車行天橋先橋后塹施工技術(shù)

摘 要：為實現(xiàn)高速公路與地方路網(wǎng)的有效融合，高速公路會與地方路網(wǎng)、水網(wǎng)、管網(wǎng)等設(shè)施設(shè)備交叉，常采用上跨、下穿高速公路方案，保證地方路、水、管網(wǎng)等暢通，施工中采取先修臨時保通工程再修建永久保通工程。在某些地方受基本農(nóng)田土地政策嚴(yán)控影響，在高速公路紅線外無法征地修建臨時保通道路，這樣就需要在施工技術(shù)上研究，以實現(xiàn)高速公路建設(shè)和基本農(nóng)田占用、地方道路通行的有機(jī)結(jié)合。該文以廣綿高速某深挖路塹車行天橋逆作施工為例，從設(shè)計方案調(diào)整、施工方案重點控制等方面介紹車行天橋逆作施工技術(shù)，希望對同類工程起到一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：車行天橋；現(xiàn)澆連續(xù)箱梁；逆作施工；重點工序；優(yōu)化設(shè)計

中圖分類號：U445.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）29-0185-04

Abstract： In order to realize the effective integration of the expressway and the local road network， the expressway will cross with the local road network， water network， pipe network and other facilities and equipment， and the scheme of crossing the highway up and down is often adopted to ensure the smooth flow of local roads， water and pipe networks. In the construction， we should first repair the temporary guarantee project and then build the permanent guarantee project. Under the strict control of the basic farmland land policy in some places， it is impossible to build temporary guaranteed roads outside the red line of expressways， so it is necessary to study the construction technology， in order to realize the organic combination of highway construction， basic farmland occupation and local road access. Taking the reverse construction of a deep cutting overpass on Guang-Mian Expressway as an example， this paper introduces the reverse construction technology of vehicle flyover from the aspects of design scheme adjustment and key construction scheme control， hoping to provide some reference for similar projects.

Keywords： vehicle overpass; cast-in-place continuous box girder; reverse construction; key working procedure; optimal design

車行天橋廣泛應(yīng)用于公路、鐵路、城市道路立體交叉工程中，實現(xiàn)滿足交通功能，提高交通效率，減少交通事故的作用。相關(guān)工程項目中如涉及特定地形條件，應(yīng)優(yōu)先建設(shè)橋梁部分，隨后再進(jìn)行路塹施工，即采取先橋后塹的施工技術(shù)。本文將結(jié)合具體項目介紹關(guān)于車行天橋施工方案的設(shè)計和實施，通過采用先橋后塹施工技術(shù)，可以在保證工程質(zhì)量的前提下，提高施工效率，減少對交通的影響。

1 工程概況

1.1 原設(shè)計概況

廣綿高速公路K95+810～K95+950段設(shè)計為深挖路塹，最大開挖高度33.3 m，邊坡防護(hù)為4 m×3 m錨桿框架梁植草防護(hù)，路塹施工中斷梓潼縣Y043鄉(xiāng)道，于K95+905位置設(shè)車行天橋原位恢復(fù)鄉(xiāng)道。該橋與高速公路正交，全長120 m，橋?qū)?0 m，下部結(jié)構(gòu)為2墩2臺，橋臺均為重力式橋臺，基礎(chǔ)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)；橋墩為圓柱墩，樁基礎(chǔ)；上部結(jié)構(gòu)為（35+40+35） m預(yù)應(yīng)力混凝土現(xiàn)澆連續(xù)梁。立面如圖1所示。

1.2 優(yōu)化設(shè)計概況

1.2.1 設(shè)計方案優(yōu)化背景

原設(shè)計方案為先施工路塹后施工天橋，路塹施工前在路塹外修建臨時道路保證Y043鄉(xiāng)道通行要求。項目實施前，對保通道路進(jìn)行全面規(guī)劃和設(shè)計，申請辦理臨時用地手續(xù)，經(jīng)自然資源部門核實，高速公路附近均為基本農(nóng)田，導(dǎo)致臨時通行道路用地手續(xù)無法辦理，道路無法修建。為保證高速公路建設(shè)，經(jīng)參建各方現(xiàn)場踏勘制定方案，先在紅線內(nèi)修建臨時保通道路，再修建天橋，最后開挖橋梁影響范圍的路塹，設(shè)計院對原方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，天橋采用逆作法施工以保證鄉(xiāng)道通行。

