探討某橋梁項目梁場布置及T 梁架設(shè)施工技術(shù)要點

廖斌斌

（貴州省公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)集團(tuán)有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

某橋梁兩端均是隧道相連，主干線8 km 以內(nèi)沒有可設(shè)置梁場的路基，該橋位于螺旋展線的中心地帶，地形十分復(fù)雜。該橋梁是整個高速公路的主要樞紐，其施工環(huán)境和工期都十分緊迫[1-3]?；诂F(xiàn)場工況，從項目現(xiàn)場實際情況出發(fā)，擬定橋梁項目梁場布置及T 梁架設(shè)方案，再進(jìn)行方案選優(yōu)，確定最佳施工方案。

1 工程概況

該高速公路總長度32.72 km，全線共設(shè)28 座橋梁、15個隧道，地質(zhì)條件惡劣，橋隧比例達(dá)75.5%。某橋梁是一座14 跨4 聯(lián)40 m 的T 型梁橋，其上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土T 梁，長40 m，設(shè)計用量為154 片；橋梁建設(shè)場地為深割侵蝕溝谷地形，地形總體呈“W”形，地勢右高左低，橋軸線通過段的地表相對高差95.18 m，溝谷多為“V”形，寬度為2.0～20.0 m，兩側(cè)的斜坡較陡，大約40°～60°，部分基本達(dá)垂直狀態(tài)，大約50°～86°，形成陡崖，谷底堆積層有滾石、塊石、碎石等組分。

2 線外梁場布置

高速公路梁場的布局，應(yīng)以橋頭路基為起點，利用已有的路基，降低梁場的造價。利用橋頭路基作梁場，施工空間距離最近，梁體架設(shè)便捷，可節(jié)約架梁工期[4-6]。

（1）預(yù)制梁場位置，宜盡量靠近主體工程施工區(qū)，減小運(yùn)梁的間距。經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的比較，只有在該橋的右方才具備設(shè)置梁場的條件，在A2-1 號T 梁預(yù)制區(qū)內(nèi)，總共設(shè)置了12個T 梁預(yù)制基座，以滿足T 梁的預(yù)制和安裝需求。

（2）根據(jù)總工期指標(biāo)，主線和隧道的貫通時間，反向計算出梁場建設(shè)工期、T 梁開始結(jié)束預(yù)制時間，以確保預(yù)制梁場能夠按時投入使用。

（3）根據(jù)“工廠化、專業(yè)化”的原則，對預(yù)制梁場的建設(shè)規(guī)模和地點進(jìn)行了明確，包括選址、占地面積、功能區(qū)劃分、場地道路、排水、供電設(shè)備等。

（4）按照該標(biāo)段的路線走向、地形地貌和橋梁位置分布，本著安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、綠色環(huán)保的原則，進(jìn)行合理的設(shè)計。以工期安排，梁板數(shù)量，拌和站的布置等因素為側(cè)重點，從區(qū)位、運(yùn)輸、物料供給等角度出發(fā)，實現(xiàn)梁板預(yù)制速度快、質(zhì)量高、場地建設(shè)成本低，并盡可能節(jié)省土地。

（5）梁場建設(shè)在回彈土區(qū)域，為有效監(jiān)測橋梁施工階段梁場、臺座差異沉降，梁場建設(shè)完工后，須在臺座周圍布設(shè)沉降觀測釘，以精確掌控梁場的整體穩(wěn)定性。

3 T 梁架設(shè)方案對比

由于受空間位置的制約，這種大型橋體的架設(shè)不適合采用常規(guī)架梁方法，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場的實際地形，從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、工期等方面考慮。基于安全因素，擬采用了兩種上架梁方案作對比分析。

方案一：將一隧道進(jìn)洞口場地擴(kuò)建為上梁臺。方案二：在右線6～8 號橋墩合適位置設(shè)置上梁臺。上梁的布置示意圖見圖1。

圖1 上梁方案平面布局圖

3.1 擴(kuò)大一隧道進(jìn)口作為上梁平臺

按原設(shè)計方案，自14 號橋臺起，架設(shè)T 梁至0 號橋臺位置，因目前在建路基和洞口平臺不能滿足40 m T 梁的運(yùn)輸架設(shè)條件，在洞口外采取施作混凝土擋墻，回填后形成上梁平臺，T 梁先庫存于隧道洞口，架設(shè)T 梁時，從洞口喂梁，擋土墻設(shè)置部位及結(jié)構(gòu)尺寸需通過力學(xué)性能檢驗，符合設(shè)計要求。

