小角度斜交剛構橋施工技術

摘 要：本文通過廣深港鐵路客運專線ZH-2標樓村1#特大橋斜交剛構工程實踐，介紹了小角度斜交剛構施工的交通組織疏導、支架設計、剛構分區分段施工和大體積混凝土澆筑等項施工技術。

關鍵詞：小角度；斜交剛構；交通疏導；貝雷梁；施工技術

中圖分類號：U445 文獻標識碼：A

1工程概況

廣深港鐵路客運專線ZH-2標樓村1#特大橋斜交剛構斜跨深圳市鳳新路，線路與公路的夾角為16°，線路左側公路通往公常路。鳳新路為雙向四車道水泥路面，車流量較大，主行車道單幅路面寬8.5m，中間綠化帶寬10m，兩側邊綠化帶寬1.5m，人行道寬3m；本處鐵路線路以2跨（16+16）m連續斜交框架結構跨越，中墩設于隔離帶，立交凈高5.2m，線路方向總長160.93m。

2斜交剛構橋施工的關鍵技術

由于樓村1#特大橋斜交剛構樁基礎施工不影響鳳新路通車，可暫緩封閉道路。在樁基礎施工期間，對施工區域主車道倆側采用彩鋼瓦圍擋防護。本跨橋為框架式斜交剛構，在剛構框架施工期間，需涉及到施工工序安排與改路防護方案結合、支架搭設、大體積混凝土澆筑等技術方案。

2.1改路方案

為保障施工順利進行，及維護施工路段的既有公路交通安全與暢通，專門制定了施工期間的交通組織疏導方案：先施工小里程側墻身及頂板支架，大里程側道路維持雙向行車，待小里程頂板梁柱式支架搭設完成后，再改道施工大里程側墻身、頂板，小里程側道路維持雙向通行。

（1）小里程頂板施工工序安排：先施工小里程2#剛架，再施工1#、3#剛架及小里程連接的橋臺，在施工小里程（廣州端）剛架期間，封閉鳳新路施工路段右側（圳美-光明）主車道，左側主車道擴大現有圍檔，改為雙向行車，寬8m。交通疏導方案見圖1。

（2）大里程頂板施工工序：先施工和小里程連接的3#剛架，再依序施工2#、1#剛架及大里程橋臺。在施工大里程剛架期間，封閉鳳新路施工路段左側（圳美-光明）主車道，右側主車道擴大現有圍檔，改為雙向車道，寬8m，如圖1所示，

其中反光錐移至右側道路中間，標識牌根據現場相應調換。

（3）頂板全部施工完畢后，先拆除大里程滿堂碗扣支架，清理好路面，然后再次封閉右側車道，拆除左側鋼管貝雷支架。

（4）設立交通標志牌。在各處繞行地點設立交通標志牌，并標明\"道路施工，車輛慢行\"、\"右側封閉，左側通車\"等字樣和左右轉指示箭頭，并在道路倆側圍擋上下貼上反光紙。同時我們將投入人員步設在施工區域和周邊道路用于遠端分流和疏導，精心組織，爭取將施工給交通帶來的負面影響降到最低，確保鳳新路封閉施工期間的交通基本順暢。

（5）在施工完成后將恢復整個鳳新路的交通。

2.2支架搭設

（1）支架結構設計方案

根據本工程的施工方法和施工特點，為了確保施工和鳳新路行車安全，考慮各方面的因素及制約條件，對斜交剛構施工小里程采用鋼管立柱貝雷梁支架，首先施作55cm厚C20混凝土條形基礎，立柱采用φ630×8mm螺旋焊接鋼管，并在立柱頂部設立φ529mm鋼管砂箱，縱梁采用2I32a拼焊工字鋼?？v梁與立柱增設斜撐牛腿，增加其穩定性。大里程采用滿堂碗扣支架，并留一4米寬門洞作為施工通道；WDJ碗扣型多功能腳手架為Φ48×3.5 mm 鋼管，橫向間距60cm，縱向間距90cm。碗扣支架立桿底座可直接支撐在砼路面上，路面外部分澆筑15cm厚C20砼，基地承載力要求達到180kPa以上，基坑回填砂灌水振搗處理。墻身橫向按節段施工；豎向分兩次澆筑，第一次澆筑至洞口底板，第二次澆筑進行至倒角底。支架設計圖見圖2。

（2）受力驗算

1） 斜交剛構小里程段（既有公路通行側）采用鋼管貝雷梁支架，每排貝雷梁長12.0米，橫跨11.0米路面，每兩道連成一組，排間距1.2m，每組貝雷片對應端頭采用支撐架進行連接，每組間隔0.8米，各排縱梁間通過槽鋼連接加固，使縱梁整體受力。支墩采用φ630mm×8mm鋼管立柱，擱置在高55cm×寬170cm條形基礎上、底部均與70cm×70cm×8mm鋼板焊接，為提高支墩的穩定性，在各支墩鋼管之間設置[12槽鋼連接。支墩頂面設置Ф529mm砂箱，用來調整貝雷梁標高和混凝土澆筑后落架，頂面用2Ⅰ32工字鋼縱梁，貝雷梁頂用 Ⅰ12槽鋼做分配梁。該橋模板采用高強度防水竹膠板制作，見圖3。

