高速公路简支桥梁施工技术及安全风险评估

朱洪波

（中铁国际集团，北京 102300）

0 引言

由于我国幅员辽阔，目前高速公路建设事业进入了新的阶段，也带来了一定的难度和挑战。高速公路建设过程中，桥梁工程较为常见，与普通的路基工程不同，桥梁工程具有施工难度大、工程量大、安全系数低等特点，为一项控制性工程。在目前桥梁工程施工应用中，简支桥梁应用较为广泛，简支桥梁为一种单跨静定结构，具有受力和结构简单的特点，可较好地承受住较大的地基变形[1]。本文为研究简支桥梁施工技术要点，重点对简支桥梁施工工艺进行研究，制定出详细的施工组织安全风险评估体系，并在具体桥梁工程中进行应用研究。

1 工程概况

莫桑比克N13国道修复项目（Cuamba-Muita段）全线长138km，设计行车速度为100km·h-1，双向两车道，路面设计为双表处沥青混凝土结构形式，项目含5座简支桥梁。其中一座桥，其桥梁桥位处的设计流量为200m3·s-1，设计流速具体为3.54m·s-1，桥梁的中心桩号为K0+450，其交角为90°。该桥全长85m，其上部设计为预制T梁，下部为薄壁式桥墩及重力式桥台，基础有扩大基础和桩基础，桩基础为灌注式桩基。为提高桥梁的整体施工质量，现对简支梁施工关键技术进行研究，并制定出详细的安全评估方案。

2 简支桥梁施工技术要点

2.1 扩大基础施工

简支梁施工前优先进行扩大基础施工，即针对桥墩底部浅埋式基础进行扩大，首先应根据地勘报告综合分析基础岩层的岩性，结合设计要求确定其开挖深度，以形成有效的持力层，同时根据规范规定，在基础上应进行嵌岩处理，留出一定长度的襟边对基础进行保护。

2.2 桩基础施工

桩基础施工前结合设计图纸要求进行测量放样，再进行钻孔施工，边钻孔边检测泥浆黏稠度，确保泥浆的黏稠度可满足护壁的要求[2]。严格根据钻孔设计深度进行展开，并及时将钻孔内的泥渣进行清除，钻孔过程中如出现塌孔，需及时处理。钻孔至设计标高后清理孔内杂物至规范要求，再进行钢筋笼安设和混凝土灌注。合理选择成桩类型，其中钻孔灌注桩不同于人工挖孔桩，其主要应用在高水位地基上，桩深相对较大。接下来是破除桩头，主要包括将桩头四侧的土方挖除，将桩顶的标高进行控制，将强度较差的混凝土进行清除，施工人员人工将桩顶整平，并将桩头清洗干净。

2.3 桥墩施工

由于桥墩形式的种类繁多，因此应结合实际工程进行选择，目前实际应用中最常用的为桩柱式桥墩。修建桥墩时应先钢筋绑定，施工模板架设，最后再浇筑混凝土。待桥墩质量满足施工要求后即可展开盖梁或系梁施工。墩柱工程施工质量的重要评价指标为竖直度，因此应严格控制好桥墩竖直度，以确保支座安装的精度及后续上部结构施工顺利进行。

2.4 桥台施工

使用最多的桥台为重力式桥台，由于其施工工艺简单，因此其应用较为广泛。具体工序为先安装台身基础，再进行混凝土灌注，以提高桥台施工质量，按照分层填土的方式进行台背回填，接着展开台帽灌注。

2.5 梁板预制

在制定的制梁场进行梁板预制，简支梁施工中应用最广泛的是箱梁、T梁以及空心板梁，预制梁板的最关键环节为控制张拉预应力。

2.6 梁板安装

前期准备工作完毕后，待梁板混凝土强度满足设计要求后即可安装预制梁板，采用吊车或架桥机将预制好的梁板运至指定位置，施工技术人员及时对梁板的稳固程度进行检查，其稳固程度满足要求后则可开展横隔板钢筋焊接，并针对梁体和桥面之间的空隙采用混凝土进行填充。梁板安装前详细检查各机械设备零部件，并于适当位置涂抹润滑油。梁板加设前先彻底清理施工场地，控制好吊车或架桥机的水平高度以及横纵坡，确保行走框架能达到指定位置，施工技术人员严格按照设计方案安装桁架和导梁。

