深水沼泽桥梁施工通道方案探讨

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[摘 要]在深水沼泽中，建设特大桥，施工方案的选择搭配，在技术可行性和经济合理性的前提下，显得尤为重要。桥梁两端区域利用填土筑岛，中间深水区域在钢管桩上搭设贝雷桥，作为临时施工栈桥，充分利用地形、地物的基础上，达到了质量要求，同时取得了预期的经济效果。

[关键词]深水沼泽；填土筑岛；贝雷施工栈桥；抗滑桩

中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）23-0053-02

1 概述

填土筑岛，为桥梁桩基和其下部结构施工提供平台，在工程施工中，是最简单的一种施工方法，技术、工序简单、生产要素投入少，在土源富足的情况下，使经济效益达到较好的期望值，是施工方案中的首选，但是，填土筑岛不适合深水区的填筑，一般在5米以下。

贝雷桥是利用标准化桁架单元构件及横梁、纵梁、桥面板、桥座及连接件等组装而成，施工速度快，适用范围广，但经济成本高。打入钢管桩基础，配合上部贝雷钢桥的结构，可以适应深水施工平台的要求。

乌干达Kampala-Entebbe机场高速公路为设计施工总承包项目，工程造价4.76亿美元。项目中，Nambigirwa特大桥全长1450米，25米预制箱梁，上部结构采用先简支后连续的形式，钻孔灌注桩桩基，双向四车道。Nambigirwa桥位于维多利亚湖畔深水沼泽中，表面杂草和和灌木覆盖，其下为交错的植物根系及腐殖质，约1.5米厚，根系下为常年积水，水深约3～10m，河床表层为流塑-软塑状粘土，整个沼泽位于两个丘陵之间，沼泽河床成半椭圆型，两边高，中间低。

2 设计构思

Nambigirwa特大桥双向四车道，双幅桥面设计宽度23.2米，为提高填土筑岛和栈桥的利用率，桥梁平面采用线形分离式，临时通道修筑在双幅桥梁的中间，为两侧桥梁施工提供作业通道。道路线路设计中，通过下调纵断竖曲线标高，增大弃方利用量，用于沼泽近岸边的填土筑岛。沼泽表面交错的植物根系和腐殖质，一定程度上起到了土工格栅分散应力的作用，另外，在填土筑岛可能出现横向滑移的区域，打入钢管抗滑桩抵抗滑移，基于上述原因，使在5米深以上的沼泽中填土筑岛成为可能。

2.1 形式选择

贝雷施工栈桥结构形式：分4.5m/跨和8m/跨。桥墩基础采用外径Φ600钢管桩（δ=6mm），每墩设置2根钢管桩，横向钢管桩中心间距4.265米。纵向设置两排钢管桩，中心间距分别为4.5m和8m米；每一桥墩处的钢管桩顶部放置10mm×600mm×600mm桩帽，桩帽顶面采用双拼I28b工字钢作盖梁，纵横梁均焊接牢固。盖梁顶面两侧分别布置三片间距0.45m贝雷梁，两贝雷梁间，每3m设置一道支撑片，贝雷梁上设置Ⅰ28b型工字钢，间距为1.5m；桥面板采用U型标准桥面钢板，采用2×1.05和4×0.93m形式拼接，每段纵向长度为3m。

填土筑岛：整个筑岛，提供钻孔平台和出入道路。为保证钻孔及施工过程中孔壁的稳定性，筑岛尺寸外边缘填土比边桩中心拓宽至少7米，筑岛标高比施工期沼泽最高水位高1.5米。

2.2 设计计算

2.2.1 钢栈桥荷载组合及计算

钢栈桥计算选取一联75m作为计算模型，利用MIDAS CIVIL 2012计算程序进行验算，计算分以下4个工况进行（表1）：

根据MIDAS CIVIL程序计算结果，本项目的栈桥承载力能够满足施工需要。

2.2.2 填土筑岛的土质指标

施工线内挖方段土质，经试验测定，液限为40.2%，塑性指数为19.2，完全满足规范要求的液限不大于50%，塑性指数不大于26的填土要求，且无草根、垃圾等有机质，即挖方土可以用于桥梁施工便道和桥台施工平台的填筑。

