螺溪洲大橋鋼結構支架安拆施工技術研究

張國文，潘福良，任立柱，夏 添，雷士璽

（中交第二公路工程局，江西 贛州 341000）

1 研究背景

隨著我國經濟的快速發展和城市化進程的加速推進，交通基礎設施建設得到了迅猛發展，其中公路和橋梁建設是交通基礎設施建設的重要組成部分[1]。作為公路建設中的重要組成部分，大型橋梁在連接交通、促進經濟發展、改善人民生活等方面發揮著重要的作用[2]。而鋼結構支架作為橋梁建設中的關鍵技術，對于橋梁建設的質量和進度具有重要的影響。

當前，國內外對于橋梁鋼結構支架的安拆施工技術研究已經取得了一定的進展，如采用新型材料與新型技術、提高施工效率和質量等方面都有所突破[3-5]。但是，目前在螺溪洲大橋鋼結構支架的安拆施工技術方面仍然存在一些技術難題和待解決的問題，如臨時水中支架結構形式如何設計、安裝拆除工藝流程怎么制定、施工注意事項等，這些問題需要通過深入研究和探索來解決。因此，本研究將結合螺溪洲大橋項目，探討研究鋼結構支架的安拆施工技術，進一步完善和提升該領域的研究水平。

2 工程概況

螺溪洲大橋主橋因通航要求，現場施工條件約束，采用步履式頂推安裝方式。現場利用橋位10#墩至小樁號方向200 m 長、50 m 寬的范圍作為拼裝平臺，搭設拼裝頂推支架，設置兩臺龍門吊。為減小最大頂推跨徑，在P11# 墩—P12# 墩和P12#墩—P13#墩各增加一個水中臨時頂推支架，采用步履式千斤頂將梁段分為5 個輪次，分階段頂推至設計位置并落梁。

3 鋼結構支架特點

在螺溪洲大橋的設計與施工中，鋼結構支架起著至關重要的作用[4]。鋼結構支架具有優良的力學性能和較高的強度，可以有效承受橋梁的荷載。

針對不同類型的橋梁工程和地理條件，工程師可以根據鋼結構支架的類型和特點進行合理選擇，以滿足橋梁結構的需求[6]。

4 鋼結構支架安拆施工工藝

4.1 臨時支架結構設計

4.1.1 支架位置

2#臨時支架位于主橋墩位P11#墩—P12#墩中間暨K2 km+328.864 m 處，3#臨時支架位于主橋墩位P12# 墩—P13# 墩中間暨K2 km+468.864 m 處。臨時支架位置見圖1。

圖1 臨時支架位置示意圖

4.1.2 支架樁基礎

臨時支架樁基礎采用端承摩擦樁設計，樁徑1.6 m。2#臨時支架樁基礎長12 m、鋼筋籠與鋼管樁結合長度6 m；3#臨時支架樁基礎長9.5 m、鋼筋籠與鋼管樁結合長度為6 m。鋼管樁內部設縱肋、環肋以加強鋼管樁荷載能力。

4.1.3 支架組成

支架采用中1 600 mm 鉆孔灌注樁為支架基礎，采用中1 200 mm×16 mm 鋼管作為立柱，采用中630 mm×10 mm 螺旋管作為斜撐、平聯，四拼HN900 mm×300 mm×16 mm×28 mm 的型鋼作為橫梁和縱梁，縱梁上方安裝1 200 t 頂推設備。支架安裝工藝流程見圖2。

圖2 支架安裝工藝流程圖

4.2 臨時支架樁基礎施工

2#臨時支架樁基礎以水西主棧橋側面搭設的支棧橋與鉆孔平臺為施工平臺。

4.2.1 測量放樣

其中護筒放樣情況如下：一是鋼護筒的定位采用全站儀完成，安裝導向架后下放鋼護筒；二是鋼護筒下沉精度要求平面中心位置允許偏差為±5 cm，傾斜度不大于1%。

4.2.2 導向架安裝

測量隊在施工平臺放出鋼護筒中心點，根據中心點位置在平臺上安裝井字形導向架。導向架內邊大于鋼護筒1 cm，上下兩層布置，上層置于施工平臺，下層焊接于平臺鋼管樁，以防止鋼護筒振沉時擺動導致其偏位。

