复杂工况装配式公路钢便桥施工技术

王 逸， 刘仁刚， 王长林， 李万勇

(四川交投建设工程股份有限公司市政工程分公司，四川成都 610000)

目前国内钢便桥的结构形式通常是下部钢管桩基础、上部贝雷梁[1-2]，采用振动锤打设钢管桩进入软弱土层，钢管桩通过与软弱土层之间的摩擦力提供支反力[3-5]。对于跨河便桥来讲，施工的关键是便桥地基的稳固、钢管桩的打入以及贝雷梁的吊装就位，选用合理的组合形式及进行正确的施工，关系到钢便桥建设的成败[6-8]。

当钢便桥跨越深厚软弱地质时，钢管桩或混凝土基础不足以承担贝雷梁及上部交通荷载，产生不同位置地基沉降不均匀造成的便桥失稳、坍塌隐患，诸多临时钢便桥的失稳、倒塌由此产生，需要采取加固措施进一步提高地基承载力，通过规范施工工艺、控制施工质量，进一步提高钢便桥便道的可靠性[9-12]。

为此，根据现场施工条件及施工进度提前安排，紧密控制各环节施工质量，改进施工工艺，具有重要的工程意义。

1 混凝土工程概况

本文依托工程为横跨美姑河建设4座贝雷片钢栈桥，分别为33 m下承式钢栈桥1座，45 m上承式钢栈桥2座，33 m上承式钢栈桥1座。桥宽均为4 m，可承载100 t荷载。

桥墩及桥台采用C30混凝土钢筋混凝土，墩柱采用600 mm×10 mm的钢管。为防止河水冲刷，河中基错向外扩大加宽，形成鱼嘴状。钢管与墩柱基错采用法兰盘螺旋连接后再用混凝土包裹，以防止河水侵蚀。钢便桥技术参数如下：

(1)道路等级：施工栈桥。

(2)设计车速：15 km/h。

(3)桥面布置：单车道，桥宽4.5 m。

(4)设计荷载：100 t挂车。

33 m钢便桥整体布置如图1所示。

图1 33 m钢便桥布置(单位:mm)

2 施工工艺流程

施工准备→测量放样→墩基开挖→预埋件施工→墩台混凝土浇筑→钢桥架设→桥面系统及辅助工程施工。

3 施工工艺及操作要点

3.1 施工准备

(1)施工道路利用原有道路。

(2)该工程主要用电采用柴油机发电。

(3)测量放线确定桥台位置、高程、尺寸、基坑边线、中心控制点等。

3.2 测量放样

根据钢便桥的设计图测量桩位，并做好标记，水中钢筋采用钢筋插入河床作为标记，桥台桩位采用白灰标记。

3.3 墩基开挖

(1)按照设计尺寸基坑长5.9 m，宽3.5 m，深5.368 m要求开挖基础，开挖后的地基承载力不小于180 kPa。

(2)河道中的条形基础围堰施工。

(3)河槽处理：在围堰修建之前，应将堰底部河床内的植被、树根、碎石、表层淤泥和碎屑挖出并大致平整。

(4)围堰施工过程：围堰设计→河床疏浚→填土边坡→抽水→基础开挖→基础施工→围堰拆除。

(5)采用机械配合人工开挖并清理基础，基坑的宽度应比设计地基的两侧宽约50 cm。基坑开挖达到设计高度后，将基础直接放置在自然基础上，并清除基坑周围的松散土石。

3.4 预埋件施工

3.4.1 预埋件施工前的准备

预埋件施工过程：钢筋、钢板的加工→焊接→支模和安装埋入件→校核埋入件的尺寸和位置→混凝土浇筑→养护、拆模。

安装埋入件前，应先了解其型号、位置和数量，然后根据标准制作并固定预埋件。

3.4.2 预埋件在混凝土施工中的保护

在检查模板、钢筋、预埋件等合格后，然后才能浇筑混凝土。如果发现在混凝土浇筑过程中埋入件移位，应停止浇筑和振捣，找出原因，并进行适当的处理。并且应注意，在混凝土的终凝之前必须将其重新固定。在混凝土浇筑过程中，应采用插入式振动器，避免与锚板碰撞。

