橋梁施工中超高鋼管樁支架技術(shù)研究

何麗華、趙明

（上饒市余干公路事業(yè)發(fā)展中心，江西余干335100）

0 引言

新時(shí)期背景下隨著橋梁事業(yè)的不斷發(fā)展，在項(xiàng)目開展的階段中對(duì)于橋梁的安全及穩(wěn)定性提出的要求越來越高。橋梁建設(shè)環(huán)節(jié)超高鋼管裝支架技術(shù)的出現(xiàn)，滿足新時(shí)期橋梁項(xiàng)目建設(shè)的需求，因此對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)進(jìn)行分析，尋找出更為科學(xué)有效的施工方案，對(duì)提高我國橋梁事業(yè)的發(fā)展有著極為重要的幫助。

1 工程概況

某公路項(xiàng)目為互通式立交結(jié)構(gòu)形式，是兩條公路項(xiàng)目的交會(huì)位置，該位置處于山區(qū)地帶，地形變化比較大，分布著較多的溝壑縱橫。互通式立交A、C 匝道上部根據(jù)25+5×40+25m 連續(xù)箱梁形式進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，下部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)形式為鋼筋混凝土箱梁薄壁墩的形式，高度尺寸為75m。因?yàn)樵摳咚俟讽?xiàng)目施工位置地形變化比較大，出現(xiàn)了不規(guī)則的波浪變化的形式，坡度為5～25o，有些位置還存在陡坎的形式；橫向結(jié)構(gòu)的起伏變化比較大，坡腳為5～15o。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量分析，發(fā)現(xiàn)橋梁地面高程為215～320m，相對(duì)高差是104m，還存在殘坡積地貌的形式，存在裸露巖石的情況，需要特別注意。

2 施工方案設(shè)計(jì)

該高架橋的項(xiàng)目設(shè)置在峽谷的地帶上，支架結(jié)構(gòu)的尺寸為38～45m 之間，20m 橋梁直線段的總重達(dá)到435t，如果根據(jù)原先設(shè)計(jì)方案的滿堂支架方式進(jìn)行施工，現(xiàn)場(chǎng)支架搭設(shè)施工工作量比較大，材料浪費(fèi)嚴(yán)重且工期較長(zhǎng)。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的地理?xiàng)l件因素、地貌因素等影響，最終確定使用鋼管樁的支架施工方式，可以減少工作量，施工效率得到很大的提升，還可以保證支架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度性能合格。鋼管支架設(shè)計(jì)方案的應(yīng)用，管樁支架基礎(chǔ)需要設(shè)置在40 垮墩身中間20m 的位置上，同時(shí)布置8 根直徑為800mm 的承載鋼管形式，同時(shí)將各個(gè)結(jié)構(gòu)連接形成整體的形式。在鋼管樁焊接結(jié)束后，組合形成橫梁的結(jié)構(gòu)，同時(shí)再應(yīng)用貝雷桁架固定處理，設(shè)置有分配梁的結(jié)構(gòu)，確保結(jié)構(gòu)性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。

3 超高鋼管樁支架施工技術(shù)的應(yīng)用

在該技術(shù)應(yīng)用的階段中，首先需要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理，保證基礎(chǔ)施工環(huán)境達(dá)到施工需要，而后在超高鋼管裝支架工藝階段，要以科學(xué)的方式部署好施工要點(diǎn)，對(duì)涉及的穩(wěn)定性與安全性進(jìn)行控制。

