崔光亮
(新疆交通建設(shè)局項(xiàng)目執(zhí)行一處,新疆 烏魯木齊 830049)
賽果高速公路地處天山余脈果子溝內(nèi),東接已建成通車的奎賽一級(jí)公路,西聯(lián)在建的果霍高速公路,是伊犁地區(qū)連接內(nèi)地的主要通道。本合同段橋梁全長(zhǎng)4912m,包含兩座特大橋以及兩座大橋。K577+492右幅特大橋結(jié)構(gòu)形式為3×40m+10×(4×40m)+3×40m;K577+484左幅特大橋結(jié)構(gòu)形式為4×36m+10×(4×40m)+4×32m;K578+772右幅大橋與K578+772左幅大橋結(jié)構(gòu)形式為3×(4×40m)+3×40m。上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案為移動(dòng)模架施工現(xiàn)澆預(yù)應(yīng)力砼箱梁,橋面寬為2×11.75m,橋面為4車道,橋面縱坡分別為-3.9%、-1.225%、-3.950%,橋面橫坡為-1.50%~6.00%,最小曲線半徑為270m。
2.1 方案設(shè)計(jì)考慮因素
方案設(shè)計(jì)考慮以下因素:
a)橋梁位于山嶺深度切割區(qū),地形高差大,山高坡陡,溝壑縱橫,橋梁結(jié)構(gòu)距坡腳較遠(yuǎn),預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至橋位及吊裝難以實(shí)現(xiàn);
b)施工場(chǎng)地狹窄,運(yùn)輸條件極為困難,便道的施工難度大且造價(jià)較高,施工便道的設(shè)置對(duì)環(huán)境的破壞嚴(yán)重;
c)本項(xiàng)目穿越著名的賽里木湖和果子溝風(fēng)景區(qū),生態(tài)及環(huán)境保護(hù)要求高,大量橋梁構(gòu)件的預(yù)制場(chǎng)地及其它施工場(chǎng)地難以布置;
d)本段路線均在山坡上展線,路線方案中圓曲線較多,且曲線半徑較小,在小半徑曲線上布置橋梁結(jié)構(gòu),其跨度和結(jié)構(gòu)型式受此制約;
e)橋梁位于卵型曲線上,曲線最大矢高70.68~77.4cm,預(yù)制時(shí),每一跨的每片梁均不相同,線型不同處,預(yù)制梁均不相同,模具制作多且重復(fù)利用率小;
f)上部結(jié)構(gòu)采用節(jié)段預(yù)制拼裝需要大型的預(yù)制場(chǎng)地,施工期內(nèi)對(duì)環(huán)境破壞大,橋梁為位于山坡上的曲線橋梁,預(yù)制節(jié)段分片多、類型多,設(shè)備種類多,施工工序多,效率不高,吊裝困難,施工難度大,工程抗風(fēng)險(xiǎn)能力差;
g)冬季漫長(zhǎng),氣溫嚴(yán)寒,混凝土施工需采取特定措施,冬季混凝土施工質(zhì)量難以保障。
2.2 設(shè)計(jì)方案
基于以上因素考慮,設(shè)計(jì)方案舍棄對(duì)比方案即“預(yù)制T梁吊裝方案”,上部結(jié)構(gòu)采用“移動(dòng)模架法施工的40m跨的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁方案”。
3.1 移動(dòng)模架受小曲線設(shè)計(jì)影響,安全風(fēng)險(xiǎn)和施工中的不確定因素增加,單跨施工周期加長(zhǎng),工期很難保障。本標(biāo)段設(shè)計(jì)最大縱坡3.95%,最大橫坡6%,平曲線最小半徑270m。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的模架適用的橋面最大縱坡小于等于3%,適用的最小平曲線半徑大于等于600m,大大超出模架的適用范圍,因此需要重新研發(fā)適合本項(xiàng)目的模架。
3.2 移動(dòng)模架行進(jìn)過(guò)程中必須開(kāi)挖山體,將對(duì)環(huán)保造成嚴(yán)重的破壞。根據(jù)實(shí)地考察的地形條件,為保證施工空間,初步計(jì)算在橋梁曲線外側(cè)靠山體一側(cè)需要開(kāi)挖600m長(zhǎng)山體以保證移動(dòng)模架前移及橫向打開(kāi)。初步估算開(kāi)挖方量約12000m3,對(duì)環(huán)境資源影響很大。
3.3 移動(dòng)模架的運(yùn)輸、拼裝場(chǎng)地的開(kāi)辟存在問(wèn)題,對(duì)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重影響,同時(shí)影響到上部施工的及時(shí)展開(kāi),使工期受到影響,難以保障。按照移動(dòng)模架施工有關(guān)要求,移動(dòng)模架安裝需要安裝場(chǎng)地和大型起吊設(shè)備。經(jīng)多次查勘,現(xiàn)場(chǎng)有可能上架的場(chǎng)地只有兩處。第1處位于捷爾得薩依隧道內(nèi),難點(diǎn)在于該隧道尚未開(kāi)始施工,貫通之前不能作為運(yùn)輸和拼裝模架的場(chǎng)地,客觀上隧道貫通時(shí)間直接影響和制約模架的拼裝和開(kāi)始施工時(shí)間。第2處為特大橋和大橋之間的60m挖方路基,存在問(wèn)題是該路基位于山脊處,與谷底老公路的相對(duì)高差為130m。為保證移動(dòng)模架的運(yùn)輸和拼裝設(shè)備進(jìn)場(chǎng),必須在現(xiàn)場(chǎng)沿山坡上修筑1km左右的盤山便道,需要開(kāi)挖山體約80000m3。
