公 路 与 汽 运 总第１２８期 Ｈｉｇｈｗａｙｓ ８Ｌ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ １１７ 株洲湘江四桥主桥基础及下部结构施工 张宏武 ，汪成龙 ，马尚军 ，武 娟 ，谭跃飞 （１．中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉４３００７０；２．株洲市城市建设投资经营有限公司，湖南株洲４１２０００） 摘要：株洲湘江四桥为三塔单索面预应力砼部分斜拉桥，基础采用锚桩和拉墩定位钢围堰， 水中搭设平台进行钻孔灌注桩施工。文中主要介绍了该桥桩基、承台、墩身和盖梁的施工工艺及 质量控制措施。 关键词：桥梁；部分斜拉桥；钻孔灌注桩；下部结构；施工工艺 中图分类号：Ｕ４４８．２７ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７１—２６６８（２００８）Ｏ５一Ｏｌ１７一Ｏ２ 株洲湘江四桥主桥（见图１）为７５ ｍ＋２ Ｘ １４０ 份开工，湘江汛期即将来临，选择钢围堰方案有以下 ｍ＋７５ ｍ三塔单索面预应力砼部分斜拉桥，采用塔 优点：①能立即组织施工；②施工工期受外部自然 梁固结、塔梁与墩分离、墩顶设支座结构形式。２０～ 环境影响小，施工工期有保证；③施工安全，施工质 ２２号主墩下部结构为Ｃ３０钢筋砼六边形柱式墩，墩 量有保证。而采用钢平台方案，工期相对较长，在洪 高１８￣２０ ｍ，顺桥向宽３００ ｃｍ，墩顶设盖梁，高２５０ 水期施工，安全问题突出。鉴于两种方案成本相当， ｃｍ；承台顺桥向宽８１０ ｃｍ，横桥向长２ ３３６ ｃｍ，高 最终选定钢围堰方案。 ４００ ｃｍ。基础采用１Ｏ根￣２２０ ｃｍ嵌岩桩，桩底置于 钢围堰分２层设计，采取分块加工、拼装成整体 微风化泥质粉砂岩中。主、引桥过渡墩（１９、２３号） 后浮吊吊装下水。由于湘江株洲段河道中间覆盖层 墩身为３根六边形柱式墩，墩顶设盖梁，基础为３根 较薄，河床底部岩面平坦，根据附近其他项目的经 ３Ｏ０ ｃｍ嵌岩桩，桩底置于弱风化泥质粉砂岩中，桩 验，该处走锚现象比较严重，如用传统的导向船方案 顶设系梁。 可能出现偏位，而由于施工准备时考虑了将来０ 块 的施工，准备了足够的钢管，同时在钢围堰加工工程 中可以同时水上锚桩，不影响工期，因此，采用拉墩 （兼塔吊基础）与锚桩导向就位（见图２）。与传统的 导向船方案（见图３）相比，这种方案有较大改进，不 仅节约了投资，而且加快了施工进度。 图１株洲湘江四桥主桥布置（单位：ｍ） ．．．— 湘江 １钻孔灌注桩施工 主桥桩基均为１Ｏ根￣２２０ ｃｍ钻孔桩，桩长２６ ～２９ ｍ，均处在水中，水深８～１０ ｍ。主桥桩基础采 取水中搭设钢平台进行钻孑Ｌ灌注桩施工，再进行承 台和墩身施工。 图２钢围堰定位、导向锚桩平面布置 １．１钢围堰施工 在进行基础施工方案选择时，考虑了筑岛围堰、 钢围堰、吊箱平台三种方案。由于桥墩处于河中央， 出于航道和行洪的考虑，排除筑岛围堰方案，比选集 中在钢围堰和钢平台加吊箱两种方案之间。 锚 通过钢管桩试打，发现单桩无法自稳，钢管桩需 采取一定的措施才能在水中稳定。且本工程在３月 图３钢围堰导向船定位平面布置 公 １１８ 与 汽 运 第５期 ２０Ｏ～８年 月 Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ 钢围堰下沉过程中，遇到周边有淤积，停止下 沉，采用空气吸泥机清基，清基达到要求后继续进行 围堰的下沉和着岩。 钢围堰下沉到位，其平面位置和垂直度满足要 求后，将钢围堰与锚桩连成整体，再进行钢护筒下沉 定位。最后封底，经过计算，确定封底砼的厚度为 ２．５ ｍ。 围堰封底前，在围堰的四周利用编制袋装细砂 进行围填，确保钢围堰刃脚处外围回填物高出套箱 刃脚底１．５ ｍ。