貝雷橋在大型地下工程中的施工應用

彭耀平，李剛青

(中國水利水電第十工程局有限公司， 四川成都 610072)

1 工程概況

項目位于成都市天府大道東側、悅東路以南、繞城高速天府收費站以西、繞城高速以北。為地鐵29號線、11號線、18號線換乘綜合樞紐，并以地下通道與地鐵1號線相連。由于項目施工期間，地鐵18號線已經運營，為保證項目施工不對運營的地鐵18號線造成影響，經過專家評估，應當在施工期間避過地鐵18號線運營區域。貝雷橋以其前期安裝簡易，后期拆除方便，費用低廉的優點，成為了解決避讓18號線運營區域的首選措施。同時保證了項目施工便道通暢，解決了項目的運輸通道的難題。

2 施工準備

2.1 橋樁及橋臺

貝雷橋架設高程為±0高程，但由于項目屬于地下工程，需要進行深基坑開挖。根據地勘報告，地質分層總分5層，第一層雜填土，第二層黃黏土，第三層砂卵石，第四層，強風化泥巖，第五層中風化泥巖。作為橋的中間支柱，項目采取利用原基礎樁升高至橋底面高程作為橋樁，用以支撐橋梁。作為橋樁的基礎樁入巖深度大于原基礎樁入巖深度2m，保證基底承載力。

橋臺采用擴大基礎形式的混凝土方形橋臺，基礎底部采用混凝土硬化處理，由于一側基礎處于基坑冠梁外側，在橋臺處做好隔水措施，防止基坑側壁被水浸泡，造成基坑失穩。

2.2 設計參數

貝雷梁橋搭設示意圖見圖1。

圖1 貝雷橋搭設剖面示意

上部鋼橋結構：321型13排加強型。

工程設計安全等級：臨時橋，滿足正常使用要求。

橋寬要求：橋寬9m(左右兩側各預留1.5m作為人行通道)。

設計行車速度：20km/h(不允許車輛在橋上以大于10km/h的速度制動)。

設計荷載：車行道荷載：汽車-100t。

橋上縱坡：0 %。

橋上橫坡：0 %。

下部橋墩基礎：采用C35混凝土灌注樁，樁徑1.0m，

橋與橋墩連接：混凝土樁上采用預埋鋼托板與鋼橋相連接。

橋頭支擋結構：采用C30現澆鋼筋混凝土擋墻。

橋樁基礎地基承載力特征值：≥1911kN。

3 施工方法

3.1 工序流程

臨時便橋施工工序說明：鋼棧橋施工是在目前地表上施工坑內樁基及安裝樁頂上部的鋼棧橋承托板，然后施工坑外混凝土條形基礎，坑內橋面以下先開挖2m，安裝45B工字鋼橫梁(雙拼)、安裝貝雷片、安裝分配梁工字鋼25B、標準橋面板、1.2m欄桿安裝、基坑一側橋臺位置澆筑混凝土擋土墻、坑內一側邊坡防護。同時在靠近天府大道一側施工長28m,寬8m的現澆鋼筋混凝土洗車平臺，并在基坑內側設置一條坡比為1∶6的下基坑現澆鋼筋混凝土馬道，坑內澆筑斜撐支座。

鋼棧橋主要施工工藝流程：混凝土灌注樁施工—鋼棧橋安裝—綜合檢查—加載試驗—通車運行。

3.2 施工工藝

3.2.1 橋樁施工

本工程鋼棧橋中間跨橋樁基礎利用盾構保護區域內的直徑1 000mm的C35混凝土抗浮樁，考慮橋樁基礎承載力特征值不小于1 911kN。根據地勘報告，本工程中風化泥巖巖石天然抗壓強度特征值4.5～11.5MPa，滿足樁基礎承載力需求，因此樁須進入中風化巖層且深度不小于3.0m，直接利用混凝土澆筑成型，形成橋墩樁基礎。兩側橋樁基礎則采用基坑兩側的圍護結構樁。臨近基坑內馬道一側橋樁采用直徑1 000mm的混凝土灌注樁，端頭設擋土墻。混凝土灌注樁施工工藝流程：

