一、dn3100mm管橋工程概述
大壩河管橋工程是深圳市東部供水工程大壩河交叉建築物工程的一部分，在1#鎮墩、1#樁柱、2#樁柱、3#樁柱、4#樁柱、5#樁柱、6#樁柱、2#鎮墩上吊裝兩排並行的dn3100mm鋼管管道，單管總長約160多公尺，設計樁號k23+741.2至樁號k23+917.5.
其中1#~2#、2#~3#、3#~4#、4#~5#樁樁的跨度均為30公尺，5#~6#樁的跨度為22公尺。長度30公尺管道單重為75噸，長度22公尺管道單重為55噸。地面至管道頂最高點為19.
8公尺，施工地面是大壩河河道。
跨越大壩河河道的管橋，體積大：管徑達3.1公尺，重量大：
每公尺重量達2.5噸，跨距大：每跨達30公尺，高度大：
最高達19.8公尺，難度大：地質（有溶洞、土洞、斷層等）、施工條件差。
可見，管橋施工是整個工程的難點和重點。為此，我們設計編制了貝雷桁架懸臂頂推法、搭設滿堂紅支架法、大型吊車抬吊法、金屬桅杆吊裝法等待選。
二、管橋施工方案介紹
２.1、貝雷桁架懸臂頂推法
懸臂頂推法施工管橋，顧名思義就是樁柱中間不設任何承力點，使管橋處於懸臂狀態對其進行頂進，直至到達下乙個承力點所進行的架設工作。
2.1.1、頂推準備
在1#樁以北與原地面相接處及2#樁南側4公尺範圍內，沿管橋縱向設51公尺長的空中工作平台及頂推作業面。2#樁南側4公尺處設定混凝土頂推後備；在1#、2#樁之間及2#樁附近用萬能桿件或門式支架搭設支墩、萬能墩，其地基應經過處理，滿足承載力要求；在支墩上架設兩片貝雷梁，中心間距4.6公尺。
橫向用槽鋼及相應連線件將兩片桁梁連在工字鋼上，縱向鋪設兩條輕型鋼軌滑道及木板作為工作平台。在頂推過程中，為保證管道中線的準確，防止管道左右橫向偏移，擬在頂推平台51公尺的範圍內滑道上，設定管道臨時橫向固定裝置，使管道只能沿縱向移動。
2.1.2、管橋頂推
管橋頂推施工前預先安裝各墩帽上的設計支撐環，並使頂推管橋底高於設計的支撐環底部約30cm.在搭設的平台上，將3.6公尺鋼管對位焊接，然後進行鋼管頂推作業，使其向南側的3#樁推進。
每推進3.6公尺長後，停止頂推作業，進行鋼管對位焊接，同時架設經緯儀進行平面位置進行校正。如此交遞推進，頂推管橋通過3#樁、4#樁、5#樁最後到達終點6#樁位，頂進總長為161公尺。
頂進過程可以採用捲揚機等牽引措施。
2.1.3、管橋架設
管橋頂推到位後，在各個墩位上用千斤頂對管橋進行起頂，拆除所有的滑軌、支架和支墩，將管橋落管於支撐環上完成管橋的架設。在管底管橋起頂位置應用鋼板焊接板和環管下半部的支撐肋板，增加管橋起頂處受力面積以防止其區域性變形。管橋在1#樁以北及5#樁以南部分在伸縮節安裝好後，用吊車起吊進行對位焊接，從而完成全段管橋的施工。
2.2、搭設滿堂紅支架法
該法的關鍵是搭設滿堂紅支架，支架搭設好後管橋施工變得簡單容易，30公尺長的橋跨就成2.6公尺長的管段在支架頂的對位焊接。
2.2.1、支架設計
測量放線，並進行平整場地，然後在搭設膺架的範圍內進行碾壓密實，處理地基，鋪設15cm厚約4%的水泥穩定層1600公尺，並及時進行養護。穩定層強度達到後，在其上搭設支架。
根據不同的孔距而順線路方向搭設門形支架排數，最寬跨為33排，間距為90cm，橫線路方向搭設6排，間距為60cm，總寬度為10.32公尺，由不同的孔內高度決定搭設排數，最高孔搭設9層，每次搭設2孔，門形支架採用1.7公尺高，φ48的鋼管進行橫桿和剪刀撐的連線，搭設按水平地面起一層一層由下而上搭設，邊搭邊加固。
2.2.2、設計驗算
1）、主要資料：單根鋼管c1=2.316t/m，方木g2=0.4t/m2，單排門形支架重g3=0.24t/排（含加固鋼管重），操作人員及施工荷載g4=0.4t/m2
2）、最下排的支架計算：
p=2.316×0.9=0.4×1.82×0.9-0.24×1.82×0.9+0.4×1.80×0.9
=3.81（t）p/2=1.9（t），
k=[p]/（p/2）=4/1.9=2.1安全
地基承載力δ=3.8/（1.82×0.9）=0.0232mpa安全
2.3、大型吊車抬吊法
