談橋梁工程鋼圍堰施工技術(shù)要點(diǎn)
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摘要：以江西某地橋梁工程為例，對(duì)底節(jié)鋼圍堰現(xiàn)場(chǎng)整體拼裝方案進(jìn)行比較，并采用升降平臺(tái)法在完成底節(jié)鋼圍堰拼裝后將平臺(tái)升降圍堰入水，在此基礎(chǔ)上對(duì)包括拼裝平臺(tái)施工、拼裝平臺(tái)預(yù)壓、底節(jié)鋼圍堰拼裝在內(nèi)的鋼圍堰施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以期為同類(lèi)工程提供參考。
關(guān)鍵詞：橋梁工程；鋼圍堰；升降平臺(tái)；施工要點(diǎn)
1工程概況
某橋梁路堤結(jié)合工程全長(zhǎng)40m，單側(cè)臨湖，采用預(yù)留導(dǎo)流渠設(shè)計(jì)。橋梁工程區(qū)地勢(shì)平坦，現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查測(cè)繪結(jié)果顯示，橋址區(qū)主要為細(xì)砂—淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土—泥質(zhì)細(xì)砂的第四系海積層（Q4cm）。橋址區(qū)地表水發(fā)育，海堤內(nèi)為滯洪區(qū)，地下水受降水、河溝水補(bǔ)給后流入臨海，漲潮后又受到海水補(bǔ)給，在堤岸內(nèi)滯洪區(qū)潮水的強(qiáng)烈作用下，工程施工受到較大影響。砂土層內(nèi)地下水和海水存在強(qiáng)水力聯(lián)系，區(qū)域地下水年變化幅度在2～4m，考慮橋址區(qū)地下水儲(chǔ)量豐富，場(chǎng)地周邊也并無(wú)開(kāi)挖條件，橋梁承臺(tái)和橋位路堤擋墻基礎(chǔ)均位于橋址區(qū)常水位以下，所以本橋梁工程以鋼板樁為承臺(tái)和附屬擋墻水下臨時(shí)圍堰，本工程擬采用長(zhǎng)9m、寬40cm、厚15.5mm的拉森鋼板樁。為降低鋼板樁達(dá)設(shè)計(jì)入土深度后作用于樁后的主動(dòng)土壓力，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際及設(shè)計(jì)要求，適當(dāng)降低樁前和樁后入土標(biāo)高，樁頂標(biāo)高應(yīng)控制在高出正常水位0.5m。為減少圍堰內(nèi)開(kāi)挖深度，應(yīng)降低圍堰外場(chǎng)地標(biāo)高，本橋梁工程鋼板樁入土深最小為5.9m，通過(guò)C25水下混凝土封底。該橋梁工程材料性能參數(shù)見(jiàn)表1。
2鋼圍堰方案設(shè)計(jì)
本橋梁工程鋼圍堰采用分塊加工，底節(jié)鋼圍堰現(xiàn)場(chǎng)整體拼裝后入水并分層接高，底節(jié)鋼圍堰現(xiàn)場(chǎng)整體拼裝應(yīng)為本工程鋼圍堰施工關(guān)鍵性工序。
2.1底節(jié)鋼圍堰入水方案
方案一：滑道法，即底節(jié)鋼圍堰入水可以采用滑道法，將滑道深入設(shè)計(jì)水深，并滿足龍漫浮吊吃水要求，為方便圍堰下滑，滑道縱坡按-0.5%設(shè)計(jì)。滑道法對(duì)岸坡場(chǎng)地要求較高，且龍門(mén)浮吊處水深應(yīng)能滿足鋼圍堰浮動(dòng)要求。方案二：浮運(yùn)平臺(tái)法，即在水中墩以上30m修建臨時(shí)碼頭，根據(jù)鋼圍堰大小租賃中60浮箱若干并由其組成浮運(yùn)平臺(tái)，完成組拼后將平臺(tái)浮運(yùn)至噸位處。考慮到浮箱需租賃或自制，而且將浮箱浮運(yùn)至噸位處后，需要提吊懸空鋼圍堰后抽出浮箱[1]，工程量較大，本工程不予采用。方案三：升降平臺(tái)法，考慮到本橋梁工程地形狹窄，場(chǎng)地有限，按照先堰后樁法的設(shè)計(jì)思路，在上游50m沿岸打設(shè)鋼管樁，并以此為承重樁，承重梁通過(guò)貝雷片組拼，并以精軋鋼為吊桿，完成底節(jié)鋼圍堰的拼裝后將平臺(tái)升降圍堰入水。大量工程實(shí)踐證明，升降平臺(tái)法能充分利用鉆孔平臺(tái)的材料，成本低、施工方便，對(duì)本橋梁工程鋼圍堰施工也較為適用[2]。