并在钢围堰与河床间、钢护筒与河 床问的缝隙处压袋装砼，潜水员下水检查堵缝情况。 围堰封底按“集中供料，满布导管，逐根开灌，及时补 料”的施工工艺进行。 钢围堰为桩基、承台施工重要设施，确保钢围堰 安全性至关重要。施工中注意以下几点：①请有经 验、有资质的设计单位设计，严格加工制作，确保质 量。②严格按设计各阶段要求施工、使用，不经设 计验算不得改变各工况使用条件。③加强观测，特 别是围堰四周冲刷观测，防止因冲刷将基底掏空。 ④做好汛期防范措施，力争各墩有桩渡汛；必要时 采取抛填、设拉锚、部分成桩等措施，确保安全渡汛； 同时，及时与有关单位、部门取得联系，提前掌握气 象、水文情况，早作准备。 １．２钻孔桩施工 主墩桩基地层自上而下分别为中砂、强风化泥 质粉砂岩、弱风化泥质粉砂岩、微风化泥质粉砂岩。 微风化岩天然极限抗压强度在２０ ＭＰａ左右。 桩基采用冲击钻施工，在钢套箱上安装贝雷架 构成钻孑Ｌ平台。每个墩安排２台钻机同时施工。采 用冲击正循环钻机和冲击反循环钻机２种钻机，在 实际钻孔过程中，冲击反循环钻机成孔速度快，成孔 质量也较好。正常情况下，冲击正循环钻机１０ ｄ左 右成一个孔，冲击反循环钻机只需要５ ｄ。 水下砼采用常规导管提板砍球法灌注，采用 ￣２７３ ｍｍ快速卡口垂直提升导管，导管使用前进行 水密试验。桩顶超浇砼高按１ ＩＴＩ控制。 ２下部结构施工 ２．１承台施工 主墩承台厚４ ｍ，顶部标高为３０．５ ｍ，每个墩 的砼总方量６９６．７８ ｍ ，一次性浇筑。设置３层冷 却水管，冷却水管采用￣３０×２ ｍｍ薄壁钢管。在施 工中对冷水流量、流速、进出口温度、测温孔温度进 行全程监控、调整。 根据施工时所采用的砂石料、水泥、粉煤灰及外 加剂进行交叉配合比试验，确定最佳砼施工配合比， 并使用低水化热水泥，采用“双掺技术”（即掺加粉煤 灰及外加剂）及降低砼的人仓温度等措施，改善砼的 性能，减小砼的水化热。 承台砼布料采用中央大料斗集料、溜槽和串筒 分料的施工工艺，砼泵送至平台顶大料斗，经过溜槽 再分料至各个布料点，在每个布料点用串筒布料。 ２．２墩身施工 湘江四桥为特大型城市桥梁，横跨湘江，穿过繁 华市区，所以对砼结构外观有着较高要求。保证砼 脱模后具有良好的外观，除砼浇筑工艺影响砼外观 质量以外，模板的质量是至关重要的因素。 墩身模板的刚度是保证墩身外形尺寸和墩身模 板多次周转使用的最基本条件。为此，墩身模板的 平模、角模均采用８ ｍｍ钢板作面板，用［８槽钢作 小肋，大肋采用双［１８ａ槽钢。每一层模板分为４ 块，即２块角模和２块平模，同一块模板的面板采用 大块钢板制作，以尽可能减少面板的拼缝。为最大 限度地减少拉杆孔洞，对拉杆设在四角，顺桥向设一 排对拉杆，拉杆采用￣２５ ｍｍ精轧螺纹钢筋。 钢模板的边框质量是决定模板拼装质量的重要 因素。为了使拼装后的模板尺寸精度高，减小拼缝 的宽度，使拼缝顺直，模板焊接成型后，将模板周边 进行刨边处理。 制作模板时严格控制尺寸，使其达到通配效果， 确保各块模板均能随意组合，满足使用要求。模板 安装时必须连接平顺，防止错牙，且上、下节模板必 须用螺杆连接牢固。为了防止漏浆，模板拼缝用双 面海绵胶贴，海绵不得露出模板或伸人砼内。 ２．３盖梁施工 墩柱施工时，在每个边墩和中墩预埋３个直径 ７０ ｍｍ的ＰＶＣ管，ＰＶＣ管间距１４ ｃｍ。在墩柱施 工完毕后，穿入￣６０钢棒（４５号钢），分别在东、西两 侧安装贝雷架（每侧由２片组成），贝雷架之间用紧 张器联结。在贝雷架上铺设Ｉ１４工字钢，工字钢上 铺设高强竹胶板作为盖梁底模系统。为保证砼脱模 后具有良好的外观，模板设计时，将对拉螺杆设置在 盖梁底面以下和顶面以上，避免拆模后出现许多小 孔洞，侧模采用大片整体钢模。在盖梁施工时，严格 控制支座垫石的顶标高及轴线位置。 （下转第１４４页） 公 路 与 汽 运 Ｈｉｇｈｗａｙｓ＆Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ １４４ 第５期 ２００８年９月 会经历一个被认识、被接受的过程。随着我国公路 加工行业与世界先进水平有很大的差距，零部件质 建设持续高速度的发展，现在已经、将来必将对公路 养护的新技术、新工艺、新设备、自动化、机械化提出 更加迫切的要求和提供巨大的市场，相信这一先进 技术应用和呈现出来的优异特点，必将引起业内机 构和工程技术人员的高度重视，必将会有更多的厂 量不过关，造成国产机械质量低、可靠性差，自然很 难生产出质量优良的机械设备。 ４）提高售后服务质量。向用户提供经济实用、 安全可靠的优质产品是企业生存和发展的前提，但 同时也必须认识到，良好的售后服务是企业持续发 展的根本保证。 ５）扩大宣传和推广力度。微波加热养护作为 家和专业人员参与这一设备的研发工作。相信在互 相竞争、互相促进、共同学习和共同提高的过程中， 微波加热再生养护设备及其相应的工艺、设备，不久 一种最新的沥青加热技术，是目前国内外最新、最先 就会成为成熟、完美的养路设备，届时也会相应出现 进、最科学的沥青路面养护方法。虽然微波加热技 一个广阔的市场。 术尚未完全成熟，但是其取代红外线加热仅是时间 ３微波加热再生养护设备发展趋势 的问题，企业在加大产品开发研究的同时，加强对 外宣传和推广力度，利用各种机会加快出口，使微波 目前，国内的高速公路养护机械发展相当滞后， 加热再生养护设备尽快打入国际、国内市场。 多属于计划经济年代的产品，改革开放以来，高速公 路建设突飞猛进，而筑路、养护机械设备未能得到同 ４ 结 语 步发展，不能满足高速公路建设和养护的需要。今 综上所述，微波加热再生养护设备的发展还有 后，高速公路养护的发展趋势是提高路面养护的机 很长的路要走，只有建立一套完善的体系，路才能越 械化水平，而国内专业制造公路养护设备厂家并不 走越宽。微波加热再生养护设备凭借其卓越的技术 多，研究开发微波加热再生养护设备的厂家就更少 性能必定会成为养护设备市场中的主角。 了。作为中国的微波加热再生养护设备的制造厂 家，为了迎接进口设备的挑战，加快自身的发展，可 参考文献： 以从以下几个方面来提升自己的行业竞争力： ［１］吴万胜，唐相伟，郑积相．微波技术在公路养护上的应 １）加大产品开发科研投入，与科研院所合作， 用［Ｊ］．筑路机械与施工机械化，２００６（１）． 研究完善微波加热再生养护设备，使其技术更加成 ［２］郭冠勇．轻型沥青路面特种养护车［Ｊ］．市政技术，２００５ （４）． 熟，产品更加稳定。 ［３］陈萍．微波养护设备及应用［Ｊ］．筑路机械与施工机 ２）提高法律意识，注意知识产权的保护，开发 械化，２００７（１１）． 出的新产品及时申请专利保护，使企业投入的人力、 ［４］高彬．微波加热与红外线加热的经济性分析［ｊ］．工 物力、财力有足够的回报，让企业从技术创新中获取 程机械与维修，２００６（４）． 大的利润，使得企业有不断创新的勇气和能力。 ３）更新技术装备，提高加工精度。我国的机械 收稿日期：２００８—０６—２０ （上接第ｌｌ８页） 机成孔速度快，成孔质量较好，缩短工期。 ３ 结 语 ３）承台大体积砼施工中，采用低水化热水泥及 双掺技术，分层布设冷却水管，并全程监控、调整，可 经方案比选，株洲湘江四桥采用钢围堰、钻孔灌 有效控制砼的水化热，防止裂缝的产生。 注桩施工，保证了施工质量，提高了工作效率。 ４）采用大片整体定型钢模，并优化砼的配比， 由于精心组织施工、设计和监控，该桥于２００７ 可确保下部结构砼的外观质量。 年６月完工并通过验收，各项技术指标均达到设计 及规范要求，并得出以下经验供同类桥梁施工借鉴： 参考文献： １）钢围堰采用锚桩定位能节省投资，加快施工 ［１］ＪＴｊＯ４１－－２０００，公路桥涵施工技术规范［ｓ］ 进度。 ２）与冲击正循环钻机相比，采用冲击反循环钻 收稿日期：２Ｏ。８一Ｏ２—２９