1.2.2 優(yōu)化后設(shè)計方案

K95+905車行天橋上部結(jié)構(gòu)不變，下部結(jié)構(gòu)改為樁柱同徑，直徑為1.8 m，孔樁頂3 m及墩柱全部設(shè)計壁厚為16 mm的鋼護(hù)筒鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，系梁由原設(shè)計3道減少為2道，系梁位置將鋼護(hù)筒開孔，施工完成后對鋼護(hù)筒涂刷2層防腐油漆。立面如圖2所示。

2 施工工藝概述

為實現(xiàn)道路保通，采取先施工天橋再開挖路塹逆作施工工藝，具體施工步驟如下。

2.1 施工準(zhǔn)備

編制天橋逆作法施工方案并報審，對班組進(jìn)行安全技術(shù)交底和培訓(xùn)，根據(jù)方案對現(xiàn)場進(jìn)行測量放樣，確定臨時改路線路并進(jìn)行紅線外臨時征地，制作鋼護(hù)筒、導(dǎo)向架等。

2.2 橋臺施工及臨時道路改移

開挖橋臺進(jìn)行基礎(chǔ)及墻身分層施工，在天橋大里程10 m處修建臨時道路，在橋臺外與現(xiàn)有Y043鄉(xiāng)道順接，保證地方和施工車輛通行。

2.3 柱系梁以下樁柱施工

對孔樁進(jìn)行測量放樣，旋挖鉆進(jìn)行樁柱鉆孔，安裝和校正鋼護(hù)筒，檢查合格后安裝鋼筋籠并灌注水下混凝土至所需標(biāo)高位置。

2.4 柱系梁以上墩柱施工

在下節(jié)混凝土終凝前，鋼護(hù)筒內(nèi)人工清除樁頭浮漿及松散物，待強(qiáng)24 h后安裝柱系梁預(yù)埋鋼筋，人工澆筑墩身至頂系梁標(biāo)高。

2.5 連續(xù)梁、橋面系施工

挖機(jī)將梁底以下1 m范圍土石方松動后采用壓路機(jī)分層壓實至設(shè)計墊層底標(biāo)高，澆筑20 cm厚混凝土墊層形成土模支撐體系，墊層上安裝方木調(diào)節(jié)預(yù)拱度并安裝底模板和翼緣板支架體系，安裝外側(cè)及翼緣板底模板系統(tǒng)。再進(jìn)行鋼筋安裝、預(yù)應(yīng)力施工、澆筑混凝土，做好進(jìn)行張拉壓漿作業(yè)。壓漿完成后進(jìn)行橋臺背墻施工，采用塑鋼模板施工防撞護(hù)欄，最后施工橋面鋪裝層。

2.6 橋下路塹開挖

橋面鋪裝層養(yǎng)護(hù)到位后開放交通，進(jìn)行橋下路塹開挖施工。梁底以下5 m范圍內(nèi)采用挖機(jī)破碎頭進(jìn)行巖石開挖，5 m以下采用鷹嘴鉤螳螂臂挖掘機(jī)進(jìn)行巖石開挖。

2.7 系梁施工

開挖至柱（樁）系梁底標(biāo)高位置澆筑混凝土墊層，將系梁范圍鋼護(hù)筒割孔，將預(yù)留鋼筋進(jìn)行校正并安裝系梁鋼筋，最后澆筑混凝土。

2.8 墩柱鋼護(hù)筒圖層施工

對鋼護(hù)筒進(jìn)行打磨并涂刷底層油漆，在底層油漆完全干后在施工外層防腐涂層。

3 重點工序施工過程及控制

3.1 樁基、墩柱施工

3.1.1 樁基、墩柱參數(shù)

K95+905車行天橋1#墩樁基樁徑1.8 m，樁長20 m，墩柱直徑1.8 m，墩高23.6 m；2#墩樁基樁徑1.8 m，樁長20 m，墩柱直徑1.8 m，墩高24.2 m，施工均采用旋挖鉆機(jī)成孔，導(dǎo)管法灌注，樁柱鋼筋籠由加工中心制作，現(xiàn)場采用直螺紋套筒連接，墩柱外部采用內(nèi)徑1.8 m、1.5 cm厚鋼護(hù)筒包裹，中系梁、樁系梁鋼筋先做好預(yù)埋，待開挖至系梁設(shè)計標(biāo)高后割除鋼護(hù)筒再依次進(jìn)行中系梁、樁系梁施工。

