一种钢栈桥施工方法与流程

本发明涉及土木工程技术领域，具体涉及一种钢栈桥施工方法。

背景技术：

钢栈桥在实际施工过程中，有许多不可以预见性的问题，如河道地质层变化较大，部分地段河底土质较硬，管桩基础入土深度必须保证达到设计要求，当施工钢管桩插打时，钢管桩进尺极为缓慢或施沉困难时，不能强行施沉，以免钢管偏位或变形，要分析其原因，若桩尖遇到异物时，则须采取相应合理措施。当桩入土深度无法达至原设计桩长，则使得钢便桥无法满足使用过程中的承载及稳定性要求。钢管桩插打遇到水下浅层为硬塑性土时，为了消除这种不可遇见性的因素的影响，现有以下施工技术方案：

(1)增加钢栈桥的横断面面积，来增强栈桥的稳定性。这样便会增加钢管桩、垫梁、贝雷梁、分配型钢、桥面钢板等材料的用量，从而使得造价与工期大大增加。

(2)采用较小直径的钢管桩替代原设计直径的钢管桩后，再减小每排桩距的技术方案。不仅会大大增加小直径钢管桩的用量，还使得工作量大幅度提升。

(3)对水下的硬塑性土层进行机械引孔后，再利用履带吊吊振动锤下沉钢管桩的施工方案。水下引孔后再下沉钢管桩，会使得河水变浑浊，容易造成水体的污染，影响水生物的生态环境。

在实际基础设施施工过程中，周边水上、泥土往往因为地址情况较为复杂，常规施工方法无法满足施工要求，大型的桩基钢栈桥设计、施工周期较长，造价高，实现不了快速施工，满足不了经济适用型，环保节约型要求。因此，当遇到水下浅层为硬塑性土时，无法达到设计要求深度时，无法满足稳定性要求，在特殊地质条件下，需要一种经济且适用的增强钢栈桥稳定性的施工方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种钢栈桥施工方法，提高钢栈桥整体刚度，增强其抗水流和抗风荷载能力，具有结构简单，低成本，适用性强，稳定可靠、可操行性强和使用效果好的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种钢栈桥施工方法，包括以下步骤：

s1、施工准备：施工之前，全面掌握当地气候条件、水文特征、地质情况，根据设计图纸将待施工的钢栈桥划分段施工，及时根据计划工期合理安排作业，组织施工人员、设备和材料进场；

s2、测量放线：为精确定位，在施工前沿栈桥轴线两侧沿路线方向搭设测量平台，按照设计图纸精确定出钢管桩基础的实际位置，并指挥定位船定位；

s3、栈桥桥台施工：栈桥桥台位置采用填土筑岛，所述栈桥桥台外侧填土至桥面标高，便道与所述栈桥桥台连接的填土过渡段两侧采用抛石护坡处理；

s4、钢管桩基础打设：履带吊机吊取钢管桩并放置于测定好的位置，通过打桩锤将所述钢管桩打入指定位置，每根所述钢管桩入土深度保证在设计值以上，所述钢管桩内部设有膨胀机构，并且在同一排所述钢管桩之间焊接横向支撑，在相邻所述钢管桩之间焊接剪刀撑；

s5、垫梁安装：将垫梁吊取于所述钢管桩顶部并与所述钢管桩焊接连成整体；

s6、贝雷桁架梁施工：在岸上按照预设分段长度提前将贝雷桁架梁拼装完成并运输至施工墩位，测量人员在所述垫梁上定出所述贝雷桁架梁的具体位置，用u型限位板将所述贝雷桁架梁固定于所述垫梁上；

s7、横向分配梁及桥面系施工：将横向分配梁运送至所述贝雷桁架梁上并铺开固定，再将桥面钢板铺设于所述横向分配梁上方，焊接栏杆；

s8、限位加固装置的设计：根据施工现场历年河流水位上涨高度、水流最大流速、风级状态及钢栈桥长度设计位于钢栈桥中部一侧的限位加固装置的数量及限位加固装置的间隔距离，限位加固装置位于下水流处的钢栈桥中部的外侧端；

