跨國(guó)道小凈空橋梁門洞支架施工關(guān)鍵技術(shù)研究

沈委慈

(中交二航局第三工程有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212003)

近年來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，特別是大跨徑橋梁的建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)輝煌的時(shí)期，一大批結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)復(fù)雜、設(shè)計(jì)和施工難度大的大跨徑橋梁相繼建成。目前，我國(guó)橋梁建設(shè)正在向大跨徑、造型美觀等方向發(fā)展。隨著橋梁建設(shè)水平的提高，跨公路現(xiàn)澆施工的橋梁日益增多。從造型美觀及安全行車角度，采用一跨過(guò)路的大跨徑橋梁越來(lái)越多。由于受到不允許長(zhǎng)期封路、橋下行車凈空和行車道寬度以及施工于擾等多種因素的限制，跨路橋梁施工中采用的支架結(jié)構(gòu)形式一直為現(xiàn)澆施工中的難點(diǎn)。

1 概況

跨淮江復(fù)線高架橋位為3 聯(lián)現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁橋，橋梁全長(zhǎng)294.9m，全寬為25m，橋梁左右分幅。跨淮江復(fù)線高架橋在跨越淮江復(fù)線處設(shè)置主跨為50m 的現(xiàn)澆變高度預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)大箱梁，跨徑布置為35+50+35m。主跨50m 的現(xiàn)澆變高度預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)大箱梁，全寬25m，采用單箱三室斷面。箱梁中支點(diǎn)處梁高3.0m，中跨跨中及邊跨梁端梁高2m?？缁唇瓘?fù)線高架建成后機(jī)動(dòng)車道凈空高度≥5m，非機(jī)動(dòng)車道凈空高度≥2.5m，人行道凈空高度≥2.5m。設(shè)計(jì)的最大凈空值為5.9m，最小凈空值為5.4m，凈空高度較小，根據(jù)調(diào)查G233 國(guó)道日斷面流量約為10000 輛，大型節(jié)假日期間日斷面流量約為13000 輛。因此跨淮江復(fù)線小凈空門洞支架施工的關(guān)鍵技術(shù)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目順利實(shí)施有重要意義。

2 跨路門洞支架設(shè)計(jì)

在不中斷國(guó)道交通的情況下，進(jìn)行上跨橋施工通常采用搭設(shè)門洞支架施工。因設(shè)計(jì)的橋梁凈空值較小，為保障車輛安全通行，施工過(guò)程中橋下凈空不得小于5m。采用貝雷架搭設(shè)門洞，橋下凈空值較小，由下表可知行車道凈空僅為4.2m 左右。采用型鋼搭設(shè)門洞，橋下凈空富余量加大，由下表可知行車道高度為5.3m 左右。因此門洞支架采用型鋼梁柱式結(jié)構(gòu)門洞?，F(xiàn)澆箱梁斷面較大，為保障門洞支架整體穩(wěn)定性，采用單車通行門洞，門洞凈寬為3.5m。單側(cè)設(shè)置2 個(gè)機(jī)動(dòng)車門洞，1 個(gè)非機(jī)動(dòng)車門洞。

表1

門洞支架具體設(shè)計(jì)如下：門洞下部使用擴(kuò)大基礎(chǔ)+鋼管結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大基礎(chǔ)長(zhǎng)25 米，寬1.5 米，高1 米。鋼管樁每排為7 根φ609mm 壁厚8mm 鋼管，兩排支墩之間跨度為3.5 米和2 米兩種。每排鋼管間距組合依次為4.2 米、4.2 米、3.145 米、3.145 米、4.2 米、4.2 米。鋼管上為橫向雙拼I45 工字鋼承重梁，工字鋼上部設(shè)置縱向25a 型鋼主梁，上部設(shè)置[12.6 槽鋼和支架，支架上設(shè)置橫向I12.6 工字鋼和縱向方木，然后鋪設(shè)1.5cm 厚竹膠板底模。(圖1、2)

圖1 跨線鋼管支墩橫斷面圖

3 門洞支架搭設(shè)