3.1.2 旋挖鉆成孔施工

1）根據(jù)設(shè)計坐標(biāo)測量出施工區(qū)域，現(xiàn)場采用挖掘機(jī)平整場地，進(jìn)場道路順接至施工主便道，開挖高度與墩頂設(shè)計標(biāo)高一致。

2）場地平整完成后，測量需鉆孔位坐標(biāo)，并做好十字護(hù)樁，對各護(hù)樁坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集。

3）旋挖鉆機(jī)先使用2 m鉆頭鉆至墩柱永久鋼護(hù)筒底標(biāo)高，再更換1.8 m鉆頭，繼續(xù)鉆至樁底，鉆孔完成后，采用旋挖斗掏渣清孔后，拔出臨時鋼護(hù)筒，進(jìn)行下道工序施工。

3.1.3 墩柱永久鋼護(hù)筒施工

1）鋼護(hù)筒制作。由專業(yè)廠家制作，運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，根據(jù)設(shè)計長度進(jìn)行分節(jié)，鋼護(hù)筒制作參數(shù)見表1。

2）鋼護(hù)筒安裝。鋼護(hù)筒在孔內(nèi)焊接接長，第一節(jié)鋼護(hù)筒頂部下放至孔口時，用22b工字鋼支撐梁固定鋼護(hù)筒，用75 t吊車吊起要接長的鋼護(hù)筒，并校正后進(jìn)行外側(cè)滿焊并敲除焊渣，對焊縫進(jìn)行檢查，焊接檢查合格后，割除吊裝點后繼續(xù)下放，循環(huán)該流程至護(hù)筒接長完畢，接長完畢后整體起吊鋼護(hù)筒檢查合格后進(jìn)行下放安裝。

3）鋼護(hù)筒垂直度控制。制作鋼護(hù)筒安裝導(dǎo)向架，以保證鋼護(hù)筒的垂直度滿足要求。導(dǎo)向架用10#槽鋼拼裝。導(dǎo)向架拼裝高度為2.5 m，上下2層間距2 m，下部預(yù)留0.5 m支腿，對稱布置4個M20×15 cm可調(diào)節(jié)螺栓，導(dǎo)向架定位完成后，通過全站儀放出導(dǎo)向架中心點，將調(diào)節(jié)螺栓調(diào)至鋼護(hù)筒外側(cè)。底部寬度為2.4 m×2.4 m，下設(shè)10型槽鋼井字架增強(qiáng)導(dǎo)向架的穩(wěn)定性，2層定位圈要求同心同軸。

4）鋼護(hù)筒安裝。鋼護(hù)筒檢查合格后開始進(jìn)行安裝。護(hù)筒安裝過程重點做好以下工作：①測量放線定好導(dǎo)向架平面位置，利用孔口測放的十字樁拼裝鋼護(hù)筒導(dǎo)向架，將導(dǎo)向架精確垂直定位于樁位，在鋼護(hù)筒下放時能控制鋼護(hù)筒的方向，使之沿著導(dǎo)向垂直入孔。②鋼護(hù)筒吊裝時，為保證鋼護(hù)筒起吊時不變形，起吊時頂端吊點采用兩點吊裝，底部吊點采用一點吊裝。③同時起吊頂部吊點和底部吊點，使鋼護(hù)筒離開平臺約2 m，然后起升頂部吊點，底部吊點不動，使鋼護(hù)筒由平臥變?yōu)樾钡?，慢慢起吊?0°后，垂直起吊護(hù)筒入孔。④通過在底節(jié)護(hù)筒頂端焊接，起吊頂節(jié)鋼護(hù)筒，松鉤下落，使之與下節(jié)護(hù)筒對位，調(diào)整護(hù)筒傾斜度和接頭錯縫，滿足要求后由2～3名焊工分段焊接，每名焊工負(fù)責(zé)一段焊縫的施焊。每層焊完后需將焊皮、焊渣清除干凈并檢查焊縫外觀，無氣孔夾渣后繼續(xù)焊接，直至焊接完成。需注意各焊工之間交叉部位的焊縫，后一名焊工的焊縫應(yīng)蓋住前一名焊工焊縫3～5 cm。⑤鋼護(hù)筒下沉到位后，復(fù)測鋼護(hù)筒頂標(biāo)高和鋼護(hù)筒垂直度，要求鋼護(hù)筒垂直度控制在1/1 000以內(nèi)。

