代縣滹沱河治理工程某橋梁施工關鍵技術要點分析

劉紅文

（山西省代縣滹沱河濕地公園服務中心,山西 忻州 034200）

0 引言

近年來我國在城市、鄉鎮道路建設投入了大量精力,橋梁工程是道路工程建設的重要組成部分,橋梁規模在不斷擴大,具體形式越來越豐富,施工關鍵控制技術對預應力混凝土橋梁工程質量有著顯著影響[1～3],因此,在整個工程建設過程中應以質量為最終目標,通過對設計方案、施工工藝流程、施工技術等關鍵要點進行探索和優化,不斷改善橋梁工程質量,為我國的交通事業發展、鄉村振興貢獻力量[4～5]。

1 工程概況

山西省代縣縣滹沱河河道治理工程河道搶險路是一條貫穿東西的干道,于K0+072.60 處跨越關溝河,通過規劃和論證,近年已在關溝河成功建設橋梁連通滹沱河兩岸,橋梁全長2099.68 m。橋梁下部結構采用鉆孔灌注樁樁基施工、承臺和墩柱施工,橋梁上部結構采用預應力鋼筋混凝土梁板,并在橋面設置防撞欄、排水放水系統。

2 下部結構施工技術要點

2.1 樁基施工

2.1.1 灌注樁布置

橋墩所設防護樁均為鉆孔灌注樁,其中1#墩共有95 根防護樁（樁徑1.25 m,樁長25 m,樁間距1.5 m）。2#墩共有84根防護樁（樁徑1.25 m,樁長23 m）。1#、2#墩主樁均為鉆孔擴底灌注樁,其中1#墩共有68 根主樁（樁長84 m,樁身直徑1.8 m,樁底直徑3.0 m,等高0.75 m,以12°角擴大,樁間距4.5 m）。2#墩共有50根主樁（樁長72 m,樁身直徑1.8 m,樁底直徑3.0 m,等高0.75 m,以12°角擴大,樁間距4.5 m）。

根據防護樁類型及開挖揭露地質條件,綜合權衡后采用HG-200型車載反循環鉆機進行灌注樁施工,該鉆機在鉆進過程中全程泥漿護壁,三翼刮刀鉆頭施工,20 cm大直徑鉆桿反循環出渣,成孔停鉆后由反循環泵吸排孔殘渣進行清孔,最終在水下澆筑混凝土成樁。鉆機整機輪廓（長×寬×高）7.5 m×2.1 m×2.8 m,塔架高度6 m。

2.1.2 灌注樁施工流程

灌注樁工藝流程包括如下步驟：場地平整硬化→測量放樣→埋設護筒→泥漿制備、護筒復測→鉆進→成孔驗收、孔深、孔徑、垂直度、泥漿性能等檢查→安放鋼筋籠→下導管→二次清孔→泥漿指標檢查→灌注水下混凝土。主樁為擴底鉆孔灌注樁,根據主樁類型、地質情況及成孔要求,使用全液壓可視可控旋挖擴底成孔的灌注樁,該工藝首先將設計擴孔參數輸入電腦,在電腦指揮中心的控制下進行旋挖切削擴大成孔,在穩定液的護壁作用下通過鉆斗液壓旋轉水平切削土體,通過擴孔鏟斗的反復閉合和反復提升將孔內擴大部位的土體取出,有效地保證樁擴大部位的尺寸。

本工程鉆孔使用全液壓可視可控旋挖擴底鉆機,鉆機型號SD642,該鉆機工作狀態下長×寬×高=11 m×5 m×28.1 m。鉆機下設置2 mm厚的鋼板和30 cm厚C30 鋼筋混凝土（鋼筋采用φ12、間距10 cm×10 cm）。1#墩樁基施工設置1個30 m×6 m×2 m泥漿池,泥漿池設置在1#、2#墩之間,距離車安線70 m。2#墩樁基施工設置1個25 m×6 m×2 m泥漿池。