門洞支架搭設(shè)采用封閉國(guó)道半幅道路施工，利用另外半幅進(jìn)行交通導(dǎo)流，保障車輛通行。

3.1 混凝土條形基礎(chǔ)施工

門洞基礎(chǔ)直接利用現(xiàn)有的國(guó)道瀝青路面，對(duì)瀝青不需要做特殊處理。但需要通過(guò)靜載試驗(yàn)方法驗(yàn)證。門洞混凝土條形基礎(chǔ)采用C30 混凝土，其幾何尺寸為長(zhǎng)25 米，寬1.5 米，高1 米。

基礎(chǔ)混凝土施工采用竹膠板作為模板，插入式振搗棒振搗密實(shí)?；炷翖l形基礎(chǔ)施工同時(shí)埋設(shè)鋼管立柱預(yù)埋鋼板，鋼板尺寸為0.9m×0.9m，錨筋采用8 根φ28 螺栓，錨固長(zhǎng)度為0.5m?；炷粱A(chǔ)與預(yù)埋鋼板的軸線位置應(yīng)該嚴(yán)格控制。

混凝土澆筑之前需進(jìn)行鋼管樁固定螺栓的預(yù)埋，預(yù)埋位置必須準(zhǔn)確，螺栓外露長(zhǎng)度需滿足要求。鋼管樁每排為7 根φ609mm 壁厚8mm 鋼管，兩排支墩之間跨度為3.5 米和2 米兩種，每排鋼管間距組合依次為4.2 米、4.2 米、3.15 米、3.15 米、4.2 米、4.2 米。鋼管樁底部與預(yù)埋螺栓連接固定，鋼管樁底部與頂部均四周設(shè)加勁板，每根上下各8 塊。

3.2 鋼管立柱安裝

圖2 跨線鋼管支墩縱斷面圖

鋼管立柱采用φ609mm 壁厚8mm 鋼管，立柱在加工廠下料，并將柱頂按設(shè)計(jì)處理妥當(dāng)后運(yùn)至安裝現(xiàn)場(chǎng)。鋼管立柱安裝前，先將預(yù)埋鋼板上面的混凝土砂漿清理干凈。測(cè)量人員在鋼板上放出立柱中心線并測(cè)出其中心標(biāo)高；施工人員根據(jù)立柱中心線與各標(biāo)高測(cè)量數(shù)據(jù)引出鋼管立柱的外邊框線和參考高程點(diǎn)。

鋼管立柱運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后, 現(xiàn)場(chǎng)施工人員復(fù)核每根立柱的實(shí)際高度,經(jīng)檢查后方可進(jìn)行立柱安裝。鋼管安裝采用25 噸吊車配合施工,立柱吊立至預(yù)埋鋼板上后,人工將其扶正。用垂直尺或吊錘檢查其垂直度,確定好后用加勁板將其與預(yù)埋鋼板連接。若鋼立柱鋼管口與預(yù)埋鋼板有空隙,墊鋼板焊接加固。

立柱安裝結(jié)束后用2[20a 槽鋼橫橋向?qū)⒏髁⒅陨舷缕铰?lián)加斜撐的形式連接在一起,加強(qiáng)其穩(wěn)定性。為了加快安裝速度且能更好的控制每排立柱頂端是否在同一直線上, 宜先安裝同排立柱端部的兩根, 然后在安裝好的立柱上下各拉一條廣線, 其它立柱安裝根據(jù)廣線控制其位置。

3.3 柱頂橫梁安裝

柱頂橫梁采用雙拼45a工字鋼。柱頂橫梁?jiǎn)胃L(zhǎng)度為14.5m, 采用地面連接,整體吊裝的方法安裝, 其連接接頭應(yīng)安排在中間一根立柱的頂端。橫梁與立柱之間設(shè)置卸荷塊并采用焊接方式連接。安裝過(guò)程應(yīng)保證其位置的準(zhǔn)確度, 盡量減小偏差,減小立柱的偏心受壓。柱頂橫梁加工時(shí), 對(duì)應(yīng)的縱梁位置采用lcm 加勁板進(jìn)行加強(qiáng),加勁板焊接方向垂直于腹板與翼緣板; 同時(shí)橫梁在柱頂處用加勁板對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行加固。

