陳啟飛，李學(xué)禮，王尚龍

(1.陸軍工程大學(xué)野戰(zhàn)工程學(xué)院，江蘇 南京 210007； 2.南京交通建設(shè)項(xiàng)目管理有限責(zé)任公司，江蘇 南京 210008； 3.陸軍研究院工程設(shè)計(jì)研究所，江蘇 南京 210016)

針對(duì)南方水網(wǎng)稻田地區(qū)快速架設(shè)長(zhǎng)大應(yīng)急通道要求，根據(jù)確定的應(yīng)急通道總體方案，結(jié)合寧高新通道二期工程石臼湖大橋棧橋架設(shè)經(jīng)驗(yàn)，提出該應(yīng)急通道的施工方案、主要作業(yè)步驟及施工作業(yè)控制要求。

1 施工方案與流程

為提高架設(shè)速度，采用起重機(jī)架設(shè)法，將應(yīng)急通道劃分成多個(gè)工作面同時(shí)施工。每個(gè)工作面的主要工序包括鋼管樁加工、沉樁、安裝下橫梁、拼裝桁架梁、安裝桁架梁(9排，依次安裝)、設(shè)置上橫梁和縱梁、安裝橋面板、設(shè)置欄桿等。其中，鋼管樁在岸邊進(jìn)行加工，然后由施工方運(yùn)輸至相應(yīng)位置沉樁。陸側(cè)首跨桁架梁在岸邊拼裝，次跨桁架梁在成型后的首跨上拼裝，然后依次向遠(yuǎn)處推進(jìn)。水上作業(yè)面各跨作業(yè)同陸側(cè)，以臨時(shí)碼頭作為周轉(zhuǎn)平臺(tái)，各船舶機(jī)械通過水運(yùn)完成水上工作面的聯(lián)系。每個(gè)工作面平均每天完成1～2跨?？傮w施工流程如圖1所示。

圖1 總體施工流程

單跨施工步驟如下：①吊放導(dǎo)向架后，調(diào)平、固定導(dǎo)向架；②吊放鋼管樁，校準(zhǔn)、限位鋼管樁位置；③插打鋼管樁后，糾偏導(dǎo)向架；④拆除提升導(dǎo)向架，鋪裝貝雷承重梁、型鋼分配梁、橋面板。在每個(gè)施工階段，可采用GPS定位結(jié)合全站儀測(cè)量的方式進(jìn)行測(cè)量放樣，以確保橋梁軸線準(zhǔn)確。

2 架設(shè)準(zhǔn)備

2.1 施工作業(yè)編組

按工程量大小合理劃分施工作業(yè)段，明確各段作業(yè)時(shí)間和所需機(jī)械、人員，采用流水施工法安排施工進(jìn)度。根據(jù)施工流程，作業(yè)編組為：①上部結(jié)構(gòu)作業(yè)班 共2～4個(gè)，每班4～5人，負(fù)責(zé)協(xié)助起重機(jī)扶穩(wěn)、對(duì)正桁架，當(dāng)桁架梁準(zhǔn)確落位至下橫梁后，設(shè)置橫向支撐，協(xié)助起重機(jī)鋪設(shè)上橫梁、縱梁和橋面板，并設(shè)置欄桿等附屬設(shè)施；②鋼管樁加工班 共2～4個(gè)，每班2～3人，負(fù)責(zé)鋼管樁焊接與加工(主要根據(jù)樁長(zhǎng)情況進(jìn)行接長(zhǎng)或截短)；③水上作業(yè)班 共2個(gè)，每班3～4人，協(xié)助起重機(jī)運(yùn)輸鋼管樁成品、定位和打樁，并設(shè)置剪刀撐，安裝下橫梁；④機(jī)械操作班 每臺(tái)施工機(jī)械按2名操作手進(jìn)行配備。

綜合考慮，每跨作業(yè)需6～7人。根據(jù)架設(shè)時(shí)間要求，作業(yè)班和作業(yè)手可視情況進(jìn)行增減。必要時(shí)采用平行施工法，增派機(jī)械、人員，以加快施工進(jìn)度。其中，樁基施工所需周期長(zhǎng)，應(yīng)提供多個(gè)工作面，為樁基平行施工創(chuàng)造條件。

2.2 施工場(chǎng)地布置

根據(jù)應(yīng)急通道走向、周圍地形、道路狀況，通過勘察現(xiàn)場(chǎng)，按布置合理、施工方便、安全可靠、少占耕地的原則布設(shè)施工現(xiàn)場(chǎng)，包括臨時(shí)辦公區(qū)與生產(chǎn)加工區(qū)。為方便應(yīng)急通道架設(shè)作業(yè)，應(yīng)在岸邊規(guī)劃堆放通道部件配件的倉(cāng)庫(kù)、作業(yè)工(機(jī))具停放場(chǎng)地，并設(shè)置施工機(jī)械車輛掉頭區(qū)域。

2.3 通道軸線選擇

1)根據(jù)兩岸接線位置、地形、高差、地質(zhì)等情況，確定最適宜的通道中軸線。通過測(cè)量河流(濕地)寬度，確定橋梁跨徑，設(shè)置兩岸鋼管樁加工和桁架拼裝場(chǎng)地。

