中小钢便桥在城东湖闸加固工程中的应用

2021-04-03张家颍

治淮 2021年5期

张家颍

一、工程概况

安徽省城东湖闸加固工程省道S310 改道便桥位于安徽省霍邱县境内，为城东湖闸加固工程施工期间封闭交通时的临时便道，主要承担施工封闭期间省道S310 绕行交通量。钢便桥按公路-Ⅱ级进行限载（30t），限速（20km/h）单车道通行，严禁超载车辆通行。

在勘探深度范围内，地层自上而下可划分为5层，分别描述为：

①层（Qa4l）：重粉质壤土，表层1～1.5m 可塑状，1～1.5m 以下为硬可塑，含铁锰质结核。该层分布广泛。

②层（Qa4l）：轻粉质壤土，夹较硬粉性团块，该层普遍分布。

③层（Qa4l）：中～重粉质壤土，局部可塑，局部软可塑，该层普遍分布。

④层（Q3al）：重粉质壤土～粉质黏土，硬可塑，含铁锰质结核物，该层普遍分布。

⑤层（Q3al）：轻～中粉质壤土，软可塑，部分钻孔揭露。

淮河引河宽度90m，水深1～-2m，水位随季节性变化较大，无通航条件。

拟建钢便桥主梁使用“321 型”标准贝雷片，为下承式单层双排贝雷梁，全长90m，共10 跨，跨径组合为10×9m，桥面全宽7.4m，桥面布置为：0.45m 贝雷梁+6.5m 行车道+0.45m 贝雷梁。采用单幅通行，限速20km/h。便桥两侧搭设6%灰土桥台与省道S310 改道连接。

二、施工方案

最初方案是使用一台25t 级汽车吊配合45kW振动锤逐跨进占法施工。后由于施工过程中振动打桩机不能满足设计施工的需要，振动打桩机在硬塑土层中进展缓慢，严重影响工程施工进度，后更改施工方案为引孔设备配合打桩机流水式作业施工。由于引孔需确保桩位准确，故需干地施工条件。引河水较浅，河面较窄，水流缓慢，决定采用土围堰进占法施工。贝雷桥施工流程为：测量放样出钢便桥桩位位置→架设引孔设备引孔至施工深度（根据施工现场实际情况调整）→采用汽车吊吊运钢管桩进入引孔内→打桩机进行打桩。

三、贝雷桥钢便桥施工工艺简介

采用全站仪对桩位进行精确放样，并做上标记，随后架设150 型钻机进行对桩引孔，引孔直径为40cm，引孔深度根据施工现场实际情况调整。

移动150 型钻机至下一桩位，并重复精确放样步骤，在原桩位使用25t 级汽车吊配合45kW 振动锤，吊运钢管桩至引孔孔洞内并进行振动施打；由于本钢管桩整体较长，施工中应对钢管桩进行拼装焊接；振动施打至沉桩深度和停锤条件（30min 内沉桩深度小于5cm）满足设计要求；采用水准仪测量控制钢管桩设计高程，并进行截桩；安装分配梁，组合贝雷梁进行拼装；拼装完毕进行桥面系工作。至此本跨施工完毕，重复进行下一跨工序。

