跨越河流橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)探析

張勝波　張贏

摘要 文章針對(duì)橋梁施工展開研究，以跨河橋梁工程為例，闡述具體技術(shù)方案，并且對(duì)橋梁線形施工與應(yīng)力施工進(jìn)行監(jiān)測(cè)。研究成果如下，根據(jù)梁段掛籃變形結(jié)果可知，掛籃變形值的均值為18.05 mm，滿足施工工藝要求；從合龍程橋后高程數(shù)值來看，設(shè)計(jì)高程與實(shí)測(cè)高程差值處于0.005～0.013 m之間，平均差值為0.007 4 m，符合施工規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)了橋梁預(yù)期的線形施工控制目標(biāo)；根據(jù)各截面應(yīng)力勘測(cè)結(jié)果，合龍段張拉后的應(yīng)力值與預(yù)期方案要求大致相同，其中最大誤差為1.11 MPa，符合施工技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了橋梁應(yīng)力的施工控制目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 跨越河流；橋梁工程；施工；技術(shù)要點(diǎn)

中圖分類號(hào) U442.35文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2024）12-0142-03

0 引言

隨著公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，跨越河流橋梁工程的作用愈加重要，其可以維系交通系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)交通的連續(xù)性和便捷性，對(duì)于提高交通效率、促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)交流具有重要意義。當(dāng)前在橋梁施工中，應(yīng)對(duì)施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和檢測(cè)，以確保施工質(zhì)量和安全。例如對(duì)橋墩和梁體的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決施工問題，以保證橋梁施工的質(zhì)量與安全。

1 工程概況

研究以某橋梁工程為例，該工程由東引橋與西引橋組成，全長722 m。其中東引橋?yàn)樽兘孛孢B續(xù)剛構(gòu)橋體，長308 m，寬30 m，整體為多跨連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，采用旋轉(zhuǎn)截面橫坡的設(shè)計(jì)方式，主梁采用C55混凝土。由于案例橋梁需跨越河流，施工中面臨部分涉水作業(yè)。項(xiàng)目位于丘陵地帶，州河上、下游為寬谷區(qū)，區(qū)域河段相對(duì)順直?；诖?，該文將對(duì)案例橋梁工程的施工技術(shù)展開研究，提出相應(yīng)的流程方案與技術(shù)措施。

2 跨越河流橋梁施工流程方案

案例工程含有大量的涉水作業(yè)，對(duì)于基底、橋梁結(jié)構(gòu)、整體線性都提出較高質(zhì)量要求，因此在施工中，應(yīng)同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)、識(shí)別、修正等措施，以保證施工質(zhì)量。以橋梁承臺(tái)深基坑為例，由于工程開挖較深、坑底滲水量大，將采用鋼板樁圍堰支護(hù)技術(shù)，采用混凝土對(duì)橋梁基坑底部進(jìn)行封底。施工流程方案如圖1所示：

3 橋梁工程施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 鋼板樁圍堰設(shè)計(jì)

鋼板樁圍堰的平面設(shè)計(jì)尺寸為23.8 m×10.7 m。根據(jù)跨河段地質(zhì)情況，選擇單根鋼板樁長為9 m的拉森4型鋼板樁搭配426×8 mm管樁，并利用單位重量為114.15 kg/m的特制角樁對(duì)鋼板樁圍堰外部進(jìn)行固定處理。在進(jìn)行插板作業(yè)時(shí)，保證鋼板樁上頂?shù)臉?biāo)高為11.0 m。FSP-4型拉森鋼板樁相關(guān)參數(shù)如表1所示。

3.2 導(dǎo)梁安裝

基地鋼板樁圍堰導(dǎo)梁應(yīng)具備足夠剛度，才能和冠梁發(fā)揮出協(xié)同作用，保證鋼板樁打入的深度符合工藝要求。導(dǎo)梁安裝應(yīng)考慮沉樁施工，對(duì)軸線位置的準(zhǔn)確性與樁身的順直程度進(jìn)行檢測(cè)，避免鋼板樁產(chǎn)生彎曲現(xiàn)象，使整體垂直貫入。

3.3 鋼板樁施打

鋼板樁施工環(huán)節(jié)，應(yīng)根據(jù)放線勘測(cè)結(jié)果，明確樁身打入位置，并根據(jù)施工區(qū)域周圍建筑物位置、運(yùn)行情況調(diào)整方案，準(zhǔn)確放出支護(hù)樁位置中線，隨后采用拉森鋼板進(jìn)行振動(dòng)吊錘機(jī)施打，具體內(nèi)容如下：

