梁永忠

1 工程概況

武廣鐵路客運(yùn)專(zhuān)線第6標(biāo)段(XXTJⅥ)位于廣東省韶關(guān)、清遠(yuǎn)、廣州市花都區(qū)境內(nèi)。其中韶關(guān)、清遠(yuǎn)交接處是低山丘陵地貌,地勢(shì)陡峻,V形谷發(fā)育,地面橫坡一般大于30°,植被茂盛,大部分地區(qū)為封山育林區(qū),水土保持較好,橋梁大部分跨越水田,墩高變化較大,而且橋隧相連,路基較少,設(shè)計(jì)中449孔箱梁全采用現(xiàn)澆方案。根據(jù)移動(dòng)模架與膺架的施工特點(diǎn)、工期與投入考慮,除11座特大橋采用移動(dòng)模架施工外,其余均采用膺架法施工。

2 膺架方案設(shè)計(jì)

1)WDJ碗扣式多功能腳手架。該腳手架具備功能多、功效高、承載力大、安全可靠、便于管理等諸多優(yōu)點(diǎn),在安裝與拆除中不需要大型的機(jī)械設(shè)備配合。但由于桿件多,花費(fèi)的勞力較大,而且現(xiàn)場(chǎng)堆放量較大,也比較凌亂。在施工時(shí)由于頂托數(shù)量較大,對(duì)于高程調(diào)節(jié)時(shí)的工作量較大。由于各桿件的間距較小,不適合地形起伏較大的情況。

2)鋼管工字鋼支架。支架受力模型簡(jiǎn)單,受力分析簡(jiǎn)便,適用于地表起伏較大的情況。與模板的支撐點(diǎn)較少,高程調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單。但鋼管受力不均勻,在安裝與拆除中吊車(chē)使用量大。

3)鋼管貝雷片梁支架。支架受力模型簡(jiǎn)單,受力分析簡(jiǎn)便,適用于地表起伏較大的情況。與模板的支撐點(diǎn)較少,高程調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單。但鋼管受力不均勻,貝雷梁的安裝、拆除難度較大,在安裝與拆除中吊車(chē)使用量大。

4)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。a.膺架類(lèi)型經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選用其結(jié)構(gòu)形式,一般應(yīng)根據(jù)橋的長(zhǎng)度、橋下凈空、膺架基礎(chǔ)類(lèi)型、通車(chē)通航要求及各種定型尺寸及受力性能條件確定。b.膺架結(jié)構(gòu)所用鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求;對(duì)于非國(guó)標(biāo)材料,構(gòu)件材料厚度往往達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,會(huì)從材料上降低結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。c.膺架基礎(chǔ)必須具有足夠承載力,不得出現(xiàn)不均勻沉降,其基礎(chǔ)類(lèi)型、面積和厚度應(yīng)根據(jù)膺架結(jié)構(gòu)形式、受力情況、地基承載力等條件確定,同時(shí)須做好地面的排水處理。d.膺架結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的承載力和整體穩(wěn)定性,對(duì)膺架的承載力和穩(wěn)定性必須進(jìn)行檢算,冬季施工還應(yīng)考慮雪荷載和保溫養(yǎng)護(hù)設(shè)施荷載,水中施工還應(yīng)考慮流水側(cè)壓力。e.由于地基承載力只能通過(guò)初步的計(jì)算、施工機(jī)械性能、動(dòng)力觸探、單樁承載力試驗(yàn)、靜載試驗(yàn)和支架預(yù)壓等方法確定,有很大的不確定性。為了施工的安全,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況和地基處理方式,安全系數(shù)K值應(yīng)相應(yīng)增大。

3 工程實(shí)例

以竹園特大橋?yàn)槔?對(duì)膺架現(xiàn)澆梁的施工方案進(jìn)行分析和對(duì)比,該橋全長(zhǎng)1 075.44 m,孔跨布置為31×32 m+2×24 m,32 m現(xiàn)澆箱梁為單室結(jié)構(gòu),梁底寬5.5 m,梁頂寬13.4 m,梁高均為3.05 m,單向預(yù)應(yīng)力體系,單片箱梁重 827 t。共有 32個(gè)直立式圓端形橋墩和2個(gè)橋臺(tái),其中1號(hào)～11號(hào)、21號(hào)～29號(hào)墩為空心墩,最高空心墩墩高為15 m,且位于水庫(kù)淹沒(méi)區(qū);12號(hào)～20號(hào)、30號(hào)～32號(hào)墩為實(shí)心墩,最高實(shí)心墩墩高為7 m。上部為32 m和24 m預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土整孔箱梁。施工前總共制定了4種施工方案。

