城市道路橋梁施工設(shè)計(jì)研究

張靜華 薛麗

摘要：本文主要就目前城市道路橋梁具體施工過(guò)程中，幾個(gè)重點(diǎn)需要注意的施工內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際例子的分析以及研究，希望可供同行朋友借鑒參考。

關(guān)鍵詞：北環(huán)快速 城市道路 橋梁工程

中圖分類號(hào)：TU99 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、工程概括

北環(huán)快速路工程范圍西起前洋立交收費(fèi)站，東至世紀(jì)大道，樁號(hào)：K0+000～K15+780，全長(zhǎng)約15.8km。經(jīng)過(guò)的橫向道路由西至東有：慈城連接線、廣元大道、洪塘西路、機(jī)場(chǎng)快速路、大鴻路、江北大道、康橋南路、倪家堰路、戚山路、329國(guó)道、慈城南路等，本標(biāo)段工程范圍K14+250～K15+780。根據(jù)2010年6月底本工程勘察設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)會(huì)會(huì)議紀(jì)要，北環(huán)快速路主線跨過(guò)世紀(jì)大道與地面道路接順，本次初步設(shè)計(jì)將工程設(shè)計(jì)范圍延伸至K16+040，與北外環(huán)路地面道路接順，本標(biāo)段實(shí)施范圍為：北環(huán)快速路(東西向)BK14+250（北環(huán)快速路高架公用墩）～BK16+040（與北外環(huán)現(xiàn)狀道路接順），全長(zhǎng)1790m；世紀(jì)大道（南北向）SK3+280（世紀(jì)大道高架公用墩）～SK4+405（世紀(jì)大道高架公用墩），全長(zhǎng)約1125m。

二、橋梁工程施工

（一）橋基評(píng)價(jià)

⑴樁基持力層選擇與評(píng)價(jià)

擬建工程在江北大道～3號(hào)橋段主車道擬采用全線高架，北外環(huán)路以北段機(jī)場(chǎng)路(鐵路～旅游公路)段需穿越2條河流，也需采用橋涵方式通過(guò)。根據(jù)擬建建筑物基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合場(chǎng)地地基土分布特征，綜合分析表明，在場(chǎng)地勘察深度范圍內(nèi)，性質(zhì)較好、可供利用的樁基持力層主要有7層及其以下各土層。

7層粉質(zhì)粘土全線局部零星分布，且厚度較薄(層厚0.7～1.4m)，一般不適宜單獨(dú)作為持力層利用，可考慮與下臥8層組合作為樁基持力層。7層和8層組合層空間分布連續(xù)，其層頂埋深為42.7～58.4m，層項(xiàng)標(biāo)高為-55.65～-40.85m，組合厚度為8.3～21.5m不等，下臥為性質(zhì)也相對(duì)較好的9層硬土層。

根據(jù)擬建工程規(guī)模和場(chǎng)地工程地質(zhì)條件，建議采用鉆孔灌注樁方案，選用7層和8層組合層作為橋基持力層利用，樁端宜盡可能置于性質(zhì)良好的8-2層圓礫層中。

⑵單樁承載力估算

根據(jù)前述基礎(chǔ)方案和表1中的建議值，按《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D63-2007)第5-3.3進(jìn)行估算：

表1：橋梁樁基承載力估算表

（二）橋梁工程

橋梁結(jié)構(gòu)的施工方法直接影響工程造價(jià)和施工工期，本工程工期緊，橋梁工程施工按照“先地下后地上、交叉施工”的原則進(jìn)行。

主線高架橋、匝道橋以現(xiàn)澆混凝土箱梁為主，局部小半徑大跨匝道采用鋼箱梁，地面輔道橋改造為空心板梁拼寬。

（1）主線及匝道高架橋現(xiàn)澆箱梁

現(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架，一聯(lián)一次落架施工工藝。混凝土常規(guī)分兩次澆筑，首次澆筑位置到腹板頂部，腹板與橋面板交界處。

①施工流程

一聯(lián)梁施工工期一般為45～70天，現(xiàn)澆箱梁施工步驟：測(cè)量、放樣→鉆孔灌注樁施工→承臺(tái)施工→橋墩立柱施工→梁投影面地基土整平夯實(shí)→碎石或宕渣基層壓實(shí) →澆筑素混凝土墊層 →搭設(shè)支架→鋪箱梁底模及外側(cè)?！演d預(yù)壓 →調(diào)整底模標(biāo)高→綁扎底板及腹板鋼筋，埋設(shè)預(yù)應(yīng)力管道→安裝腹板內(nèi)模 →綁扎橋面板鋼筋，埋設(shè)預(yù)應(yīng)力管道 →第一次混凝土達(dá)到50%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后搭設(shè)橋面板底?！?澆筑第二次混凝土→混凝土達(dá)到100%設(shè)計(jì)強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力管道壓漿→落架，橋面系施工。