3.4 防護(hù)鋼板安裝

橫梁安裝完成后，在橫梁梁上滿鋪3mm 厚鋼板作為防護(hù)棚，防止上部施工過(guò)程中的物體掉落保護(hù)門洞內(nèi)行車安全。

3.5 縱梁安裝

縱梁按六跨連續(xù)梁設(shè)置(東西車道分幅施工，實(shí)際施工為每次三跨連續(xù)梁)，主縱梁采用工25a，縱梁必須為連接牢固的整根工字鋼?？v梁采用地面加工, 單根整體吊裝的方式施工?？v梁在各支點(diǎn)處采用楔形塊進(jìn)行加強(qiáng)、調(diào)節(jié)縱坡使縱梁與橫梁連接貼緊密實(shí)?？v梁安裝位置必須準(zhǔn)確?？v梁與橫梁之間采用電弧焊接方式連接?？v梁安裝宜以腹板為主,測(cè)量人員先將腹板位置的兩根縱梁位置放樣。施工人員根據(jù)已放樣的縱梁用鋼卷尺將其他縱梁的準(zhǔn)確位置放樣至橫梁上縱梁安裝前需對(duì)每一根縱梁進(jìn)行檢查, 嚴(yán)禁存在強(qiáng)度缺陷或彎曲偏大的縱梁進(jìn)入支架主體安裝。

3.6 模板系統(tǒng)

模板系統(tǒng)采用底板設(shè)[12.6 小橫梁和縱向方木，腹板及翼板處設(shè)支架立于主縱梁之上接雙拼φ48×3.5mm 定制彎曲鋼管，然后鋪設(shè)1.5cm 厚竹膠板底模。

3.7 交通轉(zhuǎn)換，施工另一側(cè)門洞

待單側(cè)門洞施工至底模鋪設(shè)完成后，立即施工臨邊圍欄。同時(shí)需要進(jìn)行門洞的防撞墩及反光漆的施工。做好防護(hù)及清理工作之后，交通進(jìn)行轉(zhuǎn)換，進(jìn)行另外一側(cè)的門洞施工。

現(xiàn)澆箱梁施工時(shí)在現(xiàn)有國(guó)道左右幅各預(yù)留兩個(gè)行車門洞，確保施工及現(xiàn)有國(guó)道安全暢通，預(yù)留門洞橫向凈寬3.5m，凈高≥5.3m，門洞橫橋向?qū)?8m，即左右幅橋面寬度各向外側(cè)延伸1.5 米。

4 防撞設(shè)施

4.1 夜間施工安全措施

門洞搭設(shè)完成后，夜間照明采用截光型高壓鈉燈，懸掛于門洞橫梁正下方，布設(shè)高度30cm 以內(nèi)，保證燈下凈空高度5m，門洞兩側(cè)均設(shè)置，門洞搭設(shè)過(guò)程中在具備通行條件的門洞下同樣按照上述要求設(shè)置夜間照明，其余導(dǎo)流水碼、錐桶及標(biāo)識(shí)標(biāo)牌均需具備車燈照射下反光辨識(shí)能力以保證夜間路線辨識(shí)。(圖3)

圖3 門洞燈帶布置示意圖

4.2 防墜落措施

支架搭設(shè)完成后于兩側(cè)設(shè)置高1.2m 的定型圍欄，下設(shè)20cm 高踢腳板，內(nèi)側(cè)全幅圍護(hù)密目網(wǎng)防墜物及高空拋物。箱梁澆筑完成后于兩側(cè)現(xiàn)澆各一道高10cm，寬5cm 的攔水埂，配合養(yǎng)護(hù)時(shí)覆蓋土工布及灑水時(shí)控制撒水量以保證養(yǎng)護(hù)用水不會(huì)滴落至行車道。

