利用裝配式公路鋼橋架設長大應急通道的施工方案*

陳啟飛，李學禮，王尚龍

(1.陸軍工程大學野戰工程學院，江蘇 南京 210007； 2.南京交通建設項目管理有限責任公司，江蘇 南京 210008； 3.陸軍研究院工程設計研究所，江蘇 南京 210016)

針對南方水網稻田地區快速架設長大應急通道要求，根據確定的應急通道總體方案，結合寧高新通道二期工程石臼湖大橋棧橋架設經驗，提出該應急通道的施工方案、主要作業步驟及施工作業控制要求。

1 施工方案與流程

為提高架設速度，采用起重機架設法，將應急通道劃分成多個工作面同時施工。每個工作面的主要工序包括鋼管樁加工、沉樁、安裝下橫梁、拼裝桁架梁、安裝桁架梁(9排，依次安裝)、設置上橫梁和縱梁、安裝橋面板、設置欄桿等。其中，鋼管樁在岸邊進行加工，然后由施工方運輸至相應位置沉樁。陸側首跨桁架梁在岸邊拼裝，次跨桁架梁在成型后的首跨上拼裝，然后依次向遠處推進。水上作業面各跨作業同陸側，以臨時碼頭作為周轉平臺，各船舶機械通過水運完成水上工作面的聯系。每個工作面平均每天完成1～2跨。總體施工流程如圖1所示。

圖1 總體施工流程

單跨施工步驟如下：①吊放導向架后，調平、固定導向架；②吊放鋼管樁，校準、限位鋼管樁位置；③插打鋼管樁后，糾偏導向架；④拆除提升導向架，鋪裝貝雷承重梁、型鋼分配梁、橋面板。在每個施工階段，可采用GPS定位結合全站儀測量的方式進行測量放樣，以確保橋梁軸線準確。

2 架設準備

2.1 施工作業編組

按工程量大小合理劃分施工作業段，明確各段作業時間和所需機械、人員，采用流水施工法安排施工進度。根據施工流程，作業編組為：①上部結構作業班 共2～4個，每班4～5人，負責協助起重機扶穩、對正桁架，當桁架梁準確落位至下橫梁后，設置橫向支撐，協助起重機鋪設上橫梁、縱梁和橋面板，并設置欄桿等附屬設施；②鋼管樁加工班 共2～4個，每班2～3人，負責鋼管樁焊接與加工(主要根據樁長情況進行接長或截短)；③水上作業班 共2個，每班3～4人，協助起重機運輸鋼管樁成品、定位和打樁，并設置剪刀撐，安裝下橫梁；④機械操作班 每臺施工機械按2名操作手進行配備。

綜合考慮，每跨作業需6～7人。根據架設時間要求，作業班和作業手可視情況進行增減。必要時采用平行施工法，增派機械、人員，以加快施工進度。其中，樁基施工所需周期長，應提供多個工作面，為樁基平行施工創造條件。

2.2 施工場地布置

根據應急通道走向、周圍地形、道路狀況，通過勘察現場，按布置合理、施工方便、安全可靠、少占耕地的原則布設施工現場，包括臨時辦公區與生產加工區。為方便應急通道架設作業，應在岸邊規劃堆放通道部件配件的倉庫、作業工(機)具停放場地，并設置施工機械車輛掉頭區域。

2.3 通道軸線選擇

1)根據兩岸接線位置、地形、高差、地質等情況，確定最適宜的通道中軸線。通過測量河流(濕地)寬度，確定橋梁跨徑，設置兩岸鋼管樁加工和桁架拼裝場地。

2)根據接線路堤標高，確定通道基礎標高，并計算填挖數量，劃出填挖范圍。

3)劃出料場線后，注明通道各部件配件及工具堆放位置。

3 下部結構施工方案

3.1 樁基礎施工

3.1.1鋼管樁制作

可采用儲備鋼管樁進行制作，長度根據需要進行加工。當儲備鋼管樁不夠時，可用符合設計及規范要求的鋼板卷制。在專門的臺架上進行管節拼裝、定位，管節對口應保持在同一軸線上。管節管徑差、橢圓度及樁成品的外形尺寸必須滿足規范要求。

3.1.2沉入鋼管樁

沉入鋼管樁前需結合通道位置，采用全站儀或GPS對鋼管樁進行精確定位，保證鋼管樁施工精確度，并在樁位處設置輔助支撐樁。

鋼管樁采用陸上運輸形式，當鋼管樁就位后，履帶式起重機停放在鋼棧橋施工便道上，測量組確定樁位與樁垂直度滿足要求后，采用80t履帶式起重機配合DZ120型振動錘施打鋼管樁，當振動錘施工達不到規定入土深度時，使用80t履帶式起重機配合柴油錘或振動錘施打鋼管樁。水上工作面采用80t履帶式起重機配合DZ120振動錘，通過釣魚法施打鋼管樁(見圖2)。測量組確定樁位與樁垂直度滿足要求后開始振動，打入過程需不斷檢測樁位與樁垂直度，若發生偏差應及時糾正，樁下沉過程中不可有較長時間的停頓，以免擾動管樁周圍土體，導致沉樁困難。

圖2 振動錘釣魚法沉樁施工示意

樁頂鋪設好型鋼主梁及橋面板后，前移履帶式起重機，插打下一跨鋼管樁。按此方法，循序漸進地施工。

打入鋼管樁時，應嚴格控制樁身垂直度，確保鋼管樁合理承載，沉樁以標高進行控制。沉樁時，樁位平面位置偏差控制在±10cm，樁頂標高偏差控制在±2cm，樁身垂直度偏差<1%。

