狹窄河道場地制梁施工技術(shù)解析

文∕張杏軍

1 前言

橋梁制作質(zhì)量與設(shè)計效果將對河道場地施工水平有著深遠(yuǎn)的影響，尤其在狹窄河道場地中，不但其難度大，而且要求更高。據(jù)此，我們應(yīng)充分汲取以往我國成功的制梁施工經(jīng)驗，結(jié)合狹窄河道場地自身條件制定科學(xué)的施工方案，改善橋梁工程施工現(xiàn)狀，為我國狹窄河道場地橋梁建設(shè)項目的開展創(chuàng)造有利條件。

2 工程概況

陜西省西鄉(xiāng)至鎮(zhèn)巴高速公路項目，其狹窄河道場地為XZ-10 標(biāo)段。在該工程中，橋梁施工路線長達(dá)4.21km，涵蓋了長為1647.8m 的二郎灘特橋與長為102.45m 的小河子橋；同時，在該項目中還具有227m、782.6m、587.8m 的單洞隧道；除此之外，在整個工程中共設(shè)有2 座匝道橋。

由于在具體施工場地中與G210 國道緊鄰，且河道峽谷形狀多以V 型為主。為了保證工程項目順利完成建設(shè)任務(wù)，在四處狹窄河道場地中應(yīng)充分應(yīng)用制梁施工基礎(chǔ)，保證橋梁平穩(wěn)建于河道之上。制梁施工主要是指在河道內(nèi)建設(shè)樁基，但由于在狹窄河道場地內(nèi)制作橋梁難度略大，并且無法有效借助大型設(shè)備進(jìn)行制梁，因此需有效應(yīng)用制梁施工技術(shù)，以此為本工程的高質(zhì)量竣工給予重要保障。

3 狹窄河道場地制梁施工項目案例

3.1 都格北盤江大橋

狹窄河道場地中應(yīng)用制梁施工技術(shù)在我國橋梁工程施工中有著重要作用。其中，都格北盤江大橋主要運用了跨徑720m 的鋼桁架橋梁在都格鎮(zhèn)與普利鄉(xiāng)之間進(jìn)行互通交流。在長達(dá)1341.4m 的大橋中，不但實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)共享，而且還為當(dāng)?shù)剡\輸業(yè)的發(fā)展提供了便捷的條件。在該大橋建設(shè)期間，為了增強(qiáng)橋身穩(wěn)定性，專門將鋼桁架橋梁跨距控制在了12m，且其邊跨距為8m。

3.2 青島海灣大橋

它是山東青島地區(qū)的大橋，整個橋長為28.047km，其中有25.171km 的橋身處于河道之上，不但建設(shè)了紅島、滄口等橋梁，而且還在非通航線路上建立了孔橋。由此，為當(dāng)?shù)睾Ｓ驒M跨帶來了新方向。在狹窄河道場地橋梁工程中，要想保證制梁施工技術(shù)發(fā)揮出真正的效用，需明確橋梁施工任務(wù)，配備好施工設(shè)施，促使橋梁工程處于可控范圍內(nèi)[1]。

3.3 港珠澳大橋

橋梁工程是河道交通與海域橫跨的重要部分，為了進(jìn)一步提升其施工質(zhì)量，需在充足工期與資金的扶持下制定科學(xué)的施工規(guī)劃，改善施工現(xiàn)狀。其中，港珠澳大橋在建設(shè)期間，有35.5km 的橋身位于海內(nèi)，并借助隧道建設(shè)的方式橫跨珠海、澳門半島、大嶼山，且在海底隧道建設(shè)中受空間限制，建設(shè)難度較大。整個工程耗時8年，耗資千億元，最終成為世界上著名的跨海大橋。由此，我國應(yīng)憑借卓越的制梁施工技術(shù)打造“頂級橋梁強(qiáng)國”。

