海上钢栈桥施工集成化操作平台施工技术_郑戈.pdf

施工技术建 筑 技 术 开 发64 Construction TechnologyBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月海上钢栈桥施工集成化操作平台施工技术郑 戈，李周明，周敬卓，张 科（中建三局第二建设工程有限责任公司，武汉 430074）摘要 三江口特大桥位于入海口，施工内容包含海上施工，该部分施工内容采用钢栈桥结合钢平台作为施工平台，在施工过程中，为解决施工过程中的定位及安全问题，项目采用了一种海上钢栈桥施工集成化操作平台，将钢管桩施工平台与导向系统相结合，使钢栈桥施工能够安全、高效进行，并取得了良好的经济和社会效益。关键词 钢栈桥；集成化施工平台；海上施工 中图分类号U 445.4 文献标志码B 文章编号1001-523X(2023)02-0064-04MARITIME STEEL TRESTLE CONSTRUCTION INTEGRATED OPERATION PLATFORM CONSTRUCTIONZheng Ge，Li Zhou-ming，Zhou Jing-zhuo，Zhang Ke AbstractThe Sanjiangkou Bridge is located at the estuary.The construction content includes offshore construction.This part of the construction content adopts the steel trestle bridge combined with the steel platform as the construction platform.In the construction process,in order to solve the positioning and safety problems in the construction process,the project adopts an offshore steel trestle construction.The integrated operation platform combines the steel pipe pile construction platform with the guidance system,so that the steel trestle construction can be carried out safely and efficiently,and good economic and social benefits have been achieved.Keywordssteel trestle;integrated construction platform;offshore construction我国桥梁工程施工技术正处于快速积累与成果产出阶段，大量的海湾、滩涂、海峡等正在一步步联通，而在此过程中，桥梁基础施工是必须要攻克的一道难题。目前跨海大桥基础施工的主要方法有以下3种：一是钢栈桥配合筑岛围堰形成施工空间；二是大收稿日期：20230109作者简介：郑戈（1992），男，湖北荆门人，工程师，主要研究方向为工程技术。监测内容主要包括网架的竖向位移与侧向水平位移、网架的应力、支座的水平位移等。（2）监测测量措施。在支撑架卸载放前，用全站仪测量各分块的初始状态参数。根据结构特点，合理布设监测点，在网架一侧设置全站仪，监测构件位移；在网架表面布置应变片，监测构件截面应力变化。在支撑架卸载过程中，测量每级卸载结束后的各监测参数，及时提交于指挥人员，判断卸载过程的结构安全性。在支撑架卸载后3 d内，对各监测参数继续进行监测，并作好记录。卸载过程，发现千斤顶下降量超过预定值时，立即停止，寻找原因，采取对应措施，确保释放安全。