跨江钢栈桥结构设计研究与施工技术浅析

跨江钢栈桥结构设计研究与施工技术浅析

摘要：近些年来水利水电工程施工技术发展越来越快，极大的促进了社会的进

步与发展。

做为水利水电工程施工辅助技术的跨江河临时栈桥技术同样发展迅猛，本文

以贵州省郎洞航电枢纽工程跨江钢栈桥技术为依托，浅析临时跨江钢栈桥的结构

设计与施工技术。

关键词：水利水电工程；跨江钢栈桥；结构设计研究；施工技术

引言：目前，国内外研究人员对栈桥的设计和施工很少有系统化的研究成果，大部分都是建立在施工经验上的一些数据。即使是参考文献，涉及研究的较少，

没有编制相关的规范，很多是通过参考类似工程来确定设计和施工方案，栈桥设

计和施工工艺的经济性和安全性的统一难以做到。目前世界上最长的施工栈桥—

宁波杭州湾跨海大桥南岸施工栈桥，全长9444米，共633跨，是海上主桥施工

物资供应及交通出入的唯一通道，也是整座跨海大桥施工的基础性工程和控制性

工程。

栈桥在国内水工大坝施工过程中经常得到应用。例如，为设立各种运输通道，三峡大坝在施工过程中，于泄洪段下游，左厂坝下游和连通厂坝处修建了3座施

工栈桥，其中规模最大的是泄洪段和连通厂坝这两处的栈桥。许多临时栈桥根据

需要在国外也得到广泛修建。在美国加州的库柏河桥施工过程中，其轴线旁修建

了3座栈桥，而且还设立了支栈桥，用来作为基础的施工平台，其中查乐斯顿是

最长的栈桥，长为853m。在俄罗斯远东，为了修建库页岛—Ⅰ桥所用设备的运

输通道，在施工中修建了长为850m的临时栈桥。近来年，由于钢结构栈桥具有

材料强度高、抗震性能好、自重轻、施工方便且易于维护等优点，已经成为了一

种发展趋势。

一、概述

郎洞航电枢纽工程位于贵州省黔东南州从江县境内，处于柳江干流上游都柳

江河段，是都柳江干流梯级规划方案中的第8个梯级。郎洞坝址距从江县城约

30km，距榕江县城约50km，距都匀市约182km，距贵阳市约290km。

枢纽工程工期47个月，根据招投标文件及施工合同，承包人除充分利用现有公路外，需自行解决外来物资及场内运输的道路问题。为此，在坝址上游巨洞村

附近修建一座满足郎洞项目4年施工需求，并连接左右岸场内道路的跨江临时交

通栈桥。

都柳江流域地处贵州高原东部边缘、黔中山原向广西丘陇山地过渡地带的桂

北九万大山向西北延展带和同黔东南苗岭山脉接壤地带，属亚热带季风气候区，

平均气温16~18℃，年雨量在1200mm~1600mm之间，流域面积11326 km2，施

工部位平均水深4.5m。

都柳江地质情况：都柳江即为区域最低侵蚀基准面，外围分水岭高程一般高

于300m，水平宽度在至少在5km以上。两岸泉水出露点一般高于223m。河床覆盖层构成透水层，库盆基岩——变质砂岩、粉砂质板岩，残坡积覆盖层、冲积粘

性土层均构成相对隔水岩层，受此影响，两岸冲沟内基本有水流。

二、跨江钢栈桥结构设计研究

2.1结构设计研究主要内容

2.2跨江钢栈桥选址

水库两岸地势崎岖，山连着山，地面高程为200m~650m，相对高差一般为

200m~300m，切割幅度较深，属侵蚀~剥蚀残余低山山地地貌单元。河床高程

204m~216m，水深一般1m~2m，局部为3m~7m，江上时有渔舟往来，河道平均

比降约为3.3‰，往库区中下游水深、比降均加大，河床宽度为100m～200m左右，最大库宽约280m在库首郎洞村上游。两岸冲沟短而多、且基本有水；根据

对都柳江郎洞电站坝址上下游范围的实地踏勘，最后将跨河钢栈桥的位置选在电

站上游1.0km处。

2.3地质情况浅析

对选定的跨河钢栈桥基础区域进行勘探，其结果如下：库区河段地层主要由

下元古界上板溪群番招组（Ptbnbf）、清水江组（Ptbnbq）的浅变质的砂岩、粉

砂质板岩及第四系（Q）松散堆积层组成。上板溪群番招组（Ptbnbf）：该层主要岩性为绢云母板岩、粉砂质板岩、变余粉砂岩，夹少量凝灰质板岩及变余凝灰质

砂岩透镜体；但下部以变余砂岩、粉砂质板岩为主，上部以粉砂质板岩与绢云母

板岩互层；一般具水平层纹；厚度1350m~1750m。上板溪群清水江组（Ptbnbq）：该层主要为浅变质的砂岩、粉砂质板岩组成，夹一些钙质岩、页岩和火山碎屑岩

的透镜体。自上而下，由变余石英砂岩逐渐过渡为粉砂质板岩及绢云母板岩，含

较多凝灰质板岩及变余凝灰质板岩；复层理清楚，有辉绿岩侵入。该层厚度约2590m。第四系冲积层（Q4al）主要分布在都柳江沿线河床、漫滩、阶地。Ⅰ级

阶地具有二元结构，上部为为可~硬塑状粉质粘土，夹粉细砂透镜体，下部为中~

密实状砂砾卵石层，主要分布在库区左岸的下江镇、右岸的民族村附近。两岸陡

坡坡脚分布堆积的碎石夹粉质粘土；在缓坡低洼地带分布少量坡残积堆积的粉质

粘土层。残坡积堆积层（Q4edl），普遍分布，但连续性差，厚度不大，主要为褐红、灰黄色粘土及坡积堆积的泥、砂、砾等，常见厚度小于2m，厚者可达5m。

三、跨江钢栈桥基础试验性施工

试验性施工主要围绕着灌注桩在浅变质的砂岩、粉砂质板岩及第四系（Q）

松散堆积层组成的河床内施工时的浇筑方法、成桩质量等进行研究。

3.1灌注桩试验施工过程

施工准备：主要包括施工用原材料的准备，用水供电系统的架设，设备的安

装与调试。

定位放线：采用较先进的全站仪。高程点采用往返测量，将水准点引进施工

场地内。

机械冲击钻进成孔：使用GPS-50型钻机，采用泥浆护壁，正反循环相结合冲

击回转钻进成孔。

钢筋笼制作安装：模具架上分节制作，吊放入孔就位，孔口固定。

二次清孔：采用泵吸反循环工艺进行二次清孔，确保孔底沉渣满足设计要求。

砼灌注：采用水下导管回顶法浇注砼成桩。

3.2钢栈桥安装过程简述

钢栈桥构件请专业厂家制作，散件运抵工地，在河道内填筑的施工平台进行

预拼装试验，在桥上分跨按照从中间向两边的顺序进行钢结构安装，最后进行桥

面板安装。钢栈桥上部贝雷架全部采用螺丝连接，下部钢结构柱间则采用L型型

钢焊接固定。

3.3钢栈桥承载能力检测

在整个桥梁施工完成后，请专业的检测公司对桥梁进行承载能力进行检验，

其静载试验测点布置及测试方法：本次荷载试验所选取的有关控制截面，试验时

利用设置在各测试截面由有关测量仪器仪表和与其配套的检测组件所组成的检测