跨越既有排洪渠橋梁不間斷吊裝施工方法

馬凱，鄧鴻昌，王新科，熊峰，范小源

（中國建筑第二工程局有限公司華南分公司，廣東深圳 518045）

1 引言

排洪渠蓋板橋的施工應關注以下要點：（1）減小對現(xiàn)狀排洪渠的影響，施工不破壞擋墻結構及不影響通水；（2）節(jié)約施工材料和有效地減小施工對環(huán)境污染。本文以項目幼兒園東門口排洪渠蓋板橋為實例，通過合理安全的蓋板橋結構設計，使蓋板橋結構不與現(xiàn)狀排洪渠沖突，配合科學的裝配式吊裝施工方法，施工快速便捷。

2 工程概況

橫琴新區(qū)子期幼兒園和小學項目位于珠海市橫琴新區(qū)，東側子期北道、西側琴飛道、南側琴政路、北側琴德路。項目工程建設用地面積為5.4 萬m2，總建筑面積為5.6 萬m2。主體建筑由3 棟樓組成，分別為幼兒園、小學教學樓及小學文體中心。建成后，將為橫琴新區(qū)引進更優(yōu)質的教育資源，為入讀學生提供一流的校園環(huán)境，更好地滿足橫琴新區(qū)幼兒園與小學教育需求。

2.1 排洪渠概況

排洪渠位于本項目幼兒園東側，沿南北方向走向，承擔小橫琴山區(qū)間洪水引排，經橫琴島中心溝排洪渠分別排入十字門水道和磨刀門水道?，F(xiàn)狀排洪渠已建成通水，渠底寬15 m，渠底高程-0.71 m，渠頂高程4.0 m，排洪渠結構為漿砌石擋墻結構，渠底加固為拋石層+深層水泥攪拌樁[1]。

2.2 幼兒園概況

排洪渠橫貫于幼兒園與子期北道之間，幼兒園東側交通被阻斷，僅南側與琴政路相通，南側對面為住宅小區(qū)大門，行人車輛進出頻繁，交通時常擁堵。

在排洪渠上增設蓋板橋，連接幼兒園和子期北路，利用排洪渠東側寬敞的空地布置場內道路，提供良好的交通設施，使家長接送學生快速、安全，并在蓋橋上布置停車場可解決車輛停放問題。

3 橋梁結構方案設計分析

3.1 橋梁下部結構設計分析

常用的橋梁橋臺類型有重力式橋臺、埋置式橋臺和輕型橋臺，考慮到排洪渠兩側地質為人工回填層+原始海陸交互沉積層，淤泥類軟弱層埋深厚，地基承載力差，結合已建成排洪渠結構考慮，下部結構采取樁柱式橋臺[2]。

橋臺樁基采用直徑130 cm 鋼筋混凝土灌注樁設置間距4.87 m，布置于排洪渠毛石擋墻外側0.9 m 處，保證與排洪渠深層水泥攪拌樁基礎夠足的安全距離，避免樁基施工破壞排洪渠基礎。由于場地內可作為灌注樁持力層的巖層埋置較深，灌注樁按摩擦樁設計，樁頂標高+2.300 m，樁長80 m，樁頂最大承受荷載為2 500 kN[3]。

灌注樁樁頂設有橋臺，橋臺臺帽1.7 m 寬，1.4 m 高，頂標高3.7 m，沿橋臺縱向設置1.9 m 高背墻起擋土作用。橋臺埋置在擋墻后方，臺前擋墻邊坡即可起保護橋臺的作用，又可平衡臺背側壓力。

3.2 橋梁上部結構設計分析

結合節(jié)省材料、縮短工期、降低對排洪渠影響等因素考慮，上部結構采用簡支支座+預制預應力箱梁蓋板，采取裝配式施工，最后澆筑面層完成。

支座結構形式為墊石+GYZ500×110 橡膠支座+碶形塊，合計厚0.3 m，支座頂部標高4.0 m，略高于排洪渠毛石擋墻頂標高，以保證橋面安裝后不會接觸毛石擋墻，體現(xiàn)蓋板橋跨越排洪渠特點，不與現(xiàn)狀擋墻結構沖突。

