徽水河大橋跨路施工防護(hù)技術(shù)研究

馮鈺

摘要 針對(duì)鋼板疊合梁斜拉橋在跨路施工過(guò)程中的安全防護(hù)需求，以蕪黃高速公路徽水河大橋?yàn)橐劳校恼麻_(kāi)展了組合梁斜拉橋跨路施工的合理防護(hù)方式研究，對(duì)比了不同防護(hù)方式的特點(diǎn)。結(jié)合徽水河大橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了一種可在鋼梁下翼緣行走的移動(dòng)式防護(hù)吊架系統(tǒng)。這種防護(hù)支架系統(tǒng)由內(nèi)側(cè)可行走組合防護(hù)平臺(tái)和外側(cè)可移動(dòng)式防護(hù)吊架系統(tǒng)組成，可以隨著作業(yè)面的移動(dòng)，在鋼梁下翼緣上便捷移動(dòng)，配合外側(cè)拉扣式側(cè)邊防護(hù)結(jié)構(gòu)，能夠滿(mǎn)足跨路施工過(guò)程中的防護(hù)要求，可以在類(lèi)似橋梁施工防護(hù)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 徽水河大橋；跨路施工；涉路防護(hù)；移動(dòng)式吊架

中圖分類(lèi)號(hào)U445.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）10-0087-03

0 引言

隨著交通技術(shù)的發(fā)展和交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的不斷推進(jìn)，道路及橋梁采用立體交叉的布置方式已是一種常見(jiàn)的交叉方式。新建橋梁結(jié)構(gòu)在跨域已通車(chē)道路進(jìn)行施工時(shí)，需要采取適當(dāng)?shù)姆绞綄?duì)既有道路的交通進(jìn)行保護(hù)，可控制既有道路車(chē)輛通行安全，降低對(duì)既有道路交通的影響[1]。對(duì)于跨路的橋梁施工而言，采用何種方式提供安全可靠的防護(hù)，降低橋梁施工對(duì)道路的安全影響，一直是橋梁安全施工過(guò)程中重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的跨路防護(hù)措施包括永久防護(hù)棚架、固定防護(hù)棚架、移動(dòng)式防護(hù)棚架和掛籃兜底防護(hù)等幾種形式。其中，永久式防護(hù)棚架結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在公路跨越高速鐵路的施工中，兼其公路運(yùn)營(yíng)時(shí)期對(duì)鐵路線的防護(hù)，所以一般采用在下方道路的兩側(cè)及頂部搭設(shè)防護(hù)棚，利用防護(hù)棚為車(chē)輛通行提供保護(hù)[2]。臨時(shí)固定棚架是最常見(jiàn)的防護(hù)方式，一般需要在道路中心架設(shè)一排立柱，會(huì)對(duì)既有道路的通行能力產(chǎn)生一定影響[3]。移動(dòng)式防護(hù)棚架是在固定式臨時(shí)棚架的基礎(chǔ)上提出的一種改進(jìn)形式，沿著被澆道路兩側(cè)鋪設(shè)棚架軌道，隨著上跨橋梁的施工，通過(guò)移動(dòng)棚架完成施工的方法，這種結(jié)構(gòu)適用于斜度較大的跨路施工，但棚架跨度有限[4]。而對(duì)于采用掛籃懸臂施工的連續(xù)梁橋，可通過(guò)對(duì)掛籃外側(cè)架設(shè)防護(hù)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自防護(hù)功能[5-7]。

在目前的防護(hù)方式中，依托工程可選用的防護(hù)方式為固定式棚架結(jié)構(gòu)，但是這種結(jié)構(gòu)需要道路兩側(cè)有較大的統(tǒng)建，同時(shí)需要考慮車(chē)輛與防護(hù)棚的碰撞問(wèn)題，其成本與安全風(fēng)險(xiǎn)均較高。為了探討一種更加經(jīng)濟(jì)合理的跨路施工防護(hù)方式，該文以徽水河大橋?yàn)橐劳?，?duì)一種移動(dòng)式防護(hù)吊架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。