上述施工工序中，鉆孔灌注樁重點(diǎn)控制鉆孔和成樁質(zhì)量，承臺(tái)、墩柱及現(xiàn)澆箱梁等混凝土結(jié)構(gòu)重點(diǎn)控制模板制作、結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋綁扎及預(yù)應(yīng)力筋安裝、混凝土澆筑質(zhì)量，現(xiàn)澆箱梁還應(yīng)控制支架基礎(chǔ)及預(yù)壓。

②鉆孔灌注樁施工

北環(huán)快速路主線橋主墩位于現(xiàn)狀道路中央分隔帶中，現(xiàn)狀分隔帶下埋設(shè)有各種市政管線，改遷后將埋設(shè)較淺的給水、雨水、污水、電力、電信等管線挖除，329國(guó)道～世紀(jì)大道段污水管埋設(shè)較淺，管底與主墩承臺(tái)齊平可以挖除，過(guò)世紀(jì)大道管徑大、埋深深，采用頂管實(shí)施，根據(jù)其平面位置主墩鉆孔灌注樁已避開(kāi)現(xiàn)狀沉井，現(xiàn)狀管線埋藏太深無(wú)法挖除，與現(xiàn)狀管線平面位置重疊的鉆孔樁施工采用沖擊鉆結(jié)合旋轉(zhuǎn)鉆實(shí)施，對(duì)現(xiàn)狀污水管以上部分采用沖擊鉆成孔，以下部分采用旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)成孔。

根據(jù)初勘報(bào)告，本項(xiàng)目所在區(qū)域地質(zhì)條件較差，樁底持力層為7層粘土、8層中粗砂、礫砂組合層和10層作為橋基持力層利用，為增加樁基承載能力儲(chǔ)備及減少樁基沉降，擬利用樁基聲測(cè)管進(jìn)行樁端注漿加固，注漿工藝為：鉆孔灌注樁水下砼澆筑后24～48小時(shí)內(nèi)用壓力水從注漿管中壓入，一般在2～5Mpa時(shí)橡膠管裂開(kāi)，在正式壓漿前保持注漿管內(nèi)水注滿，當(dāng)鉆孔灌注樁的水下混凝土齡期達(dá)到14天，可以對(duì)樁基進(jìn)行超聲波檢測(cè)，檢測(cè)完畢后可開(kāi)始對(duì)管道進(jìn)行注漿，共經(jīng)多次循環(huán)（至少循環(huán)二次）。

③支架基礎(chǔ)處理

匝道橋梁位于現(xiàn)狀道路范圍外的考慮支架的承重需要，支架搭設(shè)前首先要進(jìn)行地基處理，橋位下原地面清除雜物整平，填筑60cm宕渣整平壓實(shí)，（個(gè)別地段如遇暗河、溝塘等，則塘渣填筑厚度需加厚），用壓路機(jī)由慢到快碾壓至少6遍，最后的壓實(shí)以在規(guī)定的深度范圍內(nèi)能夠通過(guò)16T以上振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)試驗(yàn)，當(dāng)壓實(shí)層頂面穩(wěn)定，不再下沉（無(wú)明顯輪跡）時(shí)，可判為密實(shí)狀態(tài)，而后在箱梁投影下兩側(cè)各加寬1米澆筑C20砼20cm厚作為支架基礎(chǔ)，以確保支架整體穩(wěn)定性。

北環(huán)快速路主線橋支架投影范圍為現(xiàn)狀機(jī)動(dòng)車道與中央綠化帶，對(duì)中央綠化帶部分，結(jié)合道路內(nèi)側(cè)路基拼寬要求進(jìn)行處理。世紀(jì)大道支架投影范圍為機(jī)動(dòng)車道與中央綠化帶，機(jī)動(dòng)車道范圍塘渣已填筑完成，施工時(shí)應(yīng)結(jié)合世紀(jì)大道地面道路施工。

④支架搭設(shè)與預(yù)壓

現(xiàn)澆箱梁采用滿堂支架或梁式支架，世紀(jì)大道主線橋第七聯(lián)跨北環(huán)東路、北環(huán)快速路第二聯(lián)跨平王橋可采用梁式支架，其余各聯(lián)考慮采用滿堂支架。

