貝雷橋在大型地下工程中的施工應(yīng)用

彭耀平，李剛青

(中國水利水電第十工程局有限公司， 四川成都 610072)

1 工程概況

項目位于成都市天府大道東側(cè)、悅東路以南、繞城高速天府收費(fèi)站以西、繞城高速以北。為地鐵29號線、11號線、18號線換乘綜合樞紐，并以地下通道與地鐵1號線相連。由于項目施工期間，地鐵18號線已經(jīng)運(yùn)營，為保證項目施工不對運(yùn)營的地鐵18號線造成影響，經(jīng)過專家評估，應(yīng)當(dāng)在施工期間避過地鐵18號線運(yùn)營區(qū)域。貝雷橋以其前期安裝簡易，后期拆除方便，費(fèi)用低廉的優(yōu)點(diǎn)，成為了解決避讓18號線運(yùn)營區(qū)域的首選措施。同時保證了項目施工便道通暢，解決了項目的運(yùn)輸通道的難題。

2 施工準(zhǔn)備

2.1 橋樁及橋臺

貝雷橋架設(shè)高程為±0高程，但由于項目屬于地下工程，需要進(jìn)行深基坑開挖。根據(jù)地勘報告，地質(zhì)分層總分5層，第一層雜填土，第二層黃黏土，第三層砂卵石，第四層，強(qiáng)風(fēng)化泥巖，第五層中風(fēng)化泥巖。作為橋的中間支柱，項目采取利用原基礎(chǔ)樁升高至橋底面高程作為橋樁，用以支撐橋梁。作為橋樁的基礎(chǔ)樁入巖深度大于原基礎(chǔ)樁入巖深度2m，保證基底承載力。

橋臺采用擴(kuò)大基礎(chǔ)形式的混凝土方形橋臺，基礎(chǔ)底部采用混凝土硬化處理，由于一側(cè)基礎(chǔ)處于基坑冠梁外側(cè)，在橋臺處做好隔水措施，防止基坑側(cè)壁被水浸泡，造成基坑失穩(wěn)。

2.2 設(shè)計參數(shù)

貝雷梁橋搭設(shè)示意圖見圖1。

圖1 貝雷橋搭設(shè)剖面示意

上部鋼橋結(jié)構(gòu)：321型13排加強(qiáng)型。

工程設(shè)計安全等級：臨時橋，滿足正常使用要求。

橋?qū)捯螅簶驅(qū)?m(左右兩側(cè)各預(yù)留1.5m作為人行通道)。

設(shè)計行車速度：20km/h(不允許車輛在橋上以大于10km/h的速度制動)。

設(shè)計荷載：車行道荷載：汽車-100t。

橋上縱坡：0 %。

橋上橫坡：0 %。

下部橋墩基礎(chǔ)：采用C35混凝土灌注樁，樁徑1.0m，

橋與橋墩連接：混凝土樁上采用預(yù)埋鋼托板與鋼橋相連接。

橋頭支擋結(jié)構(gòu)：采用C30現(xiàn)澆鋼筋混凝土擋墻。

橋樁基礎(chǔ)地基承載力特征值：≥1911kN。

3 施工方法

3.1 工序流程

臨時便橋施工工序說明：鋼棧橋施工是在目前地表上施工坑內(nèi)樁基及安裝樁頂上部的鋼棧橋承托板，然后施工坑外混凝土條形基礎(chǔ)，坑內(nèi)橋面以下先開挖2m，安裝45B工字鋼橫梁(雙拼)、安裝貝雷片、安裝分配梁工字鋼25B、標(biāo)準(zhǔn)橋面板、1.2m欄桿安裝、基坑一側(cè)橋臺位置澆筑混凝土擋土墻、坑內(nèi)一側(cè)邊坡防護(hù)。同時在靠近天府大道一側(cè)施工長28m,寬8m的現(xiàn)澆鋼筋混凝土洗車平臺，并在基坑內(nèi)側(cè)設(shè)置一條坡比為1∶6的下基坑現(xiàn)澆鋼筋混凝土馬道，坑內(nèi)澆筑斜撐支座。

