桥梁节段式防撞栏施工技术研究

刘惠平

（交通运输部广州打捞局，广东 广州 510260）

桥梁建设已成为城市化进程中不可或缺的组成部分。然而，由于航道交通事故的发生风险[1]，桥梁的防撞措施成为确保交通安全的关键措施之一[2]。在桥梁工程中，防撞栏作为一种有效的防护手段，得到了广泛的应用和研究[3]。

传统的防撞栏施工方式存在一些问题[4]，例如施工周期长、施工质量难以保证以及对交通的影响等。鲜[5]采用外包式护栏底座设计，假缝、砼浇筑等工艺研究，有效避免了传统桥梁防撞护栏底座质量通病；黄[6]提出了一套桥梁混凝土护栏模板整体移动施工工艺，以解决在山区防撞栏施工中原有工艺存在投入劳动力多，进度慢等问题；水上桥梁防撞栏的施工存在施工环境复杂，影响正常通航等问题。基于上述问题，本文提出了一种全新的桥梁节段式防撞栏施工技术。

节段式防撞栏施工技术采用预制构件的方式进行施工，通过将各个构件连接在一起形成完整的防撞栏，从而实现了施工的快速、高效和质量可控。

1 工程简介

1.1 工程概况

猎德大桥北起天河东路，上跨广州珠江前航道，南至江海大道；线路全长4.3 千米，主桥全长480 米；猎德大桥主桥跨径组合为（47+219+167+47）m，桥轴线与航道基本正交，单孔双向通航；由于猎德大桥未设防撞设施，新设桥梁防撞主动预警系统及消能柔性防撞设施。

1.2 工程难点

猎德大桥通行车辆多，交通导行压力大，协调工作任务重，且在施工期处于通航运营状态，施工时间需要考虑对交通的影响，需要在较短的时间内完成施工任务，设备吊装施工安全风险大以及受台风和洪水期等灾害天气影响大，施工作业安全风险大。

2 工艺原理

防撞装置在工厂加工制作完成，经过预拼装合格后，将防撞材料运输至施工现场，进行材料验收。在桥岸将防撞设施单个节段组成为1/2 大节段（以下均称为大节段）后，将其用浮吊船和汽车吊相互配合吊入河流中，通过水泵向舱室内部注入压载水进行调平，让大节段处于自浮式稳定状态。利用浮吊船定位，使得大节段其“凹”形中线与桥墩中轴线对齐，利用拖轮定位+顶推靠近的方式使大节段移至桥墩。两大节段精准定位后，进行整体拼装，形成完整封闭的自浮式复合材料防撞设施系统。

猎德大桥需考虑船撞的桥墩为 7#、8#桥墩。在7#、8#桥墩设置浮动式 D200 钢覆复合材料防撞设施。浮动式钢覆复合材料防撞设施现场通过法兰连接把节段安装在桥墩四周，防撞设施不与桥墩直接连接，减少了施工作业成本。由于使用了内法兰螺栓连接，当防撞设施需要更换时，只需拧开螺栓进行更换即可。7#、8#桥墩防撞设施安装立面图如下：

图1 7#、8#桥墩防撞设施安装立面图

3 施工工艺流程及操作要点

3.1 施工工艺流程

3.1.1 主动预警系统施工工艺流程

猎德大桥防撞主动预警系统施工工艺流程为：工程实施准备→现场测量放样→施工现场围蔽→承载平台施工→管线槽基础施工→设备支架及配电与网络到位→AIS/VHF/CCTV/雷达/水位监测等主体设备安装→系统调试/上线及试运行阶段/项目验收并转入运维阶段

3.1.2 防撞设施施工工艺流程

防撞设施主要施工工序为：钢覆材料生产加工→运输→试拼装→零件加工→节段拼装→浮运就位→紧缺安装→施工检查和验收。

3.2 工艺操作要点

3.2.1 主动预警装置安装工程技术措施

于道路路肩外，主通航孔上方选点安装桥梁防撞预警系统设备小型承载平台，平台内布置雷达和视频监控设备，外侧固定通讯天线，平台为防盗设计，自带防盗箱盖与防盗网。

3.2.2 防撞装置加工制作及运输

钢结构加工防撞设施钢结构采用钢材，主要施工工序为：材质复验→放样→下料→零件加工→板梁单元制作→钢结构胎架制作→分段制作与组拼→装置预拼完成后，需对焊缝进行焊接检查。

