肖建業(yè) 段世林

摘要 結(jié)合下坂大橋跨一級(jí)水源保護(hù)區(qū)雙曲拱橋主拱圈加固維修工程實(shí)例，通過加固維修平臺(tái)搭建方案比選，選取搭設(shè)方案。重點(diǎn)對(duì)主拱圈維修加固施工平臺(tái)設(shè)計(jì)與搭設(shè)施工過程進(jìn)行了介紹，對(duì)橋面作為主要受力結(jié)構(gòu)、主拱圈作為輔助受力結(jié)構(gòu)的懸挑式腳手架施工平臺(tái)設(shè)計(jì)與搭設(shè)施工各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行了總結(jié)，闡述了具體施工工藝。

關(guān)鍵詞 一級(jí)水源保護(hù)區(qū);雙曲拱橋主拱圈;維修加固平臺(tái);施工技術(shù)

中圖分類號(hào) U445.72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2022）12-0138-03

收稿日期：2022-03-28

作者簡(jiǎn)介：肖建業(yè)（1985—），男，本科，工程師，研究方向：公路工程。

0 前言

雙曲拱橋作為一種特殊的橋梁結(jié)構(gòu)，有結(jié)構(gòu)優(yōu)美、節(jié)省鋼筋水泥等材料的諸多優(yōu)點(diǎn)，在交通方面發(fā)揮了極大的作用。由于受技術(shù)水平限制，施工質(zhì)量不一，國(guó)內(nèi)大量雙曲拱橋出現(xiàn)了病害，特別是主拱圈等受力結(jié)構(gòu)出現(xiàn)病害更為嚴(yán)重，如不及時(shí)加固維修，整橋只能拆除重建，將浪費(fèi)大量人力物力。在未來國(guó)內(nèi)將有大量雙曲拱橋需加固維修，而主拱圈加固施工平臺(tái)搭設(shè)尤為關(guān)鍵，是確保施工安全、便捷、環(huán)保等根本保障措施。因此雙曲拱橋維修主拱圈平臺(tái)搭建施工具有極大的研究意義及價(jià)值，對(duì)國(guó)內(nèi)同類雙曲拱橋主拱圈加固維修起到借鑒作用。

1 工程概況

下坂大橋維修加固工程位于浙江省紹興市新昌縣大市聚鎮(zhèn)下坂橋村，橫跨長(zhǎng)詔水庫庫區(qū)（一級(jí)水源保護(hù)區(qū)），水深5～18 m，橋梁建成于1979年，橋梁為六跨空腹式雙曲拱橋，跨徑組合為（21.6+22.6+3×23.9+22.85）m，主拱圈主要有橫向?yàn)?根主拱肋，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，拱肋上方安裝預(yù)制素混凝土拱波，和拱肋進(jìn)行有鉸連接，單跨共設(shè)置7根橫梁，橫梁為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，采用預(yù)制吊裝和拱肋濕接。

根據(jù)2020年3月委托上海同濟(jì)檢測(cè)技術(shù)有限公司出具的《新昌縣下坂大橋特殊檢測(cè)報(bào)告》[1]，主拱圈病害較多，主要病害為拱肋裂縫影響橋梁承載能力;拱波局部存在滲水現(xiàn)象以及橫梁露筋，橫梁施工質(zhì)量較差，橫向聯(lián)系較弱;主拱圈拱肋鋼筋保護(hù)層厚度較小對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋耐久性有影響;下坂大橋總體技術(shù)狀況等級(jí)評(píng)定為4類，需加固維修才能使用。根據(jù)《郎坑至下坑公路下坂大橋維修加固工程施工圖設(shè)計(jì)》[2]主拱圈采用鋼板加固為主，常規(guī)加固為輔的設(shè)計(jì)原則。

2 施工平臺(tái)搭設(shè)方案比選

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，主拱圈主要是以鋼板加固為主，常規(guī)修復(fù)為輔的原則，采用人工施工，橋下為一級(jí)水源保護(hù)區(qū)，施工平臺(tái)應(yīng)安全便捷、環(huán)保，防火要求非常高。經(jīng)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)比選多個(gè)施工平臺(tái)搭設(shè)方案，基本統(tǒng)一由橋下反向搭設(shè)，一種是主拱圈作為主要受力的吊桿式反向支架，一種是橋面作為主要受力的懸掛式腳手架。綜合比選施工平臺(tái)的受力、抗風(fēng)能力、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面，橋面作為主要受力的懸掛式腳手架符合各方面要求。兩種施工平臺(tái)特點(diǎn)如下：

