张雄 魏海龙
中交二公局第二工程有限公司 陕西西安 211300
摘要：钢栈桥是目前桥梁施工中极其常用的一种临时交通通道，具有高承载力、搭设快速、拆除方便及材料循环利用等特点。本文将钢栈桥桥面板现场拼装施工与模块化施工两种方案从设计材料投入、施工工艺及工效、后期维护三个方面做了类比，从而分析出钢栈桥模块化施工所产生的效益。
关键词：钢栈桥；桥面板；模块化；效益
国内常用的钢栈桥结构为贝雷与型钢的组合型式，将贝雷梁、型钢及钢板加以组合，构成施工临时通道结构。钢栈桥上部结构常见的搭设方法有两种：一种是桩顶承重梁上铺设贝雷，贝雷上再现场逐层铺设分配梁、面板纵肋及桥面板；另一种是将贝雷上的分配梁、面板纵肋及桥面板焊接为一个整体，做成模块化铺设。不同的施工方式的工程造价、施工工期及后期维护程度等方面也会有很大不同。
1工程概况
江苏省南京市宁高新通道工程跨石臼湖特大桥总长约12.617Km，其中主桥为挂篮悬浇变截面连续梁桥，引桥上部结构为30m跨径组合小箱梁，整座桥分为南、北两段，其中北标段规模为216×30m=6480m，南标段规模为（75+130+75）+195×30=6130m。
钢栈桥主要位于大桥右侧，距大桥轴线27.6m，湖区段全长12.682km，起点设置在明觉堤岸，终点设置在团结圩堤岸。我部负责施工南标段钢栈桥，其中包括湖区部分长约6157m，团结河部分长约200m，后期为加快施工进度增加的左幅运梁栈桥约334m。栈桥桥面全宽8m，按两车道设计，为贝雷栈桥结构。
2结构设计
栈桥上部结构一般采用贝雷与型钢结合型式，采用“321”型贝雷片组，贝雷片组间中心距为2.20m，片与片间距为0.9m，片与片设置贝雷花架，贝雷组与组间设置[8斜撑。贝雷上设置I25a分配梁，纵向布置间距为0.75m一道，分配梁与贝雷之间采用骑马螺栓连接固定在一起，以保证结构整体性。I25a分配梁上铺设I12.6面板纵肋，横向布置间距为0.3m一道，最后在面板纵肋上铺设10mm厚的扁豆花纹钢板作为桥面板。上部结构一般构造见图1。
上部结构模块化设计是将I25a分配梁、I12.6面板纵肋及桥面板三部分结构在后场加工成整体的设计方式。为了便于后场大量模块的存放，将I25a分配梁按贝雷各个节点位置布设，同时考虑到方便运输的原则，各个模块宽度设计为3m，纵桥向I12.6面板纵肋按3m一节进行切断。模块化面板具体设计见图2。上部结构模块化设计大大加强了桥面的整体性，故可不采用骑马螺栓将I25a分配梁固定在贝雷上，只需在分配梁与贝雷片之间采用小钢板卡进行适当固定即可，具体见图3。
图1 上部结构一般构造图（单位：mm）
图2 模块化面板设计图（单位：mm）
图3 小钢板卡固定分配梁
钢栈桥模块化设计方式相比于一般结构设计方式而言，纵桥向每片贝雷对应长度上需要多采用一道I25a分配梁的材料投入，节省固定分配梁所采用的骑马螺栓。模块化方案里固定分配梁采用的小钢板卡采用施工过程中造成的废旧材料切割，无需额外增加投入。8m宽栈桥采用分配梁长度为9m，每片贝雷对应长度上共增加342.9kg的I25a型材，节省骑马螺栓132kg。
3搭设施工
现场拼装工艺：采用“钓鱼法”搭设上部结构，贝雷梁架设完成后，利用吊机起吊I25a分配梁逐根放置就位，然后采用骑马螺栓将每根I25a分配梁固定在贝雷梁上；待I25a分配梁安装完成后，采用吊机起吊I12.6面板纵肋就位，人员进行敷设，吊机起吊一次捆缚10～12根；最后逐块桥面钢板进行铺设。
模块化工艺：后场将I25a分配梁、I12.6面板纵肋及桥面板按3m一个模块进行加工成整体，运至现场后，按模块逐块进行安装。加工时，先将钢面板铺设在地面，然后将I12.6切断成3m一个节段，按设计间距放置在钢板上并采用双面跳焊连接，最后将I25a按要求与I12.6面板纵肋焊接固定在一起。安装时，同样采用“钓鱼法“逐个模块向前铺设。模块化面板安装示意见图4。
图4 模块化面板安装示意图