3.4 考慮溝內(nèi)氣候因素特殊,移動(dòng)模架施工速度快的優(yōu)點(diǎn)無(wú)法發(fā)揮,設(shè)備功效低,施工速度緩慢,根本無(wú)法滿足工期要求。在內(nèi)地單跨施工周期一般為15~17d,首次安裝如進(jìn)展順利一般需要40~60d,鑒于伊犁地區(qū)晝夜溫差很大,混凝土強(qiáng)度形成較慢,估算平均單跨施工周期應(yīng)在21d左右,按照單幅122跨、投入4臺(tái)移動(dòng)模架計(jì)算,需要640d,按照每年6~7個(gè)月的施工時(shí)間倒排工期,全部4臺(tái)移動(dòng)模架必須保證在2006年10月同時(shí)投入施工,才能滿足工期需要。
從設(shè)計(jì)方案及設(shè)計(jì)方案考慮的因素中對(duì)現(xiàn)澆連續(xù)箱梁及預(yù)制T梁的比較可以看出,在技術(shù)層面,橋梁上部結(jié)構(gòu)無(wú)論采取移動(dòng)模架法現(xiàn)澆施工還是預(yù)制施工技術(shù)上均是可行的。采取移動(dòng)模架法現(xiàn)澆施工的可行性勿用置疑。
從模架現(xiàn)澆方案在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)存在的問(wèn)題也可以看出,移動(dòng)模架法施工亦存在不足之處。由于山體內(nèi)側(cè)部分墩高過(guò)低,無(wú)論采用上行式還是下行式移動(dòng)模架法施工,移動(dòng)模架運(yùn)行、組裝及其結(jié)構(gòu)高度影響等均會(huì)對(duì)山坡造成開(kāi)挖,不利于環(huán)保。下面針對(duì)原設(shè)計(jì)方案所考慮的主要因素對(duì)原比較方案“預(yù)制方案”的可行性進(jìn)行分析:
a)沿原加木帕斯夏子溝施工便道可以將預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至橋位下坡腳處,同時(shí),大箱梁改為小梁后,每片梁重約120~160t之間,通過(guò)在右特大橋第二跨、左特大橋第三跨處設(shè)置大型龍門吊,可以實(shí)現(xiàn)以預(yù)制小箱梁上橋的目的,爾后可采用架橋機(jī)縱向架設(shè)預(yù)制梁;
b)同上所述,盡管施工場(chǎng)地較為狹窄,但是通過(guò)合理組織,在夏子溝老公路內(nèi)開(kāi)闊處仍可設(shè)置橋梁預(yù)制場(chǎng),該處距離本合同段起終點(diǎn)均不遠(yuǎn),運(yùn)輸條件相對(duì)較好,且夏子溝老公路稍加整修即可成為便道,運(yùn)輸條件較好,預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至特大橋設(shè)置的大型龍門吊處不存在困難;
c)由于預(yù)制廠設(shè)在夏子溝溝內(nèi),預(yù)制構(gòu)件運(yùn)輸至二合同段與三合同段之間設(shè)置的大型龍門吊處后,通過(guò)龍門吊可直接上橋,再通過(guò)架橋機(jī)縱向沿墩頂架設(shè)小箱梁,不設(shè)置上山坡的施工便道,對(duì)環(huán)境基本無(wú)破壞;
d)由于合同段位于果子溝風(fēng)景區(qū)內(nèi),生態(tài)及環(huán)境保護(hù)要求高,目前已于合同段附近確定了橋梁構(gòu)件預(yù)制場(chǎng)地,預(yù)制場(chǎng)及其它場(chǎng)地均不存在問(wèn)題;
e)橋梁位于卵型曲線及其他復(fù)曲線上,曲線約占路線總長(zhǎng)的81%,曲線最大矢高70.68~77.4cm,確實(shí)存在預(yù)制時(shí)每一跨的每片梁均不相同、線型不同處預(yù)制梁均不相同的問(wèn)題,但是如果箱梁箱體采取直線處理,并通過(guò)翼緣處模板的調(diào)整,制作出以箱梁為中軸的不對(duì)稱翼緣的箱梁結(jié)構(gòu),許多模具可以共用;
f)各片小箱梁架設(shè)好后,通過(guò)翼緣的連接,使每跨的各片梁成為整體,可提高工程的抗風(fēng)險(xiǎn)能力;
g)采用建議方案后,架橋機(jī)于墩頂架設(shè)預(yù)制梁,不需對(duì)山體進(jìn)行開(kāi)挖,有利于環(huán)境保護(hù);
h)由于前期不受下部施工的影響,預(yù)制施工可提前開(kāi)始以實(shí)現(xiàn)上部與下部結(jié)構(gòu)平行流水作業(yè),并可在必要的時(shí)候采取蒸汽養(yǎng)生等措施加快施工進(jìn)度,延長(zhǎng)有效施工時(shí)間,有利于施工按進(jìn)度進(jìn)行;按照單幅4片的結(jié)構(gòu)組合,梁片數(shù)有480片,按照平均每天1片計(jì)算需要時(shí)間16個(gè)月,完全可以滿足工期要求,實(shí)際施工按照15個(gè)臺(tái)座兩批熟練工班投入,每天可以實(shí)現(xiàn)2片的產(chǎn)出,可以較好地解決制約工期的問(wèn)題。
如前所述,40m梁采用預(yù)制施工,工期比模架現(xiàn)澆方案有較大優(yōu)勢(shì),可解決模架方案在小半徑曲線施工存在的設(shè)備技術(shù)瓶頸、無(wú)合適上架場(chǎng)地等一系列較難解決的問(wèn)題并能最大程度保護(hù)環(huán)境、保障安全,不失為解決特殊地形條件下山坡展線橋的一種可行方案。
[1]劉雁.橋梁上部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)分析與研究[J].黑龍江交通科技,2011,(2):41-42.
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