緊鄰既有橋系桿拱施工技術(shù)研究

張峰山

（中鐵上海工程局集團(tuán)第二工程有限公司）

緊鄰既有橋系桿拱施工技術(shù)研究

張峰山

（中鐵上海工程局集團(tuán)第二工程有限公司）

本文以黔江特大橋棧橋施工為工程背景，結(jié)合特殊水文地質(zhì)情況，通過施工技術(shù)方案比選，確定施工工藝及技術(shù)措施；通過采用拉森鋼板樁、臨時(shí)支墩、施工監(jiān)測等施工技術(shù)，成功解決在緊鄰既有橋拱橋架設(shè)施工難題，為類似環(huán)境下的橋梁施工技術(shù)控制具有參考價(jià)值。

緊鄰老橋;鋼板樁支護(hù)；系桿拱；臨時(shí)支墩；浮吊；監(jiān)測

工程概況

老橋、新橋設(shè)計(jì)概況

本工程原有老橋橋梁結(jié)構(gòu)型式采用雙曲拱橋，拱橋?yàn)橛兴酵屏w系。雙曲拱橋由主拱圈、拱上建筑和墩臺組成。雙曲拱橋建橋時(shí)按照“化零為整”的思路，將拱肋、拱波現(xiàn)場拼接成整體，然后在澆筑拱上立柱和蓋梁，最后安裝微彎板，澆筑橋面及附屬設(shè)施。

本工程新建主橋?yàn)橄鲁惺较禇U拱橋，主橋墩為Pm11，Pm12各采用10根□1.2m鉆孔灌注樁，承臺尺寸長寬高為：11.5×7.86×3m，承臺混凝土為C40。南北兩個(gè)承臺基礎(chǔ)與舊橋南北兩個(gè)承臺基礎(chǔ)邊線最小距離僅為0.3m，新橋承臺底標(biāo)高比舊橋承臺底標(biāo)高低2m左右。具體位置詳見下圖。

圖 1 湖北碼頭橋新、舊橋平面位置示意圖

圖 2 湖北碼頭橋新、舊橋立面位置示意圖

新橋施工對老橋的影響分析

設(shè)計(jì)院在新橋樁基設(shè)計(jì)時(shí)已經(jīng)考慮了樁基施工時(shí)對老橋的影響，因此在施工樁基時(shí)并不考慮對老橋進(jìn)行額外加固措施。僅考慮新建橋臺基坑施工隊(duì)老橋的影響，本工程基坑面積相對較大，開挖深度較深，Pm11開挖深度為6.6m，Pm12開挖深度為4.1m，地質(zhì)條件相對復(fù)雜。新舊橋的承臺基礎(chǔ)邊線最小距離僅為33cm，不具備放坡減載條件。且舊橋臺后填土對基坑影響較大，基坑開挖過程中應(yīng)采取必要措施對老橋進(jìn)行保護(hù)，防止原有老橋基礎(chǔ)受到擾動，產(chǎn)生不均勻沉降。

由于老橋臺在基坑施工影響面內(nèi)，深基坑施工期間易引起老橋臺土體位移；同時(shí)插打鋼板樁，機(jī)械挖土易引起機(jī)械碰撞，因此老橋保護(hù)過程較困難。

新橋施工工藝

新橋施工技術(shù)方案的確定

根據(jù)施工現(xiàn)場地質(zhì)、地形及水文條件，分別擬定頂推施工和浮吊吊裝方案，并針對頂推、浮吊吊裝方案進(jìn)行對比研究，分別分析頂推和浮吊吊裝的利弊，以滿足施工的安全、經(jīng)濟(jì)、適用性要求。

在新橋施工前，通過將頂推施工技術(shù)與浮吊裝施工技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，綜合分析后，浮吊施工技術(shù)具有一下優(yōu)點(diǎn)：

1）不需要專門設(shè)計(jì)拼裝場地，減少項(xiàng)目成本投入；

2）不需要購置大量的拼裝腳手架、鋼管等，施工工藝簡單；

新建拱橋下部結(jié)構(gòu)施工工藝及措施

拱橋拼裝臨時(shí)支架施工技術(shù)措施

根據(jù)本橋施工特點(diǎn)及采取的施工方案，主橋上部結(jié)構(gòu)安裝主要涉及臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)與搭設(shè)，鋼結(jié)構(gòu)吊裝，吊桿安裝，橋面板安裝，監(jiān)控方案6個(gè)內(nèi)容。

考慮到本橋施工技術(shù)控制要點(diǎn)及施工難度，需要對拱橋的搭設(shè)提供一個(gè)安全可靠的施工平臺，所以，在項(xiàng)目建設(shè)初期通過采用MIDAS CIVIL2012模擬技術(shù)分析橋梁支架受力模型，確保建立一個(gè)安全、經(jīng)濟(jì)的臨時(shí)支架結(jié)構(gòu)，為后期拱橋主橋支架搭設(shè)、拱肋吊裝、吊桿張拉等施工技術(shù)層面進(jìn)行提供安全保障。

主橋臨時(shí)支架設(shè)計(jì)及施工工法

1）臨時(shí)支墩設(shè)計(jì)及施工

根據(jù)擬定的吊裝方案施工圖要求共設(shè)8個(gè)支墩，每個(gè)支墩由鋼管樁平臺與桁架結(jié)構(gòu)形式，以最高水位以上50cm（+3.7m）為界。