2)根據(jù)接線路堤標(biāo)高，確定通道基礎(chǔ)標(biāo)高，并計(jì)算填挖數(shù)量，劃出填挖范圍。

3)劃出料場(chǎng)線后，注明通道各部件配件及工具堆放位置。

3 下部結(jié)構(gòu)施工方案

3.1 樁基礎(chǔ)施工

3.1.1鋼管樁制作

可采用儲(chǔ)備鋼管樁進(jìn)行制作，長(zhǎng)度根據(jù)需要進(jìn)行加工。當(dāng)儲(chǔ)備鋼管樁不夠時(shí)，可用符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求的鋼板卷制。在專門的臺(tái)架上進(jìn)行管節(jié)拼裝、定位，管節(jié)對(duì)口應(yīng)保持在同一軸線上。管節(jié)管徑差、橢圓度及樁成品的外形尺寸必須滿足規(guī)范要求。

3.1.2沉入鋼管樁

沉入鋼管樁前需結(jié)合通道位置，采用全站儀或GPS對(duì)鋼管樁進(jìn)行精確定位，保證鋼管樁施工精確度，并在樁位處設(shè)置輔助支撐樁。

鋼管樁采用陸上運(yùn)輸形式，當(dāng)鋼管樁就位后，履帶式起重機(jī)停放在鋼棧橋施工便道上，測(cè)量組確定樁位與樁垂直度滿足要求后，采用80t履帶式起重機(jī)配合DZ120型振動(dòng)錘施打鋼管樁，當(dāng)振動(dòng)錘施工達(dá)不到規(guī)定入土深度時(shí)，使用80t履帶式起重機(jī)配合柴油錘或振動(dòng)錘施打鋼管樁。水上工作面采用80t履帶式起重機(jī)配合DZ120振動(dòng)錘，通過釣魚法施打鋼管樁(見圖2)。測(cè)量組確定樁位與樁垂直度滿足要求后開始振動(dòng)，打入過程需不斷檢測(cè)樁位與樁垂直度，若發(fā)生偏差應(yīng)及時(shí)糾正，樁下沉過程中不可有較長(zhǎng)時(shí)間的停頓，以免擾動(dòng)管樁周圍土體，導(dǎo)致沉樁困難。

圖2 振動(dòng)錘釣魚法沉樁施工示意

樁頂鋪設(shè)好型鋼主梁及橋面板后，前移履帶式起重機(jī)，插打下一跨鋼管樁。按此方法，循序漸進(jìn)地施工。

打入鋼管樁時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制樁身垂直度，確保鋼管樁合理承載，沉樁以標(biāo)高進(jìn)行控制。沉樁時(shí)，樁位平面位置偏差控制在±10cm，樁頂標(biāo)高偏差控制在±2cm，樁身垂直度偏差<1%。

每排鋼管樁下沉到位后，樁間采用[22a設(shè)置橫向剪刀撐，以增加樁穩(wěn)定性。施工電焊采用普通交流電焊機(jī)，效率高、焊接質(zhì)量好、焊縫變形小，可全位置焊接，操作較方便，并可人工(焊槍)焊接。

3.1.3樁基承載力檢測(cè)

根據(jù)樁基承載力設(shè)計(jì)要求，可選擇典型地質(zhì)斷面墩位上的1跨通道，采用靜載試驗(yàn)法進(jìn)行檢測(cè)。堆載荷載不小于通道單跨總荷載，在通道上設(shè)置沉降位移觀測(cè)點(diǎn)進(jìn)行跟蹤觀測(cè)。待靜載試驗(yàn)完成且沉降觀測(cè)結(jié)果滿足樁基承載力后，再進(jìn)行后續(xù)施工。

3.2 下橫梁安裝及樁頂處理

下橫梁為雙拼I40a。架設(shè)時(shí)，應(yīng)先將輔板(1cm厚鋼板)與鋼管樁焊接，確保下橫梁穩(wěn)定性。若樁存在較大偏位、下橫梁與樁間無法可靠連接時(shí)，應(yīng)將樁頂抄水平后，使用鋼板封頂，再焊接下橫梁與封頂鋼板，并在樁頂范圍的下橫梁與樁間設(shè)置加勁板。

4 上部結(jié)構(gòu)施工方案

上部結(jié)構(gòu)桁架梁先在岸上按30m 1跨組拼成9片桁架梁，然后2片1組使用橫向連接槽鋼，通過螺栓組拼為4組。通過起重機(jī)將中間1片桁架梁吊裝到位后，分別將4組組合桁架梁分組吊裝就位，最后對(duì)未連接的桁架梁安裝橫向連接槽鋼。

桁架梁上的型鋼橋面板預(yù)先在鋼結(jié)構(gòu)廠焊接扁鋼防滑帶，并加工成6m長(zhǎng)、8m寬吊裝段，陸運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)后，由浮式起重機(jī)將橋面板逐片吊裝就位，最后連接橋面板與桁架梁。橋面板安裝完成后，再安裝橋面附屬設(shè)施。

