跨越城市道路現(xiàn)澆箱梁的施工工藝

孫石超，吳 波

（四川路橋華東建設(shè)有限公司，四川成都 610071）

0 前言

近年來(lái)，城市交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)飛速發(fā)展，因此新建橋梁跨越已建道路的情況很多。新建的寧波市外灘大橋從甬江西岸開(kāi)始依次跨越人民路、中馬路和江東北路三條已建城市主干道，因此對(duì)于跨越道路的現(xiàn)澆箱梁施工工藝選擇至關(guān)重要。

1 工程概況

寧波市外灘大橋引橋上部采用預(yù)應(yīng)力混凝土單箱四室現(xiàn)澆箱梁結(jié)構(gòu)，梁高1.7 m，頂板寬度16 m。跨越道路相關(guān)情況如表1所列。

表1 跨越道路相關(guān)情況一覽表

跨越江東北路一聯(lián)箱梁跨徑組合為24.5 m+38 m（江東北路下穿）+22.5 m,全長(zhǎng)85 m。下面以跨江東北路為例，介紹寧波市外灘大橋跨越道路施工工藝。

2 保通要求

江東北路處在施工段的道路為雙向4車道，寬約15 m，兩側(cè)為非機(jī)動(dòng)車道，寬約4.5 m，外側(cè)為人行道，寬約2 m，總寬度為28 m。江東北路為城市主干道，交通流量很大。根據(jù)交警部門的要求，施工期間不能影響道路通行能力即不能占用機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道，則實(shí)際跨越道路施工段總長(zhǎng)度為24 m。為確保施工期間的道路通行能力，按圖1設(shè)計(jì)跨路門洞。

3 設(shè)計(jì)施工方案

3.1 施工方案選擇

跨越江東北路一聯(lián)箱梁雙幅同時(shí)施工。跨路門洞支架立柱可選擇加密滿堂碗口支架或者大直徑鋼管，縱梁可選用H型鋼或者貝雷梁。現(xiàn)澆箱梁跨越江東北路段梁底高程為8.13 m（平均高程），地面高程為2.70 m。主要材料比較如表2所列。

表2 主要材料比較表

綜合考慮工程實(shí)際情況，為盡量減少占用道路寬度和保證凈空要求，確保施工期間門洞支架的安全性，施工時(shí)選用大直徑鋼管和型鋼搭設(shè)門洞支架。

門洞支架結(jié)構(gòu)自上而下為：H型鋼（縱梁，腹板高350 mm），雙排H型鋼（橫梁，腹板高400 mm），φ600 mm×8 mm鋼管，800 mm×800 mm×10 mm鋼板，鋼筋混凝土承臺(tái)。

3.2 支架設(shè)計(jì)方法

跨路門洞支架設(shè)計(jì)主要為計(jì)算支架縱梁、橫梁的正應(yīng)力及撓度、鋼管立柱的穩(wěn)定性和鋼筋混凝土承臺(tái)的承載力。

其荷載計(jì)算如下：

支架布置如圖2、圖3所示。

圖2 橫斷面圖(單位：cm)

圖3 縱斷面圖（單位：cm）

根據(jù)箱梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，H型鋼在腹板位置縱梁布置較密，箱室位置布置較稀。

型鋼縱梁可按照均布荷載計(jì)算，荷載取值：

式中：P——總荷載，kN；

P1——混凝土自重；

P2——模板荷載及型鋼自重；

P3——施工人員及堆放荷載；

P4——振搗荷載；

Q1——型鋼均布荷載，kN/m；

L1——型鋼間距，m。

縱梁彎矩：

式中：L2——縱梁?jiǎn)慰缈鐝健?/p>

正應(yīng)力：

式中：Wx——截面抵抗矩。

撓度：

式中：EI——抗彎剛度。

若 kσ＜［σ］且 f＜［f］，則滿足受力要求。K 為安全系數(shù)。

同樣的方法可計(jì)算出橫梁的均布荷載Q2，彎矩M2，正應(yīng)力σ2和撓度f(wàn)2。

鋼管穩(wěn)定性計(jì)算：鋼管有最大軸向力Nmax=Q2×L2，L2為橫梁?jiǎn)慰缈鐝健?/p>

式中：λ——長(zhǎng)細(xì)比；

i——回轉(zhuǎn)半徑；

d——鋼管外徑；

h——鋼管高度；

t——鋼管厚度高。

由λ值根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》可查得軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)φ。

σ3=N/A，如 Kσ3＜φ［σ］，則滿足受力要求。K為安全系數(shù)。

鋼筋混凝土承臺(tái)截面為1 m×0.5 m，由于鋼管與預(yù)埋鋼板焊接，荷載由鋼板傳遞至承臺(tái)。該工程承臺(tái)所受壓應(yīng)力較小，設(shè)計(jì)時(shí)只需按構(gòu)造要求配筋即可。

4 落架方法

由于該工程地理位置特殊，施工區(qū)域狹小，不能封閉交通，故采用半幅整體落架方法即封閉半幅道路落架，開(kāi)放另外半幅道路通行。

（1）混凝土澆筑前，在橫梁正上方位置設(shè)置若干預(yù)留孔。

（2）落架時(shí)，用鋼絲繩一頭捆綁橫梁，另一頭從預(yù)留孔穿出箱梁頂板并與手拉葫蘆連接；將鋼絲繩收緊，割除立柱鋼管；然后由手拉葫蘆將半幅型鋼平臺(tái)放下，下放過(guò)程中應(yīng)保持速度一致；最后通過(guò)吊車和裝載機(jī)等機(jī)械配合，迅速將模板和型鋼全部移走，并清理承臺(tái)基礎(chǔ)，恢復(fù)道路原狀。

整體落架施工效率較高，安全性較好，適用于夜間交通流量較小時(shí)間段，基本能夠?qū)崿F(xiàn)施工與保通的平衡。

5 安全技術(shù)措施

施工段處于城市中心，人流密集，交通流量十分大，施工區(qū)域十分狹小。除做好常規(guī)安全要求外，還應(yīng)充分考慮現(xiàn)狀道路的各種因素，制定完善的安全技術(shù)措施，杜絕安全事故的發(fā)生。

5.1 限高門架

在行車道前方大約100 m處設(shè)置限高門架（4.5 m），防止超高車輛通過(guò)門洞。

5.2 防撞墩

在鋼筋混凝土承臺(tái)前方設(shè)置防撞墩，防止車輛碰撞支架基礎(chǔ)。

5.3 燈光設(shè)置

門洞兩側(cè)均需設(shè)置類似于路燈的投光燈，亮度不低于同類路燈，保證車輛和行人在夜間通過(guò)通道時(shí)仍有良好的視線。

5.4 防護(hù)措施

除做好常規(guī)的臨邊防護(hù)外，還應(yīng)在底板模板下設(shè)置安全網(wǎng)和綠網(wǎng)，防止墜物和混凝土澆筑時(shí)下漏的水泥漿對(duì)車輛和行人造成傷害。

6 結(jié)語(yǔ)

以上闡述是筆者從施工過(guò)程實(shí)際操作中總結(jié)出來(lái)的一些體會(huì)。望能對(duì)箱梁跨線施工起到一定的指導(dǎo)作用，淺薄不足之處請(qǐng)批評(píng)指正。

[1]陳樹(shù)華.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2007：126-131.

[2]北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2003：123-134.

[3]周永興，何兆易，鄒毅松.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2001：172-179.