何翔

摘要：順德水道特大橋水中墩位于既有兩座橋之間，采用深水大直徑群樁基礎(chǔ)，施工場地狹小。結(jié)合水中樁基施工，介紹吊架設(shè)計(jì)、加工和鋼筋籠安裝施工過程和方法等。

關(guān)鍵詞：水中樁大噸位鋼筋籠 吊架法施工技術(shù)

1 工程概況

廣（州）珠（海）城際軌道交通工程順德水道特大橋起訖里程為DK10+976.53～DK15+004.06，全長4027.53m，跨順德水道59#～70#墩孔跨布置形式為（3×30+45+2×75+45+4×30）m，12個(gè)墩設(shè)計(jì)為低樁承臺(tái)，承臺(tái)底均位于河床面以下2～4m。其中63#、64#、65#主墩基礎(chǔ)為12根φ2.0m鉆孔樁，（18.95×16.2×6.5）m低樁承臺(tái)，其余墩采用9根φ2.0m鉆孔樁，（13.7×13.7×6.0）m低樁承臺(tái)，樁基礎(chǔ)均為3排布置。橋梁位于既有上游西海大橋與太澳高速公路橋之間，三橋均對(duì)孔布置，承臺(tái)與上下游橋梁承臺(tái)之間凈距僅3～5m。

順德水道是北江干流，水深在13.5～18.5m之間，為國家Ⅲ級(jí)航道，航運(yùn)密集，施工區(qū)域原為雙孔雙向通航，因搭設(shè)棧橋改為在63#、64#墩之間單孔雙向通航，施工條件惡劣。樁基礎(chǔ)采取搭設(shè)水上施工平臺(tái)施工，承臺(tái)采取鋼板樁法施工。樁基鋼筋籠重量大，在14～18t之間。

2 施工方案比選

2.1 方案選擇

2.1.1工程特點(diǎn)

⑴場地狹窄，施工平臺(tái)與相鄰上下游橋墩基礎(chǔ)緊靠，主墩平臺(tái)之間凈距54m，主墩與過渡墩平臺(tái)之間凈距25m，其余橋墩平臺(tái)之間僅11.5m，受施工棧橋和上游橋梁影響，橋梁橫向?qū)挾葍H20m。

⑵單孔雙向通航，水深、航運(yùn)密集、航道水文復(fù)雜，安全風(fēng)險(xiǎn)大，施工船只不允許占用航道，63#、64#墩航道側(cè)樁基鋼筋籠安裝施工困難。

⑶樁基鋼筋籠噸位大，承臺(tái)縱向?qū)?，浮吊起重半徑大?3#、64#主墩最大起重半徑達(dá)17m，其余墩最大起重半徑約10m，對(duì)應(yīng)相應(yīng)鋼筋籠需要120t和60t以上浮吊，但受施工場地影響，大尺寸的120t浮吊不能使用。

2.1.2方案選擇

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，為確保樁基鋼筋籠順利施工，提出三種施工方案。

方案一：每個(gè)鉆孔樁平臺(tái)設(shè)龍門吊，用浮吊吊裝鋼筋籠，龍門吊安裝、下放；

方案二：主墩采用龍門吊，其余墩采用60t浮吊；

方案三：使用吊架，利用卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行鋼筋籠安裝、下放。

2.2 方案比較

⑴施工平臺(tái)上設(shè)龍門吊，需對(duì)施工平臺(tái)進(jìn)行加強(qiáng)、加固，在狹小的施工區(qū)域內(nèi)進(jìn)行龍門吊的安裝、拆除施工較困難，同時(shí)需大噸位浮吊吊裝主梁，龍門吊安拆施工費(fèi)時(shí)，增加了樁基的施工時(shí)間。