2.7 桥面及剩余工程施工

桥梁桥面的主要施工任务为桥面铺装、排水系统、路面施工、伸缩缝、护栏等[3]。严格控制桥梁铺装层的厚度，重点对垫石标高、梁板尺寸进行控制。桥梁混凝土护栏表面应坚实，不得出现裂纹，确保护栏连接处平顺。

3 施工安全风险控制

3.1 风险应对计划

主要针对可能或者即将产生的风险进行超前分析，并制定出风险制订方案计划，结合提供的风险清单、工程施工组织设计、工程概况、相关勘察资料等信息进行综合评定，风险应对计划中需详细包含施工组织安全保障、安全教育计划、防护措施以及应急预案等。

3.2 安全管理措施

以实际桥梁工程项目为例，制定出详细的施工安全管理措施，若存在较大的工程施工风险时，应结合图纸和实地勘测统筹编制出总体的施工方案，对承台施工、钻孔灌注桩等专项工程制定出对应的专项施工方案。各参建单位均需进行施工组织方案的交底，若需要进行设计变更，应需通过相关部门或专职人员的审批。施工单位项目部应制定出相应的管理计划和应急预案。

3.3 各事故类型防护措施

施工单位应格外重视高处坠落、触电事故、起重伤害、物体打击、机械伤害等施工安全隐患，明确规范施工操作，存在违规施工操作的需进行严厉惩处。

3.4 专项技术交底

桥梁简支梁施工过程中施工安全风险评估较大的主要为钻孔灌注桩和承台施工，因此，在施工前应加强对施工人员的安全生产教育培训，规范其施工操作，对各项机械设备进行定期的保养和维修。桥梁上的吊车升降、塔上作业、混凝土灌注等，均需要由专门的技术人员在场指挥。钻机需平稳放置，钻孔过程中若存在卡钻现象应及时切断电源，钻头不得随意摆放。承台施工也需进行专项施工安全交底，在降低施工安全事故发生的同时降低经济损失。

3.5 总体风险评估

结合该高速公路特大桥工程，采用权重进行风险评估，制定出带权重的简支桥梁施工安全总体风险评估指标，可为简支桥梁的施工安全控制提供参考和管理。桥梁工程建设规模中当单孔跨径Lk(总长L)超过或达到国内外同类桥型最大单孔跨径Lk(总长L)时，其评价分值为70～100，单孔跨径Lk＞150m或L＞1000m时，其评价分值为50～74，单孔跨径40m≤Lk≤150m或100m≤L≤1000m时，其评价分级为25～49，单孔跨径Lk＜40m或L＜100m时，其评价分值为0～24，同时需要结合工程实际综合判定；桥梁结构地质条件中存在不良地质灾害多发区域(包括熔岩、滑坡、泥石流、采空区、强震区、雪崩区、水库坍岸区等)时，其评价分值为67～100，存在不良地质灾害，但不频发时，其评价分值为34～66，当地质条件好，基本不影响施工安全时，其评价分值为0～33，同时需结合地质条件和场地安全综合判定；当桥梁结构气候环境存在极端气候事件多发区域(洪水、强风、强暴雨雪、台风等)时，其评价分值为67～100，当气候条件一般，可能影响施工安全，但不显著时，其评价分值为34～66，当气候条件良好，基本不影响施工安全时，其评价分值为0～33，同时需结合施工工艺综合判定；当桥梁结构中地形地貌条件为山岭区时，其评价分值为50～100，而为平原区时，其评价分值为0～49，同时需结合勘测资料来综合判定。另外桥梁结构涉及新技术、新工艺、新材料时，其评价分值为50～100，同时需要结合工程经验。

4 结语

简支桥梁为一种单跨静定结构，具有受力和结构简单的特点，可较好地承受住较大的地基变形，因此在目前桥梁工程施工应用中，简支桥梁应用较为广泛。本文围绕高速公路简支桥梁施工技术及安全风险评估进行展开，为提高简支桥梁整体施工质量和安全，重点对简支桥梁施工工艺进行阐述，并制定出简支桥梁施工组织安全风险评估体系，其研究结果可为同类简支桥梁应用提供参考借鉴作用，具有一定的可行性和实用性。