．第４０卷第１ｌ期 １９６・ ２ ０ １ ４年４月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＩＥＣＴＵＲＥ Ｖｏ１．４０ Ｎｏ．１１ Ａｐｒ． ２０１４ 文章编号：１００９－６８２５（２０１４）１１－０１９６－０２ 高铁桥梁水中桩基钢管桩平台施工技术 张摘峰 ７１００３２） （中铁二十局集团第六工程有限公司，陕西西安要：结合沪昆客专贵州段大平寨特大桥１８号水中墩桩基承台施工实例，阐述了钢管桩平台施工技术措施，对操作平台荷载进 行了检算，并介绍了水上钻孔桩基施工及钢板桩围堰施工技术，以供参考。 关键词：水中墩，钻孔桩，钢板桩平台，技术措施 中图分类号：Ｕ４４５．４ 文献标识码：Ａ 钢管桩顶上安装桩帽及纵横梁，桩帽采用厚度６＝２０ ｍｍ钢板 １ 工程概况 ｃｍ ｘ １０ ａｍ ｘ２ ｃｍ）焊接而成；纵梁采用１２ ｍ和６ ｍ 沪昆客专贵州段ＣＫＧＺＴＪ－９标段大平寨特大桥１７号、１８号、 及加劲肋（１５ ４５工字钢焊接接长，每２片为１组，钢管桩与纵梁间采用 １９号、２Ｏ号桥墩上部结构为１联（４０＋５６＋４０）ｍ变截面预应力混 长的Ｉｍｍ高强螺栓固定；横梁采用６ ｍ长Ｉ ３２ｂ工字钢，３片为 凝土连续单箱单室梁；１８号墩位于六枝河边上，桥墩采用担．０ ｍ ４２ｏ ｍｍ钢筋抱箍抱死；最后在横梁上铺设 钻孑Ｌ桩基础，桩长４９ ｍ一６８．５ ｍ不等，共９根桩，承台底部标高为 １组，纵梁与横梁间采用１６ ４２ ｍ，位于河床面以下４ ｍ，承台顶部标高４６．９９ ｍ；桥墩高３２ ｍ， 枕木形成钻机工作平台。钢管桩平台平面图见图２。墩基础处河床面标高为４６．０ ｍ，设计施工水位为５２．０ ｍ，上层河床处 为厚９ ｍ的粉质黏土，其下为圆砾土及其他土层；根据现场情况 采用搭设钢管桩操作平台施工。 ｒ．一 ． ．．．．．．．．．８ Ｈ ．．． ．． ．．．５８０ ．．．。 一 ｌ ７ｏｏ ４４Ｏ 下副 剖土 ｔ ．． ２钢管桩平台施工 １８号墩施工平台外围尺寸为１７ ｍ ｘ １７ ｍ的正方形；采用１６根 ，１，６ｏｏ ｍｍ（６＝６ ｍｍ）钢管桩作支墩，根据局部冲刷线标高３７．３９ ｍ， 钢管桩桩底标高３６．５ ｍ，钢管桩下端插打至河床面６ ｍ，钢管桩顶 标高以高出施工水位（５２．０ ｍ）１ ｍ；利用２０ ｔ浮吊将钢管桩运输 就位后，在钢管桩顶部用３根揽风索固定控制钢管桩的倾斜；揽 ／ｔ ０（二０Ｅ￡０ｃＥ下卞．｝ ＋１＋｝ １．Ｉ ０ｎｎ ０（十●至ＩＩ 、３＞、＼、、土 ＼＼３Ｉ ３２ｂ横梁 ＼Ｔ ０ｎ＿【 ｎｎ ０ — ｒ （２ｊ一 （（Ｄ ＼ ＼、 、、１－ ．｝ｔ葛 Ｉ一 一一一 Ｌ ５）ｆ Ｉ ｔ３） Ｌ ４） （３）．． ）／ Ｔ Ｉ 一ｑ））、ｊ ／ ２片４５０工宇钢纵 ６００ｍｉｌｌ钢 ｝桩 图２钢管桩平台平面图（单位：Ｃｍ） 风索锚定在工作船或已沉入的钢管桩上，浮吊将６０Ａ振动打桩机 ３操作平台检算 吊至钢管桩顶上并与钢管桩进行刚性连接，振动打桩机将钢管桩 平台支墩为１６根 ＝６００ ｍｍ（６＝６ ｍｍ）钢管桩，插入河床面 逐渐振人土层中，当钢管桩振沉到工作台高度时应停振，接长钢 以下６ ｍ；考虑钻机摆放的最不利情况，即由４根钢管桩支承１台 管后再振沉，直到设计位置。 冲击钻机进行钻孔施工。 钢管桩施工完毕后，纵、横向在每两根相邻的钢管桩之间用 ［１０槽钢焊接设置成剪刀撑，剪刀撑上撑距离桩顶１ ｍ，上下撑距 离２ ｍ，在每根钢管桩中灌满中粗沙和水以加强钢管桩的刚度。 钢管桩平台立面图见图１。 ３．１ 上部荷载Ｐ 每台冲击钻机Ｇ ＝３０ ｔ／台×１台＝３０ ｔ。 Ｉ ４５工字钢纵梁Ｇ２＝０．０８２ ｔ／ｍ×１３ ｍ ｘ４＝４．３ ｔ。 Ｉ ３２ｂ工字钢横梁Ｇ ＝０．７０ ｔ／根×４根Ｘ３＝８．