橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)要點(diǎn)探討

鄧 慧(中鐵二十五局集團(tuán)第六工程有限公司，廣西柳州 545007)

橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)要點(diǎn)探討

鄧 慧
(中鐵二十五局集團(tuán)第六工程有限公司，廣西柳州 545007)

隨著這幾年建筑技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)建筑企業(yè)已經(jīng)基本具備各種大型公共建筑施工的能力，其先進(jìn)設(shè)備的使用也為建筑施工質(zhì)量提供了可靠的保障。鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)的應(yīng)用為我國(guó)建筑企業(yè)實(shí)現(xiàn)大型工程施工提供了便捷，以貝雷梁為主要吊裝基礎(chǔ)的施工技術(shù)為大型工程的施工提供了保證。本文以某溪?jiǎng)倶?gòu)中橋施工為例介紹了鋼結(jié)構(gòu)吊裝技術(shù)施工中的要點(diǎn)。

某剛構(gòu)中橋;貝雷片;鋼結(jié)構(gòu);吊裝技術(shù);技術(shù)要點(diǎn)

前言：目前，我國(guó)大型建筑企業(yè)基本都取得了一級(jí)施工資質(zhì)、特級(jí)施工資質(zhì)，這種情況代表著我國(guó)建筑行業(yè)綜合實(shí)力的提升。大型建筑物采用鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)為實(shí)現(xiàn)建筑物高質(zhì)量、高速度建設(shè)提供了可靠的保證。常見(jiàn)鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)中貝雷梁桁架吊裝施工技術(shù)應(yīng)作為重點(diǎn)加以考慮。貝雷梁桁架吊裝施工技術(shù)是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)輸方便、載重量大、互換性好的施工技術(shù)，在一些大型建筑中廣泛應(yīng)用并取得了很好的效果。

1.橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工工程概況介紹

某鋼構(gòu)中橋位于某省某市，該橋橋跨結(jié)構(gòu)形式為三跨剛構(gòu)橋，主跨22m，副跨各14.65m成14m+22m+14m連梁剛構(gòu)，橋梁總寬度為233.68m，共分15節(jié)，每節(jié)寬約4.98～19.98m，板厚約1.35m，橋上共有33股道（不含預(yù)留股道）；下構(gòu)為樁基礎(chǔ)，0#臺(tái)、1#墩、2#墩、3#臺(tái)均設(shè)有雙排樁基礎(chǔ)。橋位與河道的情況是，0#、3#臺(tái)位于河岸上，1#墩、2#墩位于河道上。該橋跨越某溪，河水流量小，河面寬度為26m，水深在3m左右。某溪在河道K0+154處有一水壩，水壩上游沒(méi)有進(jìn)行河道整治，下游已經(jīng)進(jìn)行河道整治。某溪K0+154處水壩頂寬2m，為混凝土結(jié)構(gòu)，水壩上下游水面高差4.1m（上游水面標(biāo)高90.615m，下游水面標(biāo)高86.5m）。上游河道寬約26m，兩側(cè)為土河堤；下游河道寬20m，河道兩側(cè)為漿砌片石河堤，河堤兩側(cè)均經(jīng)綠化，且有巡河道路，路邊還建有污水管。施工現(xiàn)場(chǎng)由于靠近某道路，需修建部分道路與村道及某道路相通，交通相對(duì)比較便利。

2.橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)分析與探討

2.1 主要施工技術(shù)方案介紹

通過(guò)勘察設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)調(diào)查，某溪水壩上游水位高，污泥深；但河道河水流量并不大，水壩上僅2.5m寬的出水口就能保證上游水位的衡定。經(jīng)過(guò)多次技術(shù)協(xié)商決定該橋在不影響河道流水的情況下采取如下措施施工該橋。在河道中采取搭設(shè)鋼便橋作為跨河交通道路，水中搭設(shè)鉆孔平臺(tái)進(jìn)行1#、2#墩的鉆孔樁施工，水中搭設(shè)鋼板樁圍堰進(jìn)行1#、2#墩承臺(tái)施工，水中搭設(shè)平臺(tái)進(jìn)行剛構(gòu)頂板施工等。

