張國文，潘福良，任立柱，夏 添，雷士璽

（中交第二公路工程局，江西 贛州 341000）

1 研究背景

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速推進(jìn)，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了迅猛發(fā)展，其中公路和橋梁建設(shè)是交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分[1]。作為公路建設(shè)中的重要組成部分，大型橋梁在連接交通、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、改善人民生活等方面發(fā)揮著重要的作用[2]。而鋼結(jié)構(gòu)支架作為橋梁建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)，對于橋梁建設(shè)的質(zhì)量和進(jìn)度具有重要的影響。

當(dāng)前，國內(nèi)外對于橋梁鋼結(jié)構(gòu)支架的安拆施工技術(shù)研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，如采用新型材料與新型技術(shù)、提高施工效率和質(zhì)量等方面都有所突破[3-5]。但是，目前在螺溪洲大橋鋼結(jié)構(gòu)支架的安拆施工技術(shù)方面仍然存在一些技術(shù)難題和待解決的問題，如臨時水中支架結(jié)構(gòu)形式如何設(shè)計、安裝拆除工藝流程怎么制定、施工注意事項等，這些問題需要通過深入研究和探索來解決。因此，本研究將結(jié)合螺溪洲大橋項目，探討研究鋼結(jié)構(gòu)支架的安拆施工技術(shù)，進(jìn)一步完善和提升該領(lǐng)域的研究水平。

2 工程概況

螺溪洲大橋主橋因通航要求，現(xiàn)場施工條件約束，采用步履式頂推安裝方式?，F(xiàn)場利用橋位10#墩至小樁號方向200 m 長、50 m 寬的范圍作為拼裝平臺，搭設(shè)拼裝頂推支架，設(shè)置兩臺龍門吊。為減小最大頂推跨徑，在P11# 墩—P12# 墩和P12#墩—P13#墩各增加一個水中臨時頂推支架，采用步履式千斤頂將梁段分為5 個輪次，分階段頂推至設(shè)計位置并落梁。

3 鋼結(jié)構(gòu)支架特點(diǎn)

在螺溪洲大橋的設(shè)計與施工中，鋼結(jié)構(gòu)支架起著至關(guān)重要的作用[4]。鋼結(jié)構(gòu)支架具有優(yōu)良的力學(xué)性能和較高的強(qiáng)度，可以有效承受橋梁的荷載。

針對不同類型的橋梁工程和地理條件，工程師可以根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)支架的類型和特點(diǎn)進(jìn)行合理選擇，以滿足橋梁結(jié)構(gòu)的需求[6]。

4 鋼結(jié)構(gòu)支架安拆施工工藝

4.1 臨時支架結(jié)構(gòu)設(shè)計

4.1.1 支架位置

2#臨時支架位于主橋墩位P11#墩—P12#墩中間暨K2 km+328.864 m 處，3#臨時支架位于主橋墩位P12# 墩—P13# 墩中間暨K2 km+468.864 m 處。臨時支架位置見圖1。

圖1 臨時支架位置示意圖

4.1.2 支架樁基礎(chǔ)

臨時支架樁基礎(chǔ)采用端承摩擦樁設(shè)計，樁徑1.6 m。2#臨時支架樁基礎(chǔ)長12 m、鋼筋籠與鋼管樁結(jié)合長度6 m；3#臨時支架樁基礎(chǔ)長9.5 m、鋼筋籠與鋼管樁結(jié)合長度為6 m。鋼管樁內(nèi)部設(shè)縱肋、環(huán)肋以加強(qiáng)鋼管樁荷載能力。

4.1.3 支架組成

支架采用中1 600 mm 鉆孔灌注樁為支架基礎(chǔ)，采用中1 200 mm×16 mm 鋼管作為立柱，采用中630 mm×10 mm 螺旋管作為斜撐、平聯(lián)，四拼HN900 mm×300 mm×16 mm×28 mm 的型鋼作為橫梁和縱梁，縱梁上方安裝1 200 t 頂推設(shè)備。支架安裝工藝流程見圖2。

