深圳彩虹大橋施工技術(shù)淺議

陳永悅

摘要：我國(guó)城市橋梁的建設(shè)主要開始于改革開放后的20世紀(jì)80年代，雖然起步較晚，但隨著我國(guó)高等級(jí)公路、鐵路、城市道路和大型立交樞紐的興建，在短短的時(shí)間內(nèi)取得了很大發(fā)展，并收到顯著的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。本文對(duì)深圳彩虹大橋的施工進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：彩虹大橋；施工技術(shù)

1 工程概況

深圳彩虹（北站）大橋位于廣東省深圳市區(qū)，是連接八卦三路與田貝四路的一座城市跨線橋。該跨橋線橋全長(zhǎng)1.2km，跨越深圳火車北站29條股道，是目前世界上跨越鐵路股道最多的橋梁之一。主橋采用門構(gòu)式（下承）鋼管混凝土柔性系桿拱，拱腳無(wú)推力，橋面寬23.8m，拱腳處橋面寬28m。設(shè)計(jì)荷載：汽-超20，掛-120，人群荷載：4.5kN/m2，橋下按電氣化列車運(yùn)營(yíng)要求預(yù)留凈空，不小于7.2m。橋面縱坡2.5‰，橫坡為雙向1.5%，地震按7度設(shè)防。

主橋計(jì)算跨徑150m，矢跨比1/4.5，拱軸為懸鏈線，拱軸系數(shù)1.167，采用雙拱肋，每片拱肋由4-Φ750×12mm鋼管混凝土組成桁式斷面，桁高3.0m，桁寬2.0m，鋼管內(nèi)灌注C50微膨脹混凝土。兩片拱肋之間采用6道風(fēng)撐連接，拱頂設(shè)2片K撐，拱腳側(cè)各設(shè)2片一字形風(fēng)撐。

2 工程特點(diǎn)

彩虹橋是深圳市己建橋梁中跨徑最大，技術(shù)含量最高的一座新型橋梁，主要具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

主橋?yàn)?50m的大跨度下承式鋼管混凝土系桿拱橋，是目前深圳市跨度最大、技術(shù)最新、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、施工難度最大的市政工程。

設(shè)計(jì)上采用大直徑鋼管混凝土組合樁，大間距雙吊桿，預(yù)應(yīng)力鋼一高托座混凝土疊合梁系，大型鋼纖維箱型帽梁，大面積鋼纖維結(jié)構(gòu)層等多項(xiàng)新技術(shù)、新工藝，其設(shè)計(jì)及研究己列入深圳市科技開發(fā)項(xiàng)目。

施工安全威脅大，主橋結(jié)構(gòu)橫跨深圳火車北站的29股道，橋下有廣九、廣深電氣高速列車通過(guò)，站內(nèi)的客、貨車調(diào)車等十分頻繁，行車密度相當(dāng)大。主橋施工全部在既有線旁，既有線上作業(yè)，安全威脅相當(dāng)大。

施工干擾大：主要包括a、拆遷：八卦三路一側(cè)的西引橋全部位于要拆遷房屋的位置，東側(cè)包括鐵路行車公寓在內(nèi)也有不少要拆除，同時(shí)還涉及到鐵路運(yùn)輸通訊、電力等設(shè)備器材的遷移；b、場(chǎng)地分散、狹窄，火車北站29余股道、彩虹路、布吉河把本工程分隔成很多段，施工道路和管線布置受限較大，給施工組織帶來(lái)很大困難；c、地形起伏高差大，給施工場(chǎng)地平整、場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸帶來(lái)諸多困難；d、作業(yè)場(chǎng)地周圍住房等建筑物密集，行人、行車多。

交通組織和文明施工；本橋預(yù)制、加工構(gòu)件多，數(shù)量大，且部分構(gòu)件如鋼拱肋、鋼橫梁屬超長(zhǎng)大構(gòu)件，如何運(yùn)輸進(jìn)入工地，交通組織十分重要。文明施工：深圳市是國(guó)家衛(wèi)生模范城市，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境有很嚴(yán)格的要求，施工中必須采取有效措施來(lái)達(dá)到這一目標(biāo)。

