倒水桂江公路大橋主橋鋼吊箱專項施工方案研究

鐘瑞慶，鐘志欽

(1.賀州市交通運(yùn)輸局，廣西 賀州 542700；2.廣西交科工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530001)

0 引言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，橋梁建設(shè)成為連接城市河流兩岸的重要構(gòu)筑物。我國改革開放40多年，橋梁建設(shè)的水平也躍居世界前列。本文以梧州市倒水桂江公路大橋為例，詳細(xì)講解了橋梁施工過程中的難點(diǎn)工程——主橋鋼吊箱專項工程的施工方案，可為同類型工程施工提供參考。

1 工程概況

梧州市長洲區(qū)倒水桂江公路大橋工程位于梧州市長洲區(qū)倒水鎮(zhèn)境內(nèi)，路線起于倒水鎮(zhèn)東閣村北側(cè)現(xiàn)狀村道，起點(diǎn)樁號為K0+000.000，沿地轉(zhuǎn)南，上跨東閣村東側(cè)現(xiàn)狀村道后，跨越桂江河流，下穿分離式立交橋G65包茂高速，終于省道S201富川至梧州公路高寨村附近現(xiàn)狀T型平交口處，終點(diǎn)樁號為K2+733.143。該橋設(shè)計速度為40 km/h，路基寬為8.5 m。路基橫斷面結(jié)構(gòu)形式為：車道寬2×3.50 m，兩側(cè)土路肩為2×0.75 m；圓曲線最小半徑為60 m，最大縱坡為7%，最小坡長為120 m，凸曲線最小半徑為450 m，凹曲線最小半徑為450 m。

1.1 主要結(jié)構(gòu)形式

倒水桂江公路大橋主橋采用(99+180+99) m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，橋?qū)?7 m，采用掛籃對稱懸臂澆筑施工。東閣村側(cè)引橋采用6×30 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)小箱梁，橋?qū)?7 m。下部結(jié)構(gòu)主橋墩采用雙肢薄壁墩，基礎(chǔ)采用承臺接樁基礎(chǔ)；過渡墩采用矩形實心墩，引橋橋墩采用柱式墩，樁基礎(chǔ)；起點(diǎn)側(cè)橋臺采用肋板臺，終點(diǎn)側(cè)橋臺采用柱式臺，橋臺均采用樁基礎(chǔ)[1]。

主橋上部結(jié)構(gòu)采用單箱單室變高度箱梁，采用C55混凝土，根部梁高10 m，跨中梁高3.5 m。根部底板厚1.1 m，跨中底板厚0.3 m，梁高和底板厚均采用1.7次拋物線變化。腹板厚度由根部0.9 m變化到0.7 m，直到跨中變化為0.5 m。箱梁頂板寬17 m，底板寬9 m，兩側(cè)懸臂長4 m。主墩為雙肢薄壁墩，采用C40混凝土，墩高為20.3～23.3 m，雙肢間

凈距為6 m，薄壁墩壁厚1.8 m，寬9 m。承臺采用C30混凝土，平面尺寸為順橋向11.5 m，橫橋向11.5 m，厚4 m。主墩基礎(chǔ)為C30水下混凝土，采用直徑2 m鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，平面布置為3×3排，樁間距均為4 m。

1.2 鋼吊箱工程簡介

主橋7#墩、8#墩承臺為深水高樁承臺，采用有底鋼吊箱進(jìn)行施工。鋼吊箱采用鋼結(jié)構(gòu)鋼吊箱，鋼吊箱壁體內(nèi)口尺寸：橫橋向長11.5 m，順橋向長11.5 m，呈矩形截面布置。鋼吊箱頂標(biāo)高為+20.5 m，底標(biāo)高為+11.5 m，高9 m。鋼吊箱底板采用C40鋼筋混凝土厚25 cm預(yù)制板塊拼裝成型。主橋鋼吊箱立面圖見圖1。

圖1 主橋鋼吊箱立面圖(cm)

鋼吊箱為承臺施工擋水結(jié)構(gòu)，設(shè)計、加工和拼裝需保證水密性。鋼吊箱壁板采用t=5 mm鋼板，壁板豎向加勁主梁采用I25a工字鋼布置，間距分別為70 cm、90 cm，壁板豎向環(huán)向加勁主梁采用I20a工字鋼布置，間距為45 cm。鋼吊箱封邊鋼板及連接板采用t=15 mm鋼板。

