高速公路簡支橋梁施工技術(shù)及安全風(fēng)險評估

朱洪波

（中鐵國際集團(tuán)，北京 102300）

0 引言

由于我國幅員遼闊，目前高速公路建設(shè)事業(yè)進(jìn)入了新的階段，也帶來了一定的難度和挑戰(zhàn)。高速公路建設(shè)過程中，橋梁工程較為常見，與普通的路基工程不同，橋梁工程具有施工難度大、工程量大、安全系數(shù)低等特點(diǎn)，為一項控制性工程。在目前橋梁工程施工應(yīng)用中，簡支橋梁應(yīng)用較為廣泛，簡支橋梁為一種單跨靜定結(jié)構(gòu)，具有受力和結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，可較好地承受住較大的地基變形[1]。本文為研究簡支橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)，重點(diǎn)對簡支橋梁施工工藝進(jìn)行研究，制定出詳細(xì)的施工組織安全風(fēng)險評估體系，并在具體橋梁工程中進(jìn)行應(yīng)用研究。

1 工程概況

莫桑比克N13國道修復(fù)項目（Cuamba-Muita段）全線長138km，設(shè)計行車速度為100km·h-1，雙向兩車道，路面設(shè)計為雙表處瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，項目含5座簡支橋梁。其中一座橋，其橋梁橋位處的設(shè)計流量為200m3·s-1，設(shè)計流速具體為3.54m·s-1，橋梁的中心樁號為K0+450，其交角為90°。該橋全長85m，其上部設(shè)計為預(yù)制T梁，下部為薄壁式橋墩及重力式橋臺，基礎(chǔ)有擴(kuò)大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，樁基礎(chǔ)為灌注式樁基。為提高橋梁的整體施工質(zhì)量，現(xiàn)對簡支梁施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究，并制定出詳細(xì)的安全評估方案。

2 簡支橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 擴(kuò)大基礎(chǔ)施工

簡支梁施工前優(yōu)先進(jìn)行擴(kuò)大基礎(chǔ)施工，即針對橋墩底部淺埋式基礎(chǔ)進(jìn)行擴(kuò)大，首先應(yīng)根據(jù)地勘報告綜合分析基礎(chǔ)巖層的巖性，結(jié)合設(shè)計要求確定其開挖深度，以形成有效的持力層，同時根據(jù)規(guī)范規(guī)定，在基礎(chǔ)上應(yīng)進(jìn)行嵌巖處理，留出一定長度的襟邊對基礎(chǔ)進(jìn)行保護(hù)。

2.2 樁基礎(chǔ)施工

樁基礎(chǔ)施工前結(jié)合設(shè)計圖紙要求進(jìn)行測量放樣，再進(jìn)行鉆孔施工，邊鉆孔邊檢測泥漿黏稠度，確保泥漿的黏稠度可滿足護(hù)壁的要求[2]。嚴(yán)格根據(jù)鉆孔設(shè)計深度進(jìn)行展開，并及時將鉆孔內(nèi)的泥渣進(jìn)行清除，鉆孔過程中如出現(xiàn)塌孔，需及時處理。鉆孔至設(shè)計標(biāo)高后清理孔內(nèi)雜物至規(guī)范要求，再進(jìn)行鋼筋籠安設(shè)和混凝土灌注。合理選擇成樁類型，其中鉆孔灌注樁不同于人工挖孔樁，其主要應(yīng)用在高水位地基上，樁深相對較大。接下來是破除樁頭，主要包括將樁頭四側(cè)的土方挖除，將樁頂?shù)臉?biāo)高進(jìn)行控制，將強(qiáng)度較差的混凝土進(jìn)行清除，施工人員人工將樁頂整平，并將樁頭清洗干凈。