鋼棧橋主要施工工藝流程：混凝土灌注樁施工—鋼棧橋安裝—綜合檢查—加載試驗—通車運(yùn)行。

3.2 施工工藝

3.2.1 橋樁施工

本工程鋼棧橋中間跨橋樁基礎(chǔ)利用盾構(gòu)保護(hù)區(qū)域內(nèi)的直徑1 000mm的C35混凝土抗浮樁，考慮橋樁基礎(chǔ)承載力特征值不小于1 911kN。根據(jù)地勘報告，本工程中風(fēng)化泥巖巖石天然抗壓強(qiáng)度特征值4.5～11.5MPa，滿足樁基礎(chǔ)承載力需求，因此樁須進(jìn)入中風(fēng)化巖層且深度不小于3.0m，直接利用混凝土澆筑成型，形成橋墩樁基礎(chǔ)。兩側(cè)橋樁基礎(chǔ)則采用基坑兩側(cè)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)樁。臨近基坑內(nèi)馬道一側(cè)橋樁采用直徑1 000mm的混凝土灌注樁，端頭設(shè)擋土墻?；炷凉嘧妒┕すに嚵鞒蹋?/p>

a.場地平整—b.開鉆前準(zhǔn)備工作—c.鉆孔—d.清孔—e.鋼筋籠制作、安放—f.二次清孔—g.灌注混凝土

3.2.2 橋臺及擋墻施工

本工程在靠近支護(hù)樁一側(cè)設(shè)置一9m×4m×1.5m的混凝土現(xiàn)澆條形基礎(chǔ)，以及在橋頭兩端設(shè)置各設(shè)置1個現(xiàn)澆鋼筋混凝土擋墻，以抵消橋臺背后的土壓力。

基礎(chǔ)條基的施工為一般土建施工流程，此處不作贅述。

3.2.3 貝雷橋安裝

在完成鋼托板及混凝土條基的養(yǎng)護(hù)工作以后，按照鋼棧橋截面尺寸將鋼棧橋的安裝施工作業(yè)面開挖并整平，便于下道工序施工。

3.2.3.1 貝雷梁連接成型

將雙排或三排貝雷片用貝雷銷和支撐架對接起來，接成5m長的貝雷梁待用(圖2)。

圖3 貝雷梁連續(xù)吊裝示意

圖4 100t行車試驗示意

3.2.3.2 貝雷梁安裝

將鋼棧橋橋面位置開挖2.0m深度后，將鋼棧橋工作面整平、壓實后，用20t汽車吊將拼裝完的9m寬貝雷梁吊裝(圖3)。

3.2.3.3 鋼棧橋橋面與欄桿安裝

橋面以下采用I25b工字鋼間隔30cm吊裝完畢后，再鋪裝橋面，橋面采用標(biāo)準(zhǔn)橋面板，與貝雷梁采用螺栓固定的方式連接。欄桿為φ48mm鋼管×1.2m，順橋方向間隔3m，焊接在橫梁兩端。

橫檔采用φ48mm鋼管連接，各個連接接口必須經(jīng)過檢驗，合格后方可投入使用。橋面系統(tǒng)并采用100t汽車進(jìn)行綜合試壓，試壓通過以后，便可進(jìn)行土方運(yùn)輸作業(yè)(圖4)。

3.2.3.4 橋墩保護(hù)

后期土方開挖完成鋼棧橋下部土石方后，在混凝土灌注樁的周圍采用黃黑相間，呈45 °夾角的油漆涂刷帶進(jìn)行警示，同時在樁上懸掛安全警示燈，距離橋樁0.3m位置設(shè)置隔離防撞帶，避免土石方車輛的碰撞。

3.2.3.5 鋼棧橋兩端基礎(chǔ)施工

臨近施工大門一側(cè)冠梁由于鋼棧橋橋面高度原因，應(yīng)當(dāng)降低標(biāo)高1.9m，以便于鋼棧橋施工時，冠梁不受力。

鋼棧橋靠近基坑一端，采用高2.08m高，C30混凝土擋墻對鋼棧橋進(jìn)行支擋，抵消水平推力。

3.2.3.6 鋼棧橋下放坡護(hù)坡及馬道施工

如圖1所示，鋼棧橋下采用二級放坡，第一級為1∶1.5，坡高5.7m，中間留置3.0m放坡平臺，第二級為1∶2，坡高5.7m。坡面采用掛網(wǎng)噴漿護(hù)坡，參數(shù)如下：掛網(wǎng)采用單層雙向，HPB300φ8 @200mm；噴漿采用C20細(xì)石混凝土，層厚60cm；固定錨桿采用錨桿機(jī)鉆孔，孔徑φ70mm，孔深2.0m，內(nèi)插HRB400Eφ16mm鋼筋，采用PO42.5硅酸鹽水泥，水灰比0.5進(jìn)行注漿。

鋼棧橋臨近基坑一側(cè)設(shè)置一條坡比為1∶6的下基坑馬道，馬道由上而下的結(jié)構(gòu)層為：C30混凝土面層，層厚0.3m，基層為50cm連砂石層以及50cm厚的建渣層，持力層為原狀土層?？炕右粋?cè)(圍護(hù)樁處)設(shè)置一條人車分流的人行通道，通道寬度1.5m，采用標(biāo)準(zhǔn)圍欄隔離。