s9、限位加固装置的加工制造：根据设计图纸在位于下水流处的钢栈桥中部的外侧端的河底处打入组成限位加固装置的第一加固钢管桩、第二加固钢管桩和第三加固钢管桩，其中至少两个加固钢管桩与相邻的两个钢管桩平行且间隔距离相等，在至少一个外侧的加固钢管桩外侧面上部制备间隔距离分布的滑道、滑块、滑块连接耳、定位栓和斜向支撑梁；

s10、限位加固装置的安装：在第一加固钢管桩、第二加固钢管桩和第三加固钢管桩相互之间上下呈间隔距离数个横向支撑，在上下两横向支撑之间固定剪刀撑，在距第三加固钢管桩外侧一定距离部位处放置斜向支撑梁，将斜向支撑梁上端的斜向支撑梁连接耳与位于滑道内的滑块后端的滑块连接耳通过连接栓轴接为一体，用压桩机缓慢下压斜向支撑梁的底端锚脚至江底坚硬处，完成限位加固装置的安装；

s11、限位加固装置与钢栈桥中部的连接安装：延长相邻的两个钢管桩上的横向分配梁的一端至两个相邻的第一加固钢管桩、第二加固钢管桩上端且将两者固定为一体，在延长的下横向分配梁外侧上端与该侧的上横向分配梁外侧端之间固定限位斜支柱，两个钢管桩与对应的两个相邻的加固钢管桩之间上下呈间隔距离固定横向支撑，在上下两横向支撑之间固定剪刀撑，完成限位加固装置与钢栈桥中部的连接；

s12、限位加固装置与钢栈桥中部连接的固定：再次用压桩机缓慢下压斜向支撑梁的底端锚脚至江底坚硬处固定，将滑块用定位栓固定在对应部的滑道内，完成一个限位加固装置与钢栈桥中部连接的固定。

可选地，在桥梁施工完成后需进行钢栈桥拆除工作，拆除顺序与搭设顺序相反，先拆除所述限位加固装置，再自上而下先拆除所述栏杆、所述桥面钢板和所述横向分配梁，随后卸下所述u型限位板、所述贝雷桁架梁以及垫梁；割除所述钢管桩间的所述横向支撑，拆除所述剪刀撑或所述斜撑；最后，拔出所述钢管桩。

可选地，在拔出所述钢管桩时，先使用所述打桩锤向下打击所述钢管桩1-2分钟以减少泥土与所述钢管桩长期形成以来的粘结力，随后向上拔除所述钢管桩。

可选地，所述第一加固钢管桩、第二加固钢管桩和第三加固钢管桩呈三角形分布。

可选地，所述斜向支撑梁与对应的所述第三加固钢管桩之间的夹角为30-60°。

可选地，所述膨胀机构包括设置在钢管桩底部的张拓板及设置在钢管桩内部的传动杆，所述张拓板通过与钢管桩的活动连接来向外张拓，并且所述传动杆下方固定连接有膨胀头，所述膨胀头铰接有支撑杆，所述支撑杆另一端铰接于张拓板内壁。

可选地，所述膨胀头为四棱锥金字塔形，所述支撑杆铰接在膨胀头的斜面上。

可选地，所述传动杆上方设有驱动件以驱动传动杆沿钢管桩的长度方向移动，且所述驱动件固定在钢管桩内。

本发明技术方案，具有如下优点：相对常规增加钢栈桥的横断面面积，或者采用较小直径的钢管桩替代原设计直径的钢管桩后再减小每排桩距以及对水下的硬塑性土层进行机械引孔后，再利用履带吊吊振动锤下沉钢管桩，这几种施工方法通常使得造价、工期以及工作量大大增加或者容易对环境造成不利影响与不牺牲环境为代价的发展原则相悖。通过采用在只有钢管桩的基础桥墩两侧增加第二钢管桩作为加强墩的方法，使得入土深度达不到设计要求的钢管桩区域也能满足钢栈桥在使用过程的承载及稳定性要求，最终通过连接构件形成加强墩这种施工方案，可以很大程度上节约材料、缩短了工期，节约人力，同时也有效减少了对水体环境的污染。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种实施方式的钢栈桥的结构示意图；

