貝雷桁架及鋼管樁組合在施工鋼棧橋中的運(yùn)用

摘要：作為鋼棧橋項(xiàng)目施工的重要方式，貝雷桁架及鋼管樁的組合應(yīng)用，不僅能簡(jiǎn)化棧橋結(jié)構(gòu)，而且具有運(yùn)輸方便、架設(shè)快速、分解容易、經(jīng)濟(jì)效益高的特點(diǎn)。文章以田隆公路貝雷片鋼棧橋?qū)ｍ?xiàng)施工項(xiàng)目為例，介紹了貝雷桁架及鋼管樁組合施工要點(diǎn)及質(zhì)量控制策略。

關(guān)鍵詞：貝雷桁架;鋼管樁;鋼棧橋;技術(shù)要點(diǎn);質(zhì)量控制

0 引言

新經(jīng)濟(jì)形態(tài)下，我國(guó)交通網(wǎng)絡(luò)布局日趨完善。在道路工程項(xiàng)目施工中，部分項(xiàng)目的建設(shè)受地區(qū)地形條件影響較大，基于此，人們通常會(huì)采用橋梁施工，來確保道路的線形平整。鋼棧橋是道路橋梁工程建設(shè)的重要形態(tài)，其多采用貝雷桁架及鋼管樁進(jìn)行組合施工。組合施工能在協(xié)調(diào)橋梁工程工藝、經(jīng)濟(jì)成本的同時(shí)，提升鋼棧橋的穩(wěn)定性和耐久性。然而從施工過程來看，部分施工企業(yè)在貝雷桁架及鋼管樁組合施工中存在一定問題，這極大地降低了工程建設(shè)質(zhì)量和效益。目前，提升貝雷桁架及鋼管樁組合施工質(zhì)量已經(jīng)成為鋼棧橋項(xiàng)目建設(shè)的關(guān)鍵所在。本文結(jié)合田隆公路貝雷片鋼棧橋?qū)ｍ?xiàng)施工實(shí)際，就貝雷桁架及鋼管樁組合施工要點(diǎn)及質(zhì)量控制策略展開分析。

1 項(xiàng)目概況

田林至隆林臘仁公路№1合同段貝雷片鋼棧橋?qū)ｍ?xiàng)施工中共有7座橋梁，在所有待建橋梁中，百取小橋、百欖小橋、俄歪小橋、紅衛(wèi)中橋4座橋梁是拆除舊橋后在原橋位施工新橋。為確保道路交通順暢，促使4座待建橋梁有序建設(shè)，計(jì)劃在各橋址的上游或下游架設(shè)鋼棧橋。鋼棧橋結(jié)構(gòu)依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)境進(jìn)行確認(rèn)，分一跨和多跨兩種形式，其中最大跨為18 m，寬為4.5 m，鋼棧橋單向交替同行。項(xiàng)目施工中，基于工期、成本、架設(shè)、拆解工藝考慮，在鋼棧橋施工中采用貝雷桁架及鋼管樁組合施工工藝，有效地降低了工程建設(shè)難度，實(shí)現(xiàn)了建設(shè)資源的高效配置，促進(jìn)了項(xiàng)目質(zhì)量效益和經(jīng)濟(jì)效益相協(xié)調(diào)。

2 鋼棧橋建設(shè)分析

2.1 結(jié)構(gòu)確定

要進(jìn)一步提升鋼棧橋施工質(zhì)量，還應(yīng)注重其結(jié)構(gòu)形式的有效設(shè)計(jì)。在田隆公路建設(shè)中，施工人員就橋梁跨徑、寬度、橋面鋼板、橫向分配梁、貝雷片主梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目橋梁跨徑、寬度分別為18 m、4.5 m。橫向分配梁采用20b工字鋼和14工字鋼兩種形式，其中前者間距為30 cm，后者間距為15 cm。此外，在貝雷片主梁結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，要求單層10片貝雷片通過45 cm的支撐架組成整體。

2.2 鋼棧橋荷載設(shè)計(jì)