2.3 橋墩施工

由于橋墩形式的種類繁多，因此應(yīng)結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行選擇，目前實(shí)際應(yīng)用中最常用的為樁柱式橋墩。修建橋墩時應(yīng)先鋼筋綁定，施工模板架設(shè)，最后再澆筑混凝土。待橋墩質(zhì)量滿足施工要求后即可展開蓋梁或系梁施工。墩柱工程施工質(zhì)量的重要評價指標(biāo)為豎直度，因此應(yīng)嚴(yán)格控制好橋墩豎直度，以確保支座安裝的精度及后續(xù)上部結(jié)構(gòu)施工順利進(jìn)行。

2.4 橋臺施工

使用最多的橋臺為重力式橋臺，由于其施工工藝簡單，因此其應(yīng)用較為廣泛。具體工序?yàn)橄劝惭b臺身基礎(chǔ)，再進(jìn)行混凝土灌注，以提高橋臺施工質(zhì)量，按照分層填土的方式進(jìn)行臺背回填，接著展開臺帽灌注。

2.5 梁板預(yù)制

在制定的制梁場進(jìn)行梁板預(yù)制，簡支梁施工中應(yīng)用最廣泛的是箱梁、T梁以及空心板梁，預(yù)制梁板的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)為控制張拉預(yù)應(yīng)力。

2.6 梁板安裝

前期準(zhǔn)備工作完畢后，待梁板混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計要求后即可安裝預(yù)制梁板，采用吊車或架橋機(jī)將預(yù)制好的梁板運(yùn)至指定位置，施工技術(shù)人員及時對梁板的穩(wěn)固程度進(jìn)行檢查，其穩(wěn)固程度滿足要求后則可開展橫隔板鋼筋焊接，并針對梁體和橋面之間的空隙采用混凝土進(jìn)行填充。梁板安裝前詳細(xì)檢查各機(jī)械設(shè)備零部件，并于適當(dāng)位置涂抹潤滑油。梁板加設(shè)前先徹底清理施工場地，控制好吊車或架橋機(jī)的水平高度以及橫縱坡，確保行走框架能達(dá)到指定位置，施工技術(shù)人員嚴(yán)格按照設(shè)計方案安裝桁架和導(dǎo)梁。

2.7 橋面及剩余工程施工

橋梁橋面的主要施工任務(wù)為橋面鋪裝、排水系統(tǒng)、路面施工、伸縮縫、護(hù)欄等[3]。嚴(yán)格控制橋梁鋪裝層的厚度，重點(diǎn)對墊石標(biāo)高、梁板尺寸進(jìn)行控制。橋梁混凝土護(hù)欄表面應(yīng)堅實(shí)，不得出現(xiàn)裂紋，確保護(hù)欄連接處平順。

3 施工安全風(fēng)險控制

3.1 風(fēng)險應(yīng)對計劃

主要針對可能或者即將產(chǎn)生的風(fēng)險進(jìn)行超前分析，并制定出風(fēng)險制訂方案計劃，結(jié)合提供的風(fēng)險清單、工程施工組織設(shè)計、工程概況、相關(guān)勘察資料等信息進(jìn)行綜合評定，風(fēng)險應(yīng)對計劃中需詳細(xì)包含施工組織安全保障、安全教育計劃、防護(hù)措施以及應(yīng)急預(yù)案等。

3.2 安全管理措施

以實(shí)際橋梁工程項目為例，制定出詳細(xì)的施工安全管理措施，若存在較大的工程施工風(fēng)險時，應(yīng)結(jié)合圖紙和實(shí)地勘測統(tǒng)籌編制出總體的施工方案，對承臺施工、鉆孔灌注樁等專項工程制定出對應(yīng)的專項施工方案。各參建單位均需進(jìn)行施工組織方案的交底，若需要進(jìn)行設(shè)計變更，應(yīng)需通過相關(guān)部門或?qū)Ｂ毴藛T的審批。施工單位項目部應(yīng)制定出相應(yīng)的管理計劃和應(yīng)急預(yù)案。

3.3 各事故類型防護(hù)措施

施工單位應(yīng)格外重視高處墜落、觸電事故、起重傷害、物體打擊、機(jī)械傷害等施工安全隱患，明確規(guī)范施工操作，存在違規(guī)施工操作的需進(jìn)行嚴(yán)厲懲處。

