鋼管樁支架法在新建天津海河大橋施工中的應(yīng)用

周建權(quán)

(鐵道戰(zhàn)備舟橋處，山東齊河 251100)

1 工程概況

天津海河大橋位于海河入海口處，新港船閘和防潮閘內(nèi)側(cè)，橋?qū)?3 m，雙向4車道，新建天津海河大橋位于現(xiàn)海河大橋的東側(cè)，主橋?yàn)殡p索獨(dú)塔斜拉橋結(jié)構(gòu)，跨徑布置為(310 m+2×50 m+2×40 m)，其中主跨采用310 m的雙索獨(dú)塔斜拉橋，橋面寬25.42 m，與舊橋橋面凈距為12 m，引橋橋面凈距2 m，配跨(2×50 m+2×40 m)為混凝土梁，主橋鋼箱梁投影長(zhǎng)度共300 m，縱橋向共分為20個(gè)鋼箱梁節(jié)段(M1～M19節(jié)段和HL節(jié)段)。標(biāo)準(zhǔn)段長(zhǎng)16 m，與索距相同。在海河大橋施工中，鋼管樁支架曾被多次使用，通過靈活應(yīng)用鋼管樁支架解決了施工中遇到的很多難題，提高了工作效率。

2 鋼管樁支架在海河大橋施工中的應(yīng)用

根據(jù)本工程高墩、大跨、工期緊、任務(wù)重等特點(diǎn)，為確保海河大橋配跨正常施工，采用在海河大橋配跨現(xiàn)澆梁梁段安裝現(xiàn)澆梁鋼管樁支架(支架最高處高出地面35.873 m，最低處高出地面29.01 m)，解決海河大橋配跨現(xiàn)澆梁在城市狹窄工作場(chǎng)地的高空作業(yè)問題［1];為解決海河大橋鋼箱梁吊裝時(shí)部分區(qū)域不能通航和影響工期的問題，靈活安裝應(yīng)用鋼支架滾裝平臺(tái)(鋼箱梁M2和M3節(jié)段)和鋼支架滑移平臺(tái)(鋼箱梁M9～M18節(jié)段)，將鋼箱梁運(yùn)至橋位下方進(jìn)行安全吊裝;為解決因交界墩(海河大橋引橋20號(hào)墩)占用空間，M19節(jié)段不能垂直起吊的問題，在安裝M18段后預(yù)先安裝移動(dòng)式鋼管樁支架，利用移動(dòng)式鋼管樁支架解決海河大橋鋼箱梁M19、HL兩節(jié)段的安裝問題［2]。新建海河大橋立面布置見圖1，新建海河大橋鋼箱梁節(jié)段相關(guān)信息見表1。海河大橋鋼箱梁節(jié)段自21號(hào)墩向20號(hào)墩依次為M1～M18段，然后是HL合龍段，最后是M19節(jié)段。

表1 新建海河大橋主橋鋼箱梁節(jié)段相關(guān)信息

圖1 新建海河大橋立面布置(單位:mm)

2.1 利用鋼管樁支架解決海河大橋配跨現(xiàn)澆梁施工中遇到的難題

2.1.1 使用鋼管樁支架做海河大橋配跨現(xiàn)澆梁支架

海河大橋配跨現(xiàn)澆梁施工屬于高空作業(yè)，最高處梁底高出地面36.123 m，最低處高出地面29.26 m，因此采用鋼管樁支架或采用貝雷梁支墩支架，考慮現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有材料及經(jīng)濟(jì)性因素，決定使用鋼管樁支架做配跨現(xiàn)澆梁支架。現(xiàn)澆支架基礎(chǔ)布置見圖2。

圖2 海河大橋現(xiàn)澆梁支架基礎(chǔ)布置(單位:cm)

2.1.2 鋼管樁支架做塔吊基礎(chǔ)配合施工配跨現(xiàn)澆梁及現(xiàn)澆梁支架

新建海河大橋配跨施工區(qū)域位于原海河大橋東側(cè)，改道后的航一路通過22號(hào)墩和23號(hào)墩間，因此施工場(chǎng)地狹窄，特別是新建海河大橋西側(cè)緊鄰船廠路，沒有適合施工機(jī)械施工的場(chǎng)地，所以考慮在該處安裝1臺(tái)塔吊配合現(xiàn)澆梁及其支架的施工，又因該施工區(qū)域地下埋有很多水電及通信管線及塔吊投入使用的要求，決定采用鋼管樁支架做塔吊基礎(chǔ)，通過使用鋼管樁支架塔吊基礎(chǔ)順利解決了問題，提高了工效。圖3為鋼管樁塔吊支架基礎(chǔ)，圖4為鋼管樁塔吊支架墊梁細(xì)部構(gòu)造。

圖3 鋼管樁塔吊支架基礎(chǔ)

2.2 利用移動(dòng)支架解決海河大橋安裝鋼箱梁(M19和HL節(jié)段)遇到的難題

圖4 鋼管樁塔吊支架墊梁細(xì)部構(gòu)造

2.2.1 移動(dòng)支架使用原因

主跨共分20個(gè)鋼箱梁節(jié)段，M19節(jié)段為端部段，M19節(jié)段須先安裝至20號(hào)墩蓋梁后，待HL合龍段安裝就位后，回移M19與HL合龍段聯(lián)接成整體。因此，需采用鋼支架來配合安裝M19節(jié)段。由于受20號(hào)墩前地形環(huán)境和舊橋位置的限制，加之，鋼支架與M19節(jié)段和HL合龍段的相互制約，所以，設(shè)計(jì)移動(dòng)鋼支架來滿足M19節(jié)段和HL合龍段的安裝就位。