每排鋼管樁下沉到位后，樁間采用[22a設置橫向剪刀撐，以增加樁穩定性。施工電焊采用普通交流電焊機，效率高、焊接質量好、焊縫變形小，可全位置焊接，操作較方便，并可人工(焊槍)焊接。

3.1.3樁基承載力檢測

根據樁基承載力設計要求，可選擇典型地質斷面墩位上的1跨通道，采用靜載試驗法進行檢測。堆載荷載不小于通道單跨總荷載，在通道上設置沉降位移觀測點進行跟蹤觀測。待靜載試驗完成且沉降觀測結果滿足樁基承載力后，再進行后續施工。

3.2 下橫梁安裝及樁頂處理

下橫梁為雙拼I40a。架設時，應先將輔板(1cm厚鋼板)與鋼管樁焊接，確保下橫梁穩定性。若樁存在較大偏位、下橫梁與樁間無法可靠連接時，應將樁頂抄水平后，使用鋼板封頂，再焊接下橫梁與封頂鋼板，并在樁頂范圍的下橫梁與樁間設置加勁板。

4 上部結構施工方案

上部結構桁架梁先在岸上按30m 1跨組拼成9片桁架梁，然后2片1組使用橫向連接槽鋼，通過螺栓組拼為4組。通過起重機將中間1片桁架梁吊裝到位后，分別將4組組合桁架梁分組吊裝就位，最后對未連接的桁架梁安裝橫向連接槽鋼。

桁架梁上的型鋼橋面板預先在鋼結構廠焊接扁鋼防滑帶，并加工成6m長、8m寬吊裝段，陸運至現場后，由浮式起重機將橋面板逐片吊裝就位，最后連接橋面板與桁架梁。橋面板安裝完成后，再安裝橋面附屬設施。

4.1 主梁安裝

桁架順橋向布置，采用9排單排單層加強型桁架梁進行搭設。首先，將桁架片拼裝成單排單層桁架梁，運至施工現場后，在主梁上繪制桁架梁位置線，將中間桁架梁和4組組合桁架梁分別吊裝就位后，偏差應≤5cm。每排桁架梁間采用雙[10橫向連接，以增加桁架梁整體穩定性。桁架梁安放好后，采用如圖3所示方式，將桁架梁焊接固定于I25a主梁。不可直接焊接桁架片下弦桿，應采用門式卡固定法將桁架片下弦桿固定在主梁上。

圖3 門式卡固定法

4.2 橋面板安裝

1)加工及運輸 橋面板包括9m長的I25a、30m長的I12.6及1cm厚鋼面板。橋面板在生產加工區加工成9m寬、6m長吊裝段后，使用汽車式起重機吊至半掛車上，再由半掛車運輸至鋼橋架設現場。在陸上工作面工作時，橋面板由履帶式起重機直接起吊安裝。

2)吊點設置及安裝方法 在I25a，I12.6型鋼上各設置2個吊點，吊點在型鋼三分點處沿長度方向對稱分布，采用鋼絲繩卡環進行固定。在橋面板寬度方向中點對稱設置2個鋼絲繩抱箍。

待安裝完桁架梁后，在梁上逐片鋪設I25a橫向分配梁，橫橋向間距75cm，I25a與桁架梁間采用φ16 U形螺栓進行固定，每個節點使用1套螺栓。然后在I25a上鋪設I12.6縱向分配梁，縱橋向間距25cm，若與U形螺栓發生沖突，可適當調整間距。

3)安裝鋼橋面板 橋面板鋪設在縱梁上，與縱梁接觸點均要滿焊，焊縫質量應滿足要求。每塊橋面板間設置2cm寬伸縮縫，以防因溫度變化引起橋面翹曲起伏。

5 水上施工點設置與施工

當水位變化情況滿足施工條件時，使用160t起重機將80t履帶式起重機吊至600t方駁上，經過航道進入施工水域，在相應范圍內設置工作點。

先利用80t履帶式起重機施工最近2跨通道，然后施工3跨共計27m長斜棧橋，履帶式起重機通過斜棧橋行駛至已完成的通道上，最后利用釣魚法施工其余跨段通道。

6 可能存在的問題與解決措施

6.1 可能存在的問題

1)車輛在通道上的緊急制動及溫度應力對結構產生水平力，影響樁穩定性。

2)樁承受重大荷載后產生沉降，影響通道結構正常使用。

6.2 解決措施

1)在每聯間設置伸縮縫，相鄰兩聯間設置制動墩，必要時采取雙排樁，可有效解決通道結構產生的水平力對樁穩定性的影響。

2)樁基礎施工過程中，嚴格按設計要求施工并進行靜載試驗，投入使用后設置沉降觀測點，并安排維護人員定期觀測，沉降一旦超過限值，影響正常使用，即調遣相應施工隊伍和機械進場，在相應樁頂處加設型鋼等墊塊，必要時打設輔助支撐樁，確保樁頂高程在控制范圍內。

7 結語

利用裝配式公路鋼橋快速架設長大應急通道，運用起重機架設法將應急通道劃分成多個作業段同時施工，施工方案如下：①對不同位置的下部結構采取相應施工方法；②上部結構桁架梁先在岸上組拼單片再兩兩組合，先吊裝中間1片再依次吊裝組合梁，最后安裝橫向連接槽鋼；③型鋼橋面板預先加工成吊裝段后，由浮式起重機吊裝就位；④連接橋面板與桁架梁后，安裝橋面附屬設施。