鋼管樁平臺結(jié)構(gòu)：由3根Φ600鋼管樁與3根HW400×400×13×21型鋼組成，鋼管樁頂設(shè)置1cm鋼板封頂，樁頂上搭設(shè)邊長2.2m等邊三角形型鋼結(jié)構(gòu)。

下部支架：由L180×18，L70×6形成桁架，頂部依次由下往上設(shè)置圈梁，大橫梁，調(diào)整節(jié)段。圈梁由4根HW400×400×13×21型鋼形成；大橫梁采用BH400 ×200×20×20型鋼；調(diào)整節(jié)段采用2根HW200×200×8×12型鋼，最終形成拱橋主梁搭設(shè)平臺。

上部支架：支架由L180×18，L70×6形成桁架，頂部依次由下往上設(shè)置圈梁，大橫梁，調(diào)整節(jié)段。圈梁由4根HW200×200×8×12型鋼形成；大橫梁采用HW200 ×200×8×12型鋼；調(diào)整節(jié)段采用2根HW200×200×8×12型鋼，形成拱橋吊裝時(shí)的臨時(shí)支撐結(jié)構(gòu)，為后續(xù)吊裝施工打下基礎(chǔ)。

2）鋼管樁施工方法

臨時(shí)墩鋼管樁采用φ600mm，管壁厚度10mm的鋼管樁，利用200t浮吊與振動錘打設(shè)，由于支墩在河中，為了控制鋼管樁的定位精度，本工程采用特制定位架進(jìn)行定位施工。定位架由φ160mm與φ80mm鋼管形成桁架結(jié)構(gòu)，整個(gè)結(jié)構(gòu)封端，保證鋼管內(nèi)無法進(jìn)水，保持桁架能夠在水中漂浮。打設(shè)順序由兩邊至中間為1#→2#→4#→3#，施工時(shí)先將1#和4#靠近兩岸的臨時(shí)墩經(jīng)過精確放樣確定位置，然后采用DN60打樁機(jī)插打鋼管樁，1#、4#施工結(jié)束后，利用1#、4#臨時(shí)墩鋼管樁作為定位點(diǎn)，定位桁架尾部固定在軸線定位點(diǎn)上，拼搭桁架滿足定位點(diǎn)至第一個(gè)支墩位置的長度，利用全站儀調(diào)整桁架方向，使其順軸線方向，此時(shí)桁架端部位置即為第一個(gè)支墩的位置，依次即可定位河中墩2#、3#臨時(shí)墩鋼管樁基礎(chǔ)。

新橋施工中老橋?qū)蠘虻膰o(hù)措施

臨近老橋承臺施工技術(shù)圍護(hù)措施

1）方案擬定

根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)情況及緊鄰老橋承臺僅33cm，除此之外基坑施工又臨近航道這一施工特點(diǎn)，在經(jīng)過嚴(yán)格的施工技術(shù)比選后，確定采用拉森鋼板樁作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)。

2）鋼板樁施工

下部結(jié)構(gòu)施工前，預(yù)先對施工范圍進(jìn)行地下埋設(shè)管線進(jìn)行探測，確保無誤后施工樁基，待樁基施工完畢插打鋼板樁。

本鋼板樁圍堰平面為矩形，施工轉(zhuǎn)角處時(shí)首先使用定型角樁。角樁焊接必須牢固、密封，合龍安排在圍堰角樁處。

3）基坑加固

在基坑開挖前進(jìn)行基坑加固，防止基坑發(fā)生涌水或隆起時(shí)間，坑底加固區(qū)域采用壓密注漿施工方法，振沖注漿工法應(yīng)用振動鉆機(jī)造孔，并直接利用鉆桿注漿，由于是無水鉆進(jìn)，減小了對土體的擾動，鉆桿和土體密實(shí)接觸，確保在固定層位注漿，注漿段高可調(diào)，使?jié){液擴(kuò)散均勻。

結(jié)束語

大蘆線7標(biāo)主橋拱橋施工過程中，從新橋建設(shè)及老橋圍護(hù)施工方案都進(jìn)過嚴(yán)格比選分析后確定的，施工中嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工，經(jīng)檢驗(yàn)鋼板樁支護(hù)效果良好，原有老橋保護(hù)采用鋼板樁圍護(hù)、壓密注漿、老橋監(jiān)測等措施使得老橋沒有發(fā)生變形；拱橋吊裝施工技術(shù)措施的確定為項(xiàng)目節(jié)約了成本、縮短了施工周期，不僅保證了臨近老橋深基坑施工中對深水河道老橋的安全，同時(shí)也為臨近建、構(gòu)筑物橋梁施工技術(shù)措施積累了經(jīng)驗(yàn)，對以后類似工程的安全、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)施工提供了富有成效的指導(dǎo)基礎(chǔ)。

[1] 陳寶春《鋼管混凝土拱橋設(shè)計(jì)與施工》 北京.人民交通出版社,2000.

[2] 雷勇《大跨度剛桁架拱橋施工技術(shù)研究》 《建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)》2015年6月刊；

TU75

B

1007-6344（2016）03-0223-01

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