4 荷載試驗

4.1 豎向撓度為三種

(1)自重?fù)隙?，為橋梁自身重量造成的撓度?/p>

(2)間隙撓度，為工件連接當(dāng)中的允許間隙值所造成的撓度。

(3)荷載撓度，為橋梁承受外來重力所造成的撓度。自重?fù)隙燃由祥g隙撓度之和稱為自身撓度(荷載前撓度)。

4.2 豎向撓度允許值

貝雷鋼橋系列均屬軍事用途鋼橋系列，中華人民共和國國家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB1162-91規(guī)定：自身撓度(荷載前撓度)允許值為L/300(L為計算跨度)，荷載撓度允許值為L/150(L為計算跨度)，取兩岸間最大跨度部分作荷載實驗。

4.3 荷載實驗步驟

試驗過程中車輛限速為5km/h，車輛行進(jìn)時應(yīng)均速，不得急剎車。試驗前相關(guān)人員在最大跨度中心處設(shè)好測量點(diǎn)。

(1)在通車前，相關(guān)人員對設(shè)在最大跨度中心處的測量點(diǎn)做好測量并記錄。通車前測量的撓度值為荷載前撓度。荷載前撓度沒有超過允許值時，則進(jìn)行下一步驟。

(2)出于安全考慮，先以小型車輛空車多次通過，在通車前相關(guān)人員在最大跨度中心處設(shè)測量點(diǎn)，待小型車輛空車多次通過時，測量橋梁撓度是否有過大變化，是否超過允許值，出現(xiàn)過大變化或超過允許值時需進(jìn)行相應(yīng)處理，如無，則進(jìn)行下一步驟。

(3)80 %標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗：以設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)核定荷載80 %的重量的車輛停于最大跨度中心處，對設(shè)在中心處的測量點(diǎn)進(jìn)行測量并做好記錄。此次測量為核定荷載80 %重量的荷載中撓度。測量的撓度沒有超過允許值時，進(jìn)行下一步驟。

(4)標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗：將重量為設(shè)計核定荷載的車輛停于最大跨度中心處，對設(shè)在中心處的測量點(diǎn)進(jìn)行測量并做好記錄，此次測量為核定荷載重量的荷載中撓度。測量的撓度沒有超過允許值時，進(jìn)行下一步驟。

(5)超負(fù)荷試驗：以重量為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)核定荷載120 %的重量的車輛停于最大跨度中心處，對設(shè)在中心處的測量點(diǎn)進(jìn)行測量并做好記錄。此次測量為核定荷載120 %重量的荷載撓度。

5 日常監(jiān)測及維護(hù)使用

(1)在橋梁兩端應(yīng)設(shè)載重噸位和限速的標(biāo)志牌，并由專人在橋頭位置指揮交通同時在橋頭位置設(shè)置CCTV監(jiān)控以及錄像，嚴(yán)格執(zhí)行橋面僅允許一輛車通行的規(guī)定。建立進(jìn)出橋梁的臺賬，并由安全管理人員進(jìn)行日常檢查。

(2)有條件的可以在兩端和跨中設(shè)置照明設(shè)備。

(3)定期檢查各結(jié)構(gòu)件是否變形；焊縫是否有脫焊現(xiàn)象；貝雷梁連接銷的保險銷、各種螺栓有無松動、缺失等。

(4)對嚴(yán)重積水和易銹部件應(yīng)設(shè)法排水和防銹、涂漆、涂油。

(5)鋼橋兩端及各中墩支座地基有無不均勻沉降。

(6)經(jīng)常注意觀察，定期測量橋梁跨中撓度。如變化較大時，應(yīng)查明原因，加以處理。

(7)在橋跨中彎矩最大處設(shè)置監(jiān)測棱鏡，按照2次/d的頻率對橋梁變形進(jìn)行監(jiān)測，并形成監(jiān)測報告，當(dāng)橋梁變形超過規(guī)范允許值時，應(yīng)當(dāng)及時停止使用，并進(jìn)行處理。此監(jiān)測活動應(yīng)持續(xù)到施工結(jié)束。

6 結(jié)束語

在大型城市地下工程的施工中，需要避讓很多既有結(jié)構(gòu)，以保證既有結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定。尤其是深基坑工程，地下巖土應(yīng)力的釋放，對既有結(jié)構(gòu)是一個很大的危險源。錦城廣場項目通過采用貝雷橋的方式，成功跨越近接施工的地鐵18號線(后期即將運(yùn)營區(qū)域)，解決了深基坑施工過程中對地鐵施工及運(yùn)營期的影響，為以后類似的工程提供了可靠的施工經(jīng)驗，具有較大的社會意義。同時，根據(jù)項目的施工工期以及項目的總造價，修建貝雷梁橋是一個極為簡便，廉價的處理措施，經(jīng)濟(jì)效益較好，對于項目的經(jīng)營有著積極的效益。