廣東省道264線跨線橋排洪渠處施工方案探討

（廣東省長(zhǎng)大公路工程有限公司，廣東 廣州 510000）

一、工程概況

廣佛肇高速省道264線跨線橋起點(diǎn)樁號(hào)為K65+092，終點(diǎn)樁號(hào)為K65+944?？缇€橋主要位于丘陵地帶的洼地，地勢(shì)平坦，根據(jù)地質(zhì)鉆探資料顯示，該跨線橋4#～22#橋墩的部分樁基位于某村的排洪渠中，此條排洪渠供當(dāng)?shù)仄邆€(gè)村莊排水泄洪，因而施工時(shí)無(wú)法填筑、堵塞排洪渠。為避免施工給當(dāng)?shù)卮迕裆钤斐筛蓴_，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)考察，多方比選，最終決定采用搭設(shè)鋼平臺(tái)的方式進(jìn)行施工。

二、施工方案

（一）施工平臺(tái)搭設(shè)

由于在施工過(guò)程中不能填筑、堵塞排洪渠，因此初步擬定在橋位處搭設(shè)20處鋼平臺(tái)，鋼平臺(tái)橫跨排洪渠，兩端與便道相接，兩側(cè)通車。樁基施工鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)標(biāo)高為+12.5m，每排橋墩設(shè)置三排鋼護(hù)筒，增加其整體穩(wěn)定性及強(qiáng)度。

鋼平臺(tái)按單向行車道設(shè)計(jì)，平臺(tái)寬1 2 m，采用Φ630mm×8mm的鋼管樁，鋼管樁橫向間距為4m和4.5m，縱坡為平坡。鋼平臺(tái)的跨徑為6m，現(xiàn)場(chǎng)按照排洪渠水面寬度不同布置2～5跨。在鋼平臺(tái)上施工時(shí)采用履帶式起重機(jī)起吊振動(dòng)錘插打三排Φ630mm鋼管樁，鋼管樁頂部抄平后安裝焊接1cm厚的1m×1m的鋼板，然后再安裝樁頂橫梁。橫梁采用雙拼II45b工字鋼，長(zhǎng)度為12m，安裝在鋼管樁及鋼板的中心位置。貝雷梁安裝在旋挖鉆機(jī)行走一側(cè)的橫梁上，每4片為1組，共布置2組8片貝雷片，攪拌車等工程車輛行走側(cè)布置3片1組的貝雷梁，每個(gè)貝雷片之間間距為45cm，并用45#花窗將相鄰貝雷片連接成整體。貝雷梁上橫向布設(shè)分布梁，采用I36b工字鋼，按間距50cm排布，并用鋼筋卡將工字鋼與貝雷梁卡緊。最后，在分布梁上按33mm的間距縱向布設(shè)（倒扣）28槽鋼。鋼平臺(tái)上可通行混凝土攪拌車、履帶式起重機(jī)及旋挖鉆機(jī)等。

（二）鋼平臺(tái)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算

1.概述

平臺(tái)上主要布設(shè)旋挖鉆機(jī)、泥漿罐、混凝土儲(chǔ)料斗等，由于是分散布置的，因此只需驗(yàn)算最大沖擊力的旋挖鉆機(jī)，在工作狀態(tài)時(shí)對(duì)平臺(tái)分布梁、貝雷梁及鋼護(hù)筒的荷載。主墩鉆孔平臺(tái)主要供鉆機(jī)擺放、樁基施工用，旋挖鉆機(jī)機(jī)身縱寬尺寸為6m×5m，履帶軌距×接地長(zhǎng)度×履帶板寬度=300cm×440cm×80cm，自重1200KN，負(fù)荷在3條2 8槽鋼上，則每條槽鋼均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值q=1200÷2÷3÷4.4=45.5KN/m。

2.橋面板設(shè)計(jì)

28a槽鋼為臥放，腹板朝上。旋挖鉆機(jī)單側(cè)履帶所受荷載為1200÷2=600KN，單側(cè)履帶寬取80cm，著地長(zhǎng)度4.4m。每側(cè)履帶由3條槽鋼來(lái)承受，均布荷載為45.5KN/m。

計(jì)算參數(shù)：2 8 a慣性矩Iy=2 1 8 c m4，抗彎模量Wy=35.7cm3，Sy=62.8cm3

最不利工況：當(dāng)旋挖鉆機(jī)在平臺(tái)上施工時(shí)，取沖擊系數(shù)為1.5，即最大均布荷載為45.5×1.5=68.25KN/m。

25I的間距為0.75m，履帶著地長(zhǎng)度為4.4m，取6跨連續(xù)梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算，28槽鋼處于受彎最不利狀況時(shí)的受力模型及彎矩圖如下圖：