該橋橋址區(qū)域巖性主要為風(fēng)化砂巖，根據(jù)施工難度的不同，以軟石質(zhì)～次堅石質(zhì)為主。在洞口（左、右線14 號橋墩）處，巖體為硬質(zhì)風(fēng)化砂巖，裸巖地貌，巖層厚度總體較薄，硬度較高，經(jīng)加固后，場地硬度、承載力滿足架梁平臺的地基要求，在此基礎(chǔ)上，也可以作為平臺擴(kuò)展的地基，并且在前期的同類巖體工況施工階段，已積累較多此類巖體加固處治經(jīng)驗，可用于指導(dǎo)該次平臺上梁的擴(kuò)展基礎(chǔ)施工，滿足平臺上梁拓展基礎(chǔ)承載力需求。

3.1.1 擴(kuò)大平臺范圍的確定

該橋預(yù)應(yīng)力T 梁長度40 m，重量在120～130 t 之間，建議將普通四軸運(yùn)梁機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)和40 m 梁長，作為擴(kuò)展平臺范圍的依據(jù)。

（1）四軸運(yùn)梁車的主要技術(shù)指標(biāo)如下：1）CA4113型柴油發(fā)動機(jī)；2）引擎功率：140 MW；3）引擎速度：2 600 r/min；4）15～20 m 的最小回轉(zhuǎn)半徑；場地為防積水，地基平頂面層可施作橫坡3%，縱坡5%。

（2）基于上述參數(shù)，提出了用40 m 長、3 m寬的矩形框架，模擬40 m T 梁，40 m T 梁利用運(yùn)梁機(jī)進(jìn)行安裝試驗。同時，在考慮了運(yùn)梁車梁托盤與主車前、副車后部間距的同時，為擴(kuò)大平臺基礎(chǔ)邊線，將運(yùn)載軌道外邊線向外偏移5 m。

（3）利用CAD 軟件對T 梁的運(yùn)輸路線進(jìn)行了計算機(jī)仿真，以保證該方案的可行性，對右邊服務(wù)區(qū)將洞口的實際布置圖進(jìn)行了實地測量，并使用型鋼制造了一個簡單的T 梁模型。對T 梁的現(xiàn)場施工進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明，在現(xiàn)場的模擬結(jié)果與理論計算的結(jié)果是吻合的，符合T 梁架設(shè)的要求[7-8]。

3.1.2 擴(kuò)大平臺支撐結(jié)構(gòu)的確定

根據(jù)平臺外圍的地形剖面，確定了平臺的外緣和地形線高度相差約28 m，考慮到平臺所要承受的載荷，以及地處中風(fēng)化的砂巖段，并結(jié)合已有的隧道進(jìn)口端擋墻施工經(jīng)驗，對其穩(wěn)定性進(jìn)行了驗算，確定了以下方案：

（1）分級布置重力擋墻，回填洞渣壓實，為拓展平臺提供支撐。

（2）平臺施工區(qū)域山體較為陡峭，為防止擋墻失穩(wěn)造成安全事故，擋墻采用錨拉型擋土墻，并用砂漿錨索錨固于斜坡。

（3）在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑外側(cè)，開挖一個小平臺，設(shè)置垂直錨桿和鋼筋網(wǎng)，以提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)的抗滑性和穩(wěn)定性。

（4）墻體澆注C20 混凝土，分層澆注時，依設(shè)計要求設(shè)置插筋。

（5）依據(jù)現(xiàn)場工況，建議采用5 種類型的擋土墻組合布置，其中主線右側(cè)拓寬平臺共分為5 段擋墻組，主線左側(cè)擴(kuò)展平臺分為4個擋墻組。重力式圍護(hù)方案的典型結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 重力式擋土墻典型構(gòu)造圖(單位：cm)