⑵60t以上浮吊在狹小的施工空間內(nèi)操作較困難，機(jī)動(dòng)性較差。

⑶龍門吊和大噸位浮吊使用費(fèi)用高，不經(jīng)濟(jì)。

⑷龍門吊高度較高（高約15m），施工平臺(tái)受水流和鉆機(jī)振動(dòng)影響穩(wěn)定性較差，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，龍門吊屬于特種設(shè)備，安裝、拆除屬特種作業(yè)，報(bào)批、檢驗(yàn)、取證手續(xù)繁瑣、費(fèi)時(shí)。

⑸吊架加工簡單、費(fèi)用低，安拆快捷、便利，施工只需一艘能起吊1節(jié)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)鋼筋籠的45t浮吊即可，在吊架吊住鋼筋籠后，浮吊可離開，吊架自行完成下放作業(yè)，單位時(shí)間浮吊使用時(shí)間短，大大降低浮吊使用費(fèi)。

從施工安全、質(zhì)量、施工工期和施工成本等多方面對(duì)比，利用吊架法優(yōu)于龍門吊和浮吊方法。

三種方案施工成本對(duì)比表如表1所示。

注：20t龍門吊價(jià)格約15萬元/臺(tái)。

3 吊架設(shè)計(jì)加工

3.1 吊架結(jié)構(gòu)

吊架由底座、豎向主桿件、中橫框、頂橫框和卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)組成，用槽鋼[24焊接而成。吊架高8m，平面為一正方形，內(nèi)徑比樁基鋼護(hù)筒大10cm。吊架分兩層，每層高4m，頂橫框一邊留缺口，下部為全封閉框架。預(yù)留缺口可降低鋼筋籠提升高度便于浮吊將鋼筋籠放入吊架內(nèi)。當(dāng)鋼筋籠較重時(shí)，為防止頂橫框變形，缺口處放入支撐桿，形成臨時(shí)封閉環(huán)框。吊架整體重量約4t，浮吊可方便安拆。吊架構(gòu)造如圖1所示。

3.2 卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)

卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)由卷揚(yáng)機(jī)、定滑輪、動(dòng)滑輪組組成。在吊架底端兩側(cè)平臺(tái)上放置2臺(tái)JM2t卷揚(yáng)機(jī)，吊架頂端相應(yīng)位置各放1臺(tái)10t三輪定滑輪，下端各連接1臺(tái)10t三輪動(dòng)滑輪。通過三輪滑輪組，1臺(tái)2t卷揚(yáng)機(jī)最大提升重量可達(dá)12t，2臺(tái)可達(dá)24t，滿足本橋水中最重鋼筋籠施工要求。為便于兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)提升、下放速度一致，將兩臺(tái)卷揚(yáng)機(jī)的控制系統(tǒng)連接，既可聯(lián)動(dòng)，也可單獨(dú)操作。卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)安裝時(shí)，兩側(cè)卷揚(yáng)機(jī)和動(dòng)滑輪的位置必須定位準(zhǔn)確，對(duì)應(yīng)一致，卷揚(yáng)機(jī)鋼絲繩的纏繞方式保持一致。

3.3 吊鉤及吊具

⑴吊鉤

每個(gè)動(dòng)滑輪掛兩條等長鋼絲繩，鋼絲繩下端用卡環(huán)與吊鉤相連，形成4個(gè)吊點(diǎn)。吊鉤采用2cm厚鋼板加工，吊鉤加工時(shí)使吊鉤重心略為向后，以便于在鋼筋籠最后下放到位后吊鉤自行脫鉤。

⑵吊具

吊具呈正方形，邊長1.5m，用工字鋼I20制作，吊具四個(gè)角下連接鋼絲繩和吊鉤。在鋼筋籠最后下放就位時(shí)，將原吊住鋼筋籠外部的吊裝方式換成吊具吊裝。吊具放在鋼筋籠內(nèi)側(cè)，上端由動(dòng)滑輪吊鉤吊住，下端4個(gè)吊鉤均勻吊住鋼筋籠，吊具起扁擔(dān)梁作用。吊具的作用：