3.2.3 防撞装置水密性试验

本设施制作生产采用焊接工艺规程，水密舱在进场前必须按照设计要求进行水密性试验。为满足现场条件和工期要求，采用煤油渗透试验方式检查焊缝抗渗性。试验前，需清洁箱体表面和焊缝，对采用煤油渗透试验的箱体表面需要刷一层石灰浆以便观察。试验中如发现水流或渗水（渗油）现象，需进行修补并重新试验。

3.2.4 防撞装置节段试拼装

安装施工前，先进行桥墩的实际外形尺寸差的测量，并作为后续施工准备依据。预先在桥位附近码头水域将防撞设施单个节段通过螺栓连接进行拼装，组装出半个防撞设施，以便对接成整个防撞设施。单个节段重量为0.5～2 吨，采用50 吨汽车吊装，中部分段有3个吊点，尾部分段有6 个吊点，人工配合多个吊点进行拼装。其中将中部一、四节段和尾部节段拼接成一个大节段，中部二、三节段和首部节段拼接成另一个大节段，两个单元体的相对位移尽量控制在“0”，确保锁口顺利衔接，最后将螺栓插入螺。

图2 大节段拼装示意图

3.2.5 节段吊装入水

各个大节段拼接完成后，大节段重量为6 吨，采用80 吨浮吊吊装，浮吊作为现场工作船，人工配合多吊点进行下放，为保证每根钢丝绳均匀受力，起吊钢丝绳下端用夹子连接，以便调整其长度。起吊钢丝绳调整好后，浮吊将其整体吊起。大节段入水调平后重量控制在10 吨以内。新型混杂纤维自浮式船撞防护装置将在浮力的作用下漂浮在水面，此时处于非均匀吃水状态。

3.2.6 大节段调平及浮运就位

（1）大节段调平。大节段水中调平采用水泵向浮箱内部注入压载进行调平，注水期间需精准测量，严格控制防撞设施的垂直度。调整大节段的吃水和大节段纵、横向的平稳及安全的稳心高度，平整度不大于3 毫米。注入压载时，需注意量不能过多，注入的压载水体积不能多于舱室内部空间的2/3。注入压载调平后处于吃水平衡状态，防撞主体吃水深度控制在0.5～1.2 米以内。

（2）浮运就位。大节段托运至桥墩处把浮吊船开到桥墩上游船和桥墩中轴线一致，沿桥墩左前方两边45 度方向抛20 米锚链，尾部沿后方两边30 度抛40 米锚链；用浮吊船吊起防撞主体至桥墩正前方位置，使其“凹”形中线与桥墩中轴线对齐。

浮吊船移走，达到下一浮体安装地点。用两辆拖轮分别固定防撞设施上、下侧，防撞主体正面用顶推船顶推靠进，两侧用拖船进行辅助拖拉定位，在拖轮拖动时，两艘拖轮速度和方向需一致，保证防撞设施的平衡性，如图所示。

图3 拖轮拖动防撞设施示意图

3.2.7 防撞装置精确定位拼装

大节段定位拼装前需观察水面情况，若出现大风天气、水面波浪过大、流速过大时，需停止施工。水位需比水中承台顶标高高出3 米，将防撞设施大节段围绕桥墩固定，并进行另一大节段的拼装、入水及定位，调节两大节段整体平衡，将之实现对接。

4 结论

（1）节段式装配防撞栏连接形式可以保证构件的可靠连接，进而满足设计的要求；

（2）采用节段式装配防撞栏具有实施性强的优点。这种装配方式不仅能够确保施工的质量和安全，还可以加快施工进度；

（3）节段式装配在后续维修方面具有显著的优势，可以根据需要调整和拆卸，因其无需复杂的工序，有助于节约工期和施工成本，从而显著提高经济效益；

（4）节段式防撞栏采用工厂产业化生产的标准化工艺，包括生产、安装、下水等环节，能够实现高效的水上防撞栏装配施工；

（5）本主动预警系统能够全自动地、全天候、全天时地对可能会与桥梁发生碰撞的船舶进行声光告警。通过有效地减少船舶与桥梁碰撞事故的发生，保护桥梁和船舶的安全并提高整体稳定性。