復(fù)雜工況裝配式公路鋼便橋施工技術(shù)

王 逸， 劉仁剛， 王長林， 李萬勇

(四川交投建設(shè)工程股份有限公司市政工程分公司，四川成都 610000)

目前國內(nèi)鋼便橋的結(jié)構(gòu)形式通常是下部鋼管樁基礎(chǔ)、上部貝雷梁[1-2]，采用振動(dòng)錘打設(shè)鋼管樁進(jìn)入軟弱土層，鋼管樁通過與軟弱土層之間的摩擦力提供支反力[3-5]。對于跨河便橋來講，施工的關(guān)鍵是便橋地基的穩(wěn)固、鋼管樁的打入以及貝雷梁的吊裝就位，選用合理的組合形式及進(jìn)行正確的施工，關(guān)系到鋼便橋建設(shè)的成敗[6-8]。

當(dāng)鋼便橋跨越深厚軟弱地質(zhì)時(shí)，鋼管樁或混凝土基礎(chǔ)不足以承擔(dān)貝雷梁及上部交通荷載，產(chǎn)生不同位置地基沉降不均勻造成的便橋失穩(wěn)、坍塌隱患，諸多臨時(shí)鋼便橋的失穩(wěn)、倒塌由此產(chǎn)生，需要采取加固措施進(jìn)一步提高地基承載力，通過規(guī)范施工工藝、控制施工質(zhì)量，進(jìn)一步提高鋼便橋便道的可靠性[9-12]。

為此，根據(jù)現(xiàn)場施工條件及施工進(jìn)度提前安排，緊密控制各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量，改進(jìn)施工工藝，具有重要的工程意義。

1 混凝土工程概況

本文依托工程為橫跨美姑河建設(shè)4座貝雷片鋼棧橋，分別為33 m下承式鋼棧橋1座，45 m上承式鋼棧橋2座，33 m上承式鋼棧橋1座。橋?qū)捑鶠? m，可承載100 t荷載。

橋墩及橋臺(tái)采用C30混凝土鋼筋混凝土，墩柱采用600 mm×10 mm的鋼管。為防止河水沖刷，河中基錯(cuò)向外擴(kuò)大加寬，形成魚嘴狀。鋼管與墩柱基錯(cuò)采用法蘭盤螺旋連接后再用混凝土包裹，以防止河水侵蝕。鋼便橋技術(shù)參數(shù)如下：

(1)道路等級：施工棧橋。

(2)設(shè)計(jì)車速：15 km/h。

(3)橋面布置：單車道，橋?qū)?.5 m。

(4)設(shè)計(jì)荷載：100 t掛車。

33 m鋼便橋整體布置如圖1所示。

圖1 33 m鋼便橋布置(單位:mm)

2 施工工藝流程

施工準(zhǔn)備→測量放樣→墩基開挖→預(yù)埋件施工→墩臺(tái)混凝土澆筑→鋼橋架設(shè)→橋面系統(tǒng)及輔助工程施工。

3 施工工藝及操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

(1)施工道路利用原有道路。

(2)該工程主要用電采用柴油機(jī)發(fā)電。

(3)測量放線確定橋臺(tái)位置、高程、尺寸、基坑邊線、中心控制點(diǎn)等。

3.2 測量放樣

根據(jù)鋼便橋的設(shè)計(jì)圖測量樁位，并做好標(biāo)記，水中鋼筋采用鋼筋插入河床作為標(biāo)記，橋臺(tái)樁位采用白灰標(biāo)記。

3.3 墩基開挖

(1)按照設(shè)計(jì)尺寸基坑長5.9 m，寬3.5 m，深5.368 m要求開挖基礎(chǔ)，開挖后的地基承載力不小于180 kPa。

(2)河道中的條形基礎(chǔ)圍堰施工。

(3)河槽處理：在圍堰修建之前，應(yīng)將堰底部河床內(nèi)的植被、樹根、碎石、表層淤泥和碎屑挖出并大致平整。

(4)圍堰施工過程：圍堰設(shè)計(jì)→河床疏浚→填土邊坡→抽水→基礎(chǔ)開挖→基礎(chǔ)施工→圍堰拆除。

(5)采用機(jī)械配合人工開挖并清理基礎(chǔ)，基坑的寬度應(yīng)比設(shè)計(jì)地基的兩側(cè)寬約50 cm。基坑開挖達(dá)到設(shè)計(jì)高度后，將基礎(chǔ)直接放置在自然基礎(chǔ)上，并清除基坑周圍的松散土石。

3.4 預(yù)埋件施工

3.4.1 預(yù)埋件施工前的準(zhǔn)備

預(yù)埋件施工過程：鋼筋、鋼板的加工→焊接→支模和安裝埋入件→校核埋入件的尺寸和位置→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)、拆模。

安裝埋入件前，應(yīng)先了解其型號、位置和數(shù)量，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)制作并固定預(yù)埋件。

3.4.2 預(yù)埋件在混凝土施工中的保護(hù)

在檢查模板、鋼筋、預(yù)埋件等合格后，然后才能澆筑混凝土。如果發(fā)現(xiàn)在混凝土澆筑過程中埋入件移位，應(yīng)停止?jié)仓驼駬v，找出原因，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚怼２⑶覒?yīng)注意，在混凝土的終凝之前必須將其重新固定。在混凝土澆筑過程中，應(yīng)采用插入式振動(dòng)器，避免與錨板碰撞。