1.3 主要工程材料數(shù)量表(表1)

表1 工程材料數(shù)量表

2 施工計劃

2.1 施工進(jìn)度計劃

鋼吊箱計劃于2020-09-15開始施工，2020-12-20完成。施工進(jìn)度計劃表見表2。

表2 鋼吊箱施工進(jìn)度計劃表

2.2 材料與設(shè)備計劃

項目根據(jù)樁基施工計劃安排，確保施工工期，合理配備施工設(shè)備進(jìn)場，提前安排鉆孔設(shè)備、鋼材、水泥砂石料進(jìn)場，具體進(jìn)場時間詳見表3、表4。

表3 主要材料進(jìn)場計劃表

表4 設(shè)備進(jìn)場計劃表

2.3 人員安排

為保障施工的合理有序進(jìn)行，主要人員安排如表5所示。

表5 人員安排表

3 施工工藝

3.1 總體施工方法

鋼吊箱的總體施工方法為：壁板工廠分塊制作，底板現(xiàn)場預(yù)制制作，現(xiàn)場拼裝，整體下放[2]。具體施工流程見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

工廠分片制作：根據(jù)鋼吊箱設(shè)計圖紙，按照壁板分塊大小尺寸在工廠進(jìn)行加工，加工完成后進(jìn)行組裝試拼，符合設(shè)計要求后運(yùn)輸至現(xiàn)場。

混凝土底板制作：根據(jù)鋼吊箱底板設(shè)計圖紙，事先將底板所需鋼筋進(jìn)行采購，按照鋼筋設(shè)計圖紙進(jìn)行加工成型，根據(jù)混凝土底板分塊大小尺寸綁扎鋼筋、安裝模板、澆筑混凝土成型。

現(xiàn)場拼裝：鋼吊箱壁板、底板制作完成并輸運(yùn)至現(xiàn)場后，按照先底板后側(cè)板的原則在現(xiàn)場拼裝成設(shè)計結(jié)構(gòu)。

整體下沉：鋼吊箱拼接成設(shè)計結(jié)構(gòu)后，利用集中控制同步智能千斤頂一次下放到設(shè)計標(biāo)高。

3.2 主要施工工藝

3.2.1 鋼吊箱壁板加工制作

鋼吊箱為單壁有底鋼結(jié)構(gòu)。鋼吊箱壁體在模板工廠內(nèi)分塊加工，制作分成16塊，尺寸分別為長9 m、寬3 m共計12塊，長9 m、寬2.5 m共計4塊，單塊重量為3.5 t，運(yùn)往現(xiàn)場后再用吊機(jī)拼裝成設(shè)計尺寸。鋼吊箱結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 鋼吊箱壁板分塊制作結(jié)構(gòu)圖

3.2.2 混凝土底板預(yù)制制作

在靠近主墩附近位置進(jìn)行場地平整，平整后澆筑C20混凝土進(jìn)行場地硬化，硬化厚度為15 cm，硬化場地表面應(yīng)平整，避免出現(xiàn)凹凸不平的現(xiàn)象。按照鋼吊箱底板設(shè)計圖紙，在鋼筋加工場進(jìn)行底板鋼筋加工制作，然后將制作成品運(yùn)輸至現(xiàn)場。預(yù)制場地按照鋼吊箱設(shè)計圖紙中底板分塊尺寸進(jìn)行間隔放樣，并用墨斗線將預(yù)制塊邊線彈出，將預(yù)制板中間預(yù)留孔洞位置模板進(jìn)行安裝固定，再將運(yùn)輸至現(xiàn)場的成品鋼筋進(jìn)行綁扎，鋼筋間距及保護(hù)層厚度按照圖紙進(jìn)行。預(yù)制板分塊鋼筋安裝完成后，安裝四邊模板并將其固定。模板安裝完成后，將底板預(yù)埋件按照圖紙尺寸及數(shù)量進(jìn)行預(yù)埋，預(yù)埋件與主筋進(jìn)行點(diǎn)焊固定。待預(yù)埋件安裝檢查合格后，進(jìn)行混凝土澆筑施工。混凝土采用C40標(biāo)號，插入式振搗棒振搗，表面收光采用人工收光，待混凝土初凝后灑水覆蓋薄膜進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