吊桿式反向支架，需要施工材料較少，施工周期短，能節(jié)約人力物力，因主要支撐的主拱圈為拱形，造成支架穩(wěn)定性及抗風(fēng)能力較差。主拱圈為主要需維修加固構(gòu)件，雖然經(jīng)計(jì)算其承載能力符合支撐施工平臺(tái)條件，其安全儲(chǔ)備不足，仍具有一定的安全隱患。

懸掛式腳手架施工平臺(tái)，采用穩(wěn)定性強(qiáng)、承載能力平均的橋面支撐，主拱圈作為穩(wěn)定性吊點(diǎn)，其吊點(diǎn)多，穩(wěn)定性及抗風(fēng)能力強(qiáng)，安全儲(chǔ)備充足。但是耗費(fèi)施工材料較多，施工周期長(zhǎng)，人力物力成本較高。

3 施工平臺(tái)方案設(shè)計(jì)與施工

懸掛式腳手架施工平臺(tái)設(shè)計(jì)及施工流程包括墩臺(tái)處井架搭設(shè)、橋面工字鋼及固定、懸掛吊點(diǎn)及吊桿、搭設(shè)懸掛通道、搭設(shè)橫橋向腳手架、搭設(shè)縱橋向腳手架、鋪設(shè)木工板、鋪設(shè)阻燃網(wǎng)、安裝防拋網(wǎng)，采用從兩邊向中間搭設(shè)的原則，搭設(shè)方向由橋臺(tái)兩側(cè)向橋中延伸，具體見圖1。

3.1 墩臺(tái)起步井架搭設(shè)

橋臺(tái)起步井架搭設(shè)分為橋臺(tái)處起步搭設(shè)及橋墩處起步搭設(shè)。

3.1.1 橋臺(tái)處起步搭設(shè)

該橋共設(shè)橋臺(tái)2個(gè)，分布在南北橋頭處，兩側(cè)均為陡坡，無法設(shè)置成自然臺(tái)階，因此需搭設(shè)上下井架作為垂直運(yùn)輸及作業(yè)人員上下的通道。

井架采用鋼管腳手架搭設(shè)，井架尺寸為（1 200×1 200）mm，高度根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸確定，伸出橋面高度為2000 mm。在靠橋側(cè)的井架內(nèi)壁設(shè)上下爬梯，用鋼管搭設(shè)，踏步間距為300 mm。井架底座落在橋臺(tái)護(hù)坡的巖石上，松動(dòng)巖石和泥土的部位清理干凈，澆筑混凝土基座，要求基座處平整密實(shí)。搭設(shè)完成的井架用密目安全網(wǎng)四周圍護(hù)。

3.1.2 橋墩處起步搭設(shè)

制作臨時(shí)鋼筋掛梯4個(gè)，作為施工通道，設(shè)置在橋墩處橋梁兩側(cè)，施工平臺(tái)搭設(shè)完成后撤走。將鋼筋掛梯有效地懸掛在欄桿基座上并懸掛牢固，掛梯長(zhǎng)度8～10 m。在腹拱中間孔兩邊橫橋向設(shè)置統(tǒng)長(zhǎng)的2根6 000 mm的鋼管，懸臂挑出600 mm的鋼管可與統(tǒng)長(zhǎng)鋼管用扣件連接，連接時(shí)確保1 200 mm的搭接長(zhǎng)度。橫橋向的鋼管搭設(shè)后在緊貼橋墩的位置各下掛鋼管1根，安裝縱橋向懸掛鋼管及通道、扶手、防墜落鋼筋網(wǎng)架等。兩側(cè)同時(shí)搭設(shè)，確保受力平衡。如有鋼管松動(dòng)，橋梁混凝土構(gòu)件位置設(shè)置膨脹螺栓固定，漿砌塊石的縫隙處設(shè)置銷釘固定。搭設(shè)橋墩橫橋向固定鋼管，在橫橋向臺(tái)帽處的原回力桿孔內(nèi)插入臨時(shí)輔助鋼管，輔助鋼管不夠時(shí)在漿砌塊石的縫隙處打入銷釘。利用輔助鋼管和銷釘，搭設(shè)橋墩橫橋向的鋼管。必要時(shí)可利用水上平臺(tái)進(jìn)行輔助搭設(shè)。整個(gè)橋墩起步鋼管搭設(shè)完畢后，檢查腳手架是否與橋墩抱牢、穩(wěn)定，松動(dòng)處則設(shè)膨脹螺栓和銷釘對(duì)腳手架進(jìn)行固定，確保橋墩起步腳手架穩(wěn)定、牢固、平衡，具體見圖2。

3.2 設(shè)置懸掛吊點(diǎn)、吊桿

在橋面實(shí)腹段處橫橋向設(shè)置16#工字鋼作為懸掛腳手架的主要受力結(jié)構(gòu)，間距為3 m一檔，工字鋼固定后設(shè)置二根統(tǒng)長(zhǎng)鋼管與鋼管焊接牢固，用鋼管向下作為吊點(diǎn)，形成通道平臺(tái)，利用起步腳手架搭設(shè)臨時(shí)懸挑腳手板外伸1 200 mm作為施工平臺(tái)，在2～4#主拱肋設(shè)置輔助受力吊點(diǎn)。在拱肋上的兩片拱波間打14 mm孔，在孔內(nèi)穿入Φ12 mm鋼絲繩。懸掛鋼絲繩穿好后，與橫向鋼管進(jìn)行連接，用鋼絲繩卡進(jìn)行栓接，懸掛吊點(diǎn)、吊桿設(shè)置好后，應(yīng)檢查是否穩(wěn)定牢固，進(jìn)行加固處理，同時(shí)確保橫橋向、縱橋向的2個(gè)相鄰吊桿間下端基本在一個(gè)水平線上，具體見圖3。

3.3 搭設(shè)懸掛通道

橋面工字鋼固定縱向鋼管搭設(shè)后，立即進(jìn)行該節(jié)段的懸掛通道搭設(shè)，懸掛寬度600 mm，懸挑兩端對(duì)稱、均衡、同時(shí)搭設(shè)。懸掛鋼管搭設(shè)完成后，搭設(shè)懸挑端縱向鋼管。懸挑端搭設(shè)1根豎向鋼管，鋼管長(zhǎng)度1 200 mm，間距1 200 mm，需進(jìn)行臨時(shí)固定。搭設(shè)縱橋向的扶手鋼管，扶手鋼管長(zhǎng)度按施工圖要求結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸而定。檢查懸挑通道的穩(wěn)定性，必要時(shí)可設(shè)置加強(qiáng)斜桿。在豎向鋼管上按照搭設(shè)施工圖要求焊接防墜落鋼筋網(wǎng)架，采用Φ8的鋼筋與鋼管焊接牢固，鋼筋網(wǎng)架焊接完成后再在豎向鋼管上焊接1根Φ8的縱橋向鋼筋，高度為800 mm，作為欄桿使用。

3.4 搭設(shè)橫橋向腳手架

懸掛吊點(diǎn)、吊桿設(shè)置后，進(jìn)行橫橋向腳手架搭設(shè)。將長(zhǎng)度6 000 mm的鋼管穿入兩側(cè)鋼管吊桿的下端扣件內(nèi)，扣件固定牢固。每吊點(diǎn)處下平臺(tái)和上平臺(tái)各懸掛1根鋼管。在懸吊位置設(shè)置1根縱向600 mmm的縱向鋼管，使下平臺(tái)在平面內(nèi)成框，以增加穩(wěn)定性，使橫向鋼管不左右晃動(dòng)。在第一節(jié)段搭設(shè)時(shí)，縱向鋼管一端與起步腳手架相連接，另一端與下平臺(tái)橫橋向鋼管相連。其他節(jié)段搭設(shè)時(shí)，縱向鋼管一端與已完成的本平臺(tái)第一根橫橋向鋼管相連接，另一端與本平臺(tái)的第二根橫橋向鋼管相連接。在上下平臺(tái)間設(shè)豎向鋼管與上下縱向鋼管連接，間距1 200 mm。橫橋向腳手架搭設(shè)完成后，檢查腳手架的穩(wěn)定性，必要時(shí)可設(shè)置加強(qiáng)斜桿。

3.5 搭設(shè)縱橋向腳手架

一個(gè)節(jié)段的橫橋向腳手架搭設(shè)完成后，立即搭設(shè)該節(jié)段的縱橋向鋼管，縱橋向鋼管根據(jù)搭設(shè)施工圖，以間距600 mm進(jìn)行鋪設(shè)?？v橋向水平段鋼管鋪設(shè)完成后，按搭設(shè)施工圖在上下平臺(tái)間的豎向鋼管高度一半的位置焊接1根Φ6的鋼筋作為防墜落護(hù)欄。此時(shí)，一個(gè)節(jié)段的懸掛腳手架基本完成且穩(wěn)定、牢固，可利用這個(gè)平臺(tái)搭設(shè)臨時(shí)外伸腳手架以配合下一節(jié)段的搭設(shè)?？v橋向鋼管搭設(shè)完成后應(yīng)檢查該平臺(tái)的腳手架穩(wěn)定性，必要時(shí)可設(shè)置加強(qiáng)斜桿。

按照上述搭設(shè)步驟，以此類推，完成1孔搭設(shè)，在橋孔中間合攏。遵循總體搭設(shè)順序，從兩個(gè)邊孔開始同時(shí)向橋梁中間合攏，對(duì)稱、均衡搭設(shè)，設(shè)兩個(gè)作業(yè)施工隊(duì)，在橋梁中間合攏。懸掛腳手架搭設(shè)完成后，進(jìn)行木工板的鋪設(shè)，木工板與鋼管腳手架間應(yīng)用退火的8#鐵絲纏繞1圈綁扎牢固。在鋪設(shè)木工板前應(yīng)先鋪設(shè)一層彩條布，作為環(huán)保措施用，防止灰塵墜落到水庫內(nèi)。最后再在懸掛腳手架外側(cè)整體懸掛密目安全網(wǎng)作為防拋網(wǎng)，避免拋灑物落入水庫內(nèi)。

3.6 腳手架拆除

懸掛腳手架拆除遵循“后搭先拆、先上后下”的原則進(jìn)行，腳手架拆除前必須將施工產(chǎn)生的雜物、垃圾清理干凈，避免落入水中污染水源，腳手架拆除順序?yàn)榘踩W(wǎng)→防水阻燃布→毛竹板→防墜落鋼筋網(wǎng)→懸挑通道護(hù)欄→縱橋向鋼管→橫橋向鋼管→吊桿→懸掛鋼筋。拆除過程中必須做到逐步拆除、一步一清、一桿一清，絕不允許上下兩步同時(shí)進(jìn)行拆除。拆卸的鋼管與扣件應(yīng)分類堆放整齊，做到安全文明施工。

4 結(jié)束語

下坂大橋維修加固工程于2021年9月順利通車，下坂大橋雙曲拱橋主拱圈加固維修施工平臺(tái)采用橋面作為主要受力、主拱圈作為穩(wěn)定性受力的懸掛式腳手架，穩(wěn)定性及抗風(fēng)能力經(jīng)2021年6—8月多次臺(tái)風(fēng)考驗(yàn)，安全穩(wěn)固。環(huán)保措施到位，施工過程中未發(fā)生污染水源事件，安全性經(jīng)實(shí)體工程檢驗(yàn)，效果良好。雖然施工成本相對(duì)較高，平臺(tái)搭設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)，但在主拱圈維修加固施工過程中降低了施工難度及安全風(fēng)險(xiǎn)，具有的社會(huì)效益遠(yuǎn)大于經(jīng)濟(jì)效益，可為同類型跨越一級(jí)水源保護(hù)地的雙曲拱橋加固維修工程提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]上海同濟(jì)檢測(cè)技術(shù)有限公司. 新昌縣下坂大橋特殊檢測(cè)報(bào)告[R]. 2020年3月.

[2]寧波市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司. 郎坑至下坑公路下坂大橋維修加固工程施工圖設(shè)計(jì)[R]. 2020年8月.