圖2 支架安裝工藝流程圖

4.2 臨時支架樁基礎(chǔ)施工

2#臨時支架樁基礎(chǔ)以水西主棧橋側(cè)面搭設(shè)的支棧橋與鉆孔平臺為施工平臺。

4.2.1 測量放樣

其中護(hù)筒放樣情況如下：一是鋼護(hù)筒的定位采用全站儀完成，安裝導(dǎo)向架后下放鋼護(hù)筒；二是鋼護(hù)筒下沉精度要求平面中心位置允許偏差為±5 cm，傾斜度不大于1%。

4.2.2 導(dǎo)向架安裝

測量隊在施工平臺放出鋼護(hù)筒中心點(diǎn)，根據(jù)中心點(diǎn)位置在平臺上安裝井字形導(dǎo)向架。導(dǎo)向架內(nèi)邊大于鋼護(hù)筒1 cm，上下兩層布置，上層置于施工平臺，下層焊接于平臺鋼管樁，以防止鋼護(hù)筒振沉?xí)r擺動導(dǎo)致其偏位。

4.2.3 鋼護(hù)筒沉放

將加工好的鋼護(hù)筒通過導(dǎo)向架進(jìn)行下放。當(dāng)鋼護(hù)筒頂距平臺面1 m 左右時，停止下放，將鋼護(hù)筒與平臺臨時固結(jié)。固結(jié)后，對接安裝頂節(jié)鋼護(hù)筒。

鋼護(hù)筒下放完成后，采用全站儀測量進(jìn)行鋼護(hù)筒平面位置竣工驗收檢查，鋼護(hù)筒頂標(biāo)高驗收利用水準(zhǔn)點(diǎn)采用普通水準(zhǔn)測量。待鋼護(hù)筒頂平面位置及標(biāo)高滿足要求，即可準(zhǔn)備鉆孔。

4.2.4 沖擊鉆引孔

4.2.4.1 鉆孔

采用沖擊鉆機(jī)鉆孔。開始鉆孔時保持鉆錐穩(wěn)定，應(yīng)采用高頻率低沖程進(jìn)行沖擊鉆孔，使初開孔堅實，豎直能起導(dǎo)向作用，避免碰撞鋼護(hù)筒，鉆錐在孔中能保持豎直穩(wěn)定時，可適當(dāng)加速鉆進(jìn)。

4.2.4.2 檢查清孔

當(dāng)鉆孔深度達(dá)到設(shè)計樁底標(biāo)高后，停止鉆進(jìn)，在專業(yè)監(jiān)理工程師在場的情況下，對鋼護(hù)筒頂面標(biāo)高、孔位中心偏差、孔深、鉆孔垂直度、孔底沉渣厚度等數(shù)值進(jìn)行測量。

4.2.4.3 鋼筋籠、鋼管樁載入

結(jié)合籠采用履帶吊吊裝，為了保證骨架起吊不變形，采用兩點(diǎn)抬吊。起吊時，下端吊點(diǎn)采用小鉤，上端吊點(diǎn)采用大鉤，大鉤、小鉤同時緩慢、平穩(wěn)起吊；待整個鋼筋籠懸空后，再緩慢放松吊車小鉤，同時提升大鉤，直至鋼筋籠豎起垂直于孔口。整個起吊過程鋼筋籠盡量避免擦刮甲板、碰撞物體。

4.2.5 灌注混凝土

1） 考慮孔壁與鋼筋籠、鋼管樁間隙較小，臨時支架樁基礎(chǔ)采用C35 細(xì)石水下混凝土灌注，灌注前對使用導(dǎo)管進(jìn)行導(dǎo)管水密試驗。

2） 鉆機(jī)鉆孔至設(shè)計標(biāo)高時，保持孔內(nèi)無擾動靜放1 h 后，進(jìn)行第一次清孔。第一次清孔時，旋挖鉆采用撈渣法，利用孔內(nèi)無擾動靜放這段時間，待鉆渣下沉至孔底，用旋挖鉆再次清理孔底，、保證孔內(nèi)無大量鉆渣。清渣完成后，安裝鋼筋籠。在澆筑砼前，進(jìn)行第二次清孔。