2.2平臺(tái)結(jié)構(gòu)拼裝
本工程升降平臺(tái)拼裝地點(diǎn)設(shè)定在2#墩150m及岸邊9m的橋側(cè)旁，升降平臺(tái)長(zhǎng)×寬為42m×42m，各角設(shè)820mm×10mm鋼管樁4根，沿水流垂直方向設(shè)主梁2根，每根主梁均由單片貝雷片組成，用長(zhǎng)75cm的精軋螺紋鋼將中間3片貝雷片串聯(lián)。順著水流方向按4.5m間距設(shè)縱梁，通過(guò)平臺(tái)四角設(shè)置的鋼管樁進(jìn)行主梁懸吊，并在32t千斤頂?shù)淖饔孟聦?shí)現(xiàn)入水鋼圍堰的自浮。面板由10mm厚的鋼板按50cm間距鋪設(shè)，并按鋼圍堰直徑呈環(huán)形布置。
3鋼圍堰施工技術(shù)要點(diǎn)
在進(jìn)行鋼板樁圍堰施工前，通過(guò)挖機(jī)平整圍堰承臺(tái)和擋墻基坑標(biāo)高，達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高后進(jìn)行承臺(tái)平面位置測(cè)放，并進(jìn)行基坑尺寸開(kāi)挖和圍堰施工邊線的石灰劃線。鋼板樁進(jìn)場(chǎng)后進(jìn)行樁堆放、接長(zhǎng)、鎖口潤(rùn)滑、防滲設(shè)置及其余施工設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況的檢查。
3.1拼裝平臺(tái)施工
3.1.1鋼管樁沉樁將履帶吊停在岸邊并配合振動(dòng)錘施打碼頭附近鋼管樁，下沉施工采用懸打法，并借助懸臂導(dǎo)向支架進(jìn)行基礎(chǔ)鋼管樁打入位置的定位及垂直度測(cè)量，符合設(shè)計(jì)要求后下沉振樁錘[3]。以貫入度和入土深度為沉樁控制指標(biāo)，在覆蓋長(zhǎng)度內(nèi)保證貫入度小于等于3cm/10擊，測(cè)量鋼管樁處水深大于等于5.5m，鋼管樁插入覆蓋層小于等于6m。由于河道內(nèi)河床覆蓋層薄弱，內(nèi)側(cè)河道鋼管樁難以站立，為此應(yīng)將兩臺(tái)導(dǎo)向船并排停在樁位處且拋錨定位協(xié)同作業(yè)，并在導(dǎo)向船之間鋪設(shè)工字鋼打樁平臺(tái)的情況下，在孔徑1.5m鋼護(hù)筒內(nèi)進(jìn)行沖擊成孔。完成鋼護(hù)筒定位后沖孔作業(yè)，結(jié)束后采用高壓風(fēng)將沉渣吸出。沖孔孔深大于等于5m，并在沖孔內(nèi)植入Φ820mm鋼管樁后將鋼護(hù)筒拔出1.4m，再在鋼管樁內(nèi)灌注水下混凝土起到錨固作用。通過(guò)導(dǎo)管及鋼管樁底部的開(kāi)孔，水下混凝土從鋼管樁內(nèi)部和管內(nèi)翻出，在其澆筑過(guò)程中通過(guò)測(cè)量鋼管樁內(nèi)外高差進(jìn)行混凝土用量控制，并確保澆筑高度比河床面高出2m。澆筑結(jié)束，待強(qiáng)度達(dá)2.5MPa后再進(jìn)行下一根鋼管樁沉樁施工[4]。
3.1.2樁頂分配梁安裝樁頂分配梁采用工字鋼，并在樁頂標(biāo)高確定后安裝，先將2cm厚的鋼板樁帽焊接于樁頂，并將加筋肋焊接在鋼板和鋼管連接處，加筋肋由1cm厚的鋼板切割而成，鋼板樁帽施工完畢后進(jìn)行分配梁和吊梁安裝，底橫梁及吊梁吊桿支點(diǎn)位置也需焊接加筋肋，若因安裝誤差導(dǎo)致頂橫梁和鋼板樁帽之間存在過(guò)大空隙，則應(yīng)加墊薄鋼板、鋼楔等調(diào)平。