4.3 跨路支架防撞措施及交通管控措施

開工前與公路主管部門取得聯(lián)系，在公路主管部門的指導(dǎo)下，做好公路的防護(hù)及引導(dǎo)工作。

工程施工時(shí)，在距施工工點(diǎn)500m 處設(shè)置“前方施工減速慢行”警示牌，距工點(diǎn)300m 處設(shè)置40km/h 限速牌，100m 處設(shè)置減速帶，距工點(diǎn)30m 和25m 處設(shè)置限高架，提醒過(guò)往司機(jī)進(jìn)入該地段時(shí)控制行車速度，距工點(diǎn)20m 處設(shè)置減速帶、紅道帽、防撞筒標(biāo)志；

距離門洞擴(kuò)大基礎(chǔ)迎車方向50cm 設(shè)置防撞墩。防撞墩采用混凝土澆筑，寬、高度與基礎(chǔ)一致。并張貼黃黑色反光貼，防止個(gè)別司機(jī)因疲勞駕駛或惡劣氣候條件下視線不清時(shí)，闖入封閉施工區(qū)域，造成人員、車輛損失，影響施工。

為保證夜間行車安全，應(yīng)在鋼管柱及門洞條形基礎(chǔ)和防撞墩、墻上涂黑黃相間反光漆及相應(yīng)的行車警示標(biāo)志。

設(shè)2 名安全員24h 值班，負(fù)責(zé)日常安全監(jiān)察，設(shè)4 名防護(hù)員24h 值班，負(fù)責(zé)及時(shí)傳遞各種信息，維護(hù)或設(shè)置交通標(biāo)志(警示牌、限速牌、反光錐封閉、路欄等)。施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)醒目的安全標(biāo)語(yǔ)和安全警示標(biāo)志，提示行駛車輛及施工人員注意安全。

5 門洞拆除

門洞拆除擬采用臨時(shí)支架支撐法落架。即用盤扣式支架搭設(shè)臨時(shí)支撐架，將門洞橫梁的兩端支撐。接著將卸荷塊切割，然后使用U 托伸縮將橫梁及以上的支架系統(tǒng)緩慢下降至一定高度，使支架體系與箱梁梁體脫離，最后拆除鋼管立柱、破除條形基礎(chǔ)。

門洞拆除時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)臨時(shí)支撐架采用盤扣支架搭設(shè)，搭設(shè)應(yīng)穩(wěn)固，工作面充足。

(2)分批切割卸荷塊，橫橋向按從外側(cè)向中間的順序?qū)ΨQ間隔割除。

(3)門洞上的型鋼應(yīng)分階段降落，每階段的最大下降量控制在20cm 左右。并按縱橋向先高后低的順序逐孔實(shí)施降落。

(4)門洞拆除時(shí)，應(yīng)采用封閉半幅交通的方式進(jìn)行。在拆除跨中部分門洞時(shí)，應(yīng)選擇在車流量較少的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

(5)拆除時(shí)遵循先安裝后拆、后安裝先拆的原則。

(6)門洞拆除后，若對(duì)原瀝青路面造成損壞，應(yīng)對(duì)瀝青路面進(jìn)行銑刨后重新攤鋪。

6 實(shí)施效果分析

本項(xiàng)目受橋下凈空高度較小的影響，條件上不允許采用常規(guī)的貝雷架門洞體系，而采用型鋼單車道門洞。在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，小凈空型鋼單車道門洞施工工藝有效的解決了橋梁下凈空不足的問(wèn)題，順利完成跨路箱梁現(xiàn)澆施工。在保障了行車凈空安全的前提下，單向設(shè)置了兩個(gè)車道，且對(duì)車道進(jìn)行分離，對(duì)國(guó)道車輛的整體通行未造成影響。跨國(guó)道淮江復(fù)線高架橋現(xiàn)澆箱梁的順利實(shí)施，為整個(gè)項(xiàng)目的順利按時(shí)完工奠定了良好的基礎(chǔ)，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

7 結(jié)論

希望通過(guò)本文的闡述，在橋下凈空受影響的情況下，合理選擇施工工藝，明確施工要點(diǎn)，為類似橋梁跨路施工提供借鑒。