謝時振 陳曉玲

(葛洲壩集團第二工程有限公司，四川 成都 610091)

1 概況

大慶至廣州高速公路(簡稱大廣高速)湖北省麻城至浠水段路基三標項目是大廣高速的一部分，本合同段起點K23+920，終點樁號K38+701.112，全長14.781 112 km。該標段具有戰(zhàn)線長、橋梁多、工期緊、施工難度大的特點。

經(jīng)分析橋梁施工是該標段的重點和難點，具體原因如下:

1)因該標段橋梁較多且施工難度較大，路基能否全線貫通的關(guān)鍵是橋梁能否提前全線建成、貫通。若橋梁建設(shè)不能及時完工勢必將影響路基的全線貫通，不僅影響該工程的施工總工期，而且將會因工期滯后導(dǎo)致一系列問題的出現(xiàn)，將直接影響該工程的經(jīng)濟效益。

2)該標段橋梁墩柱平均高度較高(平均高度在10 m以上)，若想使橋梁的總體進度加快，橋梁施工總體工期減短就必須在蓋梁施工上爭分奪秒，搶占工期。

2 橋梁施工的工序分析

樁基施工→樁系梁施工→墩柱施工→蓋梁及臺帽施工→梁體架設(shè)→橋面施工→附屬工程施工，在橋梁基礎(chǔ)及下部構(gòu)造施工過程中，樁基施工速度相對較慢，并且基本不會因施工工藝的改進而大幅度縮短施工時間。系梁及墩柱施工工藝相對簡單、施工工藝相當成熟，基本能夠達到最快的施工速度，所以在樁基、系梁及墩柱上縮短施工工期是相當困難的，即使能縮短一定的時間也不會特別的明顯。梁體預(yù)制可以在梁場單獨施工，并且梁體預(yù)制具有充足的時間，從規(guī)劃好梁場的那一天起就可以組織施工，直到梁體架設(shè)的時候能夠預(yù)制完畢并具備架設(shè)條件即可。

梁體在架設(shè)前只有蓋梁未施工，能否通過蓋梁施工這一工序進行縮短整個橋梁的施工工期，這是我們對橋梁施工工藝分析的重點。因為蓋梁是連接橋梁下部構(gòu)造與上部構(gòu)造的紐帶，蓋梁不僅是下部結(jié)構(gòu)施工的最后一道工序，也是上部結(jié)構(gòu)施工前的第一道施工工序。如果蓋梁施工較快，那么后期的梁體架設(shè)也會隨之加快，最終橋梁的整體貫通將自然提前;反之，后期將無法進行橋面施工。怎樣才能提高蓋梁的施工速度是我們要尋找的問題關(guān)鍵。

3 施工方法比較及解析

目前蓋梁的施工方法多種多樣，最為普遍的是滿堂排架法施工。

1)滿堂排架法施工:它是我們目前用得較多的一種施工方法，它的工作原理是蓋梁施工的所有的動靜荷載(臨時荷載及后期永久荷載)均由滿堂排架自身承受。蓋梁自身及上部活動荷載通過滿堂排架(排架立桿)傳遞給地面，見圖1。

采用這種方法的優(yōu)點:a.排架搭設(shè)方式可根據(jù)現(xiàn)場實際地形而定，滿足整體穩(wěn)定性即可;排架搭設(shè)的高度可具體根據(jù)墩柱實際高度進行靈活調(diào)整，滿足蓋梁施工高度。b.蓋梁施工時所有動靜荷載全部傳遞給滿堂排架，橋梁墩柱基本不受力，蓋梁施工前后不會對橋梁墩柱造成任何內(nèi)部及外觀影響，施工整體質(zhì)量較好，不存在后期施工處理。c.施工作業(yè)平臺可根據(jù)實際需要在保證施工安全的情況下加寬或者變窄，整體穩(wěn)定性較好。

圖1 滿堂排架法帽梁施工示意圖

采用這種方法的缺點:a.滿堂排架法施工對地基的整體穩(wěn)定性較高，一般要求需對地基進行夯實處理，如有必要需進行換填或進行地面硬化，所以采用該種方法將花費較多的人力、物力和財力。相反，如果滿堂排架法施工地基處理不適當，將會產(chǎn)生排架整體沉降或不均勻沉降，導(dǎo)致澆筑成型的蓋梁在高程和水平位置上發(fā)生偏移，影響后期橋梁架設(shè)并對橋梁運行造成極大安全隱患;b.當墩柱較高，蓋梁較大時，考慮大體積混凝土施工的動靜荷載及排架的塑性變形，必須對滿堂排架采取靜載試驗以消除非彈性變形。對蓋梁排架進行靜載試驗不僅要消耗大量的人力、物力和財力，并且因試驗需要的時間較長，反而使蓋梁施工周期加長，因此對工期要求較緊的橋梁施工并不適用;c.墩柱較高時，必須要把滿堂排架基礎(chǔ)加寬加長才能更加有效保證排架的整體穩(wěn)定性，這樣就會導(dǎo)致所需鋼管及扣件的數(shù)量成倍增加。而搭設(shè)、拆除及轉(zhuǎn)運均需要大量的人力，相應(yīng)施工時間會加長。所以，蓋梁高度越高、地形越差越不劃算;d.當蓋梁處于河流或者水塘中時，該種方法會更難以滿足施工要求，因為排架底部無良好的受力基礎(chǔ)。所以水中施工無系梁橋墩蓋梁時，滿堂排架法很難施工。