3 主橋挖孔樁施工

3.1 施工工藝

根據(jù)本橋的實(shí)際情況，其施工程序?yàn)椋簣?chǎng)地平整→定樁位→挖樁帽領(lǐng)口（高80cm，寬60cm） →挖第一節(jié)樁位土方→支模澆灌第一節(jié)混凝土護(hù)壁→在護(hù)壁上二次投測(cè)標(biāo)高及樁位十軸線→設(shè)置垂直運(yùn)輸架，安裝電動(dòng)葫蘆、潛水泵、鼓風(fēng)機(jī)、照明設(shè)施等→第二節(jié)樁身挖土→清理樁孔四周，校核樁孔垂直度和直徑→拆上節(jié)模板支第二節(jié)模板，澆灌第二節(jié)護(hù)壁→重復(fù)第二節(jié)挖土支模、澆灌混凝土護(hù)壁工序，循環(huán)作業(yè)直至巖層→采用微差爆破法施工嵌巖部份及擴(kuò)大頭部份至設(shè)計(jì)要求→查持力層→對(duì)樁孔直徑深度、持力層進(jìn)行全面檢查驗(yàn)收→清理松碴等→吊放鋼筋籠就位→澆灌樁身混凝土。

3.2 根據(jù)制訂的施工方案及施工工藝，每根樁施工前均在靠近鐵路側(cè)間隔30cm插打一根長(zhǎng)6m的工字鋼或槽鋼，每根樁插打深度為樁徑的2倍，即6m，同時(shí)作好沉降觀測(cè)網(wǎng)格點(diǎn)后才開始施工挖孔樁，在施工過(guò)程中主要出現(xiàn)了及解決了以下的問題：

每天一早一晚對(duì)鐵路進(jìn)行沉降觀測(cè)，做好每次的沉降量及累計(jì)沉降量記錄，若一次沉降量過(guò)大或總的沉降量，接近最大允許值時(shí)則必須采取有效措施進(jìn)行處理。在施工中，當(dāng)開挖至5~10m范圍時(shí)，由于地下水損失比較大，有根樁旁的軌頂標(biāo)高最大下沉量達(dá)到了8mm，經(jīng)過(guò)采取在鐵路線旁插打鋼管進(jìn)行壓水，保持地下水位的正常，最后鋼軌的下沉量最大不超過(guò)6mm。

在開挖4#北樁的流沙層時(shí)，發(fā)生了管涌現(xiàn)象，經(jīng)過(guò)采取優(yōu)化雙液漿的配合比及增加超前密布大鋼筋，同時(shí)每次注漿固結(jié)大體積流沙層，而開挖一小段樁身后即進(jìn)行支模澆灌護(hù)壁混凝土等措施，終于安全順利的渡過(guò)了流沙層及淤泥層。

進(jìn)行爆破微風(fēng)化巖及擴(kuò)大頭處理時(shí)，采取在井口蓋上網(wǎng)格上堆砂包的方法，防止飛石傷及人員及影響鐵路既有線。

深圳彩虹大橋主橋4根大直徑挖孔樁的成功施工，積累了鐵路既有線旁施工無(wú)危及行車安全事故、無(wú)影響鐵路正常運(yùn)營(yíng)及穿過(guò)流沙層、淤泥層的長(zhǎng)、深、大人工開挖樁基的經(jīng)驗(yàn)，為在以后的同類施工中提供了寶貴的施工經(jīng)驗(yàn)。

4 主橋墩柱施工技術(shù)