（1）仔細(xì)檢查鋼板樁外觀、質(zhì)量是否完好，確認(rèn)樁體的力學(xué)性能，對(duì)材料接口處的油污、銹蝕等進(jìn)行清除。當(dāng)發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重破損或線性變化時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換質(zhì)量合格的鋼板樁[1]。

（2）樁身施打前，在板樁鎖口處涂抹減摩液體，如潤滑油、油脂等止水材料，加強(qiáng)鋼板樁在水下的抗腐蝕能力，同時(shí)能促進(jìn)其打入與拔出。

（3）鋼板樁施工中，技術(shù)人員應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控插打斜度，將鋼板樁的打入傾角控制在2%以內(nèi)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)板樁插入斜度＞2%時(shí)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整。如果無法通過拉齊進(jìn)行校正，則應(yīng)拔出鋼板樁重新插入。鋼板樁施工中相關(guān)指標(biāo)要求如表2所示。

（4）當(dāng)鋼板樁施工至設(shè)計(jì)深度后，應(yīng)對(duì)圍堰的閉水性進(jìn)行檢驗(yàn)，通過檢查圍護(hù)樁的密封性，對(duì)漏水位置及時(shí)修補(bǔ)，以保證鋼板樁圍堰整體質(zhì)量[2]。

3.4 內(nèi)力撐安裝

在鋼板樁圍堰施工環(huán)節(jié)，安裝內(nèi)力撐，能夠防止水土壓力對(duì)基坑穩(wěn)定性造成影響，內(nèi)力撐主要包括腰梁、冠梁、橫梁部分的角撐與支柱。不同部分的內(nèi)力撐應(yīng)根據(jù)橋梁基底結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)還要滿足樁板施工要求。內(nèi)力撐安裝時(shí)應(yīng)遵循從上至下、先撐后挖的工法技巧。此外，內(nèi)力撐應(yīng)對(duì)稱安裝，采用鋼板對(duì)撐的焊接方式，加強(qiáng)對(duì)圍堰的整體支撐性[3]。

3.5 鋼板樁拔除

完成承臺(tái)圍堰施工后，將鋼板樁拔除，在此過程中應(yīng)注意對(duì)周圍土體造成的影響，拔除中應(yīng)時(shí)刻關(guān)注地表位移與沉降情況。當(dāng)橋梁工程兩側(cè)緊挨建筑物或地下管線時(shí)，應(yīng)將整個(gè)拔除作業(yè)放緩，避免對(duì)環(huán)境土質(zhì)結(jié)構(gòu)造成影響。采用振動(dòng)錘，通過強(qiáng)力振動(dòng)方式，對(duì)鋼板樁周圍土層進(jìn)行擾動(dòng)，出現(xiàn)間隙后逐步拔除鋼板樁。

4 橋梁工程施工控制方法

4.1 橋梁線形施工控制

4.1.1 線形施工控制內(nèi)容

針對(duì)跨河橋梁工程懸臂施工段進(jìn)行線形控制，以保障后續(xù)合龍施工質(zhì)量，確保整體線形滿足成橋方案要求。因此，在橋梁施工中，應(yīng)根據(jù)地形情況制定掛籃變形、高程控制點(diǎn)等施工控制方案。針對(duì)實(shí)際施工與預(yù)期方案的偏差進(jìn)行計(jì)算，將軸線偏移、項(xiàng)面高程、同跨對(duì)稱點(diǎn)高程以及斷面尺寸均控制在偏差允許范圍內(nèi)，才能保證橋梁工程懸臂施工階段的質(zhì)量。橋梁線形控制允許誤差如表3所示。

4.1.2 線形施工控制方案

跨河橋梁線形施工控制主要分為水平位移監(jiān)控與高程監(jiān)控，具體內(nèi)容如下：

（1）水平位移監(jiān)控是針對(duì)橋梁施工中各階段移動(dòng)情況進(jìn)行的監(jiān)測(cè)，實(shí)際施工中允許每道工序產(chǎn)生適當(dāng)?shù)奈灰苹驑?biāo)高變化，但應(yīng)始終處于技術(shù)規(guī)范內(nèi)。

（2）高程監(jiān)控是保證橋梁線形的關(guān)鍵要素，在跨河橋梁施工中，連續(xù)梁橋墩與基底處有鋼管支柱，不僅能夠保證橋墩梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，而且不容易產(chǎn)生施工水平位移，整體控制難度較低。