3.1 基礎(chǔ)施工

技術(shù)人員進(jìn)入到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)全面考察和分析，了解該項(xiàng)目所處地形條件的差異，選擇應(yīng)用三種支架基礎(chǔ)形式，具體如下所示：其一，第3 跨斜坡部位上巖石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度性能高，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)有較多的施工鉚釘?shù)男问?，所以支架基礎(chǔ)施工中，斜坡制作形成臺(tái)階的樣式，并且利用空壓機(jī)鉆孔作業(yè)，把長(zhǎng)度為1.0m 的鋼筋直接插入到底部，再進(jìn)行錨桿的施工，確保錨桿和原鉚釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)形成穩(wěn)定的整體結(jié)構(gòu)，再應(yīng)用C25 混凝土實(shí)施澆筑作業(yè)，確保預(yù)埋件直接埋設(shè)到承臺(tái)結(jié)構(gòu)內(nèi)。其二，第4 跨巖石結(jié)構(gòu)硬度較高，巖石基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)用的是鉆孔取芯方式制作成孔。在施工中，通過應(yīng)用地質(zhì)鉆機(jī)進(jìn)行鉆進(jìn)施工，設(shè)計(jì)為深度1.5m、直徑10cm 的小孔，然后逐步的擴(kuò)展成為直徑為1.2m 的大孔，因?yàn)樵摽缰Ъ艿母叨缺容^高，并且其處于地表水體積深度較大的區(qū)域范圍，要想提高橋跨工程的安全性，在鉆孔取芯結(jié)束之后，及時(shí)將直徑為800mm 的承載鋼管樁直接埋設(shè)到結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且澆筑混凝土結(jié)構(gòu)，達(dá)到性能的標(biāo)準(zhǔn)要求。其三，第5 跨支架結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)直接安裝在回填軟土的結(jié)構(gòu)上，聯(lián)合工程情況開展承載參數(shù)的設(shè)計(jì)，并且進(jìn)行挖空灌注基礎(chǔ)的施工，將其底部需要開挖制作深度為2.0m 的圓樁形式，深度達(dá)到5～6.5m之間，然后澆筑混凝土，將其埋設(shè)到樁頂結(jié)構(gòu)上[2]。

3.2 結(jié)構(gòu)施工

一是，鋼管樁支架結(jié)構(gòu)部分在施工中，應(yīng)用直徑為800mm 鋼管樁立柱直接焊接到埋設(shè)的預(yù)埋件上，要想保證結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性合格，連接性能達(dá)標(biāo)，還要在鋼管樁和預(yù)埋件連接部位上進(jìn)行加焊三角鋼板的形式。結(jié)合設(shè)計(jì)方案的標(biāo)準(zhǔn)，考慮到塔吊的能力以及鋼管的穩(wěn)定性，保證其滿足施工的要求，可以采用分節(jié)段安裝施工的方式，應(yīng)用直徑為420mm 的鋼管進(jìn)行連接。要想使得鋼管立柱的各個(gè)節(jié)段部分焊接組合形成整體的結(jié)構(gòu)，接長(zhǎng)位置需要進(jìn)行坡口焊接作業(yè)，保證焊接的性能合格，總體連接性能符合設(shè)計(jì)要求，確保支架結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定性、整體性的標(biāo)準(zhǔn)，還要根據(jù)12m 的高度設(shè)計(jì)為平聯(lián)層的形式。分析支架安全性標(biāo)準(zhǔn)，在第4 跨最高支架現(xiàn)場(chǎng)施工環(huán)節(jié)，需要保證支架下部平聯(lián)層高度調(diào)節(jié)為6.0m，調(diào)整為直徑600mm的鋼管?；ネㄊ搅⒔粯蚴┕そY(jié)束后，遇到多次強(qiáng)降水，橋跨的運(yùn)行效果滿足要求。鋼管樁的各個(gè)焊縫采用滿焊方式焊接連接，鋼管底頂?shù)任恢眯枰O(shè)置十字撐進(jìn)行連接，以橋梁工程為實(shí)際案例分析研究，達(dá)到焊接質(zhì)量水平[3]。

二是，承重梁和分配梁在焊接工作結(jié)束后，使用2根型鋼直接放置到鋼管頂部作為橫梁進(jìn)行施工，然后把貝雷桁架安裝到型鋼橫梁的表面。該工程項(xiàng)目中，應(yīng)用的是加強(qiáng)貝雷桁架的結(jié)構(gòu)形式，需要在墩身下部實(shí)施拼裝作業(yè)，將每7 片制作為整體的結(jié)構(gòu)，應(yīng)用塔吊進(jìn)行吊裝作業(yè)。綜合分析吊裝能力方面，首先應(yīng)該根據(jù)墩身以下桁架應(yīng)用上弦桿，在貝雷桁架整體吊裝到規(guī)定位置上，將貝雷桁架懸臂長(zhǎng)度不會(huì)超過1.5m，經(jīng)過固定完成后的桁架需要直接將型鋼安裝到該結(jié)構(gòu)上，然后才能進(jìn)行分配梁的施工，最后是把底模板直接設(shè)置到分配梁上。