3.5 墩台混凝土浇筑

3.5.1 墩台钢筋的布置与绑扎

(1)清扫基础垫层，用墨斗弹出钢筋位置线。

(2)按照钢筋位置线布放钢筋，必须保证钢筋横平竖直。布放钢筋时需设置垫块，以满足混凝土保护层厚度要求。

(3)绑扎钢筋。双向主筋的钢筋网必须在所有的相交处扎牢。对于单向板，钢筋可以用梅花扎，梁侧的板钢筋必须满扎。对于双向板，则必须满扎。

3.5.2 模板安装

如图2所示，每次使用前清洁钢模板，并在模板上涂脱模剂。模板由自卸车运到现场，然后人工运至仓面。根据放样点安装模板，复测后安装内拉支撑并补缝。

图2 模板安装

3.5.3 混凝土浇筑与养护

混凝土由混凝土罐车运至施工现场，再由运输车直接运至斜槽，由斜槽下料，采用平铺法，铺料每层厚度为30～50 cm。

混凝土浇筑完成后，进行人工浇水养护。只有在达到相关规范指定的强度后才能拆除模板，避免在晚上或温度骤变期间脱模。

3.5.4 台背回填

如图3所示，在混凝土强度达到70 %以上方可回填桥台台背，填筑每层厚度不超过30 cm，小型碾压设备无法碾压的位置用平板振动器进行人工夯实。

图3 台背回填

3.6 钢桥架设

3.6.1 钢管桩与桩顶分配梁施工

(1)钢管桩的加工与制造。钢管桩由厂家加工提供，用于卷制钢管桩的钢板应符合设计及规范要求。

(2)施工前的准备。钢管桩交付现场后，检查钢管桩焊缝，对有厚度不足、咬边、裂纹和夹碴的焊缝进行外包加固处理。

(3)钢管桩的焊接。如图4所示，将钢管桩提升到预设的桩位置，确定垂直度和深度，在焊接过程中要注意观察和测量，以确保倾斜度不超过1 %。

图4 钢管柱与预埋件焊接

(4)桩顶分配梁与钢管桩的焊接。钢管桩与条形基础焊接后用吊车将桩顶分配梁吊往钢管柱上方并及时与钢管桩焊接。

(5)焊接过程应注意以下事项。焊接现场所需的工具和设备应保持清洁整齐。在焊接时，应及时清除多余杂物(焊碴焊球、残留的焊料等)。焊接完成后，应检查焊缝，对厚度不足、咬边、开裂的焊缝进行外包和加强处理。焊点不得裸露基底金属，不得有锐边、拉尖、焊剂残留物和夹杂。

3.6.2 贝雷梁的吊装

(1)如图5所示，用吊车吊装贝雷梁的加强弦杆(上、下加强弦杆)，加强弦杆安装完成后用吊车吊装贝雷梁。

图5 加强弦杆安装及吊装

(2)当第一跨贝雷梁吊上桥台、桩顶分配梁上后，必须将贝雷梁与桩顶分配梁、桥台预埋件焊接，(焊缝质量必须满足规范要求与相关规定)待第一跨贝雷梁吊装完成后再进行第二跨贝雷梁吊装，后续工作与第一跨相同。

3.7 桥面系及附属工程施工

(1)如图6所示，在分配梁上方安装8 mm厚的桥面板，桥面板和横向分配梁的接触点均满焊，且焊接质量必须符合要求。在整个桥面板安装完成后再安装护栏，安全警示灯等。

(2)桥台采用石笼、护脚体、防滑垫块防护，降低桥台的滑移倾覆风险。

(3)中间支撑采用条形基础与钢管桩的组合形式，提高地基的防冲刷能力。

4 结束语

本文依托钢便桥实际工程，便桥两端采用钢筋混凝土桥台，具有减少地基沉降效果，对于深厚软弱地质具有良好的处理效果，桥台台背回填降低桥台的滑移倾覆风险，中间支撑采用条形基础与钢管桩的组合形式，提高地基的防冲刷能力。形成的钢便桥具有沉降少、稳定性好的优势。

图6 分配梁焊接