４ ｔ。 ［１０槽钢剪刀撑Ｇ４＝０．０６ ｔ／根Ｘ ８根＋０．０８ ｔ／根×１６根： ２片４５０工字钢横梁 ３片３２ｂ工字钢纵梁 拈２０ｍｍ钢板桩帽 河床面 １．８ ｔ。 操作平台及其他材料、设备Ｇ５＝５ ｔ。 特殊荷载Ｇ６＝１０ ｔ。 Ｐ１＝（Ｇ１＋Ｇ２＋ｆ：３＋Ｇ４＋Ｇ５＋Ｇ６）×１０＝５９５ ｋＮ。 河床面 钢护桩＋６０ｏ ｃｍ，６＝６ ｍｍ 山 ５６０ ＼ 护筒 ｌ０ｃ ＼桩基 ｍｍ 考虑钻机冲击荷载影响，上部荷载Ｐ＝１．３Ｐ ＝１．３×５９５＝ ７７４ ｋＮ 图１钢管桩平台立面图（单位：锄） …，…，…】…，…，…，…】…】…３．２ 钢管桩承载力ＦＲ …１…】…１…】…，…＇…，… Ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ Ｎｏ．０ ｂｌｏｃｋ ＺＨＡＯ Ｌｉ－ｆｅｎｇ （Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ ｌＯｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｓｔｕｄｉｅｓ ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｘ ｇｉｒｄｅｒ Ｎｏ．０ ｂｌｏｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｔｒａ—ｌａｒｇｅ ｂｒｉｄｇｅ ｂｙ ａｐ。 ｐｌｙｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｒｏｌｌｉｎｇ ｒｅｂａｒ，ａｎｄ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｏｉｎｔｓ ｏｆ ｓｕｐｐｏ￣ｅｒｅｃｔｉｏｎ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｏｉｎｔ ｄｉｓｔｉｂｕｔｉｒｏｎ ａｎｄ ａｎｔｉ—ｐｒｅｓｓｕｒｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ａ ｎｅｗ ｐｒｅｌｏａｄｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｂｅａｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｅｖｅｒｓｅ ｔｅｎｓｉｏｎ，ｂｒａｃｋｅｔ，ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ，ｐｒｅｌｏａｄ 收稿日期：２０１４．０２—０７ 作者简介：张峰（１９８２一），男，工程师 第４０卷第１１期 ２ ０ １ ４年４月 张峰：高铁桥梁水中桩基钢管桩平台施工技术 ・１９７・ ＦＲ＝ｎｌｆＪＬ＋ 。 已知Ｉ ４５工字钢ｔｘ：３４ ９５０ ａｍ ， ＝１ ５３３ ａｍ ，ｇ＝ ｎ＝４ ＝２０ ｋＰａ，Ｕ＝，ｔｒＤ：１ｒ×０．６＝１．８８４ ｍ，Ｌ＝６ ｍ，Ｐ。＝ ８１．８６ ｋｓ／ｍ，ｂ＝１５２ ｍｍ，ｈ＝４５０ ｍｍ，最大跨度为７．１ ｍ。 １５０ ｋＰａ ＝订（ 一ｒ２）＝订（Ｏ．３ 一０．２９４ ）＝０．０１１ １ ｍ 。 Ｆ ＝４×２０×１．８８４×６＋４×１５０×０．０１１ １：９１０ ｋＮ。 ・３．４．１ 荷载Ｐ 及Ｐ２ Ｉ ３２ｂ工字钢Ｑ】＝（５７．７ ｋｓ／ｍ×１２ ｍ×３根）×１０＝２１ ｋＮ。 Ｐ１＝（ｑｌ× ＋Ｑ１）／２＝（４３．４×７．１＋２１）／２＝１６５ ｋＮ。 Ｐ２：（ｑ２×Ｌ＋Ｑ１）／２＝（３２．７ ｘ７．１＋２１）／２＝１２７ ｋＮ。 ‘．ＦＲ＞Ｐ，．’．平台支墩承载力检算合格。 ３．３稳定性检算 水位５５．７ ｍ考虑），对操作平台进行倾覆稳定检算。 ３．３．１ 洪水冲击力（洪水流速按３ ｍ／ｓ计） Ｐ水＝Ｋ・Ａ・（ｒ／２ｇ）・ 。 Ｋ＝０．７３，ｒ＝１０ ｋＮ／ｍ ，ｇ＝９．８ ｍ／ｓ，Ｖ＝３ ｍ／ｓ。 考虑最不利情况，即洪水淹没操作平台（洪水位按十年一遇 ３．４．２最大应力 Ｃ截面处弯矩最大：Ｒ＾＝［Ｐ１×（ｂ＋ｅ）＋Ｐ２×ｅ］儿＝［１６５× （１．５＋２．３）＋１２７ ｘ２．３］／７．１＝１２９．５ ｋＮ。 Ｍ ：ＲＡ×ａ＝１２９．５×３．３＝４２８ ｋＮ‘ｍｏ ｏｒ ＝Ｍ…／ ＝４２８／（１ ５３３×２）＝１４０ ＭＰａ。 Ａ＝０．６×８ ｘ４ ｘ２（考虑漂流物挡水）＋１×２０＝５８．４ ｍ 。 Ｐ ＝０．７３×５８．４×［１０／（２×９．８）］×３ ＝１９６ ｋＮ。 ３．３．２最大应力 （￣／３２Ｄ）（Ｄ４一ｄ４）Ｄ＝６０ ｃｍ，ｄ＝５８．８ ａｍ。 ３．４．３最大挠度 Ｃ截面处挠度最大：，ｍ ：Ｐｌ×ａ／６ＥＩＬ［（２ａ＋ｃ） 一４０ ＋ ２口 一０ ｅ—ｃ３１＝１６５×１０。×３．３／（６×２．１×１０ ×１０ ×３４ ９５０× ３．３。一３．Ｍ ＝（Ｐ永／ｎ）×ｈ＝（１９６／１６）×９＝１１１ ｋＮ・ｍ。 ＝１０一 ×２ ｘ７．１）×［（２×３．３＋２．３）×７．１ 一４×３．３ ×７．１＋２× ３ ×２．３—２．３。］：０．０１５ ｍ。’．’ ｍａｘ＜［ ］＝１７０ ＭＰａ， ＝［１Ｔ／（３２×６０）］×（６０ 一５８．８ ）＝１ ６４６ ｅｍ 。 ＝＜［，］＝Ｌ／４００＝０．０１８ ｍ。．・．Ｉ ４５工字钢纵梁检算合格。 Ｍ ／ ＝１１１／（１ ６４６×１０ ）＝６８ ＭＰａ。 ４水上钻孔桩基施工 采用３台冲击式钻机施工，先设置钢护筒，用厚６＝１０ｍｉｔｔ的钢 板在现场用卷板机卷制而成，钢护筒总长１７．５ ｍ，底节长度为９ ｍ，顶 ‘．‘ ＜［ ］＝１７０ ＭＰａ，，‘．操作平台稳定检算合格。 ３．３．３ ３Ｉ ３２ｂ工字钢横梁检算 已知Ｉ ３２ｂ工字钢 ＝１１ ６２１ ｃｍ４， ＝７２６ ａｍ３，ｇ＝５７．７ ｋｇ／ｍ， 节长度为８．５ ｍ，两节钢护筒接长采用法兰盘、螺栓连接；钢护筒 ｂ＝１３２ ｍｍ，ｈ＝３２０ １Ｔｉｍ，最大跨度为７．１ ｍ。 利用已搭设好的操作平台及钻机吊装设备进行定位，定位架采用 １）均布荷载ｑ。 ６２０ ｍｍ钢管和１６ ｍｍ槽钢加工而成，内径２．３５ ｍ，高１．５ ｍ，采 钻机荷载Ｑ。＝３００×１．３＝３９ ｔ；枕木及其他材料Ｑ：＝３ ｔ；施 用振动打桩机将钢护筒刃脚插打沉至河床面以下６ ｍ；为防止冲 工荷载Ｑ３＝２ ｔ；特殊荷载Ｑ４＝１０ ｔ；Ｐ＝（Ｑ１＋ ＋Ｑ３＋Ｑ４）×ｇ＝ 孔时护筒移位，应将钢护筒的上部用钢丝绳锚固在平台钢管桩 ５４×１０＝５４０ ｋＮ。ｑ１＝（Ｐ／Ｓ）×Ｌｌ＝［５４０／（７．１×７．１）］×（３．３＋ 上，以利钢护筒的定位及稳固。 １．５／２）＝４３．４ ｋＮ／ｍ。 ｇ２＝（Ｐ／Ｓ）ｘ ＝［５４０／（７．１×７．１）］×（２．３＋１．５／２）＝ ３２．７ ｋＮ／ｍ。 ５钢板桩围堰施工 水中桩基浇筑完成后，利用钢板桩围堰进行承台的施工。 ２）最大应力 一（ｑ ＝ｇｌ＝４３。４ ｋＮ／ｍ）。 Ｍ ＝ｑｍａｘＬＺ／８＝４３４×７．１２／８＝２７３５ ｋＮ・ｍ。 ．．６施工效果 深水桥梁桩基施工中，利用钢管桩做支撑，工字钢当纵、横 上面满铺枕木搭成的水上操作平台，施工简单可行，安全有保 ／ ＝２７３．５／（７２６×３）＝１２６×１０ ｋＰａ＝１２６ ＭＰａ。 梁，证，给桩基施工提供安全可靠操作平台；深水中桩基承台施工时， ３）最大挠度，ｍ 。 ＝ ～ｆｍ ＝５ｑ Ｌ４／３８４Ｅ１＝５ ｘ４３．４×１０ ×６．５４／（３８４×２．