蓋板采用28 m 跨預應力混凝土小箱梁結構，箱梁截面采用單箱形式，底部寬1 m，頂部寬2.4 m，高1.57 m，質量為86.33 t，內部為空心狀，頂部兩側設置翼緣。箱梁選取箱式構造可節(jié)約混凝土材料，減輕結構的自重，且受力好、剛度大，提高了橋梁的跨越能力。箱梁為簡支形式，采用工廠預制箱梁+現(xiàn)場吊裝的裝配式施工方法，即可解決場內施工空間不足問題，也可使蓋板橋結構施工快速便捷。橋梁結構設計方案如圖1 所示。

圖1 跨排洪渠蓋橋結構斷面圖

4 箱梁吊裝施工重難點

1）排洪渠南北方向走向，僅東西側可施工，且西側幼兒園距排洪渠最近點約為3.5 m，東側為子期北道，吊裝施工場地有限，預制箱梁單根可重達963.63 kN，所需起重機的額定起重量、體積大[4]。

2）本工程地勘報告揭示排洪渠兩側自上而下巖土層分別為：①人工填土層Q4ml（層厚3.30～13.50 m，平均厚度為7.93 m）；四系海陸交互沉積層Q4mc（由淤泥②1、黏土②2、淤泥質黏土②3、中砂②4；黏土②5 及礫砂②6 共6 個亞層組成，平均厚度82.44 m）。排洪渠附近地質軟弱，軟弱層埋深厚，地質情況較差，吊裝施工荷載易產生排洪渠擋墻失穩(wěn)滑坡。

3）本工程施工工期非常緊張，吊裝施工將不可避免地占用市政道路子期北路，施工期間該道路不能通行，預制箱梁的吊裝施工方法需保證其施工快速便捷，減少施工占道時長、保證吊裝作業(yè)安全，確保施工如期完成。

5 確定箱梁吊裝方案

1）起重機確定。預制箱梁最大質量為98.33 t，吊裝起重設備選用一臺額定起重量為400 t 的SCC4000A-2 履帶起重機，設置100 t 超起配重時，可吊起重量為122 t。履帶起重機作業(yè)半徑40 m，吊裝邊梁時實際最大作業(yè)半徑為35 m，把桿長度L=54 m，起吊高度h=29.42 m，所選履帶起重機滿足吊重、平面及立面架設要求[5]。

2）吊機布置確定?，F(xiàn)場交通條件便利，但考慮到排洪渠西側的幼兒園臨近2#橋的箱梁位置，無法提供履帶起重機施工相應的作業(yè)位置，故預制小箱梁全部采用單機吊裝的安裝方法施工，SCC4000A-2 履帶起重機單機布置在子期北路一側，進行吊裝安裝施工，吊機平面布置圖詳見圖2。起重機對地面荷載（起重機自重+吊裝配重+預制箱梁重）為693.33 t，考慮到因履帶吊對地面荷載較大可能造成排洪渠邊坡失穩(wěn)滑移，吊機站位距排洪渠邊坡16 m，坡頂荷載遠離坡頂點，提高邊坡安全系數(shù)。

3）不間斷吊裝。原則為由北至南逐根進行吊裝，即1#橋→2#橋→3#橋→4#橋，對每個橋的箱梁進行編號，從1#橋→末端號橋。每座橋布置1 個吊車站位點，完成1 座橋的箱梁吊裝后，吊車無須挪移，吊車只需站位4 次便可完成所有箱梁吊裝。運梁車根據(jù)當日計劃工程量提前布置在施工場地左上方，根據(jù)梁車所載梁序號有順序地進行排隊，等待吊裝命令，待需吊裝施工時，梁車無須掉頭駛入吊裝指定位置，箱梁起吊檢查無誤后，直行使出施工場地，通過科學的施工部署，縮短吊車喂梁所需時間，無縫進行喂梁穿插施工，實現(xiàn)不間斷的箱梁吊裝施工。