3.4 專項技術(shù)交底

橋梁簡支梁施工過程中施工安全風(fēng)險評估較大的主要為鉆孔灌注樁和承臺施工，因此，在施工前應(yīng)加強(qiáng)對施工人員的安全生產(chǎn)教育培訓(xùn)，規(guī)范其施工操作，對各項機(jī)械設(shè)備進(jìn)行定期的保養(yǎng)和維修。橋梁上的吊車升降、塔上作業(yè)、混凝土灌注等，均需要由專門的技術(shù)人員在場指揮。鉆機(jī)需平穩(wěn)放置，鉆孔過程中若存在卡鉆現(xiàn)象應(yīng)及時切斷電源，鉆頭不得隨意擺放。承臺施工也需進(jìn)行專項施工安全交底，在降低施工安全事故發(fā)生的同時降低經(jīng)濟(jì)損失。

3.5 總體風(fēng)險評估

結(jié)合該高速公路特大橋工程，采用權(quán)重進(jìn)行風(fēng)險評估，制定出帶權(quán)重的簡支橋梁施工安全總體風(fēng)險評估指標(biāo)，可為簡支橋梁的施工安全控制提供參考和管理。橋梁工程建設(shè)規(guī)模中當(dāng)單孔跨徑Lk(總長L)超過或達(dá)到國內(nèi)外同類橋型最大單孔跨徑Lk(總長L)時，其評價分值為70～100，單孔跨徑Lk＞150m或L＞1000m時，其評價分值為50～74，單孔跨徑40m≤Lk≤150m或100m≤L≤1000m時，其評價分級為25～49，單孔跨徑Lk＜40m或L＜100m時，其評價分值為0～24，同時需要結(jié)合工程實(shí)際綜合判定；橋梁結(jié)構(gòu)地質(zhì)條件中存在不良地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)區(qū)域(包括熔巖、滑坡、泥石流、采空區(qū)、強(qiáng)震區(qū)、雪崩區(qū)、水庫坍岸區(qū)等)時，其評價分值為67～100，存在不良地質(zhì)災(zāi)害，但不頻發(fā)時，其評價分值為34～66，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件好，基本不影響施工安全時，其評價分值為0～33，同時需結(jié)合地質(zhì)條件和場地安全綜合判定；當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)氣候環(huán)境存在極端氣候事件多發(fā)區(qū)域(洪水、強(qiáng)風(fēng)、強(qiáng)暴雨雪、臺風(fēng)等)時，其評價分值為67～100，當(dāng)氣候條件一般，可能影響施工安全，但不顯著時，其評價分值為34～66，當(dāng)氣候條件良好，基本不影響施工安全時，其評價分值為0～33，同時需結(jié)合施工工藝綜合判定；當(dāng)橋梁結(jié)構(gòu)中地形地貌條件為山嶺區(qū)時，其評價分值為50～100，而為平原區(qū)時，其評價分值為0～49，同時需結(jié)合勘測資料來綜合判定。另外橋梁結(jié)構(gòu)涉及新技術(shù)、新工藝、新材料時，其評價分值為50～100，同時需要結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)。

4 結(jié)語

簡支橋梁為一種單跨靜定結(jié)構(gòu)，具有受力和結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)，可較好地承受住較大的地基變形，因此在目前橋梁工程施工應(yīng)用中，簡支橋梁應(yīng)用較為廣泛。本文圍繞高速公路簡支橋梁施工技術(shù)及安全風(fēng)險評估進(jìn)行展開，為提高簡支橋梁整體施工質(zhì)量和安全，重點(diǎn)對簡支橋梁施工工藝進(jìn)行闡述，并制定出簡支橋梁施工組織安全風(fēng)險評估體系，其研究結(jié)果可為同類簡支橋梁應(yīng)用提供參考借鑒作用，具有一定的可行性和實(shí)用性。