4.2.3 鋼護筒沉放

將加工好的鋼護筒通過導向架進行下放。當鋼護筒頂距平臺面1 m 左右時，停止下放，將鋼護筒與平臺臨時固結。固結后，對接安裝頂節鋼護筒。

鋼護筒下放完成后，采用全站儀測量進行鋼護筒平面位置竣工驗收檢查，鋼護筒頂標高驗收利用水準點采用普通水準測量。待鋼護筒頂平面位置及標高滿足要求，即可準備鉆孔。

4.2.4 沖擊鉆引孔

4.2.4.1 鉆孔

采用沖擊鉆機鉆孔。開始鉆孔時保持鉆錐穩定，應采用高頻率低沖程進行沖擊鉆孔，使初開孔堅實，豎直能起導向作用，避免碰撞鋼護筒，鉆錐在孔中能保持豎直穩定時，可適當加速鉆進。

4.2.4.2 檢查清孔

當鉆孔深度達到設計樁底標高后，停止鉆進，在專業監理工程師在場的情況下，對鋼護筒頂面標高、孔位中心偏差、孔深、鉆孔垂直度、孔底沉渣厚度等數值進行測量。

4.2.4.3 鋼筋籠、鋼管樁載入

結合籠采用履帶吊吊裝，為了保證骨架起吊不變形，采用兩點抬吊。起吊時，下端吊點采用小鉤，上端吊點采用大鉤，大鉤、小鉤同時緩慢、平穩起吊；待整個鋼筋籠懸空后，再緩慢放松吊車小鉤，同時提升大鉤，直至鋼筋籠豎起垂直于孔口。整個起吊過程鋼筋籠盡量避免擦刮甲板、碰撞物體。

4.2.5 灌注混凝土

1） 考慮孔壁與鋼筋籠、鋼管樁間隙較小，臨時支架樁基礎采用C35 細石水下混凝土灌注，灌注前對使用導管進行導管水密試驗。

2） 鉆機鉆孔至設計標高時，保持孔內無擾動靜放1 h 后，進行第一次清孔。第一次清孔時，旋挖鉆采用撈渣法，利用孔內無擾動靜放這段時間，待鉆渣下沉至孔底，用旋挖鉆再次清理孔底，、保證孔內無大量鉆渣。清渣完成后，安裝鋼筋籠。在澆筑砼前，進行第二次清孔。

3） 首批混凝土澆筑時，嚴格控制首批封底混凝土數量，嚴格控制吹球時間，導管內混凝土面不再顯著下降、孔內泥漿涌出平穩后，測量孔內混凝土頂面高程。混凝土封底灌注采用拔塞法施工，即在漏斗的底部、導管的頂口安裝隔水栓，再用蓋板封住導管口。

4.3 臨時支架鋼管立柱接長

4.3.1 吊裝方法

3#臨時支架鋼管采用甲板船運輸材料、甲板船吊裝。

為了保證骨架起吊不變形，在鋼管管身焊接吊耳，采用兩點抬吊。起吊時，下端吊點采用小鉤，上端吊點采用大鉤，大鉤、小鉤同時緩慢、平穩起吊；待整個鋼管懸空后，再緩慢放松吊車小鉤，同時提升大鉤，直至鋼管豎起垂直于孔口。整個起吊過程鋼管盡量避免擦刮甲板船甲板、碰撞物體。

摘除鋼管底部小鉤，然后將要對接的鋼管緩慢下放于下鋼管提前焊好的卡板板內，焊接上下兩節鋼管。

4.3.2 施工步驟

步驟一：吊裝鋼管樁立柱，準確定位后人工焊接。

步驟二：調整施工平臺高度，焊接范圍內平聯、斜撐。

步驟三：接長鋼管樁，焊接范圍內平聯。

步驟四：第二節鋼管樁立柱焊接完成后，測量立柱頂高程，精確地計算出第三節鋼管樁立柱的長度，在甲板船上切割到位并留有一定的富余量，以避免鋼管樁長度不夠而二次接樁。

步驟五：焊接支架平聯、樁帽。

4.4 箱型橫梁、縱梁安裝

鋼管樁立柱、平聯、斜撐全部對接完成后，安裝箱型橫梁、縱梁，臨時支架安裝完成。橫梁與縱梁在鋼結構加工廠按照設計圖進行下料與加工，現場樁帽施工完成后，運至現場用汽車吊安裝，各結合部位焊接牢固。橫梁、縱梁安裝完成后，進行轉換柱安裝，轉換柱底部必須與橫梁和縱梁焊接牢固。同時轉換柱安裝需注意和校核不同高度型號的轉換柱安裝位置，位置安放好后，需進行測量校核，確認每個位置的轉換柱項面均低于該位置鋼桁梁底面設計高度50 mm。縱向分配梁安裝完成后，在其與橫梁焊接成整體之前，應對其上表面平面度、縱梁于中軸線平行度進行檢測。

