鄧 強(qiáng),田青青,裴占龍,陳 川(蘇州中材建設(shè)有限公司,江蘇 昆山 )
斯瓦克大壩位于肯尼亞東南部,距離內(nèi)羅畢直線距離約170km左右,在肯尼亞Makueni郡和Kitui郡交界的Athi河與Thwake河匯流下游1km處。為了保證兩岸順利通行,設(shè)計(jì)采用貝雷片拼裝橋。包括#1和#2貝雷橋。Thwake河上#1貝雷橋共9跨,長度為188m,貝雷橋標(biāo)準(zhǔn)跨徑為21m,Athi河#2貝雷橋共5跨,長度為104m,標(biāo)準(zhǔn)跨徑為21m。兩座鋼棧橋?qū)挾染鶠?m。由于兩座橋施工工藝相同,即以#1橋安裝進(jìn)行論述。
肯尼亞當(dāng)?shù)厝隁夂蚍譃橛昙九c旱季,每年的3~6月為小雨季、10~12月為大雨季,其余為旱季。施工正值小雨季,施工難度大大增加。
鋼筋混凝土橋臺(tái)、樁基施工,鋼結(jié)構(gòu)墩柱施工,貝雷片采用現(xiàn)場(chǎng)拼接、吊車配合安裝。
汽車吊“吊裝法”施工,即在岸上先拼裝好鋼橋的全部或主要結(jié)構(gòu),然后用汽車吊將鋼橋全部或主要部件安全平穩(wěn)吊裝到鋼橋位置,后對(duì)鋼橋剩余部件進(jìn)行安裝,直至鋼橋按照設(shè)計(jì)要求安裝完畢、交付。棧橋施工工藝流程見圖1所示。
(1)基礎(chǔ)施工。混凝土基礎(chǔ)尺寸為8000mm×10500mm×1000 mm,對(duì)于覆蓋層較厚的墩采用沖擊鉆成孔,埋設(shè)鋼筋后澆筑混凝土形成擴(kuò)大基礎(chǔ);對(duì)于其他的基礎(chǔ)采用人工配合反鏟進(jìn)行基坑開挖,一次性挖至基巖面,采用破碎錘平整基巖面。平整后進(jìn)行錨桿施工,錨桿安裝完畢后進(jìn)行鋼筋安裝,預(yù)埋鋼板安裝,澆筑混凝土形成擴(kuò)大基礎(chǔ)。其中#4和#5基礎(chǔ)因處于河床中間地質(zhì)缺陷帶,地基承載力無法滿足承載力要求,采用沖擊鉆成孔,完成后進(jìn)行混凝土擴(kuò)大基礎(chǔ)施工,工藝流程見圖2。
圖1 棧橋施工工藝流程圖
圖2 混凝土基礎(chǔ)施工工藝流程圖
(2)鋼管樁或鋼架柱施工。鋼管樁為Φ630mm×8mm,鋼管樁在鋼結(jié)構(gòu)加工場(chǎng)按設(shè)計(jì)長度拼接成型后倒運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。鋼架柱主要為H610×229 H型鋼,按設(shè)計(jì)完成組對(duì)安裝后倒運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。在完成基礎(chǔ)驗(yàn)收后,用50t汽車開始吊裝。
(3)承重梁安裝。采用上承式鋼便橋,橋面采用采用[152×76槽鋼反扣,凈間距5cm,其下按間距0.50m間隔布置I254×146分配梁。棧橋主要承力結(jié)構(gòu)采用6組“321”加強(qiáng)型貝雷梁,貝雷梁按間距0.9m、1.4m構(gòu)成。貝雷梁下方采用2[406×178承重梁。棧橋承重梁支撐結(jié)構(gòu)為三根Φ630×8 mm鋼管樁或(H610×229),為增強(qiáng)基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性,每排鋼管或鋼柱之間采用2[152×76剪刀撐連接成整體。棧橋結(jié)構(gòu)橫斷面布置圖如圖3所示。
圖3 棧橋結(jié)構(gòu)橫斷面布置圖
鋼管樁定位、焊接、加固完畢后,割除樁頂至設(shè)計(jì)標(biāo)高,樁頂放置鋼板,將拼裝成整體的承重梁(2[406×178)吊裝放置在樁頂。鋼管樁一定要割平,如出現(xiàn)切割不平整時(shí),采用手工打磨平順,以保證主橫梁擱置平穩(wěn)。在上部兩側(cè)焊接加勁板將主橫梁與鋼板固定,下部鋼管樁與鋼板連接位置焊接并加焊四塊牛腿;鋼架柱定位、焊接、加固完畢后,直接拼裝成整體的承重梁(2[406×178)吊裝放置在樁頂。承重梁與鋼管樁連接構(gòu)造見圖4。
圖4 承重梁與鋼管樁連接結(jié)構(gòu)形式
在橫梁上鋪設(shè)3榀貝雷梁作為主縱梁。貝雷片中心距0.9m,采用標(biāo)準(zhǔn)花架連接;貝雷梁上橫向鋪設(shè)I254×146分配梁按@50 cm布置,分配梁上滿鋪[152×76作橋面板,間距5.0cm便于焊接。另?xiàng)騼蓚?cè)設(shè)[152×76擋板,防止橋面物品掉落。