鋼棧橋項(xiàng)目建設(shè)中，科學(xué)合理地進(jìn)行荷載設(shè)計(jì)，能有效確保橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止發(fā)生施工安全事故。就田隆公路項(xiàng)目施工而言，其由原來的舊公路改造，在設(shè)計(jì)過程中，不僅需考慮原有公路的承載能力，同時(shí)需考慮過往車量的實(shí)際荷載。在本項(xiàng)目建設(shè)中，從棧橋通過的車輛多為運(yùn)輸煤炭車輛，這些車輛載重較大，且部分車輛存在超載問題。基于此，要求新建公路的設(shè)計(jì)荷載為公路Ⅱ級(jí)，具體而言，要求鋼棧橋設(shè)計(jì)荷載為100 t，沖擊系數(shù)取1.2，安全系數(shù)取1.1。

3 貝雷桁架及鋼管樁結(jié)構(gòu)組合應(yīng)用要點(diǎn)

3.1 橋臺(tái)施工

橋臺(tái)是貝雷桁架及鋼管樁組合施工的基礎(chǔ)性內(nèi)容。（1）驗(yàn)算田隆公路地基承載力需保持在250 kPa以上。（2）在澆筑橋臺(tái)基礎(chǔ)過程中，需按照工程設(shè)計(jì)圖紙，進(jìn)行模板的有效拼接。在該過程中，需對(duì)模板剛度、強(qiáng)度、接縫進(jìn)行處理，避免出現(xiàn)模板鼓脹、漏漿等狀況。（3）在橋尾施工中，需依據(jù)橋臺(tái)高度砌筑一定長(zhǎng)度的漿砌片石擋墻。同時(shí)，需做好橋臺(tái)頂面高程的嚴(yán)格控制，進(jìn)而為鋼管樁搭接施工及鋼棧橋施工奠定良好基礎(chǔ)。

3.2 橋面板加工

橋面板施工要點(diǎn)包括：（1）進(jìn)行面板尺寸的有效設(shè)計(jì)，本項(xiàng)目要求每塊橋面板尺寸為4.5×3.0 m，頂面面板為10 mm鋼板;（2）在面板下橫梁設(shè)計(jì)中，采用[XC西部I.TIF;%90%90]20#或[XC西部I.TIF;%90%90]14#兩種型號(hào)的工字鋼，確保橫梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;（3）在面板與工字鋼銜接過程中，要求接觸部位間隔40 cm焊接一道10 cm長(zhǎng)焊縫，同時(shí)焊縫的厚度最小需保持在5 mm;（4）進(jìn)行工字鋼間距的有效調(diào)整，[XC西部I.TIF;%90%90]20#、[XC西部I.TIF;%90%90]14#工字鋼的間距分別需保持在30 cm和15 cm。需注意的是，在重車行車輪胎范圍內(nèi)，左右側(cè)各增加兩道縱向加勁肋板，肋板采用10 mm厚鋼板連接在相鄰兩條工字鋼上。

3.3 棧橋上部施工

棧橋上部是鋼棧橋項(xiàng)目建設(shè)的重要內(nèi)容，同時(shí)也是貝雷桁架及鋼管樁組合施工的要點(diǎn)所在[1]。在田林至隆林臘仁公路№1合同段公路棧橋上部施工中，要求項(xiàng)目施工需遵守以下要求：

（1）貝雷梁施工中，施工人員需先在橋位附近的平地上按每組尺寸對(duì)其進(jìn)行拼裝，然后在25 t吊車的支撐下，將其吊起，并作為橋跨的承重梁。

（2）完成貝雷梁拼裝施工后，需在梁體上部鋪設(shè)橋面板，橋面板需要預(yù)先加工。同時(shí)，采用騎馬螺栓固定貝雷架與面板上的工字鋼，騎馬螺栓規(guī)格為高15 cm。其中，每塊面板固定所使用的螺栓需保持在12個(gè)，這些螺栓采用16 mm圓鋼現(xiàn)場(chǎng)加工。施工中，確保螺栓擰緊力均勻，且交錯(cuò)分布，可有效地提升橋面板的固定質(zhì)量。需要注意的是，在橋面板固定過程中，需保證橋面板沿縱橋向每塊之間預(yù)留1 cm的縫隙。