１×１０ × 采用钢板桩围堰，施工安全有保证；在１８号墩桩基承台、墩身 ４个月施工工期中，无任何安全事故。 １０ ×１１ ６２１×１０一。×３）＝０．０１４ ｍ。 ’．‘ｏｒ ＜［ ］＝１７０ ＭＰａ ．＜Ｌ，］＝Ｌ／４００＝０．０１８ ｍ， ７结语 深水桩基施工中，工作平台及围堰方式决定施工的成败，钢 ‘．３ Ｉ ３２ｂ工字钢横梁检算合格。 ３．４两片Ｉ４５工字钢纵梁检算 Ｉ ４５工字钢受力示意图（见图３）。 ａ＝３．３ ．管桩构成的结构体系整体稳定性较好，并且材料易购、易安装、易 拆除，安全有保证；钢平台在深水桥梁桩基施工中应推广。 ｃ＝２．３ Ｉ ｂ＝１．５ ｌ 参考文献： ［１］ 刘少志．滨州黄河大桥水中墩施工技术方案［Ｊ］．交通科技， ２００６（８）：６２． ［２］ 叶图３ Ｉ ４５工字钢受力示意图（单位：ｍ） 新，蓝斌．钢板桩围堰施工工艺和技术举措［Ｊ］．中国 市政工程，２００８（５）：４１． ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｗａｔｅｒ ｐｎｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓ－ｒａｉｌｗａｙ ｂｒｉｄｇｅ ＺＨＡＮＧ Ｆｅｎｇ （Ｃｈｉｎａ Ｒａｉｌｗａｙ ２０ｔｈ Ｂｕｒｅａｕ Ｇｒｏｕｐ ６ｔｈ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｉ’ａｎ ７１００３２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ Ｎｏ．１８ ｗａｔｅｒ ｐｉｅｒ ｐｉｌｅ￣ｕｎｄａｔｉｏｎ ｂｅａｔｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ Ｄａｐｉｎｇｚｈａｉ ｅｘｔｒａ－ｌａｒｇｅ ｂｒｉｄｇｅ ａｔ Ｇｕｉｚｈｏｕ ｓｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｕ—Ｋｕｎ ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ｓｐｅｃｉａｌ ｒａｉｌｗａｙ ｌｉｎｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｓｔｅｅｌ－ｂｏａｒｄ ｐｉｌｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｍｅａｓｕｒｅｓｃｈｅｃｋｓ ａｎｄ ｃａｌｃｕ－ ，ｌａｔｅｓ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｌｏａｄ，ａｎｄ ｆｉｎａｌｌｙ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｗａｔｅｒ ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓｔｅｅ１．ｂｏａｒｄ ｐｉｌｅ ｃｏｆｆｅｒｄａｍ ｃｏｎｓｔｕｃｔｒｉｏｎ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｏｇｉｅｓ，ｗｉｔｈ ａ ｖｉｅｗ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｓｏｍｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ ｐｉｅｒ，ｂｏｒｅｄ ｐｉｌｅ，ｓｔｅｅｌ—ｂｏａｒｄ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｓ
