裝配式鋼棧橋橋面板施工技術(shù)研究

薛志林

（中交路橋華南工程有限公司，廣東 中山 528403）

0 引言

鋼棧橋被廣泛應(yīng)用于建筑工程中，對路橋工程項目起著重要的作用。如何進(jìn)行施工以及保證具有安全的結(jié)構(gòu)，是路橋工程項目中的關(guān)鍵內(nèi)容，也是施工單位和相關(guān)工作人員需要重點考慮的問題?，F(xiàn)階段在跨海、跨河橋梁施工中，裝配式鋼棧橋橋面板施工技術(shù)凸顯出一定的優(yōu)勢，從而展開一系列的探討。

1 工程概況

三門灣大橋全長3119m，左右幅橋面寬度均為16.25m，全橋共計24 聯(lián)，是跨海建造的高速公路特大橋梁。主橋跨徑組合80+2×145+80m，采用雙薄壁墩預(yù)應(yīng)力連續(xù)剛構(gòu)橋。引橋跨徑以50m 為主，上部結(jié)構(gòu)采用等高度預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，下部結(jié)構(gòu)采用花瓶型實心墩，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。

2 裝配式鋼棧橋結(jié)構(gòu)介紹

三門灣大橋大部分墩位均在海上，施工過程中需要一條海上通道來滿足材料運輸及結(jié)構(gòu)施工。鋼棧橋作為三門灣大橋的一項大臨結(jié)構(gòu)，其重要性不言而喻。三門灣大橋南北兩岸主棧橋長度2120m，中間預(yù)留通航孔位。棧橋主要由鋼管樁、貝雷梁、型鋼分配梁、橋面板組成。橋跨布置為：單跨長12m，樁基礎(chǔ)采用單排墩和雙排墩布置；橋面寬8.6m，其中行車道寬度8m，人行道寬度0.6m；設(shè)計車輛荷載重量80t。

棧橋基礎(chǔ)采用的是Φ710×10mm 的鋼管樁，由于海水的腐蝕性，需對鋼管進(jìn)行防腐處理。鋼管樁橫橋向采用Φ273×6mm 螺旋管連接，增加其整體穩(wěn)定性。

棧橋的主梁采用的是321 型貝雷片縱梁，貝雷梁的拼接可在岸邊預(yù)留場地上進(jìn)行，每片貝雷片通過貝雷銷進(jìn)行銷接接長，一般拼接長度為12m，即4 片貝雷片為一組。每組貝雷梁的橫向拼接通過90 支撐架及支撐架螺栓進(jìn)行栓接。拼接好后的貝雷梁通過炮車等運輸設(shè)備運至貝雷梁架設(shè)處，需要將特有的材料進(jìn)行完全的固定。在鋼棧橋的貝雷主梁位置需要設(shè)置I22a 分配梁，第一根分配梁的長度確定為20cm，后面的分配梁根據(jù)規(guī)定的長度完成鋪設(shè)，所需的橫向分配梁必須和橋面板的尺寸相符合。最終裝配式橋面板、分配梁以及其他相關(guān)材料都需要進(jìn)行一定的連接。

完成分配梁的連接后，需要進(jìn)行裝配式橋面板的鋪設(shè)，橋面板的主要由花紋鋼板和縱肋構(gòu)成，通過橋面板夾具進(jìn)行有效連接，通常情況下，制作為格構(gòu)式的橋面板。標(biāo)準(zhǔn)橋面板一般長6m、寬2m，每塊標(biāo)準(zhǔn)橋面板使用兩個中間夾具進(jìn)行固定連接。由于溫度及行車荷載等影響，需要對鋼棧橋設(shè)置伸縮裝置，三門灣大橋橋面板伸縮縫每隔120m 設(shè)計1 道，伸縮量設(shè)計為8cm。

3 傳統(tǒng)鋼棧橋和裝配式鋼棧橋施工技術(shù)

3.1 傳統(tǒng)鋼棧橋的施工技術(shù)

3.1.1 下部結(jié)構(gòu)施工

鋼管樁的施工過程，采用的是傳統(tǒng)的振打下沉的方式，通過控制擊震力和貫入度來驗證鋼管樁與地基的摩擦力，保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。完成鋼管樁震設(shè)后需要對鋼管樁進(jìn)行橫向連接，橫向平聯(lián)連接好后，在鋼管樁固定標(biāo)高位置焊接牛腿完成承重梁的安裝。

3.1.2 上部結(jié)構(gòu)施工

貝雷梁在安裝過程中是以整體吊裝的方式進(jìn)行安裝，在施工之前，需要運用相關(guān)的機(jī)械設(shè)施將貝雷片提前進(jìn)行連接，根據(jù)施工的要求和現(xiàn)場的實際情況充分完成對貝雷片的拼接。核查拼接完成之后將每組貝雷梁吊起放到需要安裝的位置，確保和安裝的位置保持一致，檢查所有零件后依次進(jìn)行安裝，在安裝完成之后再次檢查是否符合規(guī)定和要求。

傳統(tǒng)橋面板安裝，對于傳統(tǒng)的分配梁是施工人員結(jié)合吊機(jī)進(jìn)行安裝，利用吊機(jī)把分配梁放到規(guī)定的位置，由施工人員利用焊接的設(shè)施完成安裝，同時需要將貝雷梁和承重梁在一定要求下固定連接。對于橫向和縱向的分配梁，需要將其進(jìn)行焊接，從而完成連接，在焊接的過程中，需要確保相應(yīng)的平整水平，可以對邊緣進(jìn)行滿焊焊接。

3.2 裝配式鋼棧橋施工技術(shù)

3.2.1 下部結(jié)構(gòu)施工

在下部結(jié)構(gòu)施工過程中，裝配式鋼棧橋施工技術(shù)和傳統(tǒng)的鋼棧橋施工技術(shù)是一致的，不再做以重復(fù)說明。

3.2.2 上部結(jié)構(gòu)施工

貝雷梁的具體安裝方式，裝配式鋼棧橋和傳統(tǒng)的鋼棧橋在貝雷梁的安裝上大致是相同的。但是，裝配式鋼棧橋施工技術(shù)為了確保連接和提升安裝效果，在結(jié)構(gòu)受力達(dá)到一定要求后對貝雷梁相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致的優(yōu)化。裝配式鋼棧橋在施工過程中沒有繼續(xù)選擇傳統(tǒng)貝雷梁的具體構(gòu)件，而是選擇應(yīng)用分配梁整套的螺栓孔。改進(jìn)之后的貝雷梁，不僅在傳力效果方面大大提升，而且因為具有整套的槽口，能夠快速將分配梁進(jìn)行有效連接。

分配梁和橋面板進(jìn)行安裝，貝雷主梁施工完成之后，需要施工人員配合機(jī)械設(shè)施完成分配梁和橋面板的安裝。在安裝過程中，需要對分配梁和貝雷梁應(yīng)用特定的連接構(gòu)件，使在連接過程中能夠有效和貝雷梁相適應(yīng)，只需要將螺栓擰住，就可以完成安裝過程。同時，需要一定的時間進(jìn)行多次試驗，確保連接的合理性和具備一定的強度和耐力，從而使鋼棧橋能夠正常運行。

裝配式鋼棧橋橋面板安裝是施工人員利用履帶吊的作用進(jìn)行安裝的，履帶吊的作用是可以將單個橋面板放到規(guī)定的位置，然后進(jìn)行相應(yīng)的安裝。對于裝配式鋼棧橋橋面板而言，施工人員只要使用夾具就可以完成安裝，是非常簡單方便的。

4 裝配式鋼棧橋橋面板施工技術(shù)的優(yōu)勢

4.1 施工效率

三門灣項目南岸鋼棧橋長度1020m，共85 跨，展開對傳統(tǒng)鋼棧橋和裝配式鋼棧橋施工效率分析。從以往的施工情況來看，以傳統(tǒng)的方式進(jìn)行施工，在一定人數(shù)的前提條件下，單跨施工平均需要20h 的有效工作時間，才能完成相應(yīng)的安裝和鋪設(shè)工作，而且還需要配備相關(guān)的機(jī)械設(shè)施等完成材料的焊接。

根據(jù)三門灣大橋項目的具體施工情況，使用裝配式橋面板后，對棧橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定程度的優(yōu)化，將鋼管樁、下橫梁等結(jié)構(gòu)數(shù)合理進(jìn)行減少，最大程度地減少2 道施工程序，使棧橋的搭建和拆分更加方便，有效提高施工人員的工作效率。同時，在棧橋搭建過程中，只有少部分施工程序需要施工人員完成高空作業(yè)，降低施工人員落水的概率，確保施工人員在棧橋施工過程的安全。在和傳統(tǒng)施工人數(shù)相同的情況下，單跨平均僅僅需要13.5h 可以完成相應(yīng)的工作，裝配式鋼棧橋橋面板每跨搭設(shè)可節(jié)省6.5h 的可利用時間，可以節(jié)省553h。裝配式鋼棧橋橋面板應(yīng)用的是廠家制作完成的標(biāo)準(zhǔn)板，可以省去焊接的工作環(huán)節(jié)，節(jié)省一定的時間和人力，同時也恰恰證明在橋面板施工過程中可以省去焊接的工作也可以完成橋面板的相關(guān)工作過程。因此，應(yīng)用裝配式鋼棧橋橋面板施工技術(shù)可以有效提高工作效率。裝配式鋼棧橋橋面板施工具體如圖1 所示。

圖1 裝配式鋼棧橋橋面板安裝施工

根據(jù)上述分析，裝配式鋼棧橋施工在時間的利用上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)鋼棧橋安裝施工，在每跨施工中可以節(jié)約6.5h。在施工人員的數(shù)量方面，裝配式鋼棧橋減少人員的使用量，相關(guān)施工環(huán)節(jié)的焊接工作是提前完成或者廠家解決，不僅提升確保施工的質(zhì)量，而且大大增強施工的效率。同時，裝配時鋼棧橋橋面板在進(jìn)行鋪設(shè)的過程中，由于省去焊接環(huán)節(jié)，因而大多數(shù)技術(shù)工人都可以完成施工工作，避免施工方高價聘請專業(yè)技術(shù)工人，一定程度上節(jié)約人力成本和解決施工困難的問題。另外，裝配式鋼棧橋橋面板制造工藝精良，大部分部位的數(shù)據(jù)要求都是要小于2mm，確保在安裝完成之后外觀是整齊和卡扣有效的；而其中的夾具在滿足一定要求的同時做到精巧，充分解決結(jié)構(gòu)復(fù)雜的難題；改變原有的思維模式，直接將工廠加工的形式運用到施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝，制作完成的卡尺滿足橫梁安裝的要求，確保安裝位置的正確；裝配式鋼棧橋橋面板有效解決在制造和安裝過程的準(zhǔn)確度問題，省去施工過程中焊接這一環(huán)節(jié)，極大地提高了裝配式鋼棧橋橋面板的安裝效率，每一跨15min 可以安裝完成，有效降低施工成本，避免延誤棧橋的施工工期。

4.2 循環(huán)利用率

傳統(tǒng)鋼棧橋橋面板在整體工程竣工之后，橋面板失去可利用價值，只能做成廢材料進(jìn)行處理。而且施工中所用到的材料無法進(jìn)行再次的有效使用，一定程度上浪費相應(yīng)的資源和材料，不利于企業(yè)的穩(wěn)定運行和可持續(xù)發(fā)展。

裝配式鋼棧橋根據(jù)這一現(xiàn)象進(jìn)行有效分析和研究，對橋面板和相關(guān)的構(gòu)件進(jìn)行一定的防腐措施，在不同情況下有效增加材料的使用時間，提升各項種類材料的使用效果，發(fā)揮其最大的利用價值，從而有效降低工程的成本。對于裝配式鋼棧橋橋面板的制造是有嚴(yán)格規(guī)定和要求的，必須在規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化的工廠進(jìn)行制造，只有經(jīng)過檢驗和審核，得到合格的結(jié)果之后才能進(jìn)行應(yīng)用。由于橋面板在制造的過程中較為標(biāo)準(zhǔn)和精細(xì)化，所以對于施工的棧橋也有一定的要求，需要對現(xiàn)場進(jìn)行相應(yīng)的清理和修復(fù)，才能使橋面板充分應(yīng)用到裝配式鋼棧橋中，進(jìn)行一系列的施工作業(yè)后，相應(yīng)地提升棧橋的觀賞效果，并為施工人員和其他相關(guān)工作人員創(chuàng)造良好的環(huán)境和氛圍，有利于提升施工效率和質(zhì)量，如圖2 所示。

圖2 裝配式鋼棧橋橋面板現(xiàn)場圖

總而言之，絕大多數(shù)的工程項目需要根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計和施工，要靈活根據(jù)具體情況完成安拆、運輸、管理和周轉(zhuǎn)工作。對于一些材料和大型的機(jī)械設(shè)施要考慮按照部分項目的情況做好應(yīng)對，不能根據(jù)整體工程統(tǒng)一進(jìn)行安排和設(shè)計，這方面施工單位、相關(guān)設(shè)計人員以及施工人員都是需要重視的。但同時具體的設(shè)計不能僅針對一個項目，而是考慮一類或具體某方面的項目，從而不僅能夠解決具體項目的問題，又兼顧長遠(yuǎn)的使用，在此設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷創(chuàng)新，從中總結(jié)一定的經(jīng)驗和不足，使其有一定的發(fā)展和進(jìn)步。整體化的設(shè)計內(nèi)容和方向需要考慮施工單位的近期和遠(yuǎn)期項目的相關(guān)情況，以此展開具體的分析和研究，確定有目的和規(guī)劃的設(shè)計方案，從而提升施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，確保施工單位的可持續(xù)發(fā)展。

裝配式鋼棧橋作為臨時施工結(jié)構(gòu)，像這類的工程項目都需要對其所處的地理位置、外部條件、使用時間、施工、安裝過程等相關(guān)信息內(nèi)容做到詳細(xì)分析和研究，并對其他涉及的內(nèi)容都需要清楚和明確。同時，考慮構(gòu)件的構(gòu)造、再利用率、吊裝點、操作通道、安全防護(hù)等一系列細(xì)節(jié)，對項目的經(jīng)濟(jì)性和有效資源的利用有一定的了解。標(biāo)準(zhǔn)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅需要具備相關(guān)要求的結(jié)構(gòu)，還要具有一定標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)件，這些構(gòu)件必須能夠便于運輸和安裝，確保加工過程的精密度，使其連接的過程中是快速簡潔的。同時，結(jié)構(gòu)單元需要滿足模塊化的要求，充分做到同步使用來承受不同級別的荷載，進(jìn)而解決結(jié)構(gòu)的荷載適應(yīng)性問題。另外，需要考慮施工人員、安全通道及安全防護(hù)設(shè)施的設(shè)計，對于安全防護(hù)需要進(jìn)行具體的研究并提出相應(yīng)的措施，確保工程項目的正常運行。

5 結(jié)語

采用裝配式鋼棧橋橋面板施工技術(shù)，最大程度地提高施工效率，避免延誤工程的工期，而且在施工過程能夠合理利用原材料，有效降低施工成本。社會的發(fā)展和進(jìn)步對裝配式鋼棧橋提出更高的要求，只有符合時代的要求和規(guī)定才能使裝配式鋼棧橋得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。