单页式俯仰节能船闸桥的施工技术应用研究

张吉民，汪巍
摘要：论文结合工程实例，对单页式俯仰节能船闸桥的施工难点和施工关键技术进行分析。
关键词：单页式俯仰节能；船闸；施工技术
1 工程概况
W单页式俯仰节能船闸桥地处河海交界处，桥体在地面交通通行的情况下已经离船闸海侧的海平面不远，在涨潮的时候甚至要浸到海水里，因此桥体要频繁的浸入到海水当中，潮水、盐雾、冰冻、突发阵风等地理自然条件非常复杂、恶劣。船闸位于海防路海河大桥东侧约70.0m处，船闸有效尺度180×22m,东西闸门外侧直立段26～28m，闸室墙墙后经探摸为抛石棱体，厚度约为8～10m。船闸桥宽6.3m，车行道净宽4.0m，人行道净宽1.0m，桥长32.585m。
船闸基础采用桩基墩台结构。墩台为现浇钢筋混凝土墩台，混凝土标号C30F250；桩基采用钢筋混凝土灌注桩。南侧大墩台两座，北侧小墩台两座。船闸两侧的交通桥基础对称布置，结构形式相同。桩基布置在闸室外侧，以不影响原闸室结构为原则；墩台也不与原闸室结构有联系，自成体系。
2 施工难点分析
(1) 新建船闸桥的建设过程不能影响原有老船闸日常的过船功能，即需要在通航条件下进行施工，而其新建船闸桥开启频繁，平均 30 次/24 小时，工程设计、施工必须满足这一基本要求。
(2) 运行必须可靠安全，否则将对陆路通行、船只过闸、船闸结构本身造成不堪设想的后果。
(3) 不能对原有船闸的过船航道有阻挡，当船闸桥收起时其本身结构必须全部位于船闸闸壁以后，以留出船闸上方的净空；
(4) 需要充分利用原有船闸的变压器容量，原变压器已不可能增容。
(5) 不能破坏原有船闸主体基础结构，因为老船闸已经年代久远并缺少工程资料，而且施工区域狭小、渗水、水陆交通组织都对土建的勘察、施工带来很大难度。
(6) 新建船闸桥结构制造要求精度高，并且需要两家施工单位密切配合，对于制造施工单位提出很高要求。
3 桩墩施工技术
3.1 沉降和位移控制
根据实际情况，我们采用了全站仪设定控制点，规定每天观测 3 次，固定时间，每次观测后都对结果进行比较，不同时段和相同时段比较，总结差值原因，加强过程控制。整个施工过程中沉降和位移没有变化，满足了设计要求。
沉降、位移观测结果的数据证明了闸室壁未发生沉降和位移，说明施工方案克服了施工困难，通过创新，控制严格，保证了闸室壁的安全。如图1所示。

