邢婷婷

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司,山西 太原 030032)

目前,大部分的公路橋梁均采用標(biāo)準(zhǔn)跨徑的常規(guī)橋型,如跨徑13 m以下,常采用的橋型為實(shí)心板橋,隨著公路標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施推進(jìn),越來(lái)越多的結(jié)構(gòu)部件采用預(yù)制形式,預(yù)制梁板、預(yù)制墩柱、預(yù)制管樁被廣泛的運(yùn)用在橋梁設(shè)計(jì)方案中,而橋型方案的選擇對(duì)工程造價(jià)影響較大,針對(duì)張澗中橋裝配式預(yù)制板橋和普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋兩個(gè)比選方案,從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面綜合分析比較,為橋梁方案的選擇提供借鑒和參考。

1 工程背景

國(guó)道108公路采用一級(jí)公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)速度80 km/h,路基寬度24.5 m?？缭綇垵竞硬捎脴蛄悍桨?橋梁全長(zhǎng)70 m,全寬24.5 m,凈寬2～11 m。橋梁設(shè)計(jì)荷載等級(jí)采用公路-I級(jí),洪水頻率采用1/100。項(xiàng)目區(qū)宏觀地貌為沖洪積平原區(qū),地形開闊、平坦,海拔744～746 m。微地貌為Ⅰ、Ⅱ級(jí)階地?；鶐r埋深一般為200～400 m,沿兩側(cè)斷裂局部下陷深達(dá)600～800 m,陷隆寬度5～15 km。項(xiàng)目地層巖性主要為第四系全新統(tǒng)沖積(Q4al)粉土、砂土、粉質(zhì)黏土,平均厚度10～25 m;第四系上更新統(tǒng)沖洪積(Q3al+pl)粉砂土、粉土、粉質(zhì)黏土,平均厚度30～50 m。項(xiàng)目區(qū)基本地震動(dòng)加速度為0.20 g,地震動(dòng)加速度反應(yīng)譜特征周期0.40 s,地震基本烈度8度?？缭胶恿鳛榧竟?jié)性河流,無(wú)固定河道。

2 橋型方案

結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況,研究選取了裝配式預(yù)制板橋和普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋兩種橋型方案,并對(duì)其進(jìn)行了同深度比選。橋梁平面位于R=5 000 m的右偏圓曲線上,橋面橫坡為雙向2%,縱斷面縱坡-0.33%,墩臺(tái)徑向布置。橋面鋪裝采用5 cm AC-16中粒式改性瀝青混凝土+7 cm AC-20中粒式瀝青混凝土(摻抗車轍劑)+8 cm C50現(xiàn)澆防水混凝土。

2.1 橋型方案A:5-13 m裝配式預(yù)制板橋

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土(后張)橋面板,梁高75 cm,下部結(jié)構(gòu)采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土高強(qiáng)管樁,管樁采用PRC-I800AB130型管樁+PHC600AB130型管樁的配樁形式,上部橋墩采用PRC樁,直徑800 mm,壁厚130 mm,下部基礎(chǔ)采用PHC樁,直徑800 mm,壁厚130 mm。在0#臺(tái)和5#臺(tái)處設(shè)置D-40伸縮縫。橋型布置圖如圖1所示。

圖1 裝配式預(yù)制板橋型布置圖及橫斷面圖(單位:cm)

2.2 橋型方案B:5-13 m普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋

橋梁上部結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆實(shí)心板,梁高70 cm,下部結(jié)構(gòu)采用柱式墩、柱式臺(tái)、墩臺(tái)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ),橋墩直徑120 cm,樁基直徑150 cm。在0#臺(tái)和5#臺(tái)處設(shè)置D-40伸縮縫。橋型布置圖如圖2所示。

圖2 現(xiàn)澆實(shí)心板橋型布置圖及橫斷面圖(單位:cm)

3 技術(shù)對(duì)比

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙計(jì)列兩種橋型的工程量,其中兩方案橋面鋪裝、伸縮縫、護(hù)欄、搭板、錐坡、橋下開挖河槽工程量基本相同、不列入比較內(nèi)容,故主要工程數(shù)量表如表1所示。

表1 裝配式預(yù)制板橋與普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋工程量

方案A裝配式預(yù)制板橋上部結(jié)構(gòu)采用5片預(yù)應(yīng)力混凝土T梁,每片T梁之間采用濕接縫連接,梁高75 cm,采用預(yù)制拼裝方法施工,施工速度快,且質(zhì)量容易得到保證,橋墩設(shè)置密集,美觀性差,結(jié)構(gòu)整體性較現(xiàn)澆板差。方案B普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,梁高70 cm,采用滿堂支架現(xiàn)澆施工,在施工過(guò)程中還需對(duì)支架基礎(chǔ)進(jìn)行處理,必要時(shí)對(duì)橋下地面用低標(biāo)號(hào)混凝土進(jìn)行硬化處理,加強(qiáng)地基排水,防止地基積水軟化造成支架下沉。在澆筑混凝土之前還需對(duì)支架進(jìn)行預(yù)壓以消除支架的非彈性變形,施工質(zhì)量不易控制。