3.2.3 鋼吊箱底板拼裝

(1)鋼吊箱底板由9塊不同尺寸分塊預(yù)制成型的混凝土板拼裝而成。

(2)將承臺范圍以外鉆孔平臺進(jìn)行拆除，同時在距水面以上3 m處搭設(shè)拼裝平臺。

(3)臨時拼裝平臺采用在鋼護(hù)筒壁板上焊接三角牛腿，然后在三角牛腿上按照設(shè)計整體下放布置，橫向、縱向分別布置底板承重梁，承重梁采用雙拼I45c工字鋼布置，承重梁上部鋪設(shè)預(yù)制混凝土底板。底板拼裝成型后，進(jìn)行鋼吊箱壁板拼裝。壁板拼裝成型后安裝下放系統(tǒng)千斤頂及錨固鋼絞線，再利用千斤頂及鋼絞線將整體吊箱提升，然后將三角支撐割除，最后下放整體鋼吊箱。詳見圖4。

圖4 底板拼裝構(gòu)造圖

3.2.4 鋼吊箱壁板拼裝

鋼吊箱壁板采用指定工廠分塊加工成型、試拼、檢驗合格后運(yùn)輸至現(xiàn)場指定地點(diǎn)存放。項目根據(jù)設(shè)計圖紙在現(xiàn)場進(jìn)行拼裝，然后通過陸地吊車吊裝平板車運(yùn)輸至主墩承臺位置，采用汽車吊吊卸安裝壁板組拼。

鋼吊箱底板底口限位固定采用在底板預(yù)制板中預(yù)埋限位角鋼，安裝時壁板面板貼緊限位角鋼，然后在壁板豎向主梁后安裝槽鋼及木楔子支撐在底板預(yù)埋槽鋼上，以此進(jìn)行緊固壁板底口以防松動或者位置偏移。見圖5。

圖5 鋼吊箱壁板底口限位固定布置圖(cm)

3.2.5 鋼吊箱下放布置

本項目鋼吊箱采用整體下放的工藝，并采用6臺LSD1000型千斤頂布置在鋼護(hù)筒頂面下放吊架上進(jìn)行固定，在鋼吊箱中部搭設(shè)平臺布置液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

鋼吊箱下放在鋼護(hù)筒頂部，布設(shè)6個下放吊點(diǎn)，在鋼護(hù)筒頂口上采用雙拼I45c工字鋼焊接下放牛腿吊架，吊架與鋼護(hù)筒進(jìn)行焊接固定，并在鋼護(hù)筒內(nèi)側(cè)加焊支撐架。

鋼吊箱、底板、承重梁共計總重160 t，單個吊點(diǎn)承重27 t，每個吊點(diǎn)布設(shè)5根鋼絞線，單根鋼絞線承重20 t，共計100 t，滿足單個吊點(diǎn)承重重量。見圖6。

圖6 鋼吊箱整體下放平面圖(cm)

3.2.6 鋼吊箱斜拉桿布置

鋼吊箱底板斜拉桿預(yù)埋件數(shù)量共計36個。斜拉桿的作用為：鋼吊箱整體下放至設(shè)計標(biāo)高后，將下放系統(tǒng)進(jìn)行拆除，剩余斜拉桿與鋼護(hù)筒連接，斜拉桿承受封底混凝土重量，待封底混凝土澆筑后將鋼吊箱內(nèi)部水抽至封底混凝土頂面，將斜拉桿進(jìn)行割除。

下放系統(tǒng)安裝完成后，將斜拉桿底部與底板預(yù)埋件進(jìn)行連接固定，再將斜拉桿頂部用鋼絲繩掛于吊箱頂部承重梁掛鉤上，使斜拉桿與鋼吊箱整體進(jìn)行下放。

3.2.7 封底混凝土施工

待整體鋼吊箱下放至設(shè)計標(biāo)高位置后，在鋼護(hù)筒頂面搭設(shè)封底混凝土澆筑的臨時平臺進(jìn)行操作。單個主墩封底混凝土厚度為1.5 m，采用C15混凝土，設(shè)計放量235 m3，封底一次澆筑完成[3]。

4 結(jié)語

本文以倒水桂江公路大橋工程為例，介紹了該項目的基本概況，其中主橋的鋼吊箱施工為該項目施工的重難點(diǎn)。本文詳細(xì)研究了主橋鋼吊箱施工的施工進(jìn)度、人材機(jī)施工安排及施工工藝，為主橋的合理有序施工提供了有力保障。