3.2.7 支撑架分段拆除外圈网架分区内卸载顺序为：支撑架先卸载网架下弦球节点处支撑架，然后卸载柱下部支撑架。卸载完成后采用150 t履带式起重机将支撑胎架分节吊出。支撑架拆除顺序：单个网架分区（8榀网架为一个分区）安装完后，预留端口处两个支撑架不拆，拆除第三块网架支撑架，后续外圈支撑架随网架安装一块拆除一块，合龙后将两侧端口支撑架全部拆除。3.2.8 端口合龙后拆除合龙段两侧支撑架网架合龙段吊装完，使用500 t履带式起重机拆除合龙段两侧的支撑胎架，至此钢屋盖网架结构成型。4 结束语成都凤凰山体育中心专业足球场双层网架体量较大、工期压力大，给施工带来极大的挑战。为确保2021年成都大运会顺利举办，本工程充分利用结构模型分析计算、结合全过程监测技术采用支撑胎架递进式卸载拆除的施工技术，为裙房缓修区主体结构施工提前插入创造有利条件。通过增设缆风绳与连接方钢管等辅助措施进一步提高网架结构在施工过程中稳定性、安全性，确保施工精度可控，为类似大型体育场馆钢网架工程实施提供参考。参考文献1 建筑机械使用安全技术规程：JGJ 332012S.2 钢结构焊接规范：GB 506612011S.3 钢结构设计标准：GB 500172017S.4 工程测量规范：GB 500262007S.施工技术建 筑 技 术 开 发 65Construction TechnologyBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月型船只围绕水上钢平台进行水上施工；三是钢栈桥与钢平台组合作为进出场道路及施工平台1。以上3种方法各有利弊，但不管是哪种方法施工，钢栈桥都是穿插其中的重要组成部分。钢栈桥形式多种多样，贝雷式钢栈桥以其承载力高、操作流程较短、自身重量轻、可重复利用钢质材料、支撑体系加固简单、安全性好等优点，被广泛应用于跨河桥梁的施工中2。钢栈桥施工工艺的优化对桥梁工程安全有着重要意义。1 工程背景1.1 工程简介三江口特大桥桥型为双塔组合梁斜拉桥，半漂浮体系，跨径布置为（95+220+95）m410 m，桥宽45.9 m。主桥索塔采用H型钢筋混凝土桥塔，塔高110 m。本工程桥址横跨木兰溪，采用钢栈桥、钢平台作为施工平台。跨木兰溪主栈桥共计1 005 m，栈桥宽度为8.0 m，除跨镇海堤处24 m跨栈桥主梁采用双层贝雷梁外，栈桥、平台主梁均采用单层贝雷梁，跨度为12 m。1.2 项目水文条件该场区属于冲海积平原地貌，三江口特大桥横跨木兰溪，河宽约430 m，河床底标高3.000 4.000 m，水位受潮水涨落潮影响，平均水深约4.8 m。木兰溪横断面在三江口特大桥工程区呈较对称U形。木兰溪三江口潮位，为半日潮区，每日两次涨、落潮，平均潮差为6.5 m左右。潮流为半日潮流，涨潮平均流速0.57 m/s，最大流速为0.94 m/s；落潮平均流速0.65 m/s，最大流速为0.95 m/s。兴化湾口处最大波高为4.1 m，平均周期7.1 s。1.3 项目地质条件根据钻孔揭露，桥址区上部为第四系冲海积淤泥、淤泥质粘土、卵石；下伏地层为燕山早期侵入花岗岩及风化层。2 方案优化本工程施工内容包含一座大跨径跨海斜拉桥。其主桥及部分引桥桩基、承台为水上施工内容，需搭设临时钢栈桥及施工平台进行水上施工。钢栈桥作为一种跨越水域或其他既有构造物的常用临时结构，在其施工过程中不可避免地会涉及高空或水上作业。2.1 简易操作平台施工常用的简易操作平台为在单根钢管上设置小型环绕平台并在钢管立柱间采用槽钢等型钢作为临时人工通道。但这种常用的简易操作平台存在一定问题。（1）质量方面，简易操作平台一般都是直接焊接在已打设完成的钢管桩上，安装及拆除时需在已打设完成的钢管桩上进行二次焊接作业和脱焊作业，对焊接质量要求较高，同时烧伤等焊接问题极易对钢管本身质量造成影响，危及栈桥整体施工质量和安全。（2）安全方面，简易平台一般采用工字钢等材料直接焊接在钢管桩上，作为一种简易临时结构，邻边防护欠缺，作业人员在上下作业面、安装及拆除过程中暴露在高坠风险下，存在较大安全隐患。