3.分布梁設(shè)計(jì)

材料特性為：

I36b：I=16574cm4W=920.8cm3S=541.2cm3

對(duì)工況一（抗剪最不利）：

當(dāng)旋挖鉆機(jī)一側(cè)履帶貼著一條貝雷片行走時(shí)，為剪力最不利工況。

28@33槽鋼的質(zhì)量密度為0.314×28÷33=0.266KN/m，I36號(hào)工字鋼的質(zhì)量密度為65.66KN/m，旋挖鉆機(jī)單側(cè)履帶最大承重載荷為1200×1.5÷2=900KN。

通過(guò)計(jì)算得知，Qmax=936.726KN。在4.4m長(zhǎng)的履帶車區(qū)域內(nèi)共有9跨工字鋼承載，取8根工字鋼參與計(jì)算，圖中數(shù)據(jù)均為其合力，所以計(jì)算中均除以5。

對(duì)工況二（抗彎最不利）：

當(dāng)旋挖鉆機(jī)一側(cè)履帶在跨中行走時(shí)為受彎最不利工況。

撓度為 ：

4.主梁設(shè)計(jì)

三排單層（加強(qiáng)型）貝雷材料特性為：截面抵抗矩W=23097.4cm3，截面慣性矩I=1732303.2cm4，容許彎矩M=4809.4KN.m，容許剪力Q=698.9KN。

雙排雙層（加強(qiáng)型）貝雷材料特性為：截面抵抗矩W=30641.7cm3，截面慣性矩I=4596255.2cm4，容許彎矩M=9618.8KN.m，容許剪力Q=698.9KN。

工況一：當(dāng)旋挖鉆機(jī)外側(cè)履帶位于鋼平臺(tái)三排單層貝雷梁上跨中位置時(shí)，為抗彎最不利工況，28@33槽鋼的質(zhì)量密度為0.314KN/m，I25號(hào)工字鋼的質(zhì)量密度為0.21KN/m，旋挖鉆機(jī)單側(cè)履帶最大均布載荷為900÷4.4=204.5KN/m。

通過(guò)以上計(jì)算可知，Mmax=847.228KN.m[M]=4809.4KN.m，考慮貝雷片不均勻受力，取0.9的不均勻系數(shù)，加之使用的是舊貝雷片，取安全系數(shù)為0.75。

單片貝雷特性：W＝3570cm3，I=250500cm4

跨中處的最大撓度：

工況二：當(dāng)旋挖鉆機(jī)履帶剛離開貝雷梁的支座時(shí)，在車的前進(jìn)方向出現(xiàn)剪力最大工況，經(jīng)過(guò)計(jì)算，Qmax=571.57KN＜698.8=98KN

5.基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

（1）鋼護(hù)筒驗(yàn)算

截面積A=0.0156m2

一個(gè)護(hù)筒受到的最大壓力為438.006KN，取安全系數(shù)為2，則樁頂設(shè)計(jì)荷載為P=2×438.006=876.012KN

截面的壓應(yīng)力為：

（2）鋼護(hù)筒基礎(chǔ)承載力驗(yàn)算

鋼護(hù)筒頂標(biāo)高為12.5m，底標(biāo)高為-1.1m。

地質(zhì)情況按最大沖刷深度考慮，最大沖刷標(biāo)高6.5m，根據(jù)勘查報(bào)告，選取具有代表性的地質(zhì)鉆孔，編號(hào)QZK31，位置為K65+514.08左6.7m。

舒運(yùn)平 攝

護(hù)筒埋在基底地層中的深度、側(cè)摩阻力及地基承載力容許值如下圖所示：

鋼護(hù)筒打入土層深度為8.5m，持力層為細(xì)砂層，qk=35KPa，[fao]=160KPa。

管樁容許承載力：

由上式得：

Pk=0.77×1.98×（1.2×30+3.2×55+3.2×35）+0.8×0.77×0.0156×160=495.508KN＞P=438.006KN

由以上計(jì)算可得，鋼管樁打至河床底7.6m完全滿足設(shè)計(jì)要求。

三、施工總結(jié)

經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的工程力學(xué)驗(yàn)算、合理的施工組織安排、精確的施工工序控制，廣東省道264線跨線橋排洪渠處的所有橋梁樁基及下構(gòu)于2015年底全部順利完成，保證了項(xiàng)目工期，且施工期間經(jīng)歷了多次臺(tái)風(fēng)大雨，排洪渠均能順利完成排水泄洪任務(wù)，極大地保障了當(dāng)?shù)匕傩照５纳a(chǎn)生活。