深圳彩虹橋主橋設(shè)有。Φ2.8m的墩柱4根，因其受力復(fù)雜，故設(shè)計(jì)上采用鋼管混凝土組合柱，上部與帽梁相接段由。Φ2.8m漸變?yōu)棣?.4m，以改善其受力、傳力性能。為平衡拱腳推力，增大墩柱抗彎性能，在墩柱內(nèi)各設(shè)有10束豎向預(yù)應(yīng)力束，豎向預(yù)應(yīng)力束采用12Φ15.24mm的無(wú)粘結(jié)鋼絞線，其下通承臺(tái)，錨固于樁基頂部2.5m處，上通帽梁頂部。墩柱鋼管箍采用30mm厚的A3鋼板，內(nèi)打焊Φ22的焊釘。鋼管箍與承臺(tái)通過(guò)法蘭進(jìn)行聯(lián)接。

施工時(shí)、鋼管箍和法蘭均在有相當(dāng)能力的加工廠加工成型后運(yùn)到工地直接進(jìn)行安裝。安裝時(shí)采用兩臺(tái)QY-25型汽車吊配合進(jìn)行。其難點(diǎn)在于對(duì)豎向無(wú)粘接預(yù)應(yīng)力的保護(hù)，現(xiàn)場(chǎng)采用編束，加墊層綁扎保護(hù)，并專用一臺(tái)吊車吊束以配合鋼管箍的安裝。

墩柱混凝土采用泵商品混凝土，人工進(jìn)行搗固，灑水養(yǎng)護(hù)。

5 鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)

5.1 制作工藝流程

鋼板下料→直管筒節(jié)輥制→節(jié)焊接→筒節(jié)返輥→筒節(jié)拼成直管小節(jié)→直管小節(jié)焊接→直管小節(jié)拼成直管分段→直管分段焊接→安裝加強(qiáng)肋→上火工胎架彎管→焊接加強(qiáng)肋→上片體組裝胎架→制作南片體和北片體→南片體和北片體各自構(gòu)件焊接→制作預(yù)拼裝胎架→南片體上胎架定位→劃線安裝平聯(lián)管→安裝北片體和其它構(gòu)件→立體分段焊接→立體分段和整體線型報(bào)驗(yàn)→安裝吊桿護(hù)筒→吊桿護(hù)筒焊接→預(yù)拼裝整體報(bào)驗(yàn)→立體分段涂裝→運(yùn)輸。

5.2 加工精度的控制

加工精度的控制應(yīng)從下料切割、焊接變形，火工彎制和預(yù)拼裝4個(gè)方面來(lái)進(jìn)行總體控制：

下料控制。拱肋之鋼管直徑為Φ750mm，板厚為12mm，是由一個(gè)個(gè)筒節(jié)拼焊而成，所以，每個(gè)筒節(jié)的制作公差，影響到筒節(jié)拼接時(shí)的錯(cuò)邊量，筒節(jié)的展開長(zhǎng)度為2317.3mm，每個(gè)筒節(jié)+1.5mm的焊接收縮余量，通過(guò)檢定，制作出的筒節(jié)失園度在士0.5mm的范圍內(nèi)，完全符合公差要求，另切割時(shí)注意對(duì)稱切割，以減少鋼板切割時(shí)產(chǎn)生變形。

腹桿斜腹桿的下料。在電腦上將直腹桿主拱管，斜腹桿一主拱管相交的相貫線放樣，并制作成紙樣，考慮到焊接坡口烙透深度和經(jīng)過(guò)火工彎管后主拱管與腹桿相交位置都為負(fù)公差，這里焊接收縮量比較大，所以直、斜腹桿每條留8~l0mm的收縮余量。

下平聯(lián)管下料。同樣利用電腦放樣，將平聯(lián)管與主拱管相貫線放樣，并制作成紙樣，考慮到各方面的影響每條平聯(lián)管加大4mm收縮余量。

深圳彩虹大橋施工中還有許多需要注意的地方，本文就其過(guò)程只能給幾個(gè)地方進(jìn)行研究，為今后的建筑中提供經(jīng)驗(yàn)。

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