(4)附屬設(shè)施安裝。棧橋兩邊均設(shè)置防護(hù)欄桿,欄桿高1.2m,采用Φ 48mm×3mm鋼管焊接,根據(jù)業(yè)主單位施工進(jìn)度要求,我方根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,變更其原有設(shè)計(jì),變更為立柱間距2 m。欄桿統(tǒng)一用紅白油漆涂刷,交替布置,達(dá)到醒目、美觀。欄桿外設(shè)鋼托架用于鋪設(shè)橋梁施工臨時(shí)電纜,鋼托架焊接固定于I254×146分配梁上。
根據(jù)基礎(chǔ)預(yù)埋板高程和鋼管樁樁頂高程,計(jì)算出鋼管樁所需長度,切除鋼管樁樁、焊接樁頂及加筋板。鋼管吊裝完畢后,將拼裝成整體的主橫梁2[406×178吊裝放置在樁頂板。鋼管樁一定要割平,如出現(xiàn)切割不平整時(shí),采用手工打磨平順,以保證承重梁擱置平穩(wěn),在上部兩側(cè)焊接加勁板將承重梁與鋼板固定,下部鋼管樁與鋼板連接位置滿焊并焊接四塊牛腿,采用三圍焊接法。
(1)貝雷梁的拼裝。第1步:將花架吊裝到位并初步定位,然后依次吊入三片貝雷梁;
第2步:吊入另一個(gè)花架,通過螺栓連接形成一個(gè)整體,注意螺栓不可擰的太緊;
第3步:吊入貝雷梁放在已裝好的貝雷梁后面,并與其成一直線,兩人用木棍穿過節(jié)點(diǎn)板將貝雷梁前端抬起,下弦銷孔對(duì)準(zhǔn)后,插入銷栓,然后再抬起貝雷梁后端,插入上弦銷栓并設(shè)保險(xiǎn)插銷;
第4步:將加強(qiáng)弦桿吊入并和已拼裝完成的貝雷梁上弦桿通過螺栓連接成整體;
第5步:重復(fù)1~3步,然后加強(qiáng)弦桿吊入并和已拼裝完成的貝雷梁上弦桿通過螺栓連接成整體,再插入銷軸及安全銷;
第6步:重復(fù)1~5步,至到形成兩個(gè)單節(jié)梁(1個(gè)9 m和1個(gè)12 m);
(2)貝雷梁的吊裝。采用平板車將已拼接完成的貝雷梁運(yùn)至吊裝現(xiàn)場(chǎng)。
第1步:將兩個(gè)單節(jié)梁拼接成整體;
第2步:開始將所有連接螺栓緊固完畢,施工過程做好螺栓擰緊記錄。螺栓擰緊步驟分為初擰、終擰、復(fù)擰。螺栓最終擰緊力矩為300 kN(花架螺栓)和480 kN(加強(qiáng)弦桿連接螺栓);
第3步:50 t汽車吊進(jìn)入到貝雷梁吊裝位置。復(fù)查每組貝雷梁的安裝位置是否符合圖紙要求,并作出明顯且不易磨掉的標(biāo)識(shí),然后將貝雷梁吊裝到位;
第4步:將兩組貝雷梁通過花架連接成整體;
第5步:吊入另一組貝雷梁,先初步定位。通過5 t葫蘆使得前后兩組貝雷梁銷孔重合,然后由兩側(cè)向中心依次打入貝雷銷。
采用50t汽車起重機(jī)進(jìn)行吊裝,貝雷梁重約10 t,起吊高度21.5m,采用四根10m吊索,4個(gè)吊點(diǎn),吊點(diǎn)距離9.0m,吊索間60°夾角,吊索與設(shè)備通過5 t卡環(huán)、吊耳方式連接(設(shè)備自帶),吊裝示意見圖5。
25 t汽車吊車安裝分配梁,并用騎馬螺栓固定好。橫梁的支點(diǎn)必須放在貝雷梁豎弦桿或菱形弦桿的支點(diǎn)位置,以滿足受力要求。騎馬螺栓與分配梁相對(duì)位置關(guān)系見圖6。
橋面縱向鋪設(shè)槽鋼作為橋面板,安裝應(yīng)保證每兩根間隙保證5 cm。與分配梁連接采用焊接形式,焊縫應(yīng)飽滿,不可有虛焊、斷悍。橋面板槽鋼焊接時(shí)要考慮熱脹冷縮,要一頭一直焊過去,否則槽鋼會(huì)成蛇型。
圖5 吊裝示意圖
圖6 騎馬螺栓與分配梁相對(duì)位置關(guān)系圖
貝雷橋施工正值雨季,嚴(yán)重影響施工進(jìn)度,通過現(xiàn)場(chǎng)合理統(tǒng)籌規(guī)劃、安排,在保證安全的前提下,施工人員加班加點(diǎn)作業(yè),充分利用用工屬地化,培訓(xùn)出一批有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工人,大大節(jié)約施工成本,保證工程質(zhì)量,提高施工進(jìn)度,也為業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)管理減少管理成本、提高工作效率、降低安全隱患。在施工過程中,發(fā)現(xiàn)施工圖存在加大的設(shè)計(jì)缺陷,通過和現(xiàn)場(chǎng)工程師的溝通,業(yè)主采用我司合理的設(shè)計(jì)變更,保證結(jié)構(gòu)安全可靠。針對(duì)貝雷橋施工,項(xiàng)目部做到技術(shù)先行,用切實(shí)可行的技術(shù)措施保障施工安全,取得了良好的效果,也為其他類似工程施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。