪几何水准测量法，钢管桩定位采用全站仪极坐标法放样定位，并以传统光电测量仪器前方交会法和全站仪距离方向法校核。
3.2悬臂导向架设置
3.2.1悬臂导向架结构
钢管桩的准确定位是钢栈桥顺利施工的重要保证。由于水上沉桩施工采用吊车起吊钢管桩，全站仪无法进行水中钢管桩的实时定位测量，因此我们在施工中设计了悬臂导向架，通过定位导向架来间接定位钢管桩。具体方法：采用5片贝雷片组成导向架，贝雷片通过[10a槽钢做成马镫形式，把贝雷片固定在栈桥上，贝雷片位置事先通过全站仪进行定点放线，然后对贝雷片进行加固。导向架的长度为19米。在导向架的端部一侧焊接一正方形固定框，尺寸根据钢管桩的直径确定（比钢管桩直径略大1-2cm）。固定框用来固定钢管桩，采用2根20号单槽钢焊接在悬臂导向架的一侧，另一侧，利用槽钢与两根单槽钢用销轴连接到一起，一段销轴固定，另一端可以取掉销轴，打开槽钢，便于钢管桩进出定位框。
3.3钢管桩放样定位
钢管桩定位采用全站仪极坐标法放样定位，并以传统光电测量仪器前方交会法和全站仪距离方向法校核。根据现场施工条件，利用传统光电测量仪器打桩定位校核，一台全站仪距离方向法定位钢管桩，钢管桩放样角为方位角，钢管桩控制部位为圆形钢管桩外切线，控制钢管桩偏位以及垂直度。定位钢管桩过程中，采用测小角反算法估算钢管桩偏位，并以此控制桩位。
对每个放样点进行5次观测，其互相差应小于20mm，取5次观测结果的平均值作为施工放样成果点。
每个钢管桩位应一次放完，并用钢尺检测各放样桩位间的距离，并与设计值相比较，偏差应小于20mm，如不满足应重复测量，直到满足为止。
3.4导向架的固定
施工时利用吊车将悬臂导向架吊到已经测量并放好线的位置就位安装，之后再在导向架的尾端，焊接三块加劲钢板，一块在导向架的尾端，另两块在导向架尾部两侧各一，加劲板一端与导向架焊接，另一端与栈桥桥面焊接。再在导向架与栈桥前部跨端相接触的位置两侧各焊接一块加劲钢板，防止导向架翘起。固定牢固即可进行钢管桩的施沉。
3.5导向架拆除
钢管桩施工完成后即可拆除导向架，拆除导向架时利用气割割断加劲钢板与栈桥的连接后，即可利用吊车将导向架吊起放于吊车后面已施工完的成跨栈桥上。
4.结论
施工过程中悬臂导向架的测量定位是在已经搭设好的栈桥桥面上进行的，减少了测量定位的难度、缩短了测量耗费的时间，钢管桩定位精度高，竖直度控制好。从荃湾大桥栈桥施工来看，自采用悬臂导向架方法施工后，施工速度明显加快，取得了较好的经济效益。采用悬臂导向架定位钢管桩的施工时间不受涨落潮、水流速限制，具有安全可靠，便于实施的特点。由于悬臂导向架具有以上优点，因此值得在中小跨径栈桥施工中推广应用。
参考文献：
[1]荃湾特大桥施工图设计
[2]荃湾特大桥钻孔平台专项施工方案
[3]铁路工程测量规范（TB10101-2009）
[4]铁路桥涵设计基本规范（TB10002-2005）
[5]铁路桥涵地基和基础设计规范（TB10002-2005）
[6]铁路技术管理规程
论文作者:何海斌
论文发表刊物:《基层建设》2018年第15期
论文发表时间:2018/7/23
标签：钢管论文; 工字钢论文; 导向论文; 栈桥论文; 槽钢论文; 钻孔论文; 悬臂论文; 《基层建设》2018年第15期论文;