a.場地平整—b.開鉆前準備工作—c.鉆孔—d.清孔—e.鋼筋籠制作、安放—f.二次清孔—g.灌注混凝土

3.2.2 橋臺及擋墻施工

本工程在靠近支護樁一側設置一9m×4m×1.5m的混凝土現澆條形基礎，以及在橋頭兩端設置各設置1個現澆鋼筋混凝土擋墻，以抵消橋臺背后的土壓力。

基礎條基的施工為一般土建施工流程，此處不作贅述。

3.2.3 貝雷橋安裝

在完成鋼托板及混凝土條基的養護工作以后，按照鋼棧橋截面尺寸將鋼棧橋的安裝施工作業面開挖并整平，便于下道工序施工。

3.2.3.1 貝雷梁連接成型

將雙排或三排貝雷片用貝雷銷和支撐架對接起來，接成5m長的貝雷梁待用(圖2)。

圖3 貝雷梁連續吊裝示意

圖4 100t行車試驗示意

3.2.3.2 貝雷梁安裝

將鋼棧橋橋面位置開挖2.0m深度后，將鋼棧橋工作面整平、壓實后，用20t汽車吊將拼裝完的9m寬貝雷梁吊裝(圖3)。

3.2.3.3 鋼棧橋橋面與欄桿安裝

橋面以下采用I25b工字鋼間隔30cm吊裝完畢后，再鋪裝橋面，橋面采用標準橋面板，與貝雷梁采用螺栓固定的方式連接。欄桿為φ48mm鋼管×1.2m，順橋方向間隔3m，焊接在橫梁兩端。

橫檔采用φ48mm鋼管連接，各個連接接口必須經過檢驗，合格后方可投入使用。橋面系統并采用100t汽車進行綜合試壓，試壓通過以后，便可進行土方運輸作業(圖4)。

3.2.3.4 橋墩保護

后期土方開挖完成鋼棧橋下部土石方后，在混凝土灌注樁的周圍采用黃黑相間，呈45 °夾角的油漆涂刷帶進行警示，同時在樁上懸掛安全警示燈，距離橋樁0.3m位置設置隔離防撞帶，避免土石方車輛的碰撞。

3.2.3.5 鋼棧橋兩端基礎施工

臨近施工大門一側冠梁由于鋼棧橋橋面高度原因，應當降低標高1.9m，以便于鋼棧橋施工時，冠梁不受力。

鋼棧橋靠近基坑一端，采用高2.08m高，C30混凝土擋墻對鋼棧橋進行支擋，抵消水平推力。

3.2.3.6 鋼棧橋下放坡護坡及馬道施工

如圖1所示，鋼棧橋下采用二級放坡，第一級為1∶1.5，坡高5.7m，中間留置3.0m放坡平臺，第二級為1∶2，坡高5.7m。坡面采用掛網噴漿護坡，參數如下：掛網采用單層雙向，HPB300φ8 @200mm；噴漿采用C20細石混凝土，層厚60cm；固定錨桿采用錨桿機鉆孔，孔徑φ70mm，孔深2.0m，內插HRB400Eφ16mm鋼筋，采用PO42.5硅酸鹽水泥，水灰比0.5進行注漿。

鋼棧橋臨近基坑一側設置一條坡比為1∶6的下基坑馬道，馬道由上而下的結構層為：C30混凝土面層，層厚0.3m，基層為50cm連砂石層以及50cm厚的建渣層，持力層為原狀土層。靠基坑一側(圍護樁處)設置一條人車分流的人行通道，通道寬度1.5m，采用標準圍欄隔離。

