復雜工況裝配式公路鋼便橋施工技術

王 逸， 劉仁剛， 王長林， 李萬勇

(四川交投建設工程股份有限公司市政工程分公司，四川成都 610000)

目前國內鋼便橋的結構形式通常是下部鋼管樁基礎、上部貝雷梁[1-2]，采用振動錘打設鋼管樁進入軟弱土層，鋼管樁通過與軟弱土層之間的摩擦力提供支反力[3-5]。對于跨河便橋來講，施工的關鍵是便橋地基的穩固、鋼管樁的打入以及貝雷梁的吊裝就位，選用合理的組合形式及進行正確的施工，關系到鋼便橋建設的成敗[6-8]。

當鋼便橋跨越深厚軟弱地質時，鋼管樁或混凝土基礎不足以承擔貝雷梁及上部交通荷載，產生不同位置地基沉降不均勻造成的便橋失穩、坍塌隱患，諸多臨時鋼便橋的失穩、倒塌由此產生，需要采取加固措施進一步提高地基承載力，通過規范施工工藝、控制施工質量，進一步提高鋼便橋便道的可靠性[9-12]。

為此，根據現場施工條件及施工進度提前安排，緊密控制各環節施工質量，改進施工工藝，具有重要的工程意義。

1 混凝土工程概況

本文依托工程為橫跨美姑河建設4座貝雷片鋼棧橋，分別為33 m下承式鋼棧橋1座，45 m上承式鋼棧橋2座，33 m上承式鋼棧橋1座。橋寬均為4 m，可承載100 t荷載。

橋墩及橋臺采用C30混凝土鋼筋混凝土，墩柱采用600 mm×10 mm的鋼管。為防止河水沖刷，河中基錯向外擴大加寬，形成魚嘴狀。鋼管與墩柱基錯采用法蘭盤螺旋連接后再用混凝土包裹，以防止河水侵蝕。鋼便橋技術參數如下：

(1)道路等級：施工棧橋。

(2)設計車速：15 km/h。

(3)橋面布置：單車道，橋寬4.5 m。

(4)設計荷載：100 t掛車。

33 m鋼便橋整體布置如圖1所示。

圖1 33 m鋼便橋布置(單位:mm)

2 施工工藝流程

施工準備→測量放樣→墩基開挖→預埋件施工→墩臺混凝土澆筑→鋼橋架設→橋面系統及輔助工程施工。

3 施工工藝及操作要點

3.1 施工準備

(1)施工道路利用原有道路。

(2)該工程主要用電采用柴油機發電。

(3)測量放線確定橋臺位置、高程、尺寸、基坑邊線、中心控制點等。

3.2 測量放樣

根據鋼便橋的設計圖測量樁位，并做好標記，水中鋼筋采用鋼筋插入河床作為標記，橋臺樁位采用白灰標記。

3.3 墩基開挖

(1)按照設計尺寸基坑長5.9 m，寬3.5 m，深5.368 m要求開挖基礎，開挖后的地基承載力不小于180 kPa。

(2)河道中的條形基礎圍堰施工。

(3)河槽處理：在圍堰修建之前，應將堰底部河床內的植被、樹根、碎石、表層淤泥和碎屑挖出并大致平整。

(4)圍堰施工過程：圍堰設計→河床疏浚→填土邊坡→抽水→基礎開挖→基礎施工→圍堰拆除。

(5)采用機械配合人工開挖并清理基礎，基坑的寬度應比設計地基的兩側寬約50 cm。基坑開挖達到設計高度后，將基礎直接放置在自然基礎上，并清除基坑周圍的松散土石。

3.4 預埋件施工

3.4.1 預埋件施工前的準備

預埋件施工過程：鋼筋、鋼板的加工→焊接→支模和安裝埋入件→校核埋入件的尺寸和位置→混凝土澆筑→養護、拆模。

安裝埋入件前，應先了解其型號、位置和數量，然后根據標準制作并固定預埋件。

3.4.2 預埋件在混凝土施工中的保護

在檢查模板、鋼筋、預埋件等合格后，然后才能澆筑混凝土。如果發現在混凝土澆筑過程中埋入件移位，應停止澆筑和振搗，找出原因，并進行適當的處理。并且應注意，在混凝土的終凝之前必須將其重新固定。在混凝土澆筑過程中，應采用插入式振動器，避免與錨板碰撞。