1 依托工程

1.1 工程總體概述

徽水河大橋位于S11蕪湖至黃山高速公路ZK85+557、YK85+563處，安徽省旌德縣三溪鎮(zhèn)東南山電灌站東側(cè)，主要跨越徽水河及G205國(guó)道，橋位地形較陡，處在典型的“兩山夾一河”峽谷地帶，小樁號(hào)側(cè)為山坡大開(kāi)挖路塹，大樁號(hào)側(cè)緊鄰太山1號(hào)隧道，建設(shè)條件較為復(fù)雜。橋位所處路段采用分離式路基，左幅路線平面位于R=3 200 m的平曲線上，右幅平面位于R=3 000 m的平曲線上，兩幅路基間凈距約為20 m。分幅路基寬度為12.75 m，橋梁?jiǎn)畏鶎挾葹?2.25 m。

徽水河大橋左幅起點(diǎn)樁號(hào)為ZK85+465，終點(diǎn)樁號(hào)為ZK85+640，橋梁跨徑布置為“4 m（橋臺(tái)）+（48+80+40）m低塔斜拉橋+3 m（橋臺(tái)）”，全長(zhǎng)175 m。右幅起點(diǎn)樁號(hào)為YK85+471，終點(diǎn)樁號(hào)為YK85+676，橋梁跨徑布置為“4 m（橋臺(tái)）+（48+80+40）m低塔斜拉橋+30 m（鋼板組合梁）+3 m（橋臺(tái)）”，全長(zhǎng)205 m，如圖1所示。

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

主橋?yàn)榈退嵝泽w系組合梁斜拉橋，主梁采用雙工字鋼板組合梁。單幅橋梁的標(biāo)準(zhǔn)橫斷面為“0.5 m（防撞護(hù)欄）+11.25 m（行車(chē)道）+0.5 m（防撞護(hù)欄）”，共為12.25 m。鋼主梁由鋼主梁、拉索區(qū)橫梁、一般橫梁和端橫梁組成，均采用工字形直腹板斷面。組合梁橋面板采用預(yù)制混凝土橋面板，板厚為0.25 m的等厚板，在鋼縱梁和鋼橫梁頂面設(shè)置剪力釘和濕接縫，通濕接縫澆筑，實(shí)現(xiàn)預(yù)制橋面板和鋼梁的可靠連接，形成疊合斷面。鋼主梁間距為11.75 m，標(biāo)準(zhǔn)高度為1.5 m，在塔墩梁固結(jié)處加高到2.0 m，采用工字型斷面，上翼緣寬度為500 mm，底板寬度為800～1 200 mm。

拉索區(qū)橫梁與斜拉索的位置一一對(duì)應(yīng)，縱橋向標(biāo)準(zhǔn)間距為7.8 m，在拉索橫梁之間設(shè)置一道一般橫梁，縱橋向標(biāo)準(zhǔn)間距為3.9 m，采用工字型斷面。拉索采用鋼絞線拉索，型號(hào)包括19、22、27三種型號(hào)，斜拉索與主梁采用鋼錨箱錨固，塔端采用加持型鞍座錨固，拉索采用涂覆型環(huán)氧涂層鋼絞線。

1.3 主要施工方法

徽水河大橋的施工地貌特點(diǎn)是兩側(cè)均為陡峭的巖壁，下方為徽水河和G205國(guó)道。該橋不具備橋下喂梁的施工條件，如果采用橋面吊機(jī)進(jìn)行主梁懸臂施工，那么就需要采用橋面尾部喂梁方式進(jìn)行架設(shè)。因此，采用這種施工方法進(jìn)行懸臂施工，主梁結(jié)構(gòu)在懸臂過(guò)程中需要承受巨大的橋面吊機(jī)及運(yùn)梁設(shè)備的重量。但是徽水河大橋?yàn)榈退嵝泽w系結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)體系剛度小，懸臂施工過(guò)程臨時(shí)荷載過(guò)大會(huì)帶來(lái)較大的安全風(fēng)險(xiǎn)，主梁在合龍前無(wú)法承擔(dān)過(guò)大的臨時(shí)荷載。如何在完成主梁安裝的同時(shí)，降低橋面的臨時(shí)荷載是該橋施工中需要考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。

考慮大橋主梁采用鋼板組合梁結(jié)構(gòu)，鋼主梁自重較小，且橋梁的跨徑不大，單個(gè)橋塔最多只有5個(gè)懸臂安裝塊段，可以考慮合理利用橋塔施工塔吊快速進(jìn)行工字型鋼主梁的起吊與安裝。這樣可以有效避免兩側(cè)峽谷地帶主梁難以到達(dá)的問(wèn)題，同時(shí)也最大限度地減小主梁懸臂施工過(guò)程的臨時(shí)荷載重量，適應(yīng)柔性體系的特點(diǎn)。