（3）棧橋護(hù)欄采用波形護(hù)欄施工，這種護(hù)欄在公路項(xiàng)目中較為常用，而且護(hù)欄通過立柱加焊鋼板開孔與橋面板通過螺栓連接，有效地確保棧橋通行的安全性。

4 貝雷桁架及鋼管樁組合荷載的質(zhì)量控制

4.1 嚴(yán)格規(guī)范構(gòu)建材料

貝雷桁架及鋼管樁組合施工中，鋼材的使用對(duì)于鋼棧橋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定具有較大影響?；诖?，在項(xiàng)目施工中，施工單位嚴(yán)格控制用于工程結(jié)構(gòu)的材料和物資的質(zhì)量。

（1）在材料采購(gòu)過程中，要求采購(gòu)人員深入市場(chǎng)了解材料品種、質(zhì)量，挑選信譽(yù)度較高的材料供應(yīng)商供應(yīng)材料。同時(shí)，對(duì)采購(gòu)進(jìn)場(chǎng)的物資、材料的類別、型號(hào)規(guī)格、數(shù)量、質(zhì)量指標(biāo)等進(jìn)行驗(yàn)證，杜絕不合格品進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（2）各種物資材料按規(guī)定進(jìn)行產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和檢驗(yàn)狀態(tài)標(biāo)識(shí)，并分類進(jìn)行存放，避免施工前發(fā)生材料交叉污染、損壞現(xiàn)象。注重材料的規(guī)范使用，如在貝雷梁施工中，要求材料現(xiàn)場(chǎng)組裝。而在臨時(shí)鋼棧橋施工管理中，針對(duì)橋面板翹曲，焊縫斷裂等現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行重新施焊固定處理，對(duì)于變形較大的面板進(jìn)行整塊替換，有效地保證鋼棧橋施工材料質(zhì)量，為工程項(xiàng)目建設(shè)創(chuàng)造良好條件。

4.2 注重關(guān)鍵技術(shù)把控

注重鋼棧橋關(guān)鍵技術(shù)把控，能有效提升貝雷桁架及鋼管樁組合施工質(zhì)量。本項(xiàng)目建設(shè)中，上部結(jié)構(gòu)加工及安裝是工程項(xiàng)目建設(shè)的重點(diǎn)所在。對(duì)此，在上部結(jié)構(gòu)加工中，須確?！?21”型軍用貝雷梁外表無變形、無損傷、漆面良好。同時(shí)在分配梁、橋面板、欄桿、花架施工中，嚴(yán)格按照工地加工的方式進(jìn)行生產(chǎn)。此外，在型鋼施工中，要求型鋼斷面平滑，偏差尺寸≤±1 cm，橋面板加工尺寸偏差≤±1 cm。最后，還應(yīng)注意確保小型構(gòu)件外形輪廓清晰、線條直順，無翹曲現(xiàn)象。上部結(jié)構(gòu)安裝中，需在安裝前在橋臺(tái)上測(cè)量放線，實(shí)現(xiàn)貝雷梁的精準(zhǔn)定位，同時(shí)在具體安裝中，需確保其滿足以下條件（見表1）。

4.3 加強(qiáng)橋梁應(yīng)力計(jì)算

鋼棧橋施工中，應(yīng)確保橋梁結(jié)構(gòu)受力合理，能有效地提升橋梁整體穩(wěn)定性和耐久性。在實(shí)際應(yīng)用計(jì)算中，應(yīng)注重橋面板應(yīng)力、橫向分配梁工字鋼應(yīng)力、棧橋桁架主梁應(yīng)力等指標(biāo)的有效計(jì)算。在橋面板應(yīng)力計(jì)算中，施工人員需要考慮橋面板跨徑、載重汽車作用、鋼板厚度等要素的有效統(tǒng)籌，確保橋面板受拉應(yīng)力、剪應(yīng)力控制合理。而在橫向分配梁計(jì)算中，需考慮14工字鋼、20b工字鋼的有效計(jì)算。經(jīng)計(jì)算，本項(xiàng)目14工字鋼、20b工字鋼的安全系數(shù)分別為2.81和2.58，滿足荷載安全系數(shù)需要。此外，棧橋桁架主梁的驗(yàn)算中，應(yīng)考慮棧橋桁架彎矩、剪力、撓度、桿件、橋臺(tái)基礎(chǔ)的有效計(jì)算，為鋼棧橋穩(wěn)定性提供保證。