3.1.3 擋板造價的計算

根據(jù)擋墻布置方式、主體結(jié)構(gòu)、分段擋土層長度，計算擋墻工程量，并按照現(xiàn)行的工程量清單計量標(biāo)準(zhǔn)，對以上的主要工程量進(jìn)行了計價[9]。最后，通過對該工程實例的分析，得出了增加隧道入口上梁平臺的工程造價450 000 元。

3.2 利用右線6～8 號墩位置設(shè)置上梁平臺

3.2.1 方案布置

該橋右段6～8 段橋墩為切方斜坡，加上施工期間修筑的施工便道，形成一處尺寸較大、平整度較高的平臺，可作為T 梁的架設(shè)平臺。但因場地限制，當(dāng)前平臺尺寸無法滿足常規(guī)T 梁架設(shè)條件。經(jīng)技術(shù)人員多方研討，提出利用高低腿跨橋式龍門吊架設(shè)T 梁的施工方案，施工方案示意圖如圖3 所示。

圖3 跨墩龍門吊布置圖

（1）將上部梁平臺設(shè)在右線6～8 墩處，并在40 m T 梁上安裝兩臺80 t 高低支腿龍門吊，依次架設(shè)右線7～8跨T 梁、右線其他 T 梁，再由右線輸送T 梁至該隧道左線出口端，T 梁至14 臺由左線0 臺依次向14 號臺架設(shè)推進(jìn)。

（2）該方案對右幅6～8 號橋墩處平臺場地尺寸要求較高，因場地地勢較陡，現(xiàn)有便道較窄，不適合開挖。目前施工便道的轉(zhuǎn)彎半徑已不能滿足梁體運(yùn)輸需要，如采用該方案，需要對原有的施工便道進(jìn)行局部拓寬。

（3）因橋梁右幅的6～8 橋墩位于一座小山丘上，地勢中部偏高，兩側(cè)地勢較陡，為防止架梁期間發(fā)生安全事故，需要在架梁平臺范圍內(nèi)修筑臨時軌道墻，墻體高度根據(jù)場地區(qū)域陡峭程度確定。

3.2.2 造價分析

按照上述施工方案，須布設(shè)2 臺80 t 高低腿跨橋式龍門吊，若直接購買，須聯(lián)系廠家根據(jù)場地地形條件設(shè)計定制，成本較高且周期較長。若采取租賃方式，同樣要考慮設(shè)備租賃費(fèi)、人工費(fèi)、出場費(fèi)等因素，租期為2個月，周期、成本相對合適，故采取租賃方式，加之軌道墻開挖、安裝，臨時平臺場地清理、硬化等，經(jīng)測算，該方案工程造價為160 萬元左右。

4 T 梁架設(shè)方案選擇

項目方、總包方等單位對上述T 梁架設(shè)方案進(jìn)行了多次實地考察、論證，確定了采用6～8 號橋墩處采用高低腿跨橋式龍門吊架設(shè)T 梁的施工方案作業(yè)量大、成本高，且租賃升降式龍門吊穩(wěn)定性差，施工安全性控制能力差，故放棄了該施工方案。

該橋全部T 梁必須由一條便道運(yùn)送到架梁平臺上，該項目是大橋建設(shè)和隧道施工的主干道，由于其施工過程中存在著嚴(yán)重的交叉干擾，必須在龍門吊起T 梁后才能進(jìn)行T 梁安裝，T 梁的安裝工作進(jìn)展很慢。經(jīng)理論分析和現(xiàn)場仿真，結(jié)果表明，方案一施工安全、造價低廉、施工干擾少，且方案一架梁的施工速度較快，所以確定第一種方案更具有優(yōu)勢。最終，在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等諸多因素的考慮下，選定方案一作為橋梁架梁方案。

5 結(jié)論

考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和安全等多個因素，從理論與實踐的角度，對兩種不同的上梁方案進(jìn)行了比較，最終選定了具有較高安全穩(wěn)定性和較高性價比的架梁方案，該橋選用方案一“隧道進(jìn)洞口場地擴(kuò)建為上梁臺”，安全、高效地完成了架梁施工，為工程工期控制奠定了基礎(chǔ)。方案的優(yōu)選是項目技術(shù)管理的重要環(huán)節(jié)，合理的方案選擇不僅可以節(jié)省建設(shè)費(fèi)用，而且對項目的安全和質(zhì)量有著重要影響。