2.2 橋梁鋼結(jié)構(gòu)吊裝施工技術(shù)分析

2.2.1 剛構(gòu)中橋跨河便橋道路施工

前面提及該橋順接某廠(chǎng)廠(chǎng)區(qū)道路，為提供交通運(yùn)輸便利及物料進(jìn)出方便進(jìn)行跨河便橋道路施工。便橋全寬6m，橋面至水面高2.0m設(shè)計(jì),橋梁全長(zhǎng)42m，橋梁建筑面積為252㎡。支撐基礎(chǔ)采用長(zhǎng)8m、Ф63cm螺旋鋼管樁采用錘擊沉樁法打入弱風(fēng)化基巖,每墩臺(tái)布置2根Ф63cm螺旋鋼管樁間距6m，墩與墩間距6m；上部采用定型軍用貝雷梁（1.5m×3m）架設(shè)，貝雷梁上橫抬梁采用雙I14工字鋼作為分布梁間距0.3m，上鋪8mm厚鋼板作為橋面，鋼板局部用鋼筋頭固定。

2.2.2 水中1#、2#墩臺(tái)鉆孔樁施作平臺(tái)施工

平臺(tái)結(jié)構(gòu)施工中采取Φ63cm螺旋管鋼作基礎(chǔ)，主跨梁每0.3m間距均布雙I14工字鋼作分布梁；頂部采取鋼板焊接，留出各需鉆孔的孔位。考慮施工電力供應(yīng)問(wèn)題，一次同時(shí)施工3個(gè)平臺(tái)，每組施工平臺(tái)投入螺旋鋼管34m，工字鋼等鋼材76.2噸，除水中因太深無(wú)法撥出的部分，其他材料周轉(zhuǎn)使用；每墩搭設(shè)38個(gè)平臺(tái)，總計(jì)搭設(shè)76個(gè)平臺(tái)。

2.2.3 采用鋼板樁圍堰施作1#、2#墩水中承臺(tái)

由于1#墩和2#墩位于河道中，承臺(tái)標(biāo)高較低，開(kāi)挖較深，須在河道修建圍堰，確保承臺(tái)開(kāi)挖。若采用土圍堰存在占用河道較寬，影響導(dǎo)水能力，故采取鋼板樁圍堰方案。鋼板樁圍堰布設(shè)方式為剛構(gòu)中橋1#墩和2#墩各有15節(jié)，每節(jié)4.98m 至19.98m；按單節(jié)承臺(tái)施工，采用400mm*125mm規(guī)格，長(zhǎng)7.0m鋼板樁，實(shí)施圍堰。鋼板樁圍堰安裝完畢后，靠河道的外側(cè)采取編織袋裝砂卵石封底，內(nèi)部采取基坑開(kāi)挖后，混凝土封底。

2.2.4 水上貝雷梁平臺(tái)施作剛構(gòu)橋頂板施工

根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，頂板按分節(jié)施工搭設(shè)剛構(gòu)頂板澆注平臺(tái)，單節(jié)平臺(tái)最寬處按20米設(shè)計(jì)，在主跨和副跨頂板下，選擇作業(yè)平臺(tái)以φ820mm,壁厚12mm鋼管樁打入河床作支承，剛構(gòu)中部利用貝雷梁作縱向支承主梁。主跨在河道水上搭設(shè)平臺(tái)；副跨待平整場(chǎng)地后在陸上搭設(shè)平臺(tái)。為確保副跨兩端的剛構(gòu)頂板施工，0#、3#橋臺(tái)，按兩次澆注混凝土，便于副跨伸入橋臺(tái)部分的頂板平臺(tái)搭設(shè)和頂板施工。

