1、小跨径桥梁钢平台架设方案的选择随着科学技术的进步,以及施工机具、设备和材料的不断发展,现代桥梁施工技术在传统的施工方法基础上不断改进、发展和丰富起来。在桥梁的经济指标与施工技术和施工管理水平之间更密切的今天,一种好的桥梁施工方法占了相当重要的位置。本工程位于广州市东风路跨东濠涌的小桥上,交通繁忙,施工场地十分狭窄,旧人行道至高架桥桥底净高约 4.8 米,净空较少。旧桥南侧有一条直径 18cm 的铸铁供水管及 8 条各 1 万伏的高压电线固定在桥侧,旧桥西侧又有电信及其他通信电缆架空在桥底,该侧还有一条直径 40cm 的排水管通往涌边,旧人行道的帽梁上更有一条直径 60cm 的供水钢管和一条一万
2、伏的电缆横跨过涌。本工程需要改建出一条距离路边东濠涌高架桥支墩 4 米的右转弯车道与 3.5 米宽的新人行道。改建部分宽为 3.3-7.7m、净跨为 10 米,上部结构为单孔双悬臂 T 梁(跨度为 3.5+10+3.5=17m) ;下部结构为独立桩基础,共需建造 3 条直径 1米的水下混凝土灌注桩,桩长 11 米,桥梁平面图如图 1 所示。单位:cm30,0770污 水 挡 土 墙东 濠 涌图 1 桥梁平面图由于众多电线及管线的存在,给施工带来很大的困难,本工程在施工中既要保证管线不能被破坏,又要保证工期。因此,施工中钢平台架设方案成为整个工程施工的重点。1、架设方案由于该桥位于东风路的主干道
3、上,它是“三年一中变”的附属工程,加上九运会的马上来临,要求我们在时间上已经刻不容缓,制定一项合理的钢平台架设方案是保质保量地完成任务的关键所在。由平面图可知,由于桥梁两悬臂端均处于陆地上,主梁施工时,不需架设钢平台,只需做砖模板即可完成该部分的施工工作,而河跨部分约 7m,跨径较小,但主梁施工需架设钢平台。由平面图可知,在河跨的西边有一挡水砖墙。有鉴于此,我们专门组织了有关技术人员进行了方案研讨,最后初步定制了三个方案:(1)第 1 方案,钢平台采用 40b 工字钢作为立柱及 36b 工字钢作为纵梁与横梁搭设而成,钢平台面密铺 20a 槽钢(间距 80cm) ,槽钢上再面铺 10mm 厚的钢
4、板。根据地质资料,立柱需采用长 9m 的 40b 工字钢,以振入强风化岩层 1m,方可达到设计强度要求。立柱的纵横方向在河床处各用一条 20a 槽钢烧焊加固,并在纵横方向各用至少两条 20a 槽钢作为十字撑烧焊加固,以提高钢平台的稳定性。钢平台四周用钢筋烧焊建造 1 米高的栏杆,确保高空施工安全,架设平面图如图 2:单位:cm污 水 挡 土 墙5204170953 70,图 2 方案一钢平台架设平面图(2)第二方案,分别在两桥墩边缘与跨中布置 3 根立柱,工字钢采用 36b 型,用振动锤将立柱振入微风化持力层以下 1 m。在立柱与立柱之间设横梁,横梁用 28b 工字钢,用 22a型槽钢作为立柱
5、之间的拉杆和斜撑,以保证整个钢平台的稳定性。主梁采用 6010mm 的四根钢管弦杆和腹杆焊接组成,桁架之间每隔 40cm 用等直径的钢管焊接而成,共同组成一空间桁架体系,其截面高为 40cm,宽度为 3.5-6.0m,图 3 及图 4 分别为主梁侧面图及主梁立面图:单位:mm60 1图 3 主梁侧面图 图 4 主梁立面图(3)第三方案,经过现场勘察结果,在河床处有一层约 15cm 的 C20 混凝土层,由于该桥跨径较小,主跨施工的施工荷载不大。因此,在河跨部分,可否选择一个方便可行的方法,利用该混凝土层作为垫层,底层铺钢板加槽钢作为基础受力部分,将立柱直接焊在槽钢上,从而免去振动桩这一工序。在