3.1.4 樁柱施工

1）鋼筋籠制作安裝。鋼護(hù)筒安裝校正完成后，進(jìn)行二次清孔并安裝鋼筋籠，鋼筋籠由加工廠內(nèi)統(tǒng)一制作，制作鋼筋籠時需做好系梁預(yù)埋鋼筋，鋼筋骨架的保護(hù)層厚度采用定位鋼筋。設(shè)置密度按豎向每隔2 m設(shè)一道，每一道沿圓周布置4個。

2）導(dǎo)管安裝?，F(xiàn)場采用？準(zhǔn)25 cm鋼導(dǎo)管，2.5 m3料斗灌注混凝土，混凝土標(biāo)號為C30水下，根據(jù)實際孔深調(diào)整導(dǎo)管總長，導(dǎo)管總長比孔深短0.5 m，導(dǎo)管底懸空高度高控制在0.4～0.5 m。

3）混凝土灌注。混凝土由拌合站拌制，砼罐車運(yùn)至現(xiàn)場灌注，現(xiàn)場配備4 m3料斗1個，用于首盤混凝土灌注。

首批混凝土入孔后，混凝土應(yīng)連續(xù)灌注。根據(jù)測探樁孔內(nèi)混凝土頂面的位置，及時拆除導(dǎo)管控制導(dǎo)管埋深。灌注時采取措施嚴(yán)防鋼護(hù)筒上浮措施。當(dāng)灌注的混凝土面接近鋼護(hù)筒底部1 m左右時，降低灌注速度。在灌注臨近結(jié)束時核算混凝土灌入方量，確定所測混凝土的灌注高度是否正確，灌注的標(biāo)高比系梁底高0.5 m。

3.2 系梁、墊石施工

①在墩柱澆筑完成后進(jìn)行樁身完整性檢測，根據(jù)設(shè)計標(biāo)高開挖出頂部第三道系梁。②割除系梁位置鋼護(hù)筒，破除墩頂超灌混凝土。③現(xiàn)場安裝系梁鋼筋、模板，做好墊石預(yù)埋鋼筋。④進(jìn)行系梁混凝土澆筑，澆筑過程中做好振搗，澆筑完成進(jìn)行混凝土收面。⑤根據(jù)設(shè)計坐標(biāo)測量出墊石模板點位及高程。⑥現(xiàn)場安裝墊石鋼筋、模板及預(yù)留孔。⑦復(fù)測墊石頂平面高程并做好標(biāo)記。⑧澆筑墊石混凝土，澆筑過程中做好振搗，澆筑完成進(jìn)行混凝土收面。⑨系梁、墊石施工過程中進(jìn)行樁基檢測。3.3 現(xiàn)澆梁施工

現(xiàn)澆梁翼緣板采用盤扣架支撐，底板及翼緣板采用原地面硬化后作為支撐，內(nèi)模采用？準(zhǔn)48架管支撐，現(xiàn)澆梁內(nèi)外模均采用木模，分2次澆筑成型，第一次澆筑至頂板底，第二次澆筑頂板，鋼筋在廠內(nèi)加工成半成品，運(yùn)至現(xiàn)場綁扎、焊接成型，混凝土由拌合站統(tǒng)一拌制，砼罐車運(yùn)至現(xiàn)場，2臺天泵澆筑大方量混凝土，現(xiàn)澆梁張拉、壓漿均采用智能設(shè)備施工。

3.3.1 支座安裝

①根據(jù)設(shè)計坐標(biāo)測量出支座十字中心線。②根據(jù)支座大小對墊石混凝土進(jìn)行鑿毛濕潤。③用吊車將支座吊裝就位。④水準(zhǔn)儀測量支座頂面高程，人工調(diào)整支座標(biāo)高，利用鋼筋支架作為支撐。⑤安裝支座灌漿模板，進(jìn)行支座灌漿作業(yè)。