6 跨排洪渠箱梁吊裝施工方法

6.1 吊裝場地平整

運梁車放置于待施工橋梁與履帶吊之間，即非機動車道與人行道。由于人行道路面高于非機動車道，需對非機動車道進行回填施工，與人行道平。

6.2 運梁車就位

按照當日的工程任務量，前一天晚上所有運梁車發(fā)出抵達吊裝地點，有序地排列在一起，等待吊裝命令。

6.3 橋臺支座安裝

根據(jù)設計圖上標明的支座中心位置，分別在支座與墊石上劃出縱橫軸線，在墩臺上放出支座控制標高；將墩臺支座支墊處和箱梁底面清理干凈，并使其頂面標高符合設計要求，如不符合要求，應將墩臺墊石處清理干凈，用干硬性水泥砂漿將支承面缺陷修補找平；核對施工圖及待安裝的各墩上支座的支座型號無誤后，支座對準軸線中心位置安裝，與臺平整密貼。

6.4 吊機就位、安放吊機配重與路基箱

吊機中央配重40t，后配重150t，機身后設置超起配重250t。

履帶起重機兩側履帶板位置鋼路基箱尺寸為2.5 m×5 m（4 個1 排），吊裝施工方向為由北至南，按照吊裝平面圖吊車站位布置路基箱，路基箱的騰挪采用隨車吊配合，完成1 座橋的吊裝需要騰挪1 次，共騰挪4 次。

6.5 吊裝預制箱梁

預制箱梁吊裝采用設吊孔穿束兜托梁底的吊裝方法，保證兜底捆綁鋼絲繩不發(fā)生滑移，在距梁端距離約1 m 處梁體用72 mm 鋼絲繩兜底捆綁后，將梁板吊空200～300 mm 后停車，停留10 min，檢查吊機及機索具是否完好、平穩(wěn)，無異常情況后吊機方可緩慢起吊。

6.6 箱梁吊裝驗收

箱梁就位前，應對梁體外觀質量做最后的檢查，杜絕表面有瑕疵的構件上橋。箱梁運輸時，要按吊裝順序依次吊運，對構件進行編號、核對，每片小箱梁位置要現(xiàn)場對號入座，不能錯位。小箱梁就位后檢查支座與小箱梁接觸面是否緊密接觸，不許脫空，以防臨時支座斷裂破碎。

7 應用效果分析

7.1 施工效益分析

蓋板采取預制裝配式箱梁施工，與傳統(tǒng)的現(xiàn)澆箱梁施工不同，投入的人力較少，施工周期短、效率高，對環(huán)境的影響小。對吊裝施工部署進行優(yōu)化，采取一橋吊車一站位、吊裝喂梁無縫穿插的施工方法，極大地減少了吊車挪移、喂梁時間，提高施工效率，實現(xiàn)綠色環(huán)保、高效的施工。

7.2 經濟效益分析

采用預制箱梁裝配式施工，配合優(yōu)化后的不間斷吊裝施工，投入的人力、時間成本較少，可縮短工期，降低成本，整體施工對環(huán)境影響小，避免了不必要的環(huán)境恢復費用，本工程經實施經濟顯著。

7.3 質量效益分析

采用樁柱式橋臺并設置在擋墻后方，解決了因地基多為軟弱層且埋深厚導致的基礎承載力不足及減小不均勻沉降的問題，另一方面，埋置式橋臺的兩側土方平衡，避免樁基受單側土壓力導致開裂，提高結構的耐久性。

與現(xiàn)澆箱梁施工不同，預制預混凝土箱梁在工廠制作，結構穩(wěn)定性和強度更高，避免現(xiàn)澆施工周期長，地基不均勻沉降導致箱梁結構出現(xiàn)裂縫，造成滲水病害的問題。

8 結語

通過采用安全性高、施工便捷的排洪渠蓋橋結構方案，蓋橋施工過程中保證了排洪渠排水通暢，不破壞現(xiàn)狀擋墻結構，配合科學的吊裝施工方法，實現(xiàn)了箱梁不間斷吊裝，大大提高了施工速度，保證了跨排洪渠蓋橋的順利移交。本文介紹的施工技術，可為類似跨排洪渠橋梁工程提供借鑒。