對大壩河河岸場地進行平整，作為管橋的加工場地和吊裝作業場地。同時修築一條通往河岸工作的臨時便道，作為材料進場和吊裝裝置的進出通道。3#、4#樁跨越大壩河主河道，中間的臨時支墩基礎採用圍堰築島，搭設與3#、4#樁圍堰築島部分相連的棧橋，以便施工人員進出及作業，其施工作業應抓緊在枯水季度進行。
以50t吊車為例說明管橋吊裝施工（如有100t以上的吊車，可直接起吊30公尺整跨管段，施工更為簡單）。在1#~5#樁中每跨的跨中用萬能桿件或門支架搭設乙個臨時支墩，使每個跨度由30公尺縮短為15公尺。將管道在地面按15公尺對位焊好後，用兩台50t吊車將其分段吊裝至設計橋墩和臨時搭建的支墩上，進行對位焊接。
每跨管橋對位焊接完成後，拆除臨時支墩再移至下一跨。照此方法進行管橋施工，直至完成全段管橋的施工作業。所有施工作業完成後，應拆除圍堰築島，使河道恢復暢通。
2.4、金屬桅杆吊裝法
金屬桅杆吊裝法在工廠中經常用來吊裝重型裝置，但在大口徑管橋施工中採用尚屬首次，而且效果非常好。
2.4.1、吊裝計算
以每次吊裝30m長管道進行計算。吊物重量q=75t，吊具重量q=2t，動載係數k1=1.1，超載係數k2=1.1.
2.4.2、金屬桅杆吊裝裝置選型
每跨30公尺長的ф3100×30鋼管重量為75噸，吊裝荷重為93噸，桅杆底部受力為140噸。主風繩受力為33.55噸，由於施工現場地形複雜，為避免單點受力過大的問題，採用三根主風繩（1主2付），三個錨點均按20噸鋪設。
採用兩台8噸捲揚機，兩個導向滑車，6×6、50噸滑輪組起吊，捲揚機受力為5.17噸。
根據施工現場具體情況，1#-2#樁、2#-3#樁、4#-5#樁的三段管道，採用斜立單根200噸金屬桅杆吊裝，5#-6#樁柱、1#鎮墩至1#樁、6#樁至2#鎮墩的三段管道，採用單根為140噸金屬桅杆吊裝。3#-4#樁柱間為大壩河中心，水流較急，沒有位置豎立桅杆，考慮採用一組200噸桅杆與一組140噸金屬桅杆，兩組桅杆分別豎立在3#、4#樁外側，採用斜立雙桅杆抬吊的方法進行管道的吊裝。單金屬桅杆為200t×28m、140t×28m各一套，桅杆底部採用鋼木結構進行定位和固定。
2.4.3、吊裝工序
選定吊裝位置-→鋪設桅杆基座-→組對桅杆-→桅杆吊裝-→（兩組桅杆同步起吊試驗）-→**管道-→試吊-→起吊至指定位置-→找平找正-→管道對口、焊接、固定-→摘鉤-→桅杆位移至第二根吊裝位置。
三、管橋施工方案比較
技術分析在平台上組對鋼管比地面上難度大。頂推過程中，隨著鋼管懸臂長度的增加，控制其準確位置的難度增大。由於鋼管為懸臂，支撐鋼管而架設的萬能桿件和貝雷鋼桁梁不能立即拆除，因此大大增加了施工費用，僅搭設高位平台及桁架的費用就約180萬元。
存在以下問題，在暴雨洪水季節，3#、4#樁孔之間無法搭設。而且在正常情況下，在河道中搭設鋼管膺架，基礎處理難度大，地基承載力難以保證，高空平台組對非常困難。雖然施工簡單工期短，但在3#、4#樁跨樁基發現溶洞、土洞、斷層等不利地質條件，在3#、4#樁之間加設乙個臨時支墩成為不可能，如進展不順利，台班費用會大增。
在工廠中經常用來吊裝重型裝置，但在大口徑管橋施工中採用尚屬首次，有效解決了3#~4#樁跨的施工難度，雨季仍可施工，它工期適中，費用最小只有約75萬元，是最可行的方案。
四、結論
管橋施工方案的選擇，必須考慮安全可靠、費用最小、技術可行、工期保障等綜合因素。經過多次專題研討會的分析論證，通過經濟技術比較，並根據氣候地質條件，我們用雙金屬桅杆吊裝法施工3#、4#樁等難度大的樁跨，用單金屬桅杆（140t）吊裝施工5#、6#樁跨，用大型吊車（90、120t）抬吊法施工其他樁跨，這種把兩種施工方案結合起來的方法是我們在本次工程施工中的發明創造，實踐證明它是最佳的實用有效的。金屬桅杆吊裝法是最原始也是最常用最簡便的起重工具，但有時吊裝施工中受場地限制，如大型吊車等無法進入或站位等，這種古老的起重方法就體現了它的優越性，成功地解決了大型吊車無法站位等本次工程施工難題。
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