3.5 墩臺(tái)混凝土澆筑

3.5.1 墩臺(tái)鋼筋的布置與綁扎

(1)清掃基礎(chǔ)墊層，用墨斗彈出鋼筋位置線。

(2)按照鋼筋位置線布放鋼筋，必須保證鋼筋橫平豎直。布放鋼筋時(shí)需設(shè)置墊塊，以滿足混凝土保護(hù)層厚度要求。

(3)綁扎鋼筋。雙向主筋的鋼筋網(wǎng)必須在所有的相交處扎牢。對于單向板，鋼筋可以用梅花扎，梁側(cè)的板鋼筋必須滿扎。對于雙向板，則必須滿扎。

3.5.2 模板安裝

如圖2所示，每次使用前清潔鋼模板，并在模板上涂脫模劑。模板由自卸車運(yùn)到現(xiàn)場，然后人工運(yùn)至倉面。根據(jù)放樣點(diǎn)安裝模板，復(fù)測后安裝內(nèi)拉支撐并補(bǔ)縫。

圖2 模板安裝

3.5.3 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

混凝土由混凝土罐車運(yùn)至施工現(xiàn)場，再由運(yùn)輸車直接運(yùn)至斜槽，由斜槽下料，采用平鋪法，鋪料每層厚度為30～50 cm。

混凝土澆筑完成后，進(jìn)行人工澆水養(yǎng)護(hù)。只有在達(dá)到相關(guān)規(guī)范指定的強(qiáng)度后才能拆除模板，避免在晚上或溫度驟變期間脫模。

3.5.4 臺(tái)背回填

如圖3所示，在混凝土強(qiáng)度達(dá)到70 %以上方可回填橋臺(tái)臺(tái)背，填筑每層厚度不超過30 cm，小型碾壓設(shè)備無法碾壓的位置用平板振動(dòng)器進(jìn)行人工夯實(shí)。

圖3 臺(tái)背回填

3.6 鋼橋架設(shè)

3.6.1 鋼管樁與樁頂分配梁施工

(1)鋼管樁的加工與制造。鋼管樁由廠家加工提供，用于卷制鋼管樁的鋼板應(yīng)符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

(2)施工前的準(zhǔn)備。鋼管樁交付現(xiàn)場后，檢查鋼管樁焊縫，對有厚度不足、咬邊、裂紋和夾碴的焊縫進(jìn)行外包加固處理。

(3)鋼管樁的焊接。如圖4所示，將鋼管樁提升到預(yù)設(shè)的樁位置，確定垂直度和深度，在焊接過程中要注意觀察和測量，以確保傾斜度不超過1 %。

圖4 鋼管柱與預(yù)埋件焊接

(4)樁頂分配梁與鋼管樁的焊接。鋼管樁與條形基礎(chǔ)焊接后用吊車將樁頂分配梁吊往鋼管柱上方并及時(shí)與鋼管樁焊接。

(5)焊接過程應(yīng)注意以下事項(xiàng)。焊接現(xiàn)場所需的工具和設(shè)備應(yīng)保持清潔整齊。在焊接時(shí)，應(yīng)及時(shí)清除多余雜物(焊碴焊球、殘留的焊料等)。焊接完成后，應(yīng)檢查焊縫，對厚度不足、咬邊、開裂的焊縫進(jìn)行外包和加強(qiáng)處理。焊點(diǎn)不得裸露基底金屬，不得有銳邊、拉尖、焊劑殘留物和夾雜。

3.6.2 貝雷梁的吊裝

(1)如圖5所示，用吊車吊裝貝雷梁的加強(qiáng)弦桿(上、下加強(qiáng)弦桿)，加強(qiáng)弦桿安裝完成后用吊車吊裝貝雷梁。

圖5 加強(qiáng)弦桿安裝及吊裝

(2)當(dāng)?shù)谝豢缲惱琢旱跎蠘蚺_(tái)、樁頂分配梁上后，必須將貝雷梁與樁頂分配梁、橋臺(tái)預(yù)埋件焊接，(焊縫質(zhì)量必須滿足規(guī)范要求與相關(guān)規(guī)定)待第一跨貝雷梁吊裝完成后再進(jìn)行第二跨貝雷梁吊裝，后續(xù)工作與第一跨相同。

3.7 橋面系及附屬工程施工

(1)如圖6所示，在分配梁上方安裝8 mm厚的橋面板，橋面板和橫向分配梁的接觸點(diǎn)均滿焊，且焊接質(zhì)量必須符合要求。在整個(gè)橋面板安裝完成后再安裝護(hù)欄，安全警示燈等。

(2)橋臺(tái)采用石籠、護(hù)腳體、防滑墊塊防護(hù)，降低橋臺(tái)的滑移傾覆風(fēng)險(xiǎn)。

(3)中間支撐采用條形基礎(chǔ)與鋼管樁的組合形式，提高地基的防沖刷能力。

4 結(jié)束語

本文依托鋼便橋?qū)嶋H工程，便橋兩端采用鋼筋混凝土橋臺(tái)，具有減少地基沉降效果，對于深厚軟弱地質(zhì)具有良好的處理效果，橋臺(tái)臺(tái)背回填降低橋臺(tái)的滑移傾覆風(fēng)險(xiǎn)，中間支撐采用條形基礎(chǔ)與鋼管樁的組合形式，提高地基的防沖刷能力。形成的鋼便橋具有沉降少、穩(wěn)定性好的優(yōu)勢。

圖6 分配梁焊接