4.1.3 掛籃變形計(jì)算

案例工程跨河段的整體跨度較大，施工現(xiàn)澆混凝土與鋼筋材料會(huì)對(duì)掛籃構(gòu)成一定影響，荷載作用會(huì)引發(fā)橋梁掛籃變形。因此，為保證施工質(zhì)量，也應(yīng)對(duì)橋梁掛籃變形情況進(jìn)行計(jì)算，準(zhǔn)確記錄分級(jí)加載情況下的掛籃累計(jì)變形量，比如當(dāng)荷載等級(jí)處于0%～120%時(shí)。由于荷載重量與測(cè)點(diǎn)高程平均值不同，累計(jì)變形量情況也會(huì)存在差異，但整體處于逐漸增長趨勢(shì)。而當(dāng)荷載等級(jí)開始卸載處理后，累計(jì)變形量也會(huì)隨之降低。施工預(yù)壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4所示。

在梁段施工過程中，進(jìn)行第n段澆筑的累計(jì)變形量計(jì)算公式如下：

式中，fn——第n梁段的掛籃澆筑彈性變形；f1——第1梁段的掛籃澆筑彈性變形；M1、L1——第1梁段的混凝土重量與長度；Mn——將第n梁段的混凝體重量；Ln——第n梁段的長度。針對(duì)案例工程部分梁段進(jìn)行計(jì)算，得到的掛籃變性值結(jié)果如表5所示。

由表5可知，掛籃變形值均值為18.05 mm，滿足施工工藝要求。

4.1.4 線形施工控制結(jié)果

橋梁工程成橋后的高程差值，是判斷橋梁線形是否合格的重要標(biāo)準(zhǔn)。以案例工程中部分梁段為例，將預(yù)期設(shè)計(jì)高程與實(shí)測(cè)高程綜合比對(duì)，計(jì)算出高程差值，結(jié)果如表6所示。

由表6可知，合龍成橋的設(shè)計(jì)高程與實(shí)測(cè)高程差值均處于0.005～0.013 m之間，平均差值為0.007 4 m，符合施工規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)了案例橋梁預(yù)期的線形施工控制目標(biāo)。

4.2 橋梁應(yīng)力施工控制

4.2.1 應(yīng)力施工控制內(nèi)容

由于橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力源于內(nèi)部，因此應(yīng)將傳感器提前埋設(shè)到橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵截面，隨后在成橋施工中應(yīng)全面收集各階段的應(yīng)力數(shù)據(jù)，確保偏差在規(guī)范的允許范圍內(nèi)。

4.2.2 應(yīng)力控制點(diǎn)布置

在橋梁應(yīng)力施工監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，共選取11個(gè)關(guān)鍵截面，分別為1/4跨徑截面、懸臂根部截面以及合龍段截面。傳感器主要埋設(shè)在箱梁的頂板及底板位置，每個(gè)截面頂板埋設(shè)3個(gè)傳感器，底板埋設(shè)3個(gè)傳感器。

4.2.3 應(yīng)力施工控制結(jié)果

根據(jù)應(yīng)力傳感器反饋的數(shù)據(jù)結(jié)果，對(duì)橋梁合龍段張拉后的截面應(yīng)力數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，并對(duì)截面頂板、底板進(jìn)行歸納，具體結(jié)果如表7所示。

由表7可以看出，合龍段張拉后的應(yīng)力值與預(yù)期方案要求大致相同，其中最大誤差為1.11 MPa，符合施工技術(shù)規(guī)范，橋梁應(yīng)力施工控制成功。

5 結(jié)論

綜上所述，跨河橋梁工程應(yīng)根據(jù)地質(zhì)環(huán)境情況，制定合理的施工方案，同時(shí)加強(qiáng)施工技術(shù)的應(yīng)用。該文以橋梁工程為例，根據(jù)跨河段施工環(huán)境，著重介紹基底鋼板樁的圍堰施工方案，并對(duì)橋梁線性與應(yīng)力施工進(jìn)行控制。根據(jù)施工監(jiān)測(cè)結(jié)果可知：掛籃變形的均值為18.05 mm，滿足施工工藝要求。從合龍程橋后高程數(shù)值來看，設(shè)計(jì)高程與實(shí)測(cè)高程差值均處于0.005～0.013 m之間，平均差值為0.007 4 m，符合施工規(guī)范要求，實(shí)現(xiàn)了橋梁預(yù)期的線形施工控制目標(biāo)。合龍段張拉后的應(yīng)力值與預(yù)期方案要求大致相同，其中最大誤差為1.11 MPa，符合施工技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)了橋梁應(yīng)力施工的控制目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

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