（3）工期成本方面，需在前场进行多次焊接、切割作业，增加现场工作量，影响施工进度，且对于型钢浪费较严重，增加工程成本。2.2 集成化操作平台项目部针对传统简易操作平台在海上钢栈桥施工过程中的各类缺陷，研究了一种海上钢栈桥施工集成化操作平台，其目的在于，利用此集成化操作平台，在水上或高空作业环境下，使钢栈桥能够方便、快速、准确、安全完成施工。3 施工平台设计3.1 工艺原理3.1.1 平台结构海上钢栈桥施工集成化操作平台采用的主要材料均为常见的工字钢和花纹钢板，其主体结构可分为3个部分，分别为框架、面板及防护。平台拼装时，首先采用工字钢组合焊接成整体框架；然后在作业平面顶部铺设花纹钢板作为人员活动及操作平台，平台根据栈桥设计留出钢管桩孔位兼作定位；最后在框架四周焊接1.2 m高邻边防护栏杆，便可完成平台制作。3.1.2 现场施工操作平台于后场加工组拼完成后运输至施工区域，利用履带式起重机起吊，采用销轴将一体化平台与已施工钢栈桥贝雷梁进行连接固定，利用提前预留出的孔位进行下一跨待施工管桩定位，工人可于其上进行接桩等作业内容（图1）。集成化操作平台将定位系统与施工平台进行有效组合，并对安全防护进行优化，为钢栈桥快速施工提供有力工具。施工技术建 筑 技 术 开 发66 Construction TechnologyBuilding Technology Development第50卷第2期2023年2月图1 海上钢栈桥施工集成化操作平台3.2 结构特点3.2.1 质量可控施工集成化操作平台具备导向架功能，根据模数尺寸设计，可对管桩进行精准定位，保证桩位准确；采用此平台施工无须对钢管立柱进行多余焊接、切割作业，不会对钢栈桥钢管桩造成影响，质量可控。3.2.2 安全可靠采用集成化操作平台施工钢栈桥，工人活动空间大，在施工时具备充足空间进行施工作业，且平台邻边防护齐全，安全可靠，能有效保障作业人员安全。3.2.3 经济环保采用集成化操作平台施工钢栈桥，平台在后场拼装完成后整体移至现场使用，平台具有较高的可周转性。平台仅需安装销轴即可完成固定，销轴为标准件，安装简单快捷，可节省人力、物力。同时，在集成化操作平台上施工时，由于平台空间较大，施工过程中产生的小型废渣、垃圾等可在平台上临时堆放，施工完成后通过通道清理至指定处理点，能够有效避免海上施工过程中水体污染等情况 发生。3.2.4 节约工期采用此集成化操作平台施工钢栈桥，以后场拼装满足现场施工的进度，减小前场材料的拼装时间，既满足安全需求，又能实现前场多人作业，完成栈桥的快速施工。3.3 工艺流程及操作要点3.3.1 施工工艺流程海上钢栈桥施工集成化操作平台施工流程：施工准备平台组拼平台吊装钢线桥施工。3.3.2 主要工程材料搭设集成化操作平台所使用的主要材料除连接销轴需要与钢栈桥贝雷梁相配套外，均为常见材料，主要工程材料见表1。表1 主要工程材料表名称规格/版本数量圆形盖板/个7006工字钢I20b60钢管/mm483 mm80钢板/m212 mm32踢脚板/m18 cm高24销轴/个4安全网/m2403.3.3 操作要点（1）施工集成化操作平台外部框架采用双拼I20b工字钢组合焊接成整体框架，框架面板采用12 mm厚花纹钢板焊接。（2）根据钢管桩桩位布置，于花纹钢板上进行开孔，孔洞大小为 700 mm，开孔时切割出的圆形钢板通过加工，作为孔洞盖板。（3）面板四角设置吊环，便于吊装。（4）框架整体组拼完成后，焊接导向装置，导向装置采用两道斜撑与面板固结。在导向装置双拼I20b工字钢底板上进行开孔，腹板根据销轴尺寸开孔，并在开孔位置焊接一块12 mm厚钢板作为补强。（5）框架周边采用 483 mm钢管焊接为邻边防护，护栏高1.2 m，立杆间距2 m，横杆间距0.5 m，底部设置18 cm高踢脚板，护栏外侧覆盖标准密目安全网。（6）操作平台于后场加工拼装完成后，采用平板运输车整体运输至钢栈桥施工地点，采用履带式起重机起吊，吊点