3） 首批混凝土澆筑時，嚴(yán)格控制首批封底混凝土數(shù)量，嚴(yán)格控制吹球時間，導(dǎo)管內(nèi)混凝土面不再顯著下降、孔內(nèi)泥漿涌出平穩(wěn)后，測量孔內(nèi)混凝土頂面高程?；炷练獾坠嘧⒉捎冒稳ㄊ┕?，即在漏斗的底部、導(dǎo)管的頂口安裝隔水栓，再用蓋板封住導(dǎo)管口。

4.3 臨時支架鋼管立柱接長

4.3.1 吊裝方法

3#臨時支架鋼管采用甲板船運(yùn)輸材料、甲板船吊裝。

為了保證骨架起吊不變形，在鋼管管身焊接吊耳，采用兩點(diǎn)抬吊。起吊時，下端吊點(diǎn)采用小鉤，上端吊點(diǎn)采用大鉤，大鉤、小鉤同時緩慢、平穩(wěn)起吊；待整個鋼管懸空后，再緩慢放松吊車小鉤，同時提升大鉤，直至鋼管豎起垂直于孔口。整個起吊過程鋼管盡量避免擦刮甲板船甲板、碰撞物體。

摘除鋼管底部小鉤，然后將要對接的鋼管緩慢下放于下鋼管提前焊好的卡板板內(nèi)，焊接上下兩節(jié)鋼管。

4.3.2 施工步驟

步驟一：吊裝鋼管樁立柱，準(zhǔn)確定位后人工焊接。

步驟二：調(diào)整施工平臺高度，焊接范圍內(nèi)平聯(lián)、斜撐。

步驟三：接長鋼管樁，焊接范圍內(nèi)平聯(lián)。

步驟四：第二節(jié)鋼管樁立柱焊接完成后，測量立柱頂高程，精確地計算出第三節(jié)鋼管樁立柱的長度，在甲板船上切割到位并留有一定的富余量，以避免鋼管樁長度不夠而二次接樁。

步驟五：焊接支架平聯(lián)、樁帽。

4.4 箱型橫梁、縱梁安裝

鋼管樁立柱、平聯(lián)、斜撐全部對接完成后，安裝箱型橫梁、縱梁，臨時支架安裝完成。橫梁與縱梁在鋼結(jié)構(gòu)加工廠按照設(shè)計圖進(jìn)行下料與加工，現(xiàn)場樁帽施工完成后，運(yùn)至現(xiàn)場用汽車吊安裝，各結(jié)合部位焊接牢固。橫梁、縱梁安裝完成后，進(jìn)行轉(zhuǎn)換柱安裝，轉(zhuǎn)換柱底部必須與橫梁和縱梁焊接牢固。同時轉(zhuǎn)換柱安裝需注意和校核不同高度型號的轉(zhuǎn)換柱安裝位置，位置安放好后，需進(jìn)行測量校核，確認(rèn)每個位置的轉(zhuǎn)換柱項面均低于該位置鋼桁梁底面設(shè)計高度50 mm。縱向分配梁安裝完成后，在其與橫梁焊接成整體之前，應(yīng)對其上表面平面度、縱梁于中軸線平行度進(jìn)行檢測。

4.5 支架拆除

4.5.1 拆除原則

鋼桁梁頂推完成并落梁，完成體系轉(zhuǎn)換，經(jīng)驗收合格后方可進(jìn)行臨時支架的拆除。拆除順序應(yīng)遵循“由上至下，由外至內(nèi)”逐層拆除的原則，禁止上下同時拆除。嚴(yán)禁拆除下來的配件從高空向地面拋擲，拆除的材料應(yīng)及時運(yùn)出拆除現(xiàn)場，以保持拆除作業(yè)區(qū)整潔。

4.5.2 主桁架水中支架（2#、3#） 拆除

2#、3#水中支架拆除，拆除工作主要采用20 t小甲板船，其主要操作方法如下：首先，采用割槍或倒鏈?zhǔn)怪Ъ苌喜拷Y(jié)構(gòu)與鋼桁梁主體結(jié)構(gòu)脫離一定空間；其次，利用小甲板船將操作平臺、墊梁、縱橫向分配梁依次拆除吊下，利用倒鏈拆除支架頂部和上節(jié)段鋼管；最后，為了不影響通航，水中剩余鋼管立柱采用氧-弧水下切割工藝，沿泥面切除。