2.2 承臺施工

2.2.1 基坑開挖施工

本工程基坑開挖面積大,根據支撐特點,擬采用分層開挖方式施工。基坑周邊鋼筋混凝土防護樁、冠梁、主樁全部施工完畢后,待冠梁混凝土達到設計強度后進行第一步土方開挖,開挖深度為3 m,待橫撐鋼管支撐完畢后,進行第二步土方開挖,開挖深度為6.8 m,開挖至基地標高上15 cm處,人工清底至基底。第二步土方分兩層開挖,每層開挖深度約3 m。第二步土方因開挖深度較深因此分層開挖,同時因有大量的工程樁冒出,因此采用小型挖掘機配合梯次接力開挖至槽底,在收尾階段由長臂挖掘機將人工清底土直接挖出。基坑開挖示意圖見圖1。

圖1 基坑開挖示意圖

2.2.2 冠梁水平支撐

1#基坑開挖深度9.8 m,2#基坑開挖深度9.3 m。為保證施工安全,1#、2#基坑開挖深度達到1.5 m時在冠梁上安裝一層φ800×12 mm鋼管水平橫撐,鋼管預加力為1000 kN。水平支撐在下轉盤高度范圍內基坑回填完成后拆除。基坑回填采用集配砂礫石,分層夯實。

2.2.3 防護樁混凝土噴錨

基坑分級開挖,每級開挖完成后在防護樁內側噴10 cm厚C30 錨噴混凝土（內含鋼絲網）,鋼筋網采用Φ16鋼筋固定,鋼筋豎向間距2 m。

2.2.4 基坑安全監測

基坑安全監測由建設單位委托的第三方實施。基坑監測與測試的控制要求和報警值：（1）冠梁頂水平位移和垂直位移速率不超過2 mm/d或累計位移不超過20 mm；（2）鋼管支撐內力不超過100 t；如監測值超過報警值則立即停止開挖,對基坑進行回填,采取加固措施后方可繼續開挖。基坑安全監測內容見表1。

表1 基坑安全監測表

3 上部結構施工施工技術要點

3.1 梁體施工

3.1.1 施工方法

主橋現澆段采用滿堂支架法澆筑施工。鋼筋由鋼筋加工廠運至施工現場,再由塔吊提升運送,在現場綁扎成型；澆筑混凝土由攪拌站集中供應,運輸泵車輸送入模,由插入式振搗器搗固密實,覆蓋土工布灑水養護。支架采用盤扣式支架,支架底鋪設15 cm×15 cm方木（松木）,用細砂著平。立桿頂面及底面均采用可調高頂、底托,頂托上方縱向鋪設15 cm×15cm方木（松木）,橫向鋪10 cm×10 cm方木（松木）。底板、側模及內模均采用竹膠板。

3.1.2 支架布置

（1）支架采用盤扣式支架,立桿主要采用3.0 m、2.4 m、1.8 m、1.2 m、0.9 m四種規格,立桿接長錯開布置,橫桿采用0.9 m、0.6 m二種規格,頂、底托采用可調托撐。（2）為確保安全可靠,根據梁體受力結構,支架立桿縱橫間距按0.6 m×0.3 m、0.6 m×0.6 m、0.6 m×0.9 m三種規格設置,立桿之間由橫桿連接,形成網格。（3）為加強支架整體穩定性,在橋軸線縱橫方向設置Φ48 剪刀撐,在橫向剪刀撐沿縱向每3 m一道,靠墩柱一側5 m范圍內加密為60 cm/道,將各段支架聯結成一個整體。現場支架布置典型圖見圖2。

