高速公路簡支橋梁施工技術及安全風險評估

朱洪波

（中鐵國際集團，北京 102300）

0 引言

由于我國幅員遼闊，目前高速公路建設事業進入了新的階段，也帶來了一定的難度和挑戰。高速公路建設過程中，橋梁工程較為常見，與普通的路基工程不同，橋梁工程具有施工難度大、工程量大、安全系數低等特點，為一項控制性工程。在目前橋梁工程施工應用中，簡支橋梁應用較為廣泛，簡支橋梁為一種單跨靜定結構，具有受力和結構簡單的特點，可較好地承受住較大的地基變形[1]。本文為研究簡支橋梁施工技術要點，重點對簡支橋梁施工工藝進行研究，制定出詳細的施工組織安全風險評估體系，并在具體橋梁工程中進行應用研究。

1 工程概況

莫桑比克N13國道修復項目（Cuamba-Muita段）全線長138km，設計行車速度為100km·h-1，雙向兩車道，路面設計為雙表處瀝青混凝土結構形式，項目含5座簡支橋梁。其中一座橋，其橋梁橋位處的設計流量為200m3·s-1，設計流速具體為3.54m·s-1，橋梁的中心樁號為K0+450，其交角為90°。該橋全長85m，其上部設計為預制T梁，下部為薄壁式橋墩及重力式橋臺，基礎有擴大基礎和樁基礎，樁基礎為灌注式樁基。為提高橋梁的整體施工質量，現對簡支梁施工關鍵技術進行研究，并制定出詳細的安全評估方案。

2 簡支橋梁施工技術要點

2.1 擴大基礎施工

簡支梁施工前優先進行擴大基礎施工，即針對橋墩底部淺埋式基礎進行擴大，首先應根據地勘報告綜合分析基礎巖層的巖性，結合設計要求確定其開挖深度，以形成有效的持力層，同時根據規范規定，在基礎上應進行嵌巖處理，留出一定長度的襟邊對基礎進行保護。

2.2 樁基礎施工

樁基礎施工前結合設計圖紙要求進行測量放樣，再進行鉆孔施工，邊鉆孔邊檢測泥漿黏稠度，確保泥漿的黏稠度可滿足護壁的要求[2]。嚴格根據鉆孔設計深度進行展開，并及時將鉆孔內的泥渣進行清除，鉆孔過程中如出現塌孔，需及時處理。鉆孔至設計標高后清理孔內雜物至規范要求，再進行鋼筋籠安設和混凝土灌注。合理選擇成樁類型，其中鉆孔灌注樁不同于人工挖孔樁，其主要應用在高水位地基上，樁深相對較大。接下來是破除樁頭，主要包括將樁頭四側的土方挖除，將樁頂的標高進行控制，將強度較差的混凝土進行清除，施工人員人工將樁頂整平，并將樁頭清洗干凈。

2.3 橋墩施工

由于橋墩形式的種類繁多，因此應結合實際工程進行選擇，目前實際應用中最常用的為樁柱式橋墩。修建橋墩時應先鋼筋綁定，施工模板架設，最后再澆筑混凝土。待橋墩質量滿足施工要求后即可展開蓋梁或系梁施工。墩柱工程施工質量的重要評價指標為豎直度，因此應嚴格控制好橋墩豎直度，以確保支座安裝的精度及后續上部結構施工順利進行。

2.4 橋臺施工

使用最多的橋臺為重力式橋臺，由于其施工工藝簡單，因此其應用較為廣泛。具體工序為先安裝臺身基礎，再進行混凝土灌注，以提高橋臺施工質量，按照分層填土的方式進行臺背回填，接著展開臺帽灌注。

2.5 梁板預制

在制定的制梁場進行梁板預制，簡支梁施工中應用最廣泛的是箱梁、T梁以及空心板梁，預制梁板的最關鍵環節為控制張拉預應力。

2.6 梁板安裝

前期準備工作完畢后，待梁板混凝土強度滿足設計要求后即可安裝預制梁板，采用吊車或架橋機將預制好的梁板運至指定位置，施工技術人員及時對梁板的穩固程度進行檢查，其穩固程度滿足要求后則可開展橫隔板鋼筋焊接，并針對梁體和橋面之間的空隙采用混凝土進行填充。梁板安裝前詳細檢查各機械設備零部件，并于適當位置涂抹潤滑油。梁板加設前先徹底清理施工場地，控制好吊車或架橋機的水平高度以及橫縱坡，確保行走框架能達到指定位置，施工技術人員嚴格按照設計方案安裝桁架和導梁。