2.2.2 移動(dòng)支架安裝使用流程

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，結(jié)合焊接技術(shù)要求，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置好鋼支架的焊接組裝場(chǎng)地，支架結(jié)構(gòu)按設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行放樣下料、組裝、焊接。焊接間隙和坡口要滿足相關(guān)規(guī)定要求［3]。支架安裝完畢后先移動(dòng)到原海河大橋下，以便有空間吊裝鋼箱梁M19節(jié)段，橋面吊機(jī)將M19節(jié)段吊起后，將鋼支架進(jìn)行回移就位固定，將鋼箱梁M19節(jié)段放置在移動(dòng)支架上，鋼箱梁M19節(jié)段放置在移動(dòng)支架上后移動(dòng)工況見圖5［4]。

圖5 移動(dòng)支架配合安裝鋼箱梁M19節(jié)段工況(單位:cm)

具體步驟如下:

(1)根據(jù)設(shè)計(jì)提前進(jìn)行鋼支架的基礎(chǔ)和走道施工，基礎(chǔ)開挖時(shí)，若地基承載力小于0.2 MPa時(shí)，應(yīng)進(jìn)行地基換填或采用打入鋼管樁等方法進(jìn)行地基處理，基礎(chǔ)采用C25混凝土，走道采用C30鋼筋混凝土，按設(shè)計(jì)位置在走道上設(shè)置預(yù)埋鋼板。

(2)移動(dòng)支架采用φ720 mm×10 mm焊接鋼管作立柱，縱、橫向及斜向風(fēng)構(gòu)采用型鋼進(jìn)行加工和聯(lián)接，加工支架先在20號(hào)墩前拼裝成型，并采用4根對(duì)稱的抗風(fēng)纜繩進(jìn)行穩(wěn)定，抗風(fēng)纜繩采用φ21.5 mm的6×37鋼絲繩。

(3)采用穿心式千斤頂將支架橫移至舊橋下，以便讓出M19節(jié)段的空間位置，移動(dòng)時(shí)安全操作按照索塔移動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)操作方法進(jìn)行。

(4)M18節(jié)段斜拉索安裝完成后，前移就位橋面吊機(jī)，同時(shí)提前將M19節(jié)段移至橋面吊機(jī)正下方，待橋面吊機(jī)將M19節(jié)段吊起后，將鋼支架進(jìn)行回移，待鋼支架回移就位后，鋼支架頂部與20號(hào)墩蓋梁進(jìn)行固結(jié)，鋼支架底板與走道上的預(yù)埋鋼板焊接，增強(qiáng)支架穩(wěn)定性，20號(hào)墩蓋梁上采用植筋的方法將支撐斜撐聯(lián)接，支架頂部高程應(yīng)與M19箱梁底部高程一致，然后，將M19節(jié)段放置在鋼支架上。

(5)利用千斤頂向20號(hào)墩方向縱移M19節(jié)段，并使之向20號(hào)墩方向安裝超過設(shè)計(jì)位置20 cm，以便讓出HL合龍段的吊裝空間位置。

(6)安裝HL合龍段，待HL合龍段提升安裝就位后，先將HL合龍段與M18節(jié)段進(jìn)行環(huán)焊聯(lián)接，再往后縱移M19節(jié)段，使 M19節(jié)段與 HL合龍段聯(lián)接成整體。

(7)待上述一切安裝就位完成后，便可對(duì)支架進(jìn)行拆除，在拆除過程中，應(yīng)先將支架脫空移出鋼箱梁底再利用25 t汽車吊采用由上至下的順序進(jìn)行拆解。

3 結(jié)語

鋼管樁支架具有施工速度快，高空作業(yè)安全穩(wěn)定，質(zhì)輕易于移動(dòng)拆除，經(jīng)濟(jì)可循環(huán)使用等優(yōu)點(diǎn)，通過靈活應(yīng)用鋼管樁支架，可以為施工中跨越障礙物提供作業(yè)場(chǎng)地和作業(yè)平臺(tái)，新建天津海河大橋施工中通過靈活應(yīng)用鋼管樁支架平臺(tái)節(jié)省了300萬元材料購(gòu)置費(fèi)，加快2個(gè)月的施工工期，顯著提高了工效。當(dāng)然在應(yīng)用鋼管樁支架施工中也總結(jié)出鋼管樁支架的不足之處，就是穩(wěn)定性較差，解決鋼管樁支架穩(wěn)定性差的問題，一般主要采取增加樁間連接系或者使支架與其他固定物連接牢固，通過這些方法可有效解決鋼管樁支架不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，為安全快速施工提供有力保障。

［1]楊文淵.路橋施工常用數(shù)據(jù)手冊(cè)［M].北京:人民交通出版社，2001.

［2]JTG041—2000 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范［S].

［3]GB50017—2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范［S].

［4]余定軍，任 軍.超高鋼管樁支架在山區(qū)橋梁施工中的應(yīng)用［J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，2008(6):47-49.

［5]武船重型工程有限公司.海河大橋鋼箱梁吊裝報(bào)告［R].天津:武船重型工程有限公司，2010.