貝雷梁的強度、剛度驗算

①貝雷片材料特性

E=2.1×105N/mm2

[Q]=245.2kN

[M]=788.2kNm

Ι=250497cm4=250497×104mm4

②單排貝雷片所受荷載：q1′=（頂板砼鋼筋自重×1.2+貝雷架、模板荷載+施工人員、施工材料機具等行走運輸或堆放荷載+振搗混凝土時產生荷載）=427.96÷11.82=36.2kN/m （考慮1.2安全系數）

③縱梁承受最大彎矩與最大剪力

Mmax=q1×l2/8=36.2×11.822/8=632.2<[M]=788.2kN·m 滿足要求

Qmax=1/2×11.82×36.2=214KN<[Q]=245.2kN滿足要求

④縱梁最大撓度

fmax=5q2l4/（384EI）=5×32.7×11.824/（384×2.1×108×2.505×10-3）=0.0158m=15.8mm<[f]=L/400=11820/400=29.6mm 滿足要求

2）為了加快施工進度及結合現場條件，大里程側（既有道路封閉側）支架采用WDJ碗扣式滿堂支架，并用鋼管卡進行聯接，鋼管立桿間距橫向×縱向為0.6×0.9m間隔布置，步距為h=1.2m，見圖4。

WDJ碗扣型多功能腳手架強度、剛度驗算

①立桿受力：

取最不利荷載驗算，倒角處頂板厚度最大（頂板砼鋼筋自重+模板荷載+施工人員、施工材料機具等行走運輸或堆放荷載+振搗混凝土時產生荷載），q=1.2×（39+0.5+2+2.5+2）=55.2 kN/m2

單根立桿受力為：

N=0.6×0.9×55.2=29.81KN<[N]=30 kN 滿足要求

②立桿強度、穩定性驗算

鋼管截面最小回轉半徑 ，支撐立柱步距為1.2m，計算長度l0=h+2a=1200+2×500=2100mm，長細比λ=l/i=2100/15.78=133，查表得φ=0.418。

強度驗算：

σ=N/Aji=29810/489=60.96MPa<[σ]=215 MP

穩定驗算：

σ=N/φA0=29810/（0.418×489）=145.84MPa<[σ]=215 MPa

根據上述計算，可滿足施工要求。

2.3支架預壓及沉降觀測。

為了確保鋼構施工安全，驗證搭設支架的穩定性，在混凝土澆注前，對小里程側2#塊頂板進行預壓檢測。根據觀測數據進行調整底模標高，其他節塊底模標高根據該參數進行預留變形量。預壓沉降及實際沉降情況見下表1。

2.4 砼澆筑

斜交剛頂板混凝土量大，通過受力驗算及預壓數據分析，采用泵車澆筑，分層一次完成澆筑，每層控制在30cm左右，澆筑過程中應控制澆筑速度及支架模板變形觀測，在進行澆筑前，要認真做好檢查工作。

（1）混凝土澆筑前，檢查清理模板上無關的材料、雜物、機具，底模上的雜物要徹底清除干凈，避免梁底出現蜂窩麻面。

（2）側模板一定要加固好，澆筑混凝土時專人負責檢查，防止因跑?；炷烈绯觥?/p>

（3）砼澆筑由跨中向兩邊分層呈梯形臺階順序澆筑，使在砼澆筑完成后初凝前，支架沉降變形基本完成，避免砼出現拉裂現象。

（4）澆筑砼過程中專人觀測斜交剛架各部分結構，特別斜交剛架的頂部模板處及移動用的小型機具及各承重構件，一旦出現構件變形，立即停止施工并采取封閉公路緊急措施，確保行車安全。

3 安全防護措施

（1）所有防護設施的施工必須在安全監督小組的全過程監督下進行，確保施工質量，完成后由安全監督小組驗收，合格后才能投入施工使用。

（2）與公路各管理部門加強聯系協調，配合交管部門做好交通疏導，在適當位置設置施工警示標志，以提醒車輛安全通行。

（3）在各墩臺施工現場嚴加警戒，嚴禁無關人員進入施工現場。

（4）施工每個墩臺安排兩名專職安全員跟班作業，24小時對防護設施進行安全監控和巡查，對施工作業人員操作進行監督。

（5）夜間采用紅色燈光顯示出最低點障礙物輪廓，并有專人值守，確保警示燈正常工作。

結語

斜交剛構是樓村1#特大橋的關鍵性工程，斜跨鳳新路、車流量大、工期緊迫，為確保施工的順利進行，在施工前，進行詳細的交通疏導方案論證、合理安排施工工序及支架設計驗算是十分必要的，確保了該橋順利完成。

參考文獻

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[4]中國鐵道工程建設協會編著.鐵路客運專線施工技術書.