楊環(huán)榮 林峰 賢良華

作者簡(jiǎn)介：

楊環(huán)榮（1987—），工程師，主要從事公路橋梁施工管理工作;

林 峰（1977—），高級(jí)工程師，主要從事公路橋梁施工技術(shù)研究工作;

賢良華（1985—），高級(jí)工程師，主要從事公路橋梁施工管理工作。

文章結(jié)合古毛2#高架大橋工程實(shí)踐，介紹了落地鋼管支架整體橫移施工技術(shù)的特點(diǎn)與原理，分析了采用該施工技術(shù)的工藝流程與操作要點(diǎn)，并提出了相應(yīng)的施工質(zhì)量與安全控制措施。該工程現(xiàn)澆段落地鋼管支架整體橫移順利完成，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，減少了鋼材用量，縮短了施工工期，為該橋梁的順利建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

落地鋼管;整體橫移;操作要點(diǎn);軌道

U445.4A270914

0 引言

連續(xù)梁橋施工一般分為0#塊施工、掛籃懸臂澆筑段施工、現(xiàn)澆段施工、合龍段施工四個(gè)部分?，F(xiàn)澆段施工采用落地支架法及托架法較為常見(jiàn)，落地支架法具有較高的穩(wěn)定性、安全性和較大的承載能力，但缺點(diǎn)是用鋼量較大、體積大且笨重，安裝與拆卸具有高空作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、操作平臺(tái)小、安全風(fēng)險(xiǎn)極高的缺點(diǎn)。采用連續(xù)梁橋現(xiàn)澆落地鋼管支架整體橫移施工技術(shù)，將其中一幅已施工完成的支架整體橫移至另一幅，橋梁左右幅共用一套落地鋼管支架，既可以發(fā)揮安全可靠、質(zhì)量可控的優(yōu)點(diǎn)，也可以節(jié)約鋼材用量，本文通過(guò)對(duì)施工過(guò)程的總結(jié)，介紹了成熟的落地鋼管支架整體橫移施工技術(shù)，可為相類(lèi)似工程提供施工經(jīng)驗(yàn)。

1 工程概況

融水至河池高速公路三分部古毛2#高架大橋現(xiàn)澆段14#墩高度為27.2 m，長(zhǎng)度為6.42 m，左右兩幅寬度均為12.75 m。由于現(xiàn)澆段長(zhǎng)度較大，不適用托架法，優(yōu)先選擇采用落地支架法。該現(xiàn)澆段采用9根落地480×8 mm鋼管立柱，鋼管立柱橫向間距為3 m，縱向間距為2 m，縱梁采用雙拼Ⅰ45a#工字鋼，縱梁上設(shè)置貝雷片，貝雷片上沿縱向設(shè)置Ⅰ20a〗#工字鋼橫梁，再設(shè)置Ⅰ10#槽鋼分配橫梁。現(xiàn)澆混凝土箱梁構(gòu)造如下頁(yè)圖1所示，現(xiàn)澆段支撐結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖2所示。

2 工藝原理

14#墩右幅現(xiàn)澆完成后，再往左幅橫移方向上澆筑軌道基礎(chǔ)及軌道安裝（利用掛籃前移軌道雙拼Ⅰ45），由扁擔(dān)梁（利用掛籃后錨扁擔(dān)梁雙拼Ⅰ33）挑起落地鋼管相互連接的20#槽鋼，并在扁擔(dān)梁底部安裝滑船，滑船落在軌道上。扁擔(dān)梁與滑船對(duì)位打孔，孔徑為2 cm，供牽引系統(tǒng)的鋼絞線穿過(guò)，并錨固在扁擔(dān)梁雙拼Ⅰ33后。將鋼管立柱底部割斷，通過(guò)牽引系統(tǒng)牽引滑船在軌道上滑動(dòng)，到達(dá)目標(biāo)位置后把割斷的鋼管立柱焊接并加固，從而完成落地鋼管整體橫移至左幅[1]。工藝原理如圖3所示，橫移體系如圖4所示，現(xiàn)場(chǎng)情況如圖5所示。

3 施工工藝流程

施工工藝流程如圖6所示。

4 操作要點(diǎn)