（1）主跨結(jié)構(gòu)布設(shè)要求

支柱為φ820mm,d=12mm螺旋鋼管樁打入弱風(fēng)化巖層面0.5米，縱向布設(shè)7排間距3米，每排橫向間距2.5米設(shè)1根計(jì)有96根；主梁為單排單層貝雷梁，縱向長(zhǎng)18米，橫向每組間距2.5米計(jì)有96列；貝雷梁上層橫向均勻鋪設(shè)I45b型工字鋼橫抬梁間距1.0米計(jì)19排，每排橫向布設(shè)24根，每根12m，根與根之間重疊1米；I45b型工字鋼上再橫向均布I14型工字鋼間距0.5米計(jì)479列，每列縱長(zhǎng)18m布設(shè)2根I14型長(zhǎng)12m工字鋼；I14型工字鋼間分布鋪設(shè)15cm方木；頂部為剛構(gòu)頂板底模。

（2）副跨結(jié)構(gòu)布設(shè)要求

支柱為φ820mm,d=12mm螺旋鋼管樁打入弱風(fēng)化巖層面0.5米，縱向布設(shè)5排間距3米，每排橫向間距2.5米設(shè)1根計(jì)有96根；主梁為單排單層貝雷梁，縱向長(zhǎng)12米，橫向每組間距2.5米計(jì)有96列；貝雷梁上層橫向均勻鋪設(shè)I45b型工字鋼橫抬梁間距1.0米計(jì)17排，每排橫向布設(shè)24根，每根12m，根與根之間重疊1米；I45b型工字鋼上再橫向均布I14型工字鋼間距0.5米計(jì)479列，每列縱長(zhǎng)16m布設(shè)2根I14型長(zhǎng)12m工字鋼；I14型工字鋼間分布鋪設(shè)15cm方木；頂部為剛構(gòu)頂板底模。

（3）副跨結(jié)構(gòu)施工場(chǎng)地準(zhǔn)備

由于副跨結(jié)構(gòu)施工要求，頂板底至地面的凈高須有4m左右的凈空才利于頂板平臺(tái)的搭設(shè)，而現(xiàn)場(chǎng)地面起伏不一，故先開(kāi)挖土方至標(biāo)高，然后進(jìn)行地面硬化，硬化結(jié)構(gòu)為0.25m碎石墊層，0.20m厚C25混凝土面層。

2.2.5 貝雷梁結(jié)構(gòu)相關(guān)承載能力及結(jié)構(gòu)性能分析與驗(yàn)算

根據(jù)施工施工設(shè)計(jì)要求，采用剛構(gòu)設(shè)計(jì)沉降縫分段澆筑，支架以最大沉降縫25米。

（1）作業(yè)平臺(tái)的搭設(shè)

作業(yè)平臺(tái)以φ820mm,d=12mm鋼管樁打入河床作支承，鋼構(gòu)中部利用貝雷梁作縱向支承便梁，其上層均勻鋪設(shè)I45b工字鋼橫抬梁間距1.0米；I45b工字鋼上再縱向均布I14型工字鋼間距0.5米；I14工字鋼中間鋪設(shè)15cm方木，箱梁底模與方木間用木楔調(diào)節(jié)。貝雷梁作為縱向支承便梁，7組單排單層，間距2.5米。其上層均勻鋪設(shè)Ⅰ45b工字鋼，橫抬梁，間距1米；Ⅰ45b工字鋼上再縱向均布Ⅰ14型工字鋼，間距0.5米；Ⅰ14工字鋼間鋪設(shè)15cm×15cm方木,間距0.5米；頂面鋪設(shè)20mm竹膠板。

（2）作業(yè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)荷載情況驗(yàn)算

1.剛構(gòu)自重：厚1.35m×長(zhǎng)13m×寬19.98m×2.7噸/m3=946.75T；

2.貝雷梁重量：0.270噸/m×長(zhǎng)12m×5排×2雙排=32.4T；

3.Ⅰ45b工字鋼:(長(zhǎng)8m+長(zhǎng)12m+長(zhǎng)8m) ×13片 ×0.0874噸/m=31.81T；

4.Ⅰ14工字鋼：(長(zhǎng)12m+長(zhǎng)8m) ×(板長(zhǎng)20m÷間距0.3m)×0.0169=22.5T

5.模板：底模板12×20×0.02×0.6+側(cè)模板12×1.35×2×0.02×0.6=3.3T

6.模板支架及扣件拉桿等：根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)工藝，模板支架及扣件拉桿采用三排橫桿，每2m設(shè)根豎桿，根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算其總重約2T。