3.1 1號(hào)～5號(hào)孔

3.1.1 1號(hào)～5號(hào)孔施工方案

1)采用貝雷梁施工方案時(shí),跨中兩排鋼管樁基礎(chǔ)采用雙排φ 50 CFG樁加固處理,CFG樁上現(xiàn)澆一個(gè)1.5 m×1.2 m×0.5 m的頂帽;每孔梁有4排鋼管,每排5根;鋼管樁頂放置15 m雙肢56a工字鋼,工字鋼上安裝26排貝雷梁,貝雷梁上安裝30排15 m長(zhǎng)Ⅰ20a工字鋼。2)采用鋼管樁基礎(chǔ)施工時(shí),打設(shè)11排鋼管樁,每排5根,鋼管樁間用∠75角鋼連接;鋼管樁頂安15 m長(zhǎng)Ⅰ32b橫梁;橫梁上放置13根Ⅰ32b縱梁。

3.1.2 成本分析

兩種方案的成本費(fèi)用見(jiàn)表1,表2。

表1 基礎(chǔ)采用CFG樁、上部貝雷梁施工方案成本費(fèi)用表

表2 基礎(chǔ)采用鋼管樁、上部采用工字鋼施工方案成本費(fèi)用表

從經(jīng)濟(jì)角度看,采用打入鋼管樁基礎(chǔ)施工方案成本高,貝雷梁方案較工字鋼方案每孔梁可節(jié)約6萬(wàn)元;從施工角度看,鋼管樁施工速度慢,鋼管打入時(shí)機(jī)械磨損大,鋼管拔出時(shí)作業(yè)空間受到限制,施工難度大,貝雷梁方案拼裝構(gòu)件少,在支撐系統(tǒng)安裝上較工字鋼方案時(shí)間快。綜合考慮采用貝雷梁施工方案較為合理。

3.2 6號(hào)～33號(hào)孔

3.2.1 施工方案

6號(hào)～33號(hào)孔梁擬采用貝雷梁、鋼管樁支墩和碗扣支架三種方案。貝雷梁施工方案布置方式和前面所說(shuō)一樣。鋼管樁支墩方案上部結(jié)構(gòu)和打入鋼管樁基礎(chǔ)方案一樣,通過(guò)換填片石處理地基。

碗扣支架換填片石壓實(shí)后在換填層上墊一層[14槽鋼。立桿橫、縱間距60 cm,頂托內(nèi)橫向布置[14槽鋼,槽鋼上縱向布置Ⅰ20a工字鋼,間距0.6 m。32 m梁支架橫向布置寬度為15 m,共26排;縱向布置29.7 m,共50排。

3.2.2 施工費(fèi)用

貝雷梁成本費(fèi)用見(jiàn)表1,另兩種方案的成本費(fèi)用見(jiàn)表3,表 4。

表3 鋼管樁支墩施工方案成本費(fèi)用表

表4 碗扣支架施工方案成本費(fèi)用表

通過(guò)成本分析可知,基礎(chǔ)采用換填、上部立柱采用碗扣支架施工方案材料成本較高。碗扣支架施工方案需要的機(jī)械設(shè)備相對(duì)要少,但是施工速度慢,需要的勞動(dòng)力較多,支架總成本高。綜合考慮基礎(chǔ)采用換填、上部立柱采用鋼管樁支墩施工方案比較合理。

4 幾點(diǎn)體會(huì)

1)膺架搭設(shè)方案與地基處理要緊密結(jié)合,可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)周轉(zhuǎn)料情況,嘗試各種組架方案,但必須經(jīng)過(guò)支架承載力和穩(wěn)定性檢算合格后方可使用。2)膺架搭設(shè)方案的選擇在確保安全性能的條件下,應(yīng)綜合考慮經(jīng)濟(jì)、施工難易程度、施工進(jìn)度、周轉(zhuǎn)材料等因素。3)不同方案之間比較時(shí),要看哪種方案使用的材料成本最省,還得看耗用勞動(dòng)力成本高低、使用機(jī)械設(shè)備成本的高低、施工組織的難易程度、對(duì)工期的制約影響程度等進(jìn)行綜合分析比較。

[1]葉林法,郭 丹.狹小空間下小箱梁架設(shè)施工方法探討[J].山西建筑,2009,35(8):345-346.