4.5 支架拆除

4.5.1 拆除原則

鋼桁梁頂推完成并落梁，完成體系轉換，經驗收合格后方可進行臨時支架的拆除。拆除順序應遵循“由上至下，由外至內”逐層拆除的原則，禁止上下同時拆除。嚴禁拆除下來的配件從高空向地面拋擲，拆除的材料應及時運出拆除現場，以保持拆除作業區整潔。

4.5.2 主桁架水中支架（2#、3#） 拆除

2#、3#水中支架拆除，拆除工作主要采用20 t小甲板船，其主要操作方法如下：首先，采用割槍或倒鏈使支架上部結構與鋼桁梁主體結構脫離一定空間；其次，利用小甲板船將操作平臺、墊梁、縱橫向分配梁依次拆除吊下，利用倒鏈拆除支架頂部和上節段鋼管；最后，為了不影響通航，水中剩余鋼管立柱采用氧-弧水下切割工藝，沿泥面切除。

2#、3#水中臨時支架拆除流程如下。

步驟一：采用25 t 甲板船將2#、3#支架頂推設備拆除，然后采用火焰切割和倒鏈配合甲板船將操作平臺與支架分離拆除。

步驟二：采用火焰切割和倒鏈配合25 t 甲板船將2#、3#支架頂部橫梁、縱梁和中部橫斜撐依次與鋼管樁分離拆除。

步驟三：采用火焰切割和倒鏈配合25 t 甲板船將2#、3#支架水面上部鋼管分割拆除。

步驟四：采用氧-弧水下切割和倒鏈配合25 t甲板船將2#、3#支架水面下部鋼管分割拆除。

5 技術應用優勢

在螺溪洲大橋鋼結構支架安拆施工過程中，針對螺溪洲大橋項目特點，采用了多種創新技術，使得整個施工過程既高效又安全。

1） 履帶吊配合振動錘振動下沉技術。這一技術的優勢在于提高了鋼護筒沉沒的效率和精度。振動錘可以產生高頻振動，利用振動力克服土體阻力，使鋼護筒更容易下沉。這種技術還能夠減輕對周圍環境的影響，降低噪聲污染和土壤顆粒攪動。

2） 采用沖擊鉆引孔技術。在河中覆蓋層較薄的情況下，鋼管進入強風化泥質粉砂巖下沉困難。沖擊鉆引孔技術能夠在短時間內產生高沖擊力，有利于克服鋼管在強風化泥質粉砂巖下沉困難。這種技術不僅提高了引孔的效率，還能夠減小對周圍巖土的擾動，降低地下水污染的風險。與其他引孔技術相比，沖擊鉆在較硬的地層中表現出更高的穿透能力。

3） 采用履帶吊或汽車吊作業和兩點抬吊技術。履帶吊或汽車吊作業具有較高的穩定性和可靠性，能夠適應復雜的施工環境。兩點抬吊技術能夠平衡吊裝過程中的載荷分布，降低鋼結構支架在吊裝過程中承受的應力，從而避免變形和損壞。此外，兩點抬吊技術可提高作業可控性，確保施工安全。

4） 火焰切割和倒鏈拆除技術。在設備拆除階段，火焰切割技術能夠快速、準確地切割鋼結構支架，降低拆除難度和工作量。與此同時，倒鏈技術可以將拆除過程中產生的重力和慣性力進行分散，提高拆除過程的穩定性。

綜上所述，這4 種技術在螺溪洲大橋鋼結構支架安拆施工過程中發揮了重要作用，通過采用這些技術，施工過程中的效率、施工中的安全、對環境的影響、施工的品質等得到了保障。

6 結束語

本研究對螺溪洲大橋鋼結構支架安裝和拆除施工技術進行了系統的研究與探討，旨在提高橋梁建設的安全性和效率，保障橋梁的承載能力、穩定性和使用壽命。本文依托螺溪洲大橋項目情況、水文情況等，對臨時支架的安裝和拆除工藝流程以及施工步驟進行了分析研究，總結了臨時支架的安裝、拆除工藝流程及操作經驗，為今后的橋梁建設工程可以提供寶貴的指導意義。建議后續可對特殊地理條件下的施工，如地震帶、寒冷地區鋼結構支架安裝和拆除工藝進行研究，以得到優化策略，滿足各種復雜環境下的工程需求。