3.1.3主次梁安裝本橋梁承重主桁架包括8片貝雷片，用長(zhǎng)750mm的ø32精軋螺紋鋼（每根配2個(gè)螺帽）將中間4片緊密連接，外側(cè)再用支撐架連接，使承重梁整體長(zhǎng)42m，寬2.04m。在主桁架安裝施工過(guò)程中，必須注意貝雷片間的銷(xiāo)接、貝雷片和支撐架之間的螺栓連接的牢固性。
3.1.4面板分配梁及面板安裝按照橋梁工程設(shè)計(jì)間距將面板分配梁放置在貝雷片上，并將U形卡設(shè)置在分配梁和每組貝雷片之間，待鋪設(shè)完面板分配梁并焊接牢固后，進(jìn)行6m長(zhǎng)、2m寬、1mm厚面板鋪設(shè)，并在面板和分配梁之間預(yù)留出6cm焊接空間后鋪設(shè)鋼板。
3.2拼裝平臺(tái)預(yù)壓
本橋梁工程底節(jié)鋼圍堰拼裝施工平臺(tái)承受的最不利荷載為150t，按照1︰1倍系數(shù)確定的預(yù)壓荷載值為1650kN。根據(jù)底節(jié)鋼圍堰變形觀測(cè)結(jié)果，自重作用下和滿載后的次梁最大撓度分別為20cm和45cm，自重作用下和滿載后的主梁最大撓度為16cm和24cm。次梁卸載后撓度減小為28m，彈性變形和塑性變形分別為15.5cm、8.5cm，主梁卸載后撓度為20.0cm，彈性變形、塑性變形為4.0cm和3.8cm。預(yù)壓前還應(yīng)演練平臺(tái)下放標(biāo)高降低和預(yù)壓堆載后平臺(tái)升降，確保平臺(tái)結(jié)構(gòu)安全、下放平穩(wěn)且無(wú)異常。
3.3底節(jié)鋼圍堰拼裝
預(yù)壓拼裝平臺(tái)結(jié)束后，按照鋼圍堰刃角底面尺寸在平臺(tái)頂面放樣，確定出斷面點(diǎn)并編號(hào)，再定出鋼圍堰中心點(diǎn)，進(jìn)一步復(fù)核尺寸斷面，并按放樣位置和編號(hào)對(duì)稱排放。為防止圍堰側(cè)翻，應(yīng)在每塊鋼圍堰單邊設(shè)置兩個(gè)支撐點(diǎn)，并采用14型鋼支撐，加配手動(dòng)葫蘆進(jìn)行鋼圍堰平整度和垂直度調(diào)節(jié)，完畢后焊接支撐。鋼圍堰拼裝過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)撓度控制，對(duì)每塊鋼圍堰均應(yīng)按照拼裝→點(diǎn)焊→臨時(shí)固定的次序處理，待點(diǎn)焊成型后進(jìn)行全面焊接?？紤]到拼裝施工中平臺(tái)支架可能出現(xiàn)的變形，必須對(duì)鋼圍堰擺放標(biāo)高進(jìn)行塞墊處理，并隨時(shí)觀測(cè)和調(diào)整圍堰底拼接好的鋼圍堰底平臺(tái)，通過(guò)水密性試驗(yàn)檢驗(yàn)焊接質(zhì)量[5]。鋼圍堰全部拼裝焊接成型后，拆除側(cè)向支撐，通過(guò)四個(gè)吊點(diǎn)提吊下放入水。
4結(jié)語(yǔ)
本橋梁工程主要采用鋼板樁圍堰施工技術(shù)，確保了承臺(tái)和擋墻水下結(jié)構(gòu)物施工的順利進(jìn)行。施工結(jié)果表明，橋梁工程鋼圍堰拼裝升降平臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拼裝簡(jiǎn)便，還能有效解決施工場(chǎng)地有限的情況下底節(jié)鋼圍堰拼裝難題，在確保鋼圍堰施工質(zhì)量和進(jìn)度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)支護(hù)施工成本的優(yōu)化，為深水橋梁基礎(chǔ)施工提供全新思路。
參考文獻(xiàn)：
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作者：晏堃 廖文成 簡(jiǎn)思羽 單位：新余市公路管理局