4.1 主梁安裝

桁架順橋向布置，采用9排單排單層加強(qiáng)型桁架梁進(jìn)行搭設(shè)。首先，將桁架片拼裝成單排單層桁架梁，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，在主梁上繪制桁架梁位置線，將中間桁架梁和4組組合桁架梁分別吊裝就位后，偏差應(yīng)≤5cm。每排桁架梁間采用雙[10橫向連接，以增加桁架梁整體穩(wěn)定性。桁架梁安放好后，采用如圖3所示方式，將桁架梁焊接固定于I25a主梁。不可直接焊接桁架片下弦桿，應(yīng)采用門式卡固定法將桁架片下弦桿固定在主梁上。

圖3 門式卡固定法

4.2 橋面板安裝

1)加工及運(yùn)輸 橋面板包括9m長(zhǎng)的I25a、30m長(zhǎng)的I12.6及1cm厚鋼面板。橋面板在生產(chǎn)加工區(qū)加工成9m寬、6m長(zhǎng)吊裝段后，使用汽車式起重機(jī)吊至半掛車上，再由半掛車運(yùn)輸至鋼橋架設(shè)現(xiàn)場(chǎng)。在陸上工作面工作時(shí)，橋面板由履帶式起重機(jī)直接起吊安裝。

2)吊點(diǎn)設(shè)置及安裝方法 在I25a，I12.6型鋼上各設(shè)置2個(gè)吊點(diǎn)，吊點(diǎn)在型鋼三分點(diǎn)處沿長(zhǎng)度方向?qū)ΨQ分布，采用鋼絲繩卡環(huán)進(jìn)行固定。在橋面板寬度方向中點(diǎn)對(duì)稱設(shè)置2個(gè)鋼絲繩抱箍。

待安裝完桁架梁后，在梁上逐片鋪設(shè)I25a橫向分配梁，橫橋向間距75cm，I25a與桁架梁間采用φ16 U形螺栓進(jìn)行固定，每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用1套螺栓。然后在I25a上鋪設(shè)I12.6縱向分配梁，縱橋向間距25cm，若與U形螺栓發(fā)生沖突，可適當(dāng)調(diào)整間距。

3)安裝鋼橋面板 橋面板鋪設(shè)在縱梁上，與縱梁接觸點(diǎn)均要滿焊，焊縫質(zhì)量應(yīng)滿足要求。每塊橋面板間設(shè)置2cm寬伸縮縫，以防因溫度變化引起橋面翹曲起伏。

5 水上施工點(diǎn)設(shè)置與施工

當(dāng)水位變化情況滿足施工條件時(shí)，使用160t起重機(jī)將80t履帶式起重機(jī)吊至600t方駁上，經(jīng)過航道進(jìn)入施工水域，在相應(yīng)范圍內(nèi)設(shè)置工作點(diǎn)。

先利用80t履帶式起重機(jī)施工最近2跨通道，然后施工3跨共計(jì)27m長(zhǎng)斜棧橋，履帶式起重機(jī)通過斜棧橋行駛至已完成的通道上，最后利用釣魚法施工其余跨段通道。

6 可能存在的問題與解決措施

6.1 可能存在的問題

1)車輛在通道上的緊急制動(dòng)及溫度應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生水平力，影響樁穩(wěn)定性。

2)樁承受重大荷載后產(chǎn)生沉降，影響通道結(jié)構(gòu)正常使用。

6.2 解決措施

1)在每聯(lián)間設(shè)置伸縮縫，相鄰兩聯(lián)間設(shè)置制動(dòng)墩，必要時(shí)采取雙排樁，可有效解決通道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的水平力對(duì)樁穩(wěn)定性的影響。

2)樁基礎(chǔ)施工過程中，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求施工并進(jìn)行靜載試驗(yàn)，投入使用后設(shè)置沉降觀測(cè)點(diǎn)，并安排維護(hù)人員定期觀測(cè)，沉降一旦超過限值，影響正常使用，即調(diào)遣相應(yīng)施工隊(duì)伍和機(jī)械進(jìn)場(chǎng)，在相應(yīng)樁頂處加設(shè)型鋼等墊塊，必要時(shí)打設(shè)輔助支撐樁，確保樁頂高程在控制范圍內(nèi)。

7 結(jié)語

利用裝配式公路鋼橋快速架設(shè)長(zhǎng)大應(yīng)急通道，運(yùn)用起重機(jī)架設(shè)法將應(yīng)急通道劃分成多個(gè)作業(yè)段同時(shí)施工，施工方案如下：①對(duì)不同位置的下部結(jié)構(gòu)采取相應(yīng)施工方法；②上部結(jié)構(gòu)桁架梁先在岸上組拼單片再兩兩組合，先吊裝中間1片再依次吊裝組合梁，最后安裝橫向連接槽鋼；③型鋼橋面板預(yù)先加工成吊裝段后，由浮式起重機(jī)吊裝就位；④連接橋面板與桁架梁后，安裝橋面附屬設(shè)施。