4 狹窄河道場地制梁施工技術(shù)的要點

4.1 科學(xué)設(shè)計箱梁臺座

在狹窄河道場地進(jìn)行制梁施工，常常由于施工空間較小，致使橋梁運輸與搭建都存在較大的難度。而制梁施工技術(shù)的應(yīng)用，因其所采用的機(jī)械設(shè)備較為簡便，且具備突出的安全性，投入成本較低，故而可在高橋墩工程項目中予以推廣。此外，通過制梁施工技術(shù)還可以有效提升施工質(zhì)量，為后續(xù)大橋順利通車提供可靠保障。在該工程中的施工內(nèi)容較為復(fù)雜，因其易受G210 國道施工影響，施工難度加大，因此我們可以充分應(yīng)用制梁施工技術(shù)在河道內(nèi)建設(shè)橋梁樁。為了保證深水區(qū)打樁任務(wù)順利完成，在不允許大型設(shè)備進(jìn)場的情況下，應(yīng)對其箱梁臺座進(jìn)行科學(xué)化設(shè)計，以此增加施工準(zhǔn)確性，并結(jié)合以往施工經(jīng)驗對本次工程項目進(jìn)行建設(shè)。

如在貴安新區(qū)的金竹立交橋項目中，它主要在長為450m 的路基施工中選擇了預(yù)制箱梁，并專門建立了供于混凝土拌和操作的站點，其中在124 片長度為25m 的箱梁作業(yè)中設(shè)置了多達(dá)46 個臺座，其30m 箱梁中設(shè)有44 個臺座；而公共箱梁臺座設(shè)置了20 個，這表明臺座的設(shè)計成果直接影響著工程建設(shè)進(jìn)度及其質(zhì)量。對此，在該項目中，要想在狹窄河道場地中充分發(fā)揮出制梁施工技術(shù)的效用，應(yīng)當(dāng)結(jié)合項目場地施工條件優(yōu)選箱梁類型、確定臺座數(shù)量。由于本項目的施工場地位于山區(qū)，無法調(diào)用大型設(shè)備用于制梁，所以在地形影響下選擇跨墩龍門橋梁。因其在實際安裝時并不需要復(fù)雜的操作步驟，且能夠適應(yīng)山區(qū)橋梁施工條件，故而該橋梁類型具有更強(qiáng)的實用性[2]。

4.2 嚴(yán)控箱梁腹板坡度

在該項目中所選擇的跨墩龍門橋梁，在對其腹板坡度予以確定時，還應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合場地條件，不可過多占用河道，否則將致使橋梁施工項目出現(xiàn)突出的不可控性。一般而言，在不同長度的箱梁下所選擇的臺座類別有所差異，且腹板坡度也不一樣。比如在箱梁臺座上選擇的面板類型應(yīng)為圓弧狀，并將其置于腹板內(nèi)；同時，還應(yīng)在臺座兩端裝設(shè)可滑動的軌道板，以此形成不同的腹板坡度，滿足山區(qū)河道場地制梁施工要求。一般而言，在制梁場制作橋梁時，還應(yīng)考慮到箱梁跨度。為了保證每種規(guī)格的箱梁均具備適用性，可安裝調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)圓弧面板的角度。所謂狹窄河道場地制梁難度大，多源于施工場地空間過小。

此外，為了保證箱梁尺寸與腹板坡度符合施工要求，還可充分借助自動檢測儀對現(xiàn)場施工規(guī)格進(jìn)行檢測，如（圖1）所示，以此全面了解制梁施工技術(shù)是否達(dá)標(biāo)。同時，在狹窄河道場地應(yīng)用制梁施工技術(shù)時，還應(yīng)精準(zhǔn)計算河道流量，從而判斷箱梁臺座的抗壓強(qiáng)度。具體可依據(jù)下述公式計算河道流量：