3.3 墩身牛腿施工

貝雷桁架安裝到鋼管樁支架橫梁的結(jié)構(gòu)上，同時(shí)還要在墩身頂端兩側(cè)設(shè)置鋼牛腿作為墩身支點(diǎn)的形式，然后應(yīng)用6 根精軋鋼筋直接設(shè)置到鋼牛腿進(jìn)行對(duì)拉固定，該項(xiàng)目應(yīng)用的鋼牛腿單位質(zhì)量是15.04t，通過塔吊直接吊裝作業(yè)。為了能夠保證鋼牛腿運(yùn)輸以及安裝順利進(jìn)行，按照設(shè)計(jì)方案的要求分別進(jìn)行制作，首先是在車間內(nèi)預(yù)制作業(yè)，保證墩身牛腿焊接形成合格的三腳架的形式，在安裝作業(yè)環(huán)節(jié)，使用2 根精軋螺紋鋼直接穿越預(yù)留孔，再進(jìn)行鋼牛腿和墩柱的綁扎作業(yè)施工，保證墩身和三腳架焊接組合形成整體的結(jié)構(gòu)，把剩余的4 根精軋穿入且張拉施工，進(jìn)行兩頭螺帽固定處理。為了能夠確保墩身預(yù)留孔以及鋼牛腿的接觸效果良好，在做好鋼牛腿固定完成之后，及時(shí)灌入混凝土材料進(jìn)行填充施工，確保結(jié)構(gòu)性能合格，安裝質(zhì)量達(dá)標(biāo)[4]。

3.4 鋼管樁支架拆除

鋼管樁支架拆除主要是按照整體拆除、構(gòu)件拆除方式進(jìn)行，整體支架拆除完畢之后，根據(jù)梁底到橫托梁頂整體進(jìn)行施工，并且從上到下逐步進(jìn)行施工。該橋梁鋼管支架施工中，應(yīng)用的卷揚(yáng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行吊裝施工，確保運(yùn)行效率和質(zhì)量合格，符合工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求。從系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)分析，動(dòng)滑輪懸掛在空中穿越橋面箱梁的預(yù)埋洞吊桿的結(jié)構(gòu)上，卷揚(yáng)機(jī)利用定滑輪與動(dòng)滑輪通過鋼絲繩進(jìn)行型鋼架的吊放作業(yè)。布置3根橫拖架的形式，單根長(zhǎng)度為18.0m，橫向結(jié)構(gòu)應(yīng)分別設(shè)置現(xiàn)澆箱梁底以及橋跨的5m、15m、25m 的位置上，需要把底部支架形式分解為四段，然后利用鋼絲繩和定滑輪、動(dòng)滑輪直接安裝到橋面的卷揚(yáng)機(jī)進(jìn)行橫托梁的吊裝作業(yè)，然后把吊點(diǎn)根據(jù)需要設(shè)定為13m 的間隔距離，布置到橫托梁兩側(cè)3.0m 的位置上。鋼管樁支架拆除的階段，需要先和混凝土結(jié)構(gòu)的分離處理，然后再把底部托架拆除掉，利用卷揚(yáng)機(jī)直接進(jìn)行橫托梁吊裝到梁底，整體提升15～20cm 的位置上，然后應(yīng)用精軋螺紋鋼完成固定處理。在拆除跨中以及靠墩立柱之后，再進(jìn)行精軋螺紋的控制，能夠直接將其吊起，然后進(jìn)行勻速的處理，下放到橋底的位置上，同時(shí)需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整處理，檢查鋼絲繩、設(shè)備的運(yùn)行情況，緩慢下放到規(guī)定位置上。各個(gè)構(gòu)件拆除環(huán)節(jié)，需要做好橋面路面之間聯(lián)接，保證兩端順序拆除作業(yè)，及時(shí)進(jìn)行拆除處理。在構(gòu)件拆除工作結(jié)束后，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行吊車的固定，并且拆除臨時(shí)支撐[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路橋梁項(xiàng)目施工中，應(yīng)用超高鋼管樁施工有著明顯的優(yōu)勢(shì)，本文的實(shí)際案例效果分析發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)的應(yīng)用可以大幅縮短施工工期，較之滿堂支架、移動(dòng)支架等形式，工期比較短，但是材料、人員方面的成本相對(duì)較高?？傮w來說，超高鋼管樁支架施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)明顯，尤其是針對(duì)一些地質(zhì)比較惡劣的施工環(huán)境，完全能夠滿足施工的標(biāo)準(zhǔn)要求，從而提高工程的質(zhì)量水平，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益，為社會(huì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。