根據(jù)上述總體施工思路，將橋塔施工塔吊和組合梁施工塔吊進(jìn)行統(tǒng)籌考慮?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置2臺(tái)大型塔吊，其中1#墩塔吊作業(yè)半徑為70 m，起吊能力為50 t，覆蓋左右幅1#橋塔施工及1#塔的0～5#節(jié)段和合龍節(jié)段的安裝；2#墩塔吊作業(yè)半徑為50 m，最大起吊能力為42 t，覆蓋左右幅2#橋塔和2#橋塔的0～4#節(jié)段及邊跨合龍段的安裝。上述兩臺(tái)大型塔吊的設(shè)置可以滿(mǎn)足全面覆蓋橋面板、鋼梁及主塔的施工范圍及吊裝需求。

在橋塔施工完成后，利用塔吊逐段完成疊合梁的鋼梁吊裝，如圖2所示。鋼梁吊裝定位完成后，安裝斜拉索完成拉索的除皺，然后再進(jìn)行預(yù)制混凝土橋面板的吊裝，以及濕接縫的澆筑。在主梁形成疊合截面后，再進(jìn)行斜拉索的二次張拉，按照該方法依次完成疊合梁的安裝。

2 移動(dòng)式防護(hù)吊架設(shè)計(jì)

徽水河大橋的中跨跨越徽水河，小里程側(cè)邊跨跨越現(xiàn)有G205國(guó)道。在邊跨主梁安裝過(guò)程中需要采用合理的防護(hù)方式對(duì)施工進(jìn)行防護(hù)，避免施工對(duì)G205國(guó)道產(chǎn)生影響?？紤]G205國(guó)道是當(dāng)?shù)匚ㄒ唤煌ㄒ?，交通繁忙，在施工過(guò)程中需要盡量避免對(duì)G205國(guó)道通行產(chǎn)生影響。因此，結(jié)合徽水河大橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為了更好地解決鋼板組合梁橋跨路施工的安全防護(hù)，該文提出了一種鋼板組合梁跨路施工組合式的防護(hù)裝置，可以利用組合防護(hù)平臺(tái)的便捷移動(dòng)，靈活移動(dòng)至作業(yè)位置進(jìn)行防護(hù)，提高防護(hù)的安全性，降低防護(hù)結(jié)構(gòu)成本。

移動(dòng)式防護(hù)支架的構(gòu)造如圖3所示，鋼板組合梁橋跨路施工組合式的防護(hù)裝置，由帶滾輪的內(nèi)側(cè)組合吊架、外側(cè)移動(dòng)式防護(hù)架組成。內(nèi)側(cè)組合吊架支撐在鋼梁下翼緣的內(nèi)側(cè)，外側(cè)安裝在鋼梁下翼緣的外部。

內(nèi)側(cè)組合吊架由行走滾輪、橫向鋼支撐骨架、縱向支撐骨架、防護(hù)板組成。行走滾輪安裝在橫向鋼支撐骨架的下方，可在鋼主梁下翼緣內(nèi)側(cè)行走。橫向鋼支撐骨架可由槽鋼制成，縱向支撐骨架與橫向骨架焊接為一體，縱向支撐骨架可由角鋼制成。防護(hù)板安裝在骨架之上，防護(hù)板可采用竹膠板材，防護(hù)板支撐在縱橫梁的角鋼上，縱橫梁的間距應(yīng)以滿(mǎn)足對(duì)防護(hù)板的支撐為原則。外側(cè)移動(dòng)式防護(hù)架由連接卡扣、防護(hù)立柱、防護(hù)水平桿、防護(hù)網(wǎng)組成，如圖4所示?？酃潭ㄔ阡撝髁合乱砭壨鈧?cè)，卡扣與防護(hù)立桿進(jìn)行焊連，防護(hù)立柱與水平桿采用扣件式連接；防護(hù)網(wǎng)掛在防護(hù)立柱和水平桿上，以形成封閉式防護(hù)。施工時(shí)可利用連接卡扣便捷地拆卸與安裝防護(hù)立柱，將外側(cè)移動(dòng)式防護(hù)架移動(dòng)至施工位置進(jìn)行防護(hù)。