A=b×h

C=1/n×R1/6

Q=AC×Ri1/2

其中A 表示河道斷面面積，b、h 分別為河道輸入底寬、過流面寬，C、n、Q、i 則為河道生成謝才系數(shù)、輸入河道槽率、斷面過流量、輸入河道縱坡，待計算后可作為制梁施工作業(yè)的可靠依據(jù)并用于優(yōu)化箱梁腹板坡度。

圖1 箱梁外形尺寸自動檢測儀現(xiàn)場操作圖

4.3 有效引進(jìn)變壓器

在陜西省西鄉(xiāng)至鎮(zhèn)巴高速公路工程項目中，XZ-10 標(biāo)段屬于狹窄河道。在該場地應(yīng)用制梁施工技術(shù)時，為了保證施工進(jìn)度，可結(jié)合施工條件引進(jìn)變壓器。比如在混凝土拌和站點與箱梁預(yù)制場地兩者間設(shè)置變壓器，以此保證橋梁工程施工過程中能夠保持良好的供電穩(wěn)定性，避免混凝土拌和裝置與制梁場出現(xiàn)超壓現(xiàn)象而影響正常的施工進(jìn)度。

在該項目中布置制梁場時，一要避免對既有建筑物造成損壞；二要保證水電供應(yīng)的合理化；三要實現(xiàn)制梁安裝一體化，繼而減少施工量。因在狹窄河道場地布設(shè)制梁場將受限，所以應(yīng)運用山區(qū)河道周邊已存在的管線道路實現(xiàn)簡化制梁，而且在預(yù)制梁存放方面也應(yīng)控制好數(shù)量，以免制梁臺位過多而影響整體施工規(guī)范性，從而為制梁施工技術(shù)的落實創(chuàng)造有利條件[3]。

4.4 制定預(yù)制梁方案

狹窄河道場地開展制梁施工作業(yè)時，需要制定合理的預(yù)制梁制作方案，其中包括詳細(xì)說明安裝步驟，避免在工期要求內(nèi)無法順利完成橋梁安裝任務(wù)。一般而言，在預(yù)制梁安裝階段，可借助大型吊運設(shè)備（如圖2 所示）將其吊裝到指定位置。但就當(dāng)前工程現(xiàn)狀來看，若在狹窄河道采用大型設(shè)備，則缺乏實踐性。此時，一方面可選擇上文提到的跨墩龍門橋梁；另一方面，可利用箱梁臺座自由調(diào)節(jié)功能依靠滑移動力，促使預(yù)制梁落于橋墩之上。除此之外，制梁施工技術(shù)在狹窄河道場地中的實踐應(yīng)用，還應(yīng)當(dāng)保證混凝土材料供應(yīng)的充足性，促使預(yù)制梁在制作階段能夠及時獲得鋼筋混凝土，繼而提高整體施工效率。

在該項目中因橋梁建設(shè)工程數(shù)量較多，且樁基多建于河道深水區(qū)。所以，在無法運用大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行制梁安裝時，可從以往建設(shè)經(jīng)驗中找到解決方法，并優(yōu)化施工規(guī)劃，促使橋梁工程的建設(shè)能夠為后續(xù)河道橋梁的順利通車給予穩(wěn)定的基礎(chǔ)；另外，還可依據(jù)河道跨度調(diào)整預(yù)制梁尺寸，便于施工單位獲得更高的綜合效益。

圖2 預(yù)制梁現(xiàn)場安裝圖

5 結(jié)語

綜上所述，本文從陜西省西鄉(xiāng)至鎮(zhèn)巴高速公路的制梁施工內(nèi)容中能夠獲取可靠的施工經(jīng)驗。據(jù)此，應(yīng)從箱梁臺座設(shè)計、箱梁腹板坡度控制、引進(jìn)變壓器、制定預(yù)制梁方案等方面著手，確保橋梁工程在狹窄河道場地依舊具備較高的建設(shè)質(zhì)量，并以此為車輛人員的通行提供重要依托，促進(jìn)橋梁工程的高質(zhì)量發(fā)展。