图2为图1中a部分的放大示意图；

图3为本发明的一种实施方式的钢栈桥的俯视图。

附图标记说明：

1、钢管桩；11、横向支撑；12、剪刀撑；2、垫梁；21、贝雷桁架梁；22、u型限位板；3、横向分配梁；31、桥面钢板；32、栏杆；4、限位加固装置；41、第一加固钢管桩；42、第二加固钢管桩；43、第三加固钢管桩；44、斜向支撑梁；45、锚脚；5、膨胀机构；51、张拓板；52、传动杆；53、膨胀头；54、支撑杆；55、驱动件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，本发明此实施例中的钢栈桥包括下部结构、中部结构和上部结构，其中下部结构包括若干钢管桩1，同一排钢管桩1之间连接有横向支撑11，相邻钢管桩1之间连接有剪刀撑12，钢管桩1顶部连接有垫梁2,；中部结构包括贝雷桁架梁21，该贝雷桁架梁22通过u型限位板21分别与上部结构或下部结构连接；下部结构包括横向分配梁3、桥面钢板31和栏杆32，以此形成钢栈桥。

另外，如图1和图3所示，在钢栈桥中部的外侧端设置有横向的限位加固装置4，本限位加固装置4由第一加固钢管桩41、第二加固钢管桩42和第三加固钢管桩43、滑道、滑块、滑块连接耳、定位栓、斜向支撑梁44、锚脚45组成。第一加固钢管桩41、第二加固钢管桩42和第三加固钢管桩43呈三角形分布，同理在第一加固钢管桩41、第二加固钢管桩42和第三加固钢管桩43相互之间上下呈间隔距离数个横向支撑11，在上下两横向支撑11之间固定剪刀撑12。第三加固钢管桩43外侧面上部间隔距离分布两条滑道，所述的滑道的横截面呈l型，滑块位于两条滑道之间，滑块的外侧面设滑块连接耳。滑块的中部横向设有一贯通的定位孔，两条滑道上对应设有呈间隔距离分布数个定位孔。斜向支撑梁44斜向支撑第三加固钢管桩43外侧上部处，所述的斜向支撑梁44与对应的第三加固钢管桩43之间的夹角为30～60°。斜向支撑梁44上端设斜向支撑梁连接耳，斜向支撑梁连接耳通过连接栓轴接滑块后端的滑块连接耳，从而使斜向支撑梁44上端与滑块连接成一体。斜向支撑梁44的下端设锚脚45，锚脚45呈前尖后宽的三角弧形，锚脚45下端通过锚钉固定，锚脚45面积大于斜向支撑梁44横截面积用于分布支撑力，其下端面的锚钉利于固定锚脚45。

如图1和图2所示，膨胀机构5包括设置在钢管桩1底部的张拓板51及设置在钢管桩1内部的传动杆52，张拓板51通过与钢管桩1的活动连接来向外张拓，并且传动杆52下方固定连接有膨胀头53，膨胀头53铰接有支撑杆54，支撑杆54另一端铰接于张拓板51内壁，从而使传动杆52沿钢管桩1长度方向位移带动膨胀头53，膨胀头53与支撑杆54铰接可控制张拓板51的张拓角度，即驱动张拓板51通过转轴向外张拓，一方面起到施工时需要向外拓张起到与土壤嵌合的效果，另一方面回收钢管桩1时方便快捷。膨胀头53为四棱锥金字塔形，支撑杆54铰接在膨胀头53的斜面上，由于在膨胀头53四周都安装有张拓板51，从而位移时能更好地带动铰接的支撑杆54以推开张拓板51。传动杆52上方设有驱动件55以驱动传动杆52沿钢管桩1的长度方向移动，且驱动件55固定在钢管桩1内。