4 荷載試驗

4.1 豎向撓度為三種

(1)自重撓度，為橋梁自身重量造成的撓度。

(2)間隙撓度，為工件連接當中的允許間隙值所造成的撓度。

(3)荷載撓度，為橋梁承受外來重力所造成的撓度。自重撓度加上間隙撓度之和稱為自身撓度(荷載前撓度)。

4.2 豎向撓度允許值

貝雷鋼橋系列均屬軍事用途鋼橋系列，中華人民共和國國家軍用標準GJB1162-91規定：自身撓度(荷載前撓度)允許值為L/300(L為計算跨度)，荷載撓度允許值為L/150(L為計算跨度)，取兩岸間最大跨度部分作荷載實驗。

4.3 荷載實驗步驟

試驗過程中車輛限速為5km/h，車輛行進時應均速，不得急剎車。試驗前相關人員在最大跨度中心處設好測量點。

(1)在通車前，相關人員對設在最大跨度中心處的測量點做好測量并記錄。通車前測量的撓度值為荷載前撓度。荷載前撓度沒有超過允許值時，則進行下一步驟。

(2)出于安全考慮，先以小型車輛空車多次通過，在通車前相關人員在最大跨度中心處設測量點，待小型車輛空車多次通過時，測量橋梁撓度是否有過大變化，是否超過允許值，出現過大變化或超過允許值時需進行相應處理，如無，則進行下一步驟。

(3)80 %標準荷載試驗：以設計標準核定荷載80 %的重量的車輛停于最大跨度中心處，對設在中心處的測量點進行測量并做好記錄。此次測量為核定荷載80 %重量的荷載中撓度。測量的撓度沒有超過允許值時，進行下一步驟。

(4)標準荷載試驗：將重量為設計核定荷載的車輛停于最大跨度中心處，對設在中心處的測量點進行測量并做好記錄，此次測量為核定荷載重量的荷載中撓度。測量的撓度沒有超過允許值時，進行下一步驟。

(5)超負荷試驗：以重量為設計標準核定荷載120 %的重量的車輛停于最大跨度中心處，對設在中心處的測量點進行測量并做好記錄。此次測量為核定荷載120 %重量的荷載撓度。

5 日常監測及維護使用

(1)在橋梁兩端應設載重噸位和限速的標志牌，并由專人在橋頭位置指揮交通同時在橋頭位置設置CCTV監控以及錄像，嚴格執行橋面僅允許一輛車通行的規定。建立進出橋梁的臺賬，并由安全管理人員進行日常檢查。

(2)有條件的可以在兩端和跨中設置照明設備。

(3)定期檢查各結構件是否變形；焊縫是否有脫焊現象；貝雷梁連接銷的保險銷、各種螺栓有無松動、缺失等。

(4)對嚴重積水和易銹部件應設法排水和防銹、涂漆、涂油。

(5)鋼橋兩端及各中墩支座地基有無不均勻沉降。

(6)經常注意觀察，定期測量橋梁跨中撓度。如變化較大時，應查明原因，加以處理。

(7)在橋跨中彎矩最大處設置監測棱鏡，按照2次/d的頻率對橋梁變形進行監測，并形成監測報告，當橋梁變形超過規范允許值時，應當及時停止使用，并進行處理。此監測活動應持續到施工結束。

6 結束語

在大型城市地下工程的施工中，需要避讓很多既有結構，以保證既有結構的安全穩定。尤其是深基坑工程，地下巖土應力的釋放，對既有結構是一個很大的危險源。錦城廣場項目通過采用貝雷橋的方式，成功跨越近接施工的地鐵18號線(后期即將運營區域)，解決了深基坑施工過程中對地鐵施工及運營期的影響，為以后類似的工程提供了可靠的施工經驗，具有較大的社會意義。同時，根據項目的施工工期以及項目的總造價，修建貝雷梁橋是一個極為簡便，廉價的處理措施，經濟效益較好，對于項目的經營有著積極的效益。