方案A裝配式預(yù)制板橋下部結(jié)構(gòu)采用先張法預(yù)應(yīng)力混凝土高強(qiáng)管樁,管樁采用PRC-I800AB130型管樁+PHC600AB130型管樁的配樁形式,該橋墩采用離心工藝制成空心墩柱,混凝土強(qiáng)度高,橋墩自重小,現(xiàn)場(chǎng)直接吊裝,不需要大規(guī)模的腳手架支模澆筑工序,施工速度快,施工現(xiàn)場(chǎng)文明整潔,采用離心工藝制成,橋墩表面光滑美觀,位移延性系數(shù)較大,塑性變形能力好,具有較高的耗能能力。樁基采用靜壓法沉樁,承載能力大,工廠預(yù)制,質(zhì)量可靠,耐久性強(qiáng),經(jīng)濟(jì)性好,空心結(jié)構(gòu),用料更省,打入樁施工方便、快捷,成樁費(fèi)用低,綠色環(huán)保,鋼材和混凝土消耗少,施工中不產(chǎn)生泥漿、棄渣等,有利于環(huán)保。但對(duì)施工精度要求較高,構(gòu)件間的連接件較復(fù)雜,對(duì)施工單位的技術(shù)水平要求較高。

方案B普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋采用常規(guī)柱式墩配鉆孔灌注樁的形式,整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土實(shí)心板是一種常用的、成熟的橋梁上部結(jié)構(gòu)形式,建筑高度低,截面形狀簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)剛度大,整體性好,抗震抗沖擊性好,防水性好,對(duì)不規(guī)則平面的適應(yīng)性強(qiáng)。設(shè)計(jì)方案和施工工藝均比較成熟。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)自重較大,對(duì)墩頂標(biāo)高控制力較方案A差,樁基施工時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量泥漿,棄渣等,污染環(huán)境。

4 經(jīng)濟(jì)對(duì)比

運(yùn)用同望工程造價(jià)管理軟件V10.50編制造價(jià)文件,套用2018版預(yù)算定額,考慮兩方案采用相同的工料機(jī)單價(jià),拌和、運(yùn)輸均采用相同的機(jī)械和運(yùn)距,分別計(jì)算兩種橋型方案的建筑安裝工程費(fèi)。根據(jù)方案內(nèi)容和主要工程量,計(jì)算得出兩橋型方案的造價(jià),計(jì)算結(jié)果如表2所示。

表2 裝配式預(yù)制板橋與普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋建筑安裝工程費(fèi)

對(duì)表2進(jìn)行分析,兩方案橋面鋪裝、伸縮縫、護(hù)欄、搭板、錐坡、橋下開挖河槽工程量基本相同、造價(jià)相同,不列入比較內(nèi)容,選取上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)工程、支座為對(duì)比指標(biāo),結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 裝配式預(yù)制板橋與普通現(xiàn)澆板橋分部工程綜合單價(jià)

(1)采用裝配式預(yù)制板橋比普通現(xiàn)澆實(shí)心板橋總造價(jià)節(jié)約約19.6%,每平米造價(jià)節(jié)約約1 000元/m2。造價(jià)差異主要體現(xiàn)在上部結(jié)構(gòu)、橋墩、基礎(chǔ)三部分。

(2)兩橋型方案上部結(jié)構(gòu)造價(jià)相差約19%,主要是由于方案A裝配式預(yù)制板橋混凝土用量較少,方案B采用普通采用整體現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,自重較大,與方案A相比,混凝土量增加40%以上,但由于方案A增加預(yù)應(yīng)力鋼束,導(dǎo)致單價(jià)偏高。

(3)兩橋型方案橋臺(tái)造價(jià)相差不大,因?yàn)轭A(yù)制T梁板蓋梁長(zhǎng)度比現(xiàn)澆實(shí)心板蓋梁長(zhǎng)度偏小,故方案A橋臺(tái)造價(jià)偏低,單價(jià)相近。

(4)兩橋型橋墩方案造價(jià)相差約32.4%,由橋型圖可看出方案A的橋墩個(gè)數(shù)為方案B的2倍,混凝土用量相差不大,但由于只是單個(gè)橋梁方案進(jìn)行對(duì)比,考慮橋墩預(yù)制廠和模板的攤銷等,導(dǎo)致方案A橋墩單價(jià)偏高。

(5)兩橋型方案基礎(chǔ)工程造價(jià)相差約47%,但方案A混凝土用量?jī)H為方案B的1/4,但由于只是單個(gè)橋梁方案進(jìn)行對(duì)比,要考慮樁基預(yù)制廠和模板的攤銷等,導(dǎo)致方案A基礎(chǔ)單價(jià)偏高。

(6)附屬工程造價(jià)差異主要由于支座個(gè)數(shù)變化引起的,占總造價(jià)比例較小,其影響可忽略不計(jì)。

5 結(jié) 論

(1)對(duì)于常規(guī)橋型,橋梁規(guī)模越大,工期較短,造價(jià)有限的情況下,采用裝配式方案更加經(jīng)濟(jì)合理。

(2)整體現(xiàn)澆板設(shè)計(jì)方案和施工工藝均比較成熟,應(yīng)用范圍較廣,對(duì)于有特殊要求的橋型,如對(duì)抗震抗沖擊性要求高,或采用不規(guī)則截面等,采用現(xiàn)澆方式適應(yīng)性更強(qiáng),更有優(yōu)勢(shì)。

(3)全裝配式預(yù)制板工藝還需在更多的項(xiàng)目中得到驗(yàn)證,后期養(yǎng)護(hù)相對(duì)困難,可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況選擇合適的橋型結(jié)構(gòu)。