從以上幾個方面的比較，該種方法在一定的條件下雖然可以施工，但隨著蓋梁高度的增加該種方法在材料、人力投入上會不斷加大，施工工期也會隨墩柱的增高而加長。由此可見滿堂排架法并非高蓋梁最佳的施工方法。

2)“橫穿鋼棒法”施工:在墩柱內(nèi)預(yù)先埋設(shè)預(yù)留孔，在孔中穿入φ100的鋼棒，蓋梁自身重量及上部活動荷載通過工字鋼傳遞給鋼棒、墩柱、樁基，最終傳遞給地基受力層，見圖2。

由于該種方法是鋼棒承受所有荷載，是否安全則僅需驗證鋼棒的抗剪力是否能滿足荷載要求即可?，F(xiàn)在可以概算一下:

一般蓋梁的固定荷載:

蓋梁活動荷載(模板、人及設(shè)備):

合計荷載:G=858 480+39 200=897 680 N。

經(jīng)查表得φ100的Q235鋼棒抗剪力為fv=110 N/mm2。

蓋梁所有荷載支撐點有4個，所以每個受力點應(yīng)承受的壓力為:

φ100的Q235鋼棒每個斷面可以承受的抗剪力:

可看出fv=1 100 000 N＞G=224 420 N，即受力方面是安全的。

圖2 穿鋼棒法帽梁施工示意圖

采用這種方法的優(yōu)點:a.蓋梁施工時所有的動靜荷載均通過橫穿的鋼棒傳遞給下面墩柱，由墩柱自身承受，荷載再由墩柱傳遞給系梁、樁基至地基基礎(chǔ)，傳力方向簡單明了，并且不用擔心因地基基礎(chǔ)不良而導(dǎo)致的排架整體下沉或不均勻沉降的問題，所以不會出現(xiàn)地基不良導(dǎo)致的蓋梁變形的情況發(fā)生。b.該種施工方法尤其適合墩柱較高或者樁基、系梁處在河流或水塘中的橋墩蓋梁施工，對于墩柱較高的蓋梁，該種施工方法施工程序更簡單，不但可以節(jié)省大批材料、人工的投入，而且還可以節(jié)省因材料搭設(shè)、拆除及轉(zhuǎn)運等施工工序所占用的時間。對于一般滿堂排架法在河流或水塘中很難解決的問題，橫穿鋼棒施工法也可以很好的解決。兩種施工方法相比之下，橫穿鋼棒法可以說更為優(yōu)越，使用價值更高。c.該種施工方法不但對鋼管使用量較少而且對方木材料需求量也很小，因為橫穿鋼棒法不同于滿堂排架法:滿堂排架法是通過擴大排架搭設(shè)面積或減小排架間排距來增大排架整體的穩(wěn)定性，而增大排架搭設(shè)面積或者減小排架間排距都會使材料增加;相比滿堂排架法而言橫穿鋼棒法施工作業(yè)面較小，所使用的鋼管及方木材料非常小。d.由于橫穿鋼棒法施工時所需的排架材料較少，所以施工周期較快，并且可以對多個墩柱同時施工。大廣高速實踐證明橫穿鋼棒法施工速度是滿堂排架法施工速度的3倍～4倍。采用這種方法的缺點:a.在墩柱內(nèi)埋設(shè)預(yù)留孔不僅會給現(xiàn)場施工人員帶來操作不便，增大施工難度，而且會在蓋梁施工完畢后橋墩上部形成孔洞，需進行二次混凝土澆筑處理，在一定程度上會影響墩柱的外觀質(zhì)量。b.通過實踐證明，橫穿鋼棒法施工能夠滿足工程質(zhì)量要求，也能夠提高工程施工進度，得到了廣泛的推廣和使用，但也有部分人士認為該種施工方法對墩柱的整體受力存在一定的影響，認為墩柱的整體性受到不同程度的破壞。所以，使用該方法的前提是經(jīng)業(yè)主及設(shè)計方的同意。

從以上幾個方面利與弊的對比可知，當橋梁墩柱較高、施工工期緊、墩柱坐落于河流或水塘中時，該種施工方法能夠有效的代替常規(guī)的滿堂排架法施工并可以大幅度減少資金投入和縮短施工工期。

4 結(jié)語

以上兩種方法均在大廣高速橋梁施工過程中使用過，通過對橫穿鋼棒法與滿堂排架法的比較不難發(fā)現(xiàn):橫穿鋼棒法具有施工簡單，適應(yīng)性強，節(jié)省投資，施工周期短等優(yōu)點。希望該施工方法能夠在以后的施工過程中推廣使用，因為更先進的施工方法在保證質(zhì)量的前提條件下能節(jié)約更多的投入，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益。