7.沙箱：0.065噸/個(gè)×18個(gè)=1.17T

8.人、機(jī)具設(shè)備、砼傾倒及振動(dòng)產(chǎn)生的荷載：根據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算總重約4T+2T=6T。

（3）鋼管樁計(jì)算

根據(jù)作業(yè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)荷載情況驗(yàn)算，取安全系數(shù)為1.8，每根φ820×12mm鋼管承重能力為50T計(jì)算，需要鋼管根數(shù)為：（946.75+32.3+31.81+22.5+3.3+2+1.17+6）×1.8/50=37.65根。

按跨度3米計(jì)算，則邊跨需布置橫向5排鋼管樁，每排9根，共計(jì)5排×9 根=45根。中對(duì)中間距為板寬20m÷（11根-1根）=2.0m

（4）貝雷梁檢算同（3）驗(yàn)算貝雷梁承載力時(shí)，取安全系數(shù)按1.8，平均分布到貝雷梁每延米荷載為：?jiǎn)闻艈螌蛹訌?qiáng)型貝雷梁Ix=577434.4cm4Wx=7699.1cm3

跨中彎距Mc： Mc=qL2/8=17.4×32/8=19.575T.m ＝195.75KN.m

由公式可知：

撓度計(jì)算：fmax=5qL4/(384EI)=（5×17.4×104×34×103）/（384×210×109× 577434.4×10-8）=0.151mm＜f允（L/400=3000/400=7.5mm）符合要求

綜上，采用單排單層加強(qiáng)型貝雷梁間距2.5m,跨度3m。檢算通過(guò)。

（5）45b工字鋼及I14工字鋼檢算

根據(jù)各個(gè)工字鋼及I型鋼所受力情況，同上取安全系數(shù)為1.8，經(jīng)查相關(guān)材料性能參數(shù)，進(jìn)行各材料撓度計(jì)算如下：

45b工字鋼：fmax=(5qL4)/(384EI)=（5×7.6×104×24×103）/（384×210×109× 33800×10-8）=0.22mm＜f允（2000/400=5mm）符合要求。

I14工字鋼：fmax=5qL4/384EI=（5×3.6×104×14×103）/（384×210×109×712 ×10-8）=0.3mm＜f允（1000/400=2.5mm）符合要求。

綜上，經(jīng)驗(yàn)算5b工字鋼及I14工字鋼在方案設(shè)計(jì)中滿(mǎn)足要求，檢算通過(guò)。

2.2.6 安裝砂箱

根據(jù)本方案設(shè)計(jì)，采用砂箱作為脫模的手段；砂箱設(shè)置于鋼管立柱頂部和工字鋼橫梁之間，底部與鋼管柱頂帽采用8顆螺栓聯(lián)結(jié)。砂箱采用大管（外徑為50cm）套小管（Φ471mm）的方式；砂箱用砂采用潔凈的中砂，曬干、過(guò)篩，測(cè)出比重后，根據(jù)所需高度稱(chēng)重裝箱，確保所有砂箱頂板標(biāo)高一致。

3.結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際工程使用中，在選用其它吊裝技術(shù)成本較高且不易施工時(shí)，貝雷梁桁架法吊裝無(wú)疑是很好的選擇。本工程采用貝雷梁桁架法吊裝在節(jié)約成本的前提下高質(zhì)量的完成了吊裝作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]孫九春,盧瑛.貝雷架作為橋梁承重支架應(yīng)用時(shí)的理論分析與實(shí)踐應(yīng)用研究[J].上海公路.2010(01)

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