2#、3#水中臨時支架拆除流程如下。

步驟一：采用25 t 甲板船將2#、3#支架頂推設(shè)備拆除，然后采用火焰切割和倒鏈配合甲板船將操作平臺與支架分離拆除。

步驟二：采用火焰切割和倒鏈配合25 t 甲板船將2#、3#支架頂部橫梁、縱梁和中部橫斜撐依次與鋼管樁分離拆除。

步驟三：采用火焰切割和倒鏈配合25 t 甲板船將2#、3#支架水面上部鋼管分割拆除。

步驟四：采用氧-弧水下切割和倒鏈配合25 t甲板船將2#、3#支架水面下部鋼管分割拆除。

5 技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

在螺溪洲大橋鋼結(jié)構(gòu)支架安拆施工過程中，針對螺溪洲大橋項目特點(diǎn)，采用了多種創(chuàng)新技術(shù)，使得整個施工過程既高效又安全。

1） 履帶吊配合振動錘振動下沉技術(shù)。這一技術(shù)的優(yōu)勢在于提高了鋼護(hù)筒沉沒的效率和精度。振動錘可以產(chǎn)生高頻振動，利用振動力克服土體阻力，使鋼護(hù)筒更容易下沉。這種技術(shù)還能夠減輕對周圍環(huán)境的影響，降低噪聲污染和土壤顆粒攪動。

2） 采用沖擊鉆引孔技術(shù)。在河中覆蓋層較薄的情況下，鋼管進(jìn)入強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖下沉困難。沖擊鉆引孔技術(shù)能夠在短時間內(nèi)產(chǎn)生高沖擊力，有利于克服鋼管在強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖下沉困難。這種技術(shù)不僅提高了引孔的效率，還能夠減小對周圍巖土的擾動，降低地下水污染的風(fēng)險。與其他引孔技術(shù)相比，沖擊鉆在較硬的地層中表現(xiàn)出更高的穿透能力。

3） 采用履帶吊或汽車吊作業(yè)和兩點(diǎn)抬吊技術(shù)。履帶吊或汽車吊作業(yè)具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，能夠適應(yīng)復(fù)雜的施工環(huán)境。兩點(diǎn)抬吊技術(shù)能夠平衡吊裝過程中的載荷分布，降低鋼結(jié)構(gòu)支架在吊裝過程中承受的應(yīng)力，從而避免變形和損壞。此外，兩點(diǎn)抬吊技術(shù)可提高作業(yè)可控性，確保施工安全。

4） 火焰切割和倒鏈拆除技術(shù)。在設(shè)備拆除階段，火焰切割技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地切割鋼結(jié)構(gòu)支架，降低拆除難度和工作量。與此同時，倒鏈技術(shù)可以將拆除過程中產(chǎn)生的重力和慣性力進(jìn)行分散，提高拆除過程的穩(wěn)定性。

綜上所述，這4 種技術(shù)在螺溪洲大橋鋼結(jié)構(gòu)支架安拆施工過程中發(fā)揮了重要作用，通過采用這些技術(shù)，施工過程中的效率、施工中的安全、對環(huán)境的影響、施工的品質(zhì)等得到了保障。

6 結(jié)束語

本研究對螺溪洲大橋鋼結(jié)構(gòu)支架安裝和拆除施工技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與探討，旨在提高橋梁建設(shè)的安全性和效率，保障橋梁的承載能力、穩(wěn)定性和使用壽命。本文依托螺溪洲大橋項目情況、水文情況等，對臨時支架的安裝和拆除工藝流程以及施工步驟進(jìn)行了分析研究，總結(jié)了臨時支架的安裝、拆除工藝流程及操作經(jīng)驗，為今后的橋梁建設(shè)工程可以提供寶貴的指導(dǎo)意義。建議后續(xù)可對特殊地理條件下的施工，如地震帶、寒冷地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)支架安裝和拆除工藝進(jìn)行研究，以得到優(yōu)化策略，滿足各種復(fù)雜環(huán)境下的工程需求。