3、施工

3.1 贝雷栈桥施工方法

施工方法：钢管桩打设，采用履带吊站在已经组装好的贝雷桥上，带动震动打桩锤依次打入，贝雷片拼装、吊车配合架设，就位后安装桥面系，步骤如下：

⑴测量放线。根据图纸，在主桥旁边放出便桥中轴线，并根据岸基情况，定出便桥的起始桩位。

⑵钢管桩体质量检查。施工前检查桩体本身是否有裂痕；是否有弯曲变形；表面有无严重的锈蚀和割焊受伤现象，其壁厚应当满足设计要求。存在缺陷的桩体禁止使用。

⑶场地平整。便道应具有一定的承载力与和平整度，以保证机械的垂直稳定和移动以及钢管桩、盖梁的顺利焊接

⑷下部结构

打桩。钢管桩采用DZ60/90震动打桩锤依次打入。用浮吊将其竖直吊起，对准桩位放下。对准后，用履带吊吊起液压锤，液压夹头夹住钢管桩，初步检验桩体纵横方向垂直度，并在钢便桥上设置导向装置，确保桩体在锤击过程中始终保持垂直。符合要求后，开动锤将桩打入沼泽土中。若钢管桩已打入预计长度，贯入度仍较大，说明该处土质较差，承载能力不满足要求，需要继续打入，直至贯入度满足要求为止。当桩底遇到硬物时，桩位易打偏或不垂直，应及时清理调整后再施打。

钢管桩纵横向加固连接。每一桥墩处的钢管桩插打完成后，纵横向采用150mmX150mm（δ=6mm）的槽钢交叉焊接，将各桩连接成整体，保证纵横向稳定并防止出现不均匀下沉。各支撑型钢与钢管桩连接处采用满焊，确保焊缝质量。

盖梁。打设好钢管桩后，每一桥墩处的钢管桩顶部放置10mm×600mm×600mm桩帽，其上放置盖梁。钢管桩的盖梁采用2根I28b工字钢并焊而成。最后将钢管桩、桩帽及盖梁焊牢成为整体。

⑸便桥桥体安装

贝雷主梁在营地空旷场地内拼装，下面垫枕木，用桁架销子相互连接接长。该桥共有六排二组贝雷，二组贝雷梁端头用米支撑架连接。布置6排贝雷梁布置为间距2@0.45+3.365+2@0.45m。连接桁架的所有螺栓螺帽必须拧紧，桁架销子穿到位后必须插好保险销。每跨桥体组装完成，采用履带吊逐孔安装。

3.2 填土筑岛施工方法

施工方法：自卸车从岸边倒土填筑，推土机配合整平、碾压。填筑前。桩基平台位置，考虑到填土的侧向移动，填土宽度在外侧桩横向拓宽至少7米。在1个月的自然沉降后，沿桩基施工平台边缘横向，以3米间距施打3根抗滑桩，后期拔除，用于施做贝雷施工栈桥桩基。

4、经济技术比较

4.1 技术比较

填土筑岛和贝雷桥施工栈桥的技术比较如表2：

4.2 经济比较

本项目填土筑岛分包综合单价3.23美元/方，挖除填土、恢复场地单价为2.6美元/方，贝雷施工栈桥搭设综合单价86美元/平方米（不含主材），钢管加工综合单价 440美元/吨（不含主材）。

本项目填土筑岛900米，贝雷施工栈桥543米。经济对比以两种施工方案所发生的费用为对象，筑岛包括填筑费、填土挖除费及抗滑桩相关费用，栈桥费包括摊销费、搭设费和移除费。摊销参照2008版工程预算定额，钢管桩14次，贝雷栈桥构件20次。费用节约=填土筑岛长度×（贝雷栈桥每延米单价-填土筑岛每延米单价），对比如表3：

通过上述比较，在经济效益和施工难度上，填土筑岛表现出明显的优势。相比之下，每延米节省2102美元，900米填土筑岛，即节省189万美元。

5、结束语

就Nambigirwa大桥填土筑岛平台及钢栈桥作业平台相结合的方案而言，取得了较好的经济效益，主要通过下面两个阶段实现：

A.设计阶段，加强经济效益观念，把桥梁设计成双向分离式，施工时，两侧桥梁共用一条施工通道。

B.设计阶段，通过调整纵断面竖曲线，在合理的范围内，增加两侧弃土的方量，进而达到增加填土筑岛的数量，同时减少贝雷施工栈桥的数量。

综上所述，本设计施工总承包项目在施工方案选择上，进一步证明了施工方案是影响施工成本的关键因素，同时，科学合理地选择施工方案，应该从设计阶段开始考虑。

参考文献

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[2] 中交公路规划设计院有限公司.公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）.2007.

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[4] 葛俊颖.桥梁工程软件midas CIVIL使用指南.北京：人民交通出版社，2013.