滿堂支架采用碗扣支架，柱網(wǎng)0.9m×0.9m，腹板或橫梁處加密至0.6m×0.6m，橫桿步距為1.2m，支架搭設(shè)完成后應(yīng)進(jìn)行120%預(yù)壓以消除支架非彈性變形。

（2）小半徑大跨匝道橋鋼箱梁

①鋼箱梁采用工廠預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)拼裝的施工工藝。

圖1：總體生產(chǎn)工藝流程

②鋼箱梁制作

根據(jù)制作和運(yùn)輸安裝需要，鋼箱梁縱向分節(jié)段，全部在工廠集中加工制作，放樣全部采用1：1電腦放樣，縱向結(jié)構(gòu)每米加放1mm的焊縫收縮補(bǔ)償量，分段縱向合攏口在吊裝分段口制作時(shí)留50mm余量，在工廠進(jìn)行預(yù)組裝后再切割余量。焊接材料的選用通過(guò)焊接工藝評(píng)定來(lái)確定。

③鋼箱梁檢測(cè)

a：理化檢測(cè)。材料到廠后，按要求對(duì)材料進(jìn)行理化檢驗(yàn)。

b：測(cè)。鋼梁構(gòu)件焊縫在焊接完成24h內(nèi)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)，焊縫必須經(jīng)外觀檢查合格。橫向?qū)邮芾缚p進(jìn)行100%超聲波檢測(cè)，100%磁粉探傷檢查，質(zhì)量等級(jí)Ⅰ級(jí)；橫向受壓焊縫要求100%超聲波檢測(cè)，100%磁粉探傷檢查，質(zhì)量等級(jí)Ⅱ級(jí)；橫向?qū)邮芾缚p按接頭數(shù)量10%進(jìn)行射線探傷，射線照相等級(jí)為B級(jí)，焊縫內(nèi)部質(zhì)量為Ⅱ級(jí)。

c：檢測(cè)。鋼箱梁要求嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求做好涂裝施工。涂層厚度要求平均厚度不小于規(guī)定厚度。所測(cè)值必須90%達(dá)到或超過(guò)規(guī)定要求，未達(dá)到規(guī)定厚度的測(cè)點(diǎn)之值不得低于規(guī)定厚度的90%。測(cè)量?jī)x器用電子測(cè)厚儀、磁力型杠桿式測(cè)厚儀。

④箱梁施工質(zhì)量控制

鋼結(jié)構(gòu)加工前，必須進(jìn)行焊接工藝評(píng)定試驗(yàn)和加工圖轉(zhuǎn)換，經(jīng)評(píng)審?fù)ㄟ^(guò)后方可進(jìn)行加工制作。

a：板不允許剪切，只能進(jìn)行氧-乙炔火焰切割。優(yōu)先采用精密切割或自動(dòng)切割。

b專用鋼樣條時(shí)，必須考慮創(chuàng)（銑）邊加工量及焊接收縮量。主要構(gòu)件的對(duì)接，應(yīng)使鋼板的軋制方向與部件主要受理方向一致。腹板的縱向拼接焊縫，原則上應(yīng)布置在受壓區(qū)。

c前仔細(xì)確認(rèn)涂料的品種、質(zhì)量及施工位置，按生產(chǎn)廠家推薦的工藝參數(shù)進(jìn)行。鋼表面清理前應(yīng)清除刺屑、焊渣及油污。涂料涂裝除銹等級(jí)達(dá)到GB 8923-88標(biāo)準(zhǔn)SA2.5級(jí)。

d:給出的高程，準(zhǔn)確控制各臨時(shí)支墩的高程和位置。按構(gòu)件重量正確計(jì)算和確定吊車、吊環(huán)、鋼絲繩、吊點(diǎn)的位置，根據(jù)工程情況、周圍地形、施工環(huán)境正確組織吊裝作業(yè)，確保吊裝作業(yè)安全。

⑤道橋改造

地面輔道拼寬橋施工流程為：測(cè)量、放樣→外側(cè)拼寬橋鉆孔灌注樁施工→ 封閉外側(cè)一個(gè)車道，蓋梁外側(cè)拓寬施工→架設(shè)外側(cè)拼寬梁板→現(xiàn)澆拼寬處濕接頭→橋面系施工→ 中央分隔帶管線遷移后內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)拼寬橋鉆孔灌注樁施工 →蓋梁內(nèi)側(cè)拓寬施工→架設(shè)內(nèi)側(cè)梁板→現(xiàn)澆拼寬處濕接頭→橋面系施工。

地面輔道橋重點(diǎn)控制鉆孔樁成孔與成樁質(zhì)量，蓋梁拼接，空心板吊裝，空心板拼接處濕接頭及絞縫質(zhì)量。

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