3.5 墩臺混凝土澆筑

3.5.1 墩臺鋼筋的布置與綁扎

(1)清掃基礎墊層，用墨斗彈出鋼筋位置線。

(2)按照鋼筋位置線布放鋼筋，必須保證鋼筋橫平豎直。布放鋼筋時需設置墊塊，以滿足混凝土保護層厚度要求。

(3)綁扎鋼筋。雙向主筋的鋼筋網必須在所有的相交處扎牢。對于單向板，鋼筋可以用梅花扎，梁側的板鋼筋必須滿扎。對于雙向板，則必須滿扎。

3.5.2 模板安裝

如圖2所示，每次使用前清潔鋼模板，并在模板上涂脫模劑。模板由自卸車運到現場，然后人工運至倉面。根據放樣點安裝模板，復測后安裝內拉支撐并補縫。

圖2 模板安裝

3.5.3 混凝土澆筑與養護

混凝土由混凝土罐車運至施工現場，再由運輸車直接運至斜槽，由斜槽下料，采用平鋪法，鋪料每層厚度為30～50 cm。

混凝土澆筑完成后，進行人工澆水養護。只有在達到相關規范指定的強度后才能拆除模板，避免在晚上或溫度驟變期間脫模。

3.5.4 臺背回填

如圖3所示，在混凝土強度達到70 %以上方可回填橋臺臺背，填筑每層厚度不超過30 cm，小型碾壓設備無法碾壓的位置用平板振動器進行人工夯實。

圖3 臺背回填

3.6 鋼橋架設

3.6.1 鋼管樁與樁頂分配梁施工

(1)鋼管樁的加工與制造。鋼管樁由廠家加工提供，用于卷制鋼管樁的鋼板應符合設計及規范要求。

(2)施工前的準備。鋼管樁交付現場后，檢查鋼管樁焊縫，對有厚度不足、咬邊、裂紋和夾碴的焊縫進行外包加固處理。

(3)鋼管樁的焊接。如圖4所示，將鋼管樁提升到預設的樁位置，確定垂直度和深度，在焊接過程中要注意觀察和測量，以確保傾斜度不超過1 %。

圖4 鋼管柱與預埋件焊接

(4)樁頂分配梁與鋼管樁的焊接。鋼管樁與條形基礎焊接后用吊車將樁頂分配梁吊往鋼管柱上方并及時與鋼管樁焊接。

(5)焊接過程應注意以下事項。焊接現場所需的工具和設備應保持清潔整齊。在焊接時，應及時清除多余雜物(焊碴焊球、殘留的焊料等)。焊接完成后，應檢查焊縫，對厚度不足、咬邊、開裂的焊縫進行外包和加強處理。焊點不得裸露基底金屬，不得有銳邊、拉尖、焊劑殘留物和夾雜。

3.6.2 貝雷梁的吊裝

(1)如圖5所示，用吊車吊裝貝雷梁的加強弦桿(上、下加強弦桿)，加強弦桿安裝完成后用吊車吊裝貝雷梁。

圖5 加強弦桿安裝及吊裝

(2)當第一跨貝雷梁吊上橋臺、樁頂分配梁上后，必須將貝雷梁與樁頂分配梁、橋臺預埋件焊接，(焊縫質量必須滿足規范要求與相關規定)待第一跨貝雷梁吊裝完成后再進行第二跨貝雷梁吊裝，后續工作與第一跨相同。

3.7 橋面系及附屬工程施工

(1)如圖6所示，在分配梁上方安裝8 mm厚的橋面板，橋面板和橫向分配梁的接觸點均滿焊，且焊接質量必須符合要求。在整個橋面板安裝完成后再安裝護欄，安全警示燈等。

(2)橋臺采用石籠、護腳體、防滑墊塊防護，降低橋臺的滑移傾覆風險。

(3)中間支撐采用條形基礎與鋼管樁的組合形式，提高地基的防沖刷能力。

4 結束語

本文依托鋼便橋實際工程，便橋兩端采用鋼筋混凝土橋臺，具有減少地基沉降效果，對于深厚軟弱地質具有良好的處理效果，橋臺臺背回填降低橋臺的滑移傾覆風險，中間支撐采用條形基礎與鋼管樁的組合形式，提高地基的防沖刷能力。形成的鋼便橋具有沉降少、穩定性好的優勢。

圖6 分配梁焊接