2.7 橋面及剩余工程施工

橋梁橋面的主要施工任務為橋面鋪裝、排水系統、路面施工、伸縮縫、護欄等[3]。嚴格控制橋梁鋪裝層的厚度，重點對墊石標高、梁板尺寸進行控制。橋梁混凝土護欄表面應堅實，不得出現裂紋，確保護欄連接處平順。

3 施工安全風險控制

3.1 風險應對計劃

主要針對可能或者即將產生的風險進行超前分析，并制定出風險制訂方案計劃，結合提供的風險清單、工程施工組織設計、工程概況、相關勘察資料等信息進行綜合評定，風險應對計劃中需詳細包含施工組織安全保障、安全教育計劃、防護措施以及應急預案等。

3.2 安全管理措施

以實際橋梁工程項目為例，制定出詳細的施工安全管理措施，若存在較大的工程施工風險時，應結合圖紙和實地勘測統籌編制出總體的施工方案，對承臺施工、鉆孔灌注樁等專項工程制定出對應的專項施工方案。各參建單位均需進行施工組織方案的交底，若需要進行設計變更，應需通過相關部門或專職人員的審批。施工單位項目部應制定出相應的管理計劃和應急預案。

3.3 各事故類型防護措施

施工單位應格外重視高處墜落、觸電事故、起重傷害、物體打擊、機械傷害等施工安全隱患，明確規范施工操作，存在違規施工操作的需進行嚴厲懲處。

3.4 專項技術交底

橋梁簡支梁施工過程中施工安全風險評估較大的主要為鉆孔灌注樁和承臺施工，因此，在施工前應加強對施工人員的安全生產教育培訓，規范其施工操作，對各項機械設備進行定期的保養和維修。橋梁上的吊車升降、塔上作業、混凝土灌注等，均需要由專門的技術人員在場指揮。鉆機需平穩放置，鉆孔過程中若存在卡鉆現象應及時切斷電源，鉆頭不得隨意擺放。承臺施工也需進行專項施工安全交底，在降低施工安全事故發生的同時降低經濟損失。

3.5 總體風險評估

結合該高速公路特大橋工程，采用權重進行風險評估，制定出帶權重的簡支橋梁施工安全總體風險評估指標，可為簡支橋梁的施工安全控制提供參考和管理。橋梁工程建設規模中當單孔跨徑Lk(總長L)超過或達到國內外同類橋型最大單孔跨徑Lk(總長L)時，其評價分值為70～100，單孔跨徑Lk＞150m或L＞1000m時，其評價分值為50～74，單孔跨徑40m≤Lk≤150m或100m≤L≤1000m時，其評價分級為25～49，單孔跨徑Lk＜40m或L＜100m時，其評價分值為0～24，同時需要結合工程實際綜合判定；橋梁結構地質條件中存在不良地質災害多發區域(包括熔巖、滑坡、泥石流、采空區、強震區、雪崩區、水庫坍岸區等)時，其評價分值為67～100，存在不良地質災害，但不頻發時，其評價分值為34～66，當地質條件好，基本不影響施工安全時，其評價分值為0～33，同時需結合地質條件和場地安全綜合判定；當橋梁結構氣候環境存在極端氣候事件多發區域(洪水、強風、強暴雨雪、臺風等)時，其評價分值為67～100，當氣候條件一般，可能影響施工安全，但不顯著時，其評價分值為34～66，當氣候條件良好，基本不影響施工安全時，其評價分值為0～33，同時需結合施工工藝綜合判定；當橋梁結構中地形地貌條件為山嶺區時，其評價分值為50～100，而為平原區時，其評價分值為0～49，同時需結合勘測資料來綜合判定。另外橋梁結構涉及新技術、新工藝、新材料時，其評價分值為50～100，同時需要結合工程經驗。

4 結語

簡支橋梁為一種單跨靜定結構，具有受力和結構簡單的特點，可較好地承受住較大的地基變形，因此在目前橋梁工程施工應用中，簡支橋梁應用較為廣泛。本文圍繞高速公路簡支橋梁施工技術及安全風險評估進行展開，為提高簡支橋梁整體施工質量和安全，重點對簡支橋梁施工工藝進行闡述，并制定出簡支橋梁施工組織安全風險評估體系，其研究結果可為同類簡支橋梁應用提供參考借鑒作用，具有一定的可行性和實用性。