4.4 規(guī)范棧橋成本把控

為實(shí)現(xiàn)鋼棧橋項(xiàng)目質(zhì)量效益、經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)，還需注重對(duì)其施工成本的有效把控。在田林至隆林臘仁公路№1合同段公路項(xiàng)目建設(shè)中，鋼棧橋采用貝雷桁架及鋼管樁進(jìn)行組合施工，故而在成本計(jì)算中，首先應(yīng)注重各類鋼材消耗成本的有效計(jì)算。本項(xiàng)目建設(shè)中，基于鋼棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，建設(shè)單位進(jìn)行材料成本預(yù)測(cè)管理，為后期成本控制計(jì)劃制定、成本控制核算提供支撐。其次，在施工過程中，工程建設(shè)工期直接影響項(xiàng)目建設(shè)成本，本工程進(jìn)行各分部項(xiàng)目工期節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)格控制，避免工期延誤引起造價(jià)成本失控。最后，在施工中，嚴(yán)格落實(shí)成本控制計(jì)劃，并進(jìn)行工藝技術(shù)的優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了工程質(zhì)量與成本效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

5 結(jié)語

采用貝雷桁架及鋼管樁組合法建設(shè)鋼棧橋時(shí)，鋼棧橋各部件的荷載應(yīng)力均在容許值范圍內(nèi)，并滿足沖擊系數(shù)及安全系數(shù)要求，唯有如此，才能確保車輛安全通過。而要滿足這一建設(shè)要求，需從鋼棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工、荷載計(jì)算這兩個(gè)方面著手控制：

鋼棧橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工中，一旦棧橋軸線定位，需按照過往車輛荷載要求，進(jìn)行橋臺(tái)基礎(chǔ)施工，要求橋臺(tái)荷載及高程滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)。同時(shí)，橋面板加工施工中，可將面板尺寸控制在4.5×3.0 m，保證橋面建設(shè)效率，橋面板尺寸及施工縫尺寸不得過大，避免影響橋梁穩(wěn)定性。此外，在棧橋上部施工中，應(yīng)做好工字鋼的有效固定。

棧橋荷載計(jì)算控制中，應(yīng)以《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》為指導(dǎo)，從材料著手，同時(shí)進(jìn)行施工技術(shù)把控，并做好棧橋荷載的有效計(jì)算。貝雷桁架及鋼管樁組合建設(shè)鋼棧橋時(shí)，需進(jìn)行橋面板驗(yàn)算、橫向分配梁工字鋼的受力計(jì)算及橋桁架主梁彎矩、剪力、撓度、貝雷梁桿件、橋臺(tái)基礎(chǔ)的全面驗(yàn)算。本項(xiàng)目鋼棧橋結(jié)構(gòu)驗(yàn)算表明，采用貝雷桁架及鋼管樁組合法建設(shè)鋼棧橋時(shí)，橋梁荷載為100 t，則地基承載力≥150 kPa。同時(shí)若要確保橋跨為18 m，棧橋?qū)挒?.5 m，則貝雷片主梁需按照單層10片貝雷片通過45 cm的支撐架組成整體，同時(shí)橋面鋼板需厚達(dá)10 mm，然后系統(tǒng)設(shè)置工字鋼，即可實(shí)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)與荷載的最優(yōu)控制。此外，在實(shí)際建設(shè)中，還需做好棧橋質(zhì)量效益與經(jīng)濟(jì)效益相協(xié)調(diào)。

[1]肖來兵，張世康.鋼管柱貝雷梁支架整體卸載及拆除施工技術(shù)應(yīng)用[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2018（12）：115-116，119.

作者簡(jiǎn)介：徐有花（1987—），工程師，主要從事二級(jí)公路施工管理工作。