①吊鉤鋼絲繩基本垂直，對(duì)鋼筋籠產(chǎn)生水平作用力很小，能保證鋼筋籠的整體形狀；

②鋼筋籠在水平方向上可適當(dāng)挪動(dòng)，便于鋼筋籠的定位；

③吊鉤可自動(dòng)脫鉤，方便吊具回收。

4 鋼筋籠安裝施工步驟與施工方法

⑴鋼筋籠加工

鋼筋籠分節(jié)在加工場按標(biāo)準(zhǔn)節(jié)12m加工，每2m加強(qiáng)箍筋與主筋連接處加強(qiáng)焊接質(zhì)量，以防止鋼筋籠過重時(shí)吊鉤或橫擔(dān)將焊接點(diǎn)拉脫。

⑵吊架安裝

鋼筋籠下放前，利用鉆機(jī)提錘、后移鉆機(jī)，騰出施工位置，利用45t浮吊安裝吊架。吊架安裝時(shí)，使吊架留缺口的一側(cè)正對(duì)浮吊方向。吊架放置到位后，調(diào)整吊架的垂直度和中心位置，使吊架中心與樁基中心一致，然后將吊架與施工平臺(tái)臨時(shí)連接固定。

⑶鋼筋籠安裝、下放

①用45t浮吊將鋼筋籠從吊架上部缺口處放入吊架，然后慢慢向下放。當(dāng)鋼筋籠底部第二道加強(qiáng)箍筋接近鋼護(hù)筒頂（即鋼筋籠放入護(hù)筒2m）時(shí)，在加強(qiáng)箍筋下插入兩根型鋼扁梁擔(dān)，扁擔(dān)梁兩端支撐在吊架底平臺(tái)或鋼護(hù)筒上，鋼筋籠由扁擔(dān)梁支撐。然后松掉浮吊吊鉤，浮吊離開，進(jìn)行其他吊裝作業(yè)。

②將吊架的4個(gè)吊鉤沿鋼筋籠外側(cè)均勻吊在加強(qiáng)箍筋上（鋼筋籠6m位置處），吊架試吊，向上提升少許，取出扁擔(dān)梁。

③緩慢下放鋼筋籠，當(dāng)?shù)蹉^接近鋼護(hù)筒時(shí)，插入扁擔(dān)梁，取下吊鉤，收緊鋼絲繩，將吊鉤往上挪，吊住上部加強(qiáng)箍筋。再向上提升少許取出扁擔(dān)梁，繼續(xù)向下放鋼筋籠。依照此方法，利用吊鉤和扁擔(dān)梁相互置換，鋼筋籠每次可下放4m，實(shí)現(xiàn)鋼筋籠的逐節(jié)安裝、下放。鋼筋籠的對(duì)接安裝采用常規(guī)方法進(jìn)行。

④當(dāng)下放至最上端加強(qiáng)箍筋接近鋼護(hù)筒頂時(shí)，再次插入扁擔(dān)梁，將動(dòng)滑輪吊鉤換成工字鋼吊具，調(diào)整好鋼筋籠的中心位置，設(shè)置好中心和標(biāo)高定位筋，慢慢將鋼筋籠下放到位。

鋼筋籠下放工況如圖2所示。

⑷吊架拆除

利用浮吊拆除吊架，鉆機(jī)復(fù)位，安裝導(dǎo)管進(jìn)行第二次清孔及樁基灌注。

五、結(jié)束語

用吊架法進(jìn)行鋼筋籠施工在順德水道特大橋的實(shí)踐中取得了成功。吊架構(gòu)造簡單，加工方便，既保證了施工安全、質(zhì)量，又節(jié)省了時(shí)間，并且大大節(jié)省了施工成本。通過對(duì)吊架結(jié)構(gòu)和卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)，吊架可進(jìn)行更大噸位鋼筋籠的安裝施工，避免大型浮吊的使用，對(duì)類似工程具有很好的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

1、鐵建設(shè)[2010]241號(hào) 高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[S]

2、GB 50017-2003 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]