四、钢便桥拼装搭设控制技术

1.钢便桥的组织形式

该桥为直线装配式桥梁，钢便桥上部结构主梁采用“321”型标准贝雷片，为下承式单层双排贝雷桁架，贝雷梁每隔6m 设置纵、横向连接花架，采用9#角钢连接。钢便桥下部结构均采用Φ630×10mm 钢管打入桩（按照摩擦桩设计）。桥台两侧为双排桩，为2×2 排列，横向间距为6.95m，纵向为3m，桥墩均为1×2 排列，横向中心距6.95m，桩口采用开槽方法，并在桩顶设置14mm 厚的“井”字型加强隔板，钢管桩横向设置Φ273×6mm 钢管连接，并设置C22a 槽钢斜撑加强联系，并在1—9跨桥墩间设置纵联钢管及纵向剪刀撑。桩顶横向分配梁、及桥台纵向分配梁均采用双拼I36a 工字钢架设，在贝雷梁的下部空隙位置设置间距为1.5m 的I40a 工字钢横向分配梁。贝雷片与横向分配梁之间用标准U 型卡或焊接，I40a 工字钢分配梁横梁上设置净距为9.4cm C22a 槽钢，槽钢与横向分配梁搭接部分采用角焊缝连接。槽钢上铺设8mm 花文钢板，纵向分配梁槽钢与桥面钢板间采用角焊缝连接，角焊缝采取断续焊的方式，每条焊缝长度为300mm，纵向间距为300mm，并在贝雷梁内侧设置1.3m 高的防护格栅，防护格栅上每5m 间距设置一道诱导标志。在便桥两侧搭设6%灰土桥台，以利于桥头与路面的顺接。

2.钢便桥下部结构施工

钢管桩的打设。由于本工程河水较浅，流速较慢，采用进占法施工土围堰形成干地施工条件，用全站仪对桩位进行精确放样，并做上标记，随后架设150 型钻机进行对桩引孔，引孔直径为40cm，引孔深度根据施工现场实际情况调整。移动150 型钻机至下一桩位，并重复上述工作内容，在原桩位使用30t 级汽车吊配合45kW 振动锤，吊运钢管桩至引孔孔洞内并进行振动施打，直至满足设计深度及停桩条件时。由于本工程单桩长度较长，在施工过程中需要接桩和截桩，Ø630mm 钢管桩第一节施打完毕后应及时进行接桩，接桩前应将原桩变形段进行切割，注意管端平面与管轴线垂直，在进行接桩对焊时，要求焊缝满焊并达到母材强度要求，同时在同桩径钢管桩四周均匀设4 块200mm×300mm×10mm钢板加强。在桩位施打稳定后采用水准测量放样桩顶高程，并在桩顶标记，随后进行桩顶截桩。

3.钢管桩间的平联、剪刀撑的施工

首先进行平联的测量放样，技术员实测桩间平联长度后下料。同排钢管桩之间设置Φ273×6mm钢管平联及C22a 槽钢斜撑加强联系，1—9 跨间设置纵联钢管及纵向剪刀撑，以提高桩柱整体性。平联时要注意横撑、斜撑的设置须和钢管桩的轴线保持一致，下料长度要保证焊接要求，焊缝均为双面贴角焊缝，焊脚尺寸10mm，水平撑与节点板间焊接长度不小于300mm，斜撑与节点板间焊接长度不小于250mm，节点板与立柱间焊接长度不小于200mm。焊缝要求饱满。桩头施工必须注意水平高度的一致，防止局部应力不均。

待横向连接完毕后对桩顶进行测量，将超过设计高度的钢管桩切除，安放焊接桩帽。首先用吊车悬吊双拼I36a主横梁到测量放样位置后安装并固定，然后电焊工按测量放样位置焊接横梁，所有焊缝均要满足相关规定要求。

4.钢便桥上部结构施工

贝雷片采用标准型，长3m，高1.5m，首先将贝雷片用汽车运至施工场地，然后用汽车吊和人工配合预拼装，每次拼装一组贝雷，每组贝雷长度9m，贝雷片间用支撑架连接好。每次以单跨贝雷梁作为一组进行架设。架设前首先在下部结构顶横梁上进行测量放样，定出贝雷架准备位置，然后将拼装好的一组贝雷主桁片装车并运至吊车后面。吊车首先安装一组贝雷，准确就位后先牢固捆绑在横梁上，然后焊接限位器，将贝雷梁与I36a 型工字钢连接固定，防止左右偏移扭转。分配梁安设在钢管桩槽口内，并且两侧及底部采用薄钢板与钢管焊接固定，并注意在钢管桩顶部设置加强隔板。依此类推完成整跨贝雷梁的安装。第一跨贝雷梁拼装完毕后开始铺设桥面，然后依次进行直至最终完成。