4.1 施工準(zhǔn)備

清理支架下方雜物，對(duì)軌道基礎(chǔ)底部進(jìn)行換填深度為1 m的片石混凝土。根據(jù)支架設(shè)計(jì)圖紙，計(jì)算出每根鋼管樁、軌道的坐標(biāo)和標(biāo)高，進(jìn)行精確放樣測(cè)量。機(jī)具及材料應(yīng)根據(jù)方案及圖紙要求準(zhǔn)備，并符合設(shè)計(jì)文件要求，所有材料應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可投入使用。

4.2 軌道基礎(chǔ)澆筑及軌道安裝

軌道基礎(chǔ)設(shè)置2條，基礎(chǔ)頂寬為60 cm，長(zhǎng)度為25 m，采用C30混凝土澆筑，并在基礎(chǔ)頂面兩側(cè)每間隔1 m預(yù)埋16 mm螺紋鋼筋，用于后期固定軌道。施工前須嚴(yán)格控制軌道基礎(chǔ)澆筑及軌道安裝的位置及高程，使切割鋼管前后扁擔(dān)梁與20#槽鋼緊密貼合，確保整體橫移后位置準(zhǔn)確。每條軌道基礎(chǔ)頂各設(shè)置一條軌道，軌道采用雙拼Ⅰ45，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量放樣安裝軌道，使用水準(zhǔn)儀調(diào)整軌道水平，調(diào)整后將提前預(yù)埋的16 mm螺紋鋼筋固定軌道，軌道頂面需打磨平整，并采用黃油在軌道頂面涂抹均勻，以減小摩阻力。

4.3 滑船加工及20#槽鋼加固

滑船采用（45×40×1.5） cm不銹鋼板制作，焊接（40×20×1） cm不銹鋼板，并設(shè)置3個(gè)三角斜撐加固，前端位置適當(dāng)翹曲，以減小摩阻力。扁擔(dān)梁雙拼Ⅰ33挑起的20#槽鋼受力點(diǎn)處及焊縫處用3 cm厚鋼板補(bǔ)焊加強(qiáng)，增加剛度?；?xì)部圖如圖7所示。

4.4 纜風(fēng)繩安裝

使用3組16 mm纜風(fēng)繩和10 t手拉葫蘆固定整體結(jié)構(gòu)。其中一組一端固定在鋼管立柱上部，另外一端固定在不遠(yuǎn)處的塔吊基礎(chǔ)上;其余兩組一端分別固定鋼管立柱兩側(cè)上部，另外一端分別固定于左右幅蓋梁右側(cè)擋塊上處。橫移過(guò)程中需根據(jù)橫移方向收緊或放松手拉葫蘆，使纜風(fēng)繩保持稍稍緊繃狀態(tài)，防止支架傾覆。當(dāng)支架橫移至軌道行程一半時(shí)，更換固定在左右幅蓋梁右側(cè)擋塊上的纜風(fēng)繩的固定端，固定于左右幅蓋梁左側(cè)擋塊上。纜風(fēng)繩布置如圖8所示。

4.5 千斤頂及牽引繩選擇

技術(shù)部、試驗(yàn)室結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)加工好的滑船及軌道進(jìn)行了靜摩擦系數(shù)試驗(yàn)，相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

鋼管立柱及其上部貝雷片、分配梁等總重332 t，根據(jù)表1，滑船與軌道之間的靜摩擦系數(shù)取0.15，則單套千斤頂需提供牽引力最小值f=332×10×0.15÷2=249 kN，即選擇利用掛籃前移50 t千斤頂能滿(mǎn)足要求。采用抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為1 860 MPa、截面面積為140 mm2的鋼絞線，則鋼絞線最大抗拉力F=1 860×140=260.4 kN>249 kN，滿(mǎn)足要求[2]。

4.6 鋼管切割及橫移過(guò)程

切割鋼管立柱底部，為使后期焊縫在同一平面數(shù)量≤50%，相鄰兩根鋼管立柱應(yīng)錯(cuò)位切割。在軌道上標(biāo)注刻度，橫移過(guò)程中必須實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)構(gòu)傾斜情況，若傾斜嚴(yán)重，則立即停止作業(yè)，調(diào)整結(jié)構(gòu)垂直度。鋼管立柱頂部貝雷片、分配梁應(yīng)進(jìn)行有效的捆綁加固，防止橫移過(guò)程出現(xiàn)錯(cuò)位、脫落。因?yàn)闄M移啟動(dòng)瞬間克服的靜摩擦力最大，橫移應(yīng)控制和避免中途停頓次數(shù)，盡量保持勻速且不宜過(guò)快[3]。

4.7 焊接及加固

橫移完成后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況接長(zhǎng)鋼管立柱與預(yù)埋鋼板焊接，并在焊縫外部加焊鋼板固定。鋼管立柱應(yīng)與墩柱預(yù)埋件焊接，保證整體的穩(wěn)定性，支撐結(jié)構(gòu)未完成所有加固、檢查驗(yàn)收前不能拆除纜風(fēng)繩。

5 材料及機(jī)械設(shè)備

5.1 材料準(zhǔn)備（表2）

5.2 機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備（表3）

6 質(zhì)量控制

（1）嚴(yán)格控制材料的進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量，使用材料符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由技術(shù)、安全、質(zhì)檢、物資部門(mén)把關(guān)，嚴(yán)禁劣質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（2）技術(shù)管理人員對(duì)參加橫移體系加工、安裝的各工種勞務(wù)作業(yè)人員，要開(kāi)展質(zhì)量控制關(guān)鍵點(diǎn)培訓(xùn)并進(jìn)行安全技術(shù)交底，使勞務(wù)作業(yè)人員熟悉有關(guān)的工藝流程和操作要點(diǎn)。

（3）焊工必須持有特種作業(yè)操作證，且由整個(gè)勞務(wù)隊(duì)伍中焊接技術(shù)水平較高者實(shí)施。支撐結(jié)構(gòu)及橫移體系的焊接不得有裂紋、咬邊、未熔合等現(xiàn)象。

（4）兩套千斤頂必須同步加載，且鋼絞線移動(dòng)速度相同，防止不對(duì)稱(chēng)移動(dòng)，造成整體各聯(lián)結(jié)部位損傷。

（5）橫移前需在軌道上標(biāo)記移動(dòng)距離、終點(diǎn)位置，用于校驗(yàn)橫移速度，確保橫移位置準(zhǔn)確。

（6）橫移完成后需對(duì)支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，各部件間焊縫有脫落的需加強(qiáng)補(bǔ)焊，并按要求進(jìn)行預(yù)壓。

7 安全措施

（1）在支架結(jié)構(gòu)投影的危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)置警戒帶、安全標(biāo)識(shí)標(biāo)牌，禁止非作業(yè)人員進(jìn)入。

（2）遇大風(fēng)、大雨等惡劣天氣及夜間，禁止施工。

（3）禁止上下同時(shí)垂直作業(yè)及高空投擲工具或材料。

（4）橫移過(guò)程中發(fā)現(xiàn)錨固失效、鋼絞線斷裂、油壓表錯(cuò)亂、支架傾斜等情況時(shí)，應(yīng)馬上停止，分析查找異常來(lái)源，及時(shí)糾正。

（5）整個(gè)橫移過(guò)程需要多人配合控制千斤頂及纜風(fēng)繩，需確定一名現(xiàn)場(chǎng)總體指揮人員。

（6）施工現(xiàn)場(chǎng)嚴(yán)禁材料亂堆亂放，保持場(chǎng)面整潔干凈。

8 經(jīng)濟(jì)效益

經(jīng)綜合分析，14#墩左幅現(xiàn)澆段施工充分利用了右幅現(xiàn)澆段落地鋼管支架。相同勞動(dòng)力情況下的經(jīng)濟(jì)效益見(jiàn)表4。

采用上述施工方法避免了長(zhǎng)時(shí)間高空作業(yè)，降低了施工安全風(fēng)險(xiǎn)，施工進(jìn)度加快了25 d，減少一套落地鋼管支架投入，節(jié)省總費(fèi)用35.5萬(wàn)元。

9 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)設(shè)計(jì)、計(jì)算、實(shí)踐，證明邊跨現(xiàn)澆段落地鋼管整體橫移施工技術(shù)施工安全有效、勞動(dòng)力及材料投入較少，符合國(guó)家節(jié)能減排的要求，加快了施工進(jìn)度，得到建設(shè)單位以及當(dāng)?shù)卣块T(mén)的一致認(rèn)可。

運(yùn)用該施工技術(shù)時(shí)應(yīng)充分考慮可行性，制定確實(shí)有效的監(jiān)控量測(cè)措施，控制橫移速度，保證施工安全，可進(jìn)行推廣使用。

[1]GB 50017-2017，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]周水興，何兆益，鄒毅松.路橋施工計(jì)算手冊(cè)[M].北京：人民交通出版社，2001.

[3]JTG/T 3650-2020，公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].