圖2 現場支架布置典型圖

3.1.3 混凝土施工

主梁混凝土澆筑分三次進行,第一次澆筑底板與外側兩腹板的范圍；第二次澆筑中間兩塊腹板；第三次澆筑腹板余下部分及頂板。層間施工縫按規范要求鑿毛處理。混凝土灌注應對稱進行。混凝土攪拌車運輸混凝土,用汽車泵進行混凝土澆筑,振動棒機械振搗。由于施工場地狹窄,混凝土施工時,需要有人指揮引導車輛行駛,維持地面交通順暢。混凝土澆筑完成后,梁頂面鋪設一層土工布,灑水養護7天。

3.1.4 支架拆除

支架拆除順序：安放立桿底座或立桿可調底座→樹立桿、安放掃地桿→安裝底層（第一步）橫桿→安裝斜桿→接頭收緊→鋪放腳手板→安裝上層立桿→緊立桿連接銷→安裝橫桿→設置人行梯→設置剪刀撐→掛設安全網。拆除支架應從前向后拆由上而下進行,遵循先搭后拆、后搭先拆的原則。拆除腳手架的大橫桿及剪刀撐,應先拆中間扣,再拆兩頭扣。

3.1.5 預應力施工

首先各種原材料（包括水泥、鋼筋、石子、砂、錨具、夾具、千斤頂、壓力表、測力計等）應予以送檢,滿足規范要求后使用。鋼絞線在室外存放,加以苫布覆蓋,防止雨露、氣體的影響。錨具、夾具和連接器,存放和搬運時,應避免銹蝕、沾污或遭受機械損傷。金屬螺旋管安裝應當嚴格按照設計坐標安放到位,采用鋼筋固定安裝,使其牢固不動,間距不大于0.8 m。鋼鉸線的下料及切斷采用砂輪鋸,不得用電弧切割。

施加張拉力時,應保證梁板強度≥設計值（圖紙要求是大于等于85%設計值,齡期大于7天）,為安全起間,采取保守值。16 m板經計算理論伸長值為11.0 cm,設計撓度6.3 cm（中板）、9.5 cm（邊板）。鋼鉸線張拉時對應力、應變兩個指標進行控制,當實際伸長值和理論伸長值相差大于6%時,應當查明原因,起拱度作為一個參考指標,其差值超過4 cm時,應采取控制措施,張拉順序嚴格按圖紙設計的X型進行,實測鋼絞線伸長值分布在10.9～11.2 之間,符合規范及設計要求,起拱度測量均在正常范圍之中,且較均勻。同時支座墊石標高一定要控制精準,以保證梁底的平整,吊裝時應輔以1 mm鋼板加以墊襯。成立張拉測試隊伍,現場指定專人負責,每次張拉前都對所有設備進行檢查。張拉前應計算每根鋼束的理論伸長值,根據設計圖紙對稱穿插張拉梁鋼束,同時孔道壓漿采用真空壓漿方法。

3.2 主要附屬結構施工

本梁橋在1#和2#墩之間防護欄頂設置防護屏,防護屏頂距橋面的距離為2.5 m。橋面、防撞護欄、防護屏防雷接地利用結構內主鋼架予以可靠焊接,其主筋數量不得少于2根,當主筋為φ16及以下時應不少于3 根,主筋位置應相鄰,增設的搭接鋼筋規格為φ28。橋面、防撞護欄、箱梁、墩身、樁基礎各結構部位接地主筋連接均應予以牢固焊接,焊接長度為10倍直徑（雙面焊）。主塔為墩梁固結,不設接地端子和接地線,子塔非墩梁固結,預埋接地端子并用接地線連接。接地電阻≤4Ω,外露部件需采取相應的絕緣措施。

4 結語

本文以山西省代縣滹沱河河道治理工程某跨河鋼筋混凝土梁橋為研究對象,分橋梁上部結構、下部結構及主要附屬結構三個不同部位對施工關鍵技術要點進行總結,形成一套完整施工工藝流程。該橋梁工程建設過程中零安全事故和優質工程質量,其關鍵技術要點對推動梁橋施工進步有積極意義。