实施例2：

一种钢栈桥施工方法，如图1、图2和图3所示，包括以下步骤：

s1、施工准备：施工之前，全面掌握当地气候条件、水文特征、地质情况，根据设计图纸将待施工的钢栈桥划分段施工，及时根据计划工期合理安排作业，组织施工人员、设备和材料进场；

s2、测量放线：为精确定位，在施工前沿栈桥轴线两侧沿路线方向搭设测量平台，按照设计图纸精确定出钢管桩基础的实际位置，并指挥定位船定位；

s3、栈桥桥台施工：栈桥桥台位置采用填土筑岛，所述栈桥桥台外侧填土至桥面标高，便道与所述栈桥桥台连接的填土过渡段两侧采用抛石护坡处理；

s4、钢管桩基础打设：履带吊机吊取钢管桩1并放置于测定好的位置，通过打桩锤将钢管桩1打入指定位置，每根钢管桩1入土深度保证在设计值以上，钢管桩1内部设有膨胀机构5，从而使传动杆52沿钢管桩1长度方向位移带动膨胀头53，膨胀头53与支撑杆54铰接可控制张拓板51的张拓角度，即驱动张拓板51通过转轴向外张拓完成固定，并且在同一排钢管桩1之间焊接横向支撑11，在相邻钢管桩1之间焊接剪刀撑12；

s5、垫梁安装：将垫梁2吊取于钢管桩1顶部并与钢管桩1焊接连成整体；

s6、贝雷桁架梁施工：在岸上按照预设分段长度提前将贝雷桁架梁21拼装完成并运输至施工墩位，测量人员在所述垫梁2上定出所述贝雷桁架梁21的具体位置，用u型限位板22将所述贝雷桁架梁21固定于所述垫梁2上；

s7、横向分配梁及桥面系施工：将横向分配梁3运送至所述贝雷桁架梁21上并铺开固定，再将桥面钢板31铺设于所述横向分配梁3上方，焊接栏杆32；

s8、限位加固装置的设计：根据施工现场历年河流水位上涨高度、水流最大流速、风级状态及钢栈桥长度设计位于钢栈桥中部一侧的限位加固装置4的数量及限位加固装置4的间隔距离，限位加固装置4位于下水流处的钢栈桥中部的外侧端；

s9、限位加固装置的加工制造：根据设计图纸在位于下水流处的钢栈桥中部的外侧端的河底处打入组成限位加固装置4的第一加固钢管桩41、第二加固钢管桩42和第三加固钢管桩43，其中至少两个加固钢管桩与相邻的两个钢管桩1平行且间隔距离相等，并且在至少一个外侧的加固钢管桩外侧面上部制备间隔距离分布的滑道、滑块、滑块连接耳、定位栓和斜向支撑梁44；

s10、限位加固装置的安装：在第一加固钢管桩41、第二加固钢管桩42和第三加固钢管桩43相互之间上下呈间隔距离数个横向支撑11，在上下两横向支撑11之间固定剪刀撑12，在距第三加固钢管桩43外侧一定距离部位处放置斜向支撑梁44，将斜向支撑梁44上端的斜向支撑梁连接耳与位于滑道内的滑块后端的滑块连接耳通过连接栓轴接为一体，用压桩机缓慢下压斜向支撑梁44的底端锚脚45至江底坚硬处，完成限位加固装置4的安装；

s11、限位加固装置与钢栈桥中部的连接安装：延长相邻的两个钢管桩1上的横向分配梁3的一端至两个相邻的第一加固钢管桩41、第二加固钢管桩42上端且将两者固定为一体，在延长的下横向分配梁3外侧上端与该侧的上横向分配梁3外侧端之间固定限位斜支柱，两个钢管桩1与对应的两个相邻的加固钢管桩之间上下呈间隔距离固定横向支撑11，在上下两横向支撑11之间固定剪刀撑12，完成限位加固装置4与钢栈桥中部的连接；

s12、限位加固装置与钢栈桥中部连接的固定：再次用压桩机缓慢下压斜向支撑梁44的底端锚脚45至江底坚硬处固定，将滑块用定位栓固定在对应部的滑道内，完成一个限位加固装置4与钢栈桥中部连接的固定；

s13、拆除工作：拆除顺序与搭设顺序相反，先拆除所述限位加固装置，再自上而下先拆除所述栏杆、所述桥面钢板和所述横向分配梁，随后卸下所述u型限位板、所述贝雷桁架梁以及垫梁；割除所述钢管桩间的所述横向支撑，拆除所述剪刀撑或所述斜撑；最后，拔出所述钢管桩；

在拔出所述钢管桩时，先使用所述打桩锤向下打击所述钢管桩1-2分钟以减少泥土与所述钢管桩长期形成以来的粘结力，随后向上拔除所述钢管桩。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。