采用现场拼装工艺搭设一跨栈桥（标准跨径15m）需要吊车吊装I25a型钢21次、I12.6型钢5次、8×1.5m桥面板10次，安装一跨上部结构共计吊装次数36次；栈桥拆除一跨吊车吊装面板次数为10次、I12.6型钢5次、I25a型钢5次，拆除一跨吊装次数共计20次。采用模块化工艺搭设及拆除一跨栈桥只需要吊装5个模块（一个模块3m），共计吊装10次即可完成。除了吊装次数大大减少之外，模块化施工工艺省去了分配梁上安装或拆除骑马螺栓这一过程。由此可知，模块化工艺能够大大提高上部结构安装及拆除的效率。根据本项目实际经验，采用“钓鱼法”在正常工作时间的情况下，现场拼装式工艺每天可搭设1跨，拆除2跨；模块化工艺每天保守估计搭设2跨，拆除3跨左右，大大提高了机械、人工的使用效率，缩短工期。
4后期维护
现场拼装工艺是由下向上逐层搭设，桥面板铺设在I12.6面板纵肋上后，只能将钢板两边与I12.6顶焊接，无法完成钢板与I12.6纵桥向连接的焊缝，焊缝长度不足。在栈桥使用过程中，车辆动载的反复作用下，经常发生面板翘曲，I12.6面板纵肋严重变形等情况。
模块化施工采用后场加工，I12.6面板纵肋与桥面板之间的焊缝采用连续跳焊，焊缝质量容易控制，成桥后能够承受住动荷载的反复作用。本项目采用模块化施工的部分钢栈桥在一年多的使用过程中，几乎没有维修作业，栈桥运营情况非常好。
现场拼装工艺相比于模块化施工方式，栈桥的维护工作量要大的多，若是栈桥战线长、交通压力大，栈桥的维护工作将会给桥梁施工作业造成很明显的不便，如因维护作业将栈桥封闭等情况。根据本项目的实践经验，采用现场拼装工艺部分钢栈桥在使用过程中，因I12.6面板纵肋变形严重、桥面板严重翘曲等原因，栈桥的维护工作量很大，并且专门成立了栈桥维护小组进行作业。现场拼装工艺部分栈桥实际维护时间为1.5年，而维护费用高达145万元，这部分费用还不包括因维护更换的材料费用、机械设备费用等。
5效益分析
模块化施工的最终目的需要反映出效益，效益主要考虑人、材、机三个方面的经济价值。
从直观经济价值方面来说，采用模块化施工方式的每一跨栈桥，需要多投入I25a型钢1714.5kg，节省骑马螺栓660kg，若按每吨型材4000元考虑，则增加约4000元的材料费用；在正常作业时间情况下，搭设一跨施工工期缩短0.5天，拆除施工工期缩短0.17天，相应的人工、机械费用也会大大降低，节约人工费用约12000元，机械费用约3500元；栈桥使用期（1.5年）内，维护费用将节省约3500元；增加5个模块的工厂加工投入约15000元。经上述测算结果可知，就直观经济价值来说，采用模块化施工方式与现场拼装方式投入的成本基本相同，无需额外增加费用。栈桥若是周转其他项目所采用的模块，则无需模块的加工费用，可大大节约成本。
模块化施工的方式将钢栈桥桥面板的水上作业变成工厂加工，不仅简化了施工工艺，还降低了施工作业的安全风险。对同一个项目而言，这种施工方式虽然不能产生直观的经济效益，但其节省的工期对整个桥梁施工及企业的竞争力而言，其价值是无可比拟的。
6结论
根据目前桥梁施工中最为常见的钢栈桥宽度，可将钢栈桥桥面板分成6m、7m及8m三种模块，一次投入加工成本，后续循环使用，不仅可以加快施工进度、节约成本、降低安全风险，还减少了后期栈桥的维护作业，对于经常使用钢栈桥的桥梁施工单位而言，是值得推广使用的。
参考文献：
[1] 《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）；
[2] 《钢结构设计规范》（GB 50017-2003）；
[3] 王朝军.钢栈桥施工结构优化及工艺改进技术[J].中小企业管理与科技，2013（01）。
论文作者:张雄,魏海龙
论文发表刊物:《基层建设》2015年15期供稿
论文发表时间:2015/12/21
标签：栈桥论文; 桥面论文; 面板论文; 分配论文; 结构论文; 作业论文; 型钢论文; 《基层建设》2015年15期供稿论文;