3.2灌注桩施工
灌注桩施工难度在穿石坝，由于石坝厚度在 5m 以上，而且是在船闸旁边，以前施工采用深挖基础，然后下护筒，人工护筒内挖石的方法。由于考虑闸室安全，不能开挖。人工挖石安全保障差，因此在施工以前就积极考虑解决的方案，根据抓泥的抓斗，设计了适合护筒内抓石块的抓斗，不但保证了人身安全，施工进度也大大提高，对于保证按时完工作出了贡献。在施工过程中由于钻孔遇到木桩和大块石头等问题，采用了用冲击钻冲孔的办法，解决了潜水钻不能成孔的问题。由于考虑到闸室安全，冲击过程尽量短，在冲击过障碍物后及时改用潜水钻成孔。经过施工观测，保证在距离闸室 5-6m左右对闸室没有影响，为以后闸室的维修起到借鉴作用。
3.3 基槽开挖
基槽开挖重点是保护闸壁和道路的安全。由于基槽靠近路面和闸室，因此基槽开挖一直是设计和施工要求控制的重点。根据桩基施工，考虑在距离闸室 5m位置打钢板桩对闸室没有影响，采用打钢板桩固定岸坡，保护闸室和道路。由于考虑到基槽的渗水问题，我们采用了封底砼垫层的方式防止基础渗水，确保地基的承载力，保证上部墩台的施工。我们制作了止水模板，在基槽开挖完毕后对基槽进行了清理，基础做碎石垫层，然后在水中浇注封底砼垫层，即增加了地基的承载能力，又达到了止水的目的。
3.4 现浇墩台施工
本工程预埋件种类多，数量大，安装要求高，要求高程和位移全部控制在2mm 以内，因此测量控制成为工作的难点。预埋件种类多，达到 10 种，控制难度相应增加。
预埋螺栓是控制难度最大，需要时间最长的一道工序。我们采用测量人员先定位安装铁板和螺栓，使得位置基本准确。然后制作了两块大定位板，安装在墩台两侧。每块定位板控制 70 根螺栓，安装定位板后测量人员用全站仪控制每根螺栓，对每根螺栓进行调整，达到要求。在控制两侧螺栓间距，设计要求 7000mm，安装完定位板后间距基本达到了要求，为了更好的控制，我们又测量了两侧定位板的间距，保证间距控制在范围之内，然后用槽钢连接成整体。最后对螺栓位置进行检测，必要的进行微调。通过严格控制，达到了设计严格要求。
3.5 船闸防护措施
在工程施工时，由于地面标高低，需要进行防潮。我们采用了蛇皮袋装土，沿闸室围两层，虽然经历过 4 次潮水高过船闸，但是没有在维护的地方发现漏水问题。通过和船闸所的共同努力，防止了潮水的泛滥。
3.6 橡胶护舷安装
考虑到闸壁防护安全，避免船只直接撞击闸壁，因此在桥梁位置闸壁处安装D 型橡胶护舷，采用在闸壁上钻孔，用植筋胶固定螺栓，路上吊机，水上安装的方式，橡胶护舷共安装 28 个。植筋胶固定橡胶护舷螺栓在天津几乎没有过，以前是用环氧树脂来固定螺栓的。环氧树脂价格高，效果好。通过植筋胶固定橡胶护舷螺栓发现效果也很好，而且价格要比环氧树脂便宜一些，即达到设计要求，又降低造价，达到了降能减排的效果。
4 船闸桥运输及吊装
船闸桥运输及吊装的最初方案是采用陆路运输和吊装。由于二号门北侧极限通行宽度 10.4m，而船闸桥总宽达 10.772m，因此需要分为主体桥架和人行道两部分进行运输,增加了现场作业时间。受周围建筑物的影响，现场作业场地狭小，车辆进入后无法调头，车队需倒车运行三公里进入作业现场。运输车辆将占据两个半车道，运行时间过长，对于城区交通影响很大。而且道上的钢轨护桩影响桥体摆放需拆除；道路入口上端电缆影响吊车回转，需临时降至地面；吊车占用船闸龙门吊前的位置，靠河一侧护栏拆除，靠河端监视器支架需移位。作业现场需要清理的障碍物较多。船闸桥运输及吊装最后采用的是海路运输和吊装。由于港区内道路宽阔，主体桥架和人行道可以连接成为一个整体来运输，减少了现场作业时间。而且采用 200t 浮吊吊装，1000t 驳船运输，起重和运输安全、可靠。作业现场无需拆除作业，对陆路交通没有任何影响。船闸桥的分为东西两座,完全相同。施工顺序为先安装西桥，再安装东桥，分两个时段完成。调运安装时，要联系主桥体的装运码头、船舶及陆路的交通管理（封闭陆路及水路交通）等一系列的相关部门，协调统一的时间。
运输车辆将占据三个车道，全程由警车引路护送。车队运行时间约3小时。桥体由200t的浮吊吊放在驳船上，随后由拖轮将驳船和浮吊拖运至船闸。浮吊先由东闸穿过船闸来到西闸的西侧随后驳船亦停至闸西位于浮吊东侧，浮吊吊起桥体，利用稳绳将桥体转动900，缓慢放置于安装位置。桥体到位后安装主铰轴，同时进行抗剪键导向板等部件的安装工作。船闸桥西桥的运输及吊装工作到此结束。此后，由安装队伍进行钢丝绳的穿绳作业。西桥运转后，以同样的方式安装东桥。

参考文献：
[1]东南大学，轻型立转开启桥：中国，1932158.2007-03-21
[2]陈炳坤，美国西雅图建造一座平旋开启桥，中外公路，1992（06），36
[3]张强,鲍莉霞，荷兰埃拉特桥，世界桥梁，2003（03）：5-6

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