在施工過(guò)程中內(nèi)側(cè)組合吊架可以利用行走滾輪移動(dòng)至施工作業(yè)位置，為施工作業(yè)區(qū)提供防護(hù)。內(nèi)側(cè)組合吊架的安裝可由橋塔根部鋼梁節(jié)段一起吊裝至主梁下方，拆除時(shí)可利用行走滾輪行走至橋臺(tái)等便于拆除的位置進(jìn)行拆除。移動(dòng)式防護(hù)架的總體構(gòu)造形式如圖5所示：

組合式防護(hù)吊架可以在后場(chǎng)利用型鋼加工制造成型，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后運(yùn)輸至前場(chǎng)。在地面上于邊跨第一個(gè)懸臂施工鋼梁節(jié)段，進(jìn)行組拼。在地面組拼完成后，在胎架上對(duì)內(nèi)側(cè)托架的移動(dòng)靈活性進(jìn)行檢驗(yàn)，內(nèi)側(cè)移動(dòng)式平臺(tái)在半個(gè)梁段范圍內(nèi)來(lái)回移動(dòng)一次，確保移動(dòng)式平臺(tái)可在梁段內(nèi)便捷移動(dòng)。檢驗(yàn)合格后的移動(dòng)式平臺(tái)與第一個(gè)懸臂節(jié)段通過(guò)塔吊整體吊裝至主梁下方，在后續(xù)節(jié)段施工時(shí)，向前移動(dòng)平臺(tái)至對(duì)應(yīng)位置實(shí)現(xiàn)對(duì)橋下的防護(hù)。在所有節(jié)段施工完成后，將移動(dòng)平臺(tái)移動(dòng)至橋塔處，利用導(dǎo)鏈下放至地面后再進(jìn)行拆解，拆解后型鋼材料均可回收應(yīng)用。

該移動(dòng)式防護(hù)支架在徽水河大橋的左右幅施工過(guò)程中均得到成功應(yīng)用。在施工過(guò)程中通過(guò)移動(dòng)式防護(hù)支架的安裝可以保證移動(dòng)平臺(tái)隨著鋼梁的作業(yè)面靈活移動(dòng)，為作業(yè)面提供更可靠的防護(hù)。平臺(tái)利用1#塔吊與邊跨2#塊整體安裝，在1#塔邊跨側(cè)組合梁施工的防護(hù)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了跨路施工的可靠防護(hù)。在大橋施工全過(guò)程中對(duì)橋下G205國(guó)道的車(chē)輛正常通行未帶來(lái)任何影響，在實(shí)現(xiàn)橋梁安全施工的同時(shí)，避免了對(duì)既有道路交通的影響?；账哟髽虻膽?yīng)用效果表明，采用這種移動(dòng)式防護(hù)支架，較傳統(tǒng)的跨路防護(hù)棚，可以降低施工臨時(shí)措施費(fèi)約50%，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；同時(shí)避免了對(duì)交通的影響，社會(huì)效益也非常顯著。

3 結(jié)語(yǔ)

該文針對(duì)徽水河大橋的施工環(huán)境及施工特點(diǎn)，以及該橋施工過(guò)程中對(duì)G205國(guó)道防護(hù)的需求，該文研究了一種新的跨路施工防護(hù)吊架結(jié)構(gòu)。

（1）提出了一種可在鋼梁下翼緣行走的移動(dòng)式防護(hù)吊架，防護(hù)結(jié)構(gòu)由型鋼和防護(hù)板組成，可以隨著作業(yè)面的移動(dòng)在鋼梁下翼緣上便捷移動(dòng)，滿(mǎn)足施工過(guò)程的防護(hù)要求。

（2）形成了一種鋼梁外側(cè)移動(dòng)式防護(hù)架，通過(guò)拉扣的快速安裝與拆除，可以解決防護(hù)范圍的調(diào)整，滿(mǎn)足施工過(guò)程的外側(cè)側(cè)邊防護(hù)。

（3）研究形成的移動(dòng)式防護(hù)吊架結(jié)構(gòu)，具有移動(dòng)便捷、安拆方便、防護(hù)安全、經(jīng)濟(jì)可靠等特點(diǎn)，可在類(lèi)似橋梁施工防護(hù)中應(yīng)用。

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