6、钢平台面上每隔 90cm 再铺 22a 槽钢,形成一钢平台骨架。在桥跨的东边,施工前,先在帽梁处预留工字钢,作为钢平台的受力支承点。同时,为了利用桩基础外边的护筒,在桩基础及帽梁混凝土施工完成并养生到拆模强度后,没有立即将钢护筒拆除,而是用一斜撑一端与该横梁焊接,另一端与护筒焊接,增加横梁的承载能力。而在桥跨的西边,可直接将 22a 槽钢纵梁架立于砖墙之上,不需再架设立柱。经过反复比较,觉得第三方案比较可行,第一个方案比较费工费时,加上在用振动法锤入立柱时,对施工工艺要求高,一方面在振入过程中,可能出现桩的偏移、倾斜等现象,则需要采取有效措施处理,这就可能使本工程在工期上受到影响。另一方面,整
7、个振动作业,须一次完成,以免土的摩阻力恢复,因此,从以上分析来看,本方案实施起来比较烦琐,而且施工不容易控制。第二个方案除了要注意在振入立柱时可能出现的问题外,对作为受力纵梁的钢管桁架的焊接工艺要求也较高。方案三只要解决钢平台的稳定性问题,操作起来相对简单,并且施工较其余两个方案更节约时间。2、方案实施2.1 平整河床为了将河床平整,先利用砂袋分步将河床进行围堰,清除河床中的淤泥及杂物,在凹凸不平的地方,浇筑混凝土,以达到河床平整的目的。2.2 钢平台东边横梁的布设如上述所述,在帽梁浇筑混凝土前,将工字钢预先埋在帽梁里,并露出约 20cm 作为支承横梁的支点,待帽梁混凝土达到一定强度,并拆模后
8、,将 28b 工字钢横梁横向放在该工字钢上,并将它们点焊,以保证其不滑落。为了增加横梁的受力强度,在横梁与钢护筒之间用 22a 槽钢设两道斜撑,成喇叭形状,也有效地增加了横梁的稳定性。同时,用数根6010mm 钢管顶住横梁,并将之支承在河床的混凝土上,使该横梁的受力性能进一度得到加强。2.3 焊接并安装骨架用 36b 工字钢作为立柱,并以 90cm 的间隔将端部焊在 40a 的槽钢凹槽上,二者成直角焊接。为增加基座的稳定性,用数块 1000100010mm 的钢板与 40a 槽钢焊接。由于直接与河床混凝土接触的是钢板,而钢板的存在可增加支承的有效面积。再用二根 22a 的槽钢分别在立柱的另一端
9、的两面将四根立柱焊接在一起,一方面,它可作为受力横梁,另一方面,它也增加了立柱的整体稳定性。将焊接好的骨架,吊运到河跨的中央,并立好扶正,将钢板部分直接放置并支承在河床的混凝土上。与此同时,用 22a 槽钢将纵梁与骨架垂直地焊接成一体,22a 槽钢的长度预先焊接完成,应能达到整个河跨长度,将槽钢一端架立在帽梁处的横梁上,另一端直接架立在砖墙上。2.4 钢平台的焊接安装完成由于有二片纵梁的约束作用,焊接骨架比较稳定,此时,可将其它纵梁分别一端放置在帽梁处的横梁上,另一端放置在砖墙上放置好。再一一将它们与骨架横梁焊接。至此,整个钢平台的焊接安装工作已经完成。钢平台平面图见图 4。单位:cm污 水 挡 土 墙立 柱横 梁 纵 梁砖 模 板 完 成 主 梁 施 工图 4 钢平台平面图3、结语实践证明,此方案切实可行,整个施工过程容易掌握,施工难度不大,它不但免去了打桩这一复杂的工序,而且也加快了整个施工进度。在现场技术人员和施工人员的共同努力下,钢平台的施工完成后,稳定可靠,为后面安装模板及浇筑主梁工作提供了保证。