3.3.2 現(xiàn)澆梁施工

①為保證后期橋下路塹開挖，現(xiàn)場采用先開挖1 m，再回填碾壓的施工方法，場地回填碾壓完成后，澆筑厚度20 cm混凝土墊層作為底模板支撐體系和側(cè)模支架支撐基礎(chǔ)。②硬化完成待強(qiáng)后，鋪設(shè)底板縱橫向木方和底模，橫向方木間距0.5 m，縱向方木間距0.3 m。底模采用厚度1.8 cm木膠板，鋪設(shè)底板時跨中設(shè)置3 cm預(yù)拱度。③側(cè)模、端模施工和翼緣板支架施工同時進(jìn)行，翼緣板支架采用？準(zhǔn)60盤扣架搭設(shè)，縱橫向間距為0.6 m×0.6 m，步距為1.5 m，掃地桿離地高度0.2 m。④側(cè)模、端模施工完成后，安裝底腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道，底腹板鋼筋現(xiàn)場綁扎，一次成型，預(yù)應(yīng)力管道每0.5 m設(shè)置定位網(wǎng)片一道，確保波紋管定位準(zhǔn)確。⑤底腹板鋼筋、預(yù)應(yīng)力管道施工完成后，開始內(nèi)模施工，內(nèi)模現(xiàn)場吊裝就位，每道腹板設(shè)對拉桿2道，內(nèi)模與內(nèi)模之間用鋼管做支撐，上下共設(shè)置2道，縱向間距1 m。⑥內(nèi)模施工完成后，開始進(jìn)行第一次混凝土澆筑，第一次澆筑至腹板頂位置，采用2臺天泵由兩側(cè)往中間對稱澆筑。⑦混凝土澆筑完成2 d后進(jìn)行混凝土鑿毛，開始內(nèi)模頂板施工，內(nèi)模采用？準(zhǔn)48架管作為支撐，橫向間距0.9 m，縱向間距1.2 m，步距1 m，掃地桿離地高度0.2 m。⑧內(nèi)模頂板完成后，安裝頂板鋼筋及橋面預(yù)埋件，完成后澆筑頂板混凝土，采用2臺天泵由兩側(cè)往中間對稱澆筑。⑨達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度要求后采用智能設(shè)備進(jìn)行張拉、壓漿作業(yè)。⑩張拉作業(yè)完成后同步進(jìn)行橋面系施工，先施工混凝土防撞護(hù)欄，再進(jìn)行伸縮縫、施工橋面鋪裝。 待橋面鋪裝及橋臺搭板強(qiáng)度符合要求后，開放通車，開始開挖橋下深挖路塹。

3.4 橋下路塹開挖

K95+905車行天橋施工時占用了大里程通道，故先開挖小里程K95+810～890段，確保路塹開挖作業(yè)和K95+905車行天橋作業(yè)同步進(jìn)行、互不干擾，加快施工進(jìn)度；天橋通車后，開始進(jìn)行橋下深挖路塹開挖，由大里程方向往小里程方向逐層進(jìn)行開挖，先開挖3 m，拆除K95+905車行天橋底模，再開挖至中系梁底，施工K95+905車行天橋中系梁，最終開挖至設(shè)計路基面標(biāo)高，開挖過429f1d41c8935c7a51147015af9ae52ff0e9a3caaf2412f69dfc0c23c7392707程中根據(jù)施工圖做好刷坡作業(yè)，最后按設(shè)計施工防護(hù)排水工程。

4 車行天橋逆作法與常規(guī)做法分析

逆作法較常規(guī)做法在工期、經(jīng)濟(jì)、安全等方面均取得了好的效果。

工期方面：采用逆作法工期85 d，常規(guī)做法需145 d，工期節(jié)約60 d，實現(xiàn)架梁通道打通節(jié)省時間，同時大大節(jié)約工期成本。

經(jīng)濟(jì)方面：僅需少量臨時用地和較短的保通道路，經(jīng)計算采用原設(shè)計方案保通道路需投入84萬元，逆作方案僅投入5萬元，節(jié)約79萬元；原設(shè)計方案施工支架及預(yù)壓材料需投入78萬元，逆作方案投入22萬元，節(jié)約56萬元。2項累計節(jié)約費(fèi)用135萬元。

安全性方面：原來方案需要搭設(shè)盤口支架或鋼管架，安全風(fēng)險高；逆作法采用土模支撐，安全風(fēng)險低。

5 結(jié)論

通過對現(xiàn)場實際條件多次調(diào)查，在設(shè)計單位的大力支持下，該天橋改為逆作法施工，在臨時用地?zé)o法辦理的情況下，快速、安全、優(yōu)質(zhì)地完成了天橋施工，既保證了地方道路正常通行，又保證了標(biāo)段架梁通道節(jié)點目標(biāo)實現(xiàn)，在降低施工安全風(fēng)險的同時節(jié)約成本。為后續(xù)同類工程積累寶貴經(jīng)驗，受到了業(yè)主及各級領(lǐng)導(dǎo)的好評，贏得了良好的社會效益及經(jīng)濟(jì)效益。

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