廣東省道264線跨線橋排洪渠處施工方案探討

（廣東省長大公路工程有限公司，廣東 廣州 510000）

一、工程概況

廣佛肇高速省道264線跨線橋起點樁號為K65+092，終點樁號為K65+944。跨線橋主要位于丘陵地帶的洼地，地勢平坦，根據地質鉆探資料顯示，該跨線橋4#～22#橋墩的部分樁基位于某村的排洪渠中，此條排洪渠供當地七個村莊排水泄洪，因而施工時無法填筑、堵塞排洪渠。為避免施工給當地村民生活造成干擾，經過現場考察，多方比選，最終決定采用搭設鋼平臺的方式進行施工。

二、施工方案

（一）施工平臺搭設

由于在施工過程中不能填筑、堵塞排洪渠，因此初步擬定在橋位處搭設20處鋼平臺，鋼平臺橫跨排洪渠，兩端與便道相接，兩側通車。樁基施工鋼平臺設計標高為+12.5m，每排橋墩設置三排鋼護筒，增加其整體穩定性及強度。

鋼平臺按單向行車道設計，平臺寬1 2 m，采用Φ630mm×8mm的鋼管樁，鋼管樁橫向間距為4m和4.5m，縱坡為平坡。鋼平臺的跨徑為6m，現場按照排洪渠水面寬度不同布置2～5跨。在鋼平臺上施工時采用履帶式起重機起吊振動錘插打三排Φ630mm鋼管樁，鋼管樁頂部抄平后安裝焊接1cm厚的1m×1m的鋼板，然后再安裝樁頂橫梁。橫梁采用雙拼II45b工字鋼，長度為12m，安裝在鋼管樁及鋼板的中心位置。貝雷梁安裝在旋挖鉆機行走一側的橫梁上，每4片為1組，共布置2組8片貝雷片，攪拌車等工程車輛行走側布置3片1組的貝雷梁，每個貝雷片之間間距為45cm，并用45#花窗將相鄰貝雷片連接成整體。貝雷梁上橫向布設分布梁，采用I36b工字鋼，按間距50cm排布，并用鋼筋卡將工字鋼與貝雷梁卡緊。最后，在分布梁上按33mm的間距縱向布設（倒扣）28槽鋼。鋼平臺上可通行混凝土攪拌車、履帶式起重機及旋挖鉆機等。

（二）鋼平臺結構驗算

1.概述

平臺上主要布設旋挖鉆機、泥漿罐、混凝土儲料斗等，由于是分散布置的，因此只需驗算最大沖擊力的旋挖鉆機，在工作狀態時對平臺分布梁、貝雷梁及鋼護筒的荷載。主墩鉆孔平臺主要供鉆機擺放、樁基施工用，旋挖鉆機機身縱寬尺寸為6m×5m，履帶軌距×接地長度×履帶板寬度=300cm×440cm×80cm，自重1200KN，負荷在3條2 8槽鋼上，則每條槽鋼均布荷載標準值q=1200÷2÷3÷4.4=45.5KN/m。

2.橋面板設計

28a槽鋼為臥放，腹板朝上。旋挖鉆機單側履帶所受荷載為1200÷2=600KN，單側履帶寬取80cm，著地長度4.4m。每側履帶由3條槽鋼來承受，均布荷載為45.5KN/m。

計算參數：2 8 a慣性矩Iy=2 1 8 c m4，抗彎模量Wy=35.7cm3，Sy=62.8cm3

最不利工況：當旋挖鉆機在平臺上施工時，取沖擊系數為1.5，即最大均布荷載為45.5×1.5=68.25KN/m。

25I的間距為0.75m，履帶著地長度為4.4m，取6跨連續梁結構進行驗算，28槽鋼處于受彎最不利狀況時的受力模型及彎矩圖如下圖：

3.分布梁設計

材料特性為：

I36b：I=16574cm4W=920.8cm3S=541.2cm3

對工況一（抗剪最不利）：

當旋挖鉆機一側履帶貼著一條貝雷片行走時，為剪力最不利工況。

28@33槽鋼的質量密度為0.314×28÷33=0.266KN/m，I36號工字鋼的質量密度為65.66KN/m，旋挖鉆機單側履帶最大承重載荷為1200×1.5÷2=900KN。

通過計算得知，Qmax=936.726KN。在4.4m長的履帶車區域內共有9跨工字鋼承載，取8根工字鋼參與計算，圖中數據均為其合力，所以計算中均除以5。

對工況二（抗彎最不利）：

當旋挖鉆機一側履帶在跨中行走時為受彎最不利工況。

撓度為 ：

4.主梁設計

三排單層（加強型）貝雷材料特性為：截面抵抗矩W=23097.4cm3，截面慣性矩I=1732303.2cm4，容許彎矩M=4809.4KN.m，容許剪力Q=698.9KN。

雙排雙層（加強型）貝雷材料特性為：截面抵抗矩W=30641.7cm3，截面慣性矩I=4596255.2cm4，容許彎矩M=9618.8KN.m，容許剪力Q=698.9KN。

工況一：當旋挖鉆機外側履帶位于鋼平臺三排單層貝雷梁上跨中位置時，為抗彎最不利工況，28@33槽鋼的質量密度為0.314KN/m，I25號工字鋼的質量密度為0.21KN/m，旋挖鉆機單側履帶最大均布載荷為900÷4.4=204.5KN/m。

通過以上計算可知，Mmax=847.228KN.m[M]=4809.4KN.m，考慮貝雷片不均勻受力，取0.9的不均勻系數，加之使用的是舊貝雷片，取安全系數為0.75。

單片貝雷特性：W＝3570cm3，I=250500cm4

跨中處的最大撓度：

工況二：當旋挖鉆機履帶剛離開貝雷梁的支座時，在車的前進方向出現剪力最大工況，經過計算，Qmax=571.57KN＜698.8=98KN

5.基礎設計

（1）鋼護筒驗算

截面積A=0.0156m2

一個護筒受到的最大壓力為438.006KN，取安全系數為2，則樁頂設計荷載為P=2×438.006=876.012KN

截面的壓應力為：

（2）鋼護筒基礎承載力驗算

鋼護筒頂標高為12.5m，底標高為-1.1m。

地質情況按最大沖刷深度考慮，最大沖刷標高6.5m，根據勘查報告，選取具有代表性的地質鉆孔，編號QZK31，位置為K65+514.08左6.7m。

舒運平 攝

護筒埋在基底地層中的深度、側摩阻力及地基承載力容許值如下圖所示：

鋼護筒打入土層深度為8.5m，持力層為細砂層，qk=35KPa，[fao]=160KPa。

管樁容許承載力：

由上式得：

Pk=0.77×1.98×（1.2×30+3.2×55+3.2×35）+0.8×0.77×0.0156×160=495.508KN＞P=438.006KN

由以上計算可得，鋼管樁打至河床底7.6m完全滿足設計要求。

三、施工總結

經過嚴格的工程力學驗算、合理的施工組織安排、精確的施工工序控制，廣東省道264線跨線橋排洪渠處的所有橋梁樁基及下構于2015年底全部順利完成，保證了項目工期，且施工期間經歷了多次臺風大雨，排洪渠均能順利完成排水泄洪任務，極大地保障了當地百姓正常的生產生活。