斜跨高速公路及建筑物的桥梁施工技术

一、工程概况

1.工程名称

大观路与车陂路系统改善工程奥体中心立交工程（第5标段）。

2.建设地点

大观路与车陂路系统改善工程奥体中心立交工程位于车陂路—大观路—东环快速节点，南起广园路跨线桥，北至环场路，东至广园路—车陂路立交以北约400m处，共分六个标段，我司施工其中的第五标段，位于黄村收费站东西二边。

3.设计概况

第五标段分A、B匝道，A匝道里程AK0+942～AK1+387.71，B匝道里程BK0+329.452～BK0+550.189(B1～B4轴)。A50～A54轴跨越约104m的东环快速道路路面及收费站上空，采用大跨径组合为：52+3×50米，斜跨桥梁总长202m，结构型式为钢箱梁。

本工程下部结构为Ø150cm冲孔桩。2桩承台，承台底埋深3.2m，钢筋混凝土墩柱，桥面离地面高度15.0m。

4.施工条件及难点

(1)本工程斜跨东环快速路，有3个墩柱设置在东环快速路面上，东环快速路车流量大，交通十分繁忙，是广州市东部环城交通大动脉。

(2)桩基工程、下部结构及箱梁吊装等各阶段的施工都是在现有路面上进行，基础开挖支护、下部结构的脚手架、箱梁的吊装等都不可避免的对交通造成影响，如何处理好与交通疏导，确保交通及施工安全十分关键。

(3)桥梁跨越黄村收费站上空，跨越收费站长度达45m，如何处理？是施工中的难点。

(4)需在现有路面设置临时支墩支承分段钢箱梁，需合理进行箱梁分段以确保支墩位置不影响交通及确保支墩的强度及稳定性能。

跨越东环高速及黄村收费站桥梁段平面布置图注：图中A50～A53为跨线桥跨越东环高速道路及黄村收费站上空的桥梁范围。

5.工期

根据施工合同，从2009年7月25开工，2010年5月25日竣工，施工工期为217天。

二、施工技术

1.基坑支护技术

A51的平面位置如图，承台边线距车道边线仅3.0m，为确保交通行车及施工安全，设置水码及防撞桶，宽度为0.68+0.58=1.26m，水码内边距承台：3-1.26=1.74米，承台埋深3.20m，平面尺寸为9500×5200m。对最初设想的水泥搅拌桩格栅支护方案、土钉墙支护方案及钢板桩方案根据现场情况进行工期、安全及经济比较后确定采用钢板桩+内撑方案。

由于地下水位在承台埋深下，所以不考虑扣接方式止水施打钢板桩，主要考虑挡土措施，由于车道离承台基坑边较近，加上钢板桩对变形较敏感，因而设置内支撑型式以减少变形。采用6.0m长的拉森Ⅲ钢板桩，钢板桩内边离承台边工作面宽度1.3m（包括工字钢围楞的尺寸），围楞及内支撑采用Ⅰ32工字钢，离地面500mm设置，详见下图：

2.钢箱梁分段技术

钢箱梁的分段根据如下因素综合考虑：

2.1 现场吊装条件

现场是在东环高速公路路面行车道上，需在满足交警的交通要求，即须保持行车要求的前提下适当临时占用部分车道；

跨越收费站上空段约30m，需进行分段，将临时支墩设置在收费站内。

2.2 起吊设备能力

拟投入230t•m吊车，收费站由于伸臂较长，计划采用 420t•m 吊车。

2.3 运输道路条件

钢箱梁制作厂家在惠州，在广惠高速入口附近，用60吨分体梁车运输。东环高速西线位置钢箱梁运输线路:惠州小金口制作厂——广惠高速小金口入口——广惠高速广氮出口——东环高速公路——工地；东环高速东线位置钢箱梁运输线路:惠州小金口制作厂——广惠高速小金口入口——广惠高速广氮出口——东环高速公路——新洲出口——新洲入口——工地。

2.4 交通疏导要求

按东环交警要求，施工期间，北往南交通组织保持不变，南往北北环方向在该节点保留两个通道、深圳方向保留三个收费窗口，总体交通组织基本保持不变。综合上述因素，将钢箱梁纵向分9个总段和5个钢横梁分段，各总段横向又分为左右（中）箱体分段和左右两边现场散装翼板分段及中间散装箱体片体分段详见“钢箱梁分段示意图”。

3.临时支墩技术

3.1 平面布置

根据钢箱梁分段示意图，按分段位置设置临时支墩如下图，根据受力情况进行验算：

3.2 支墩结构

临时支墩结构形式，由φ600*8mm钢管组成钢管矩阵，采用现场加工形式，按照每个临时支墩具体净空情况裁料或驳接钢管，直接支撑钢箱梁的重量，支墩基础采用厚16mm钢板四周加膨胀螺栓与路面固定，支墩与基础连接采用支墩周围焊加撑角固定。临时支墩结构图详见附图二：临时支墩结构图。

临时支墩使用时，最大承重为8号临时支墩。A53～A54跨钢箱梁重量为350t,单根支撑管柱承受最大压力350÷2÷6=29.2t。临时支撑底部采用3m×10m ×0.5m砼块保证压力扩散，因此要求临时支墩基础承载力应大于15t/m2。

3.3 临时支墩的施工

采用1辆25t汽车吊和1辆平板车，安装完后应对其焊接牢固，使其形成整体。临时支墩安装好后，在临时支墩上架设操作平台，使用的材料为HN346×174和HN248×124等，与临时支墩连接成一个整体，同时要在操作平台的边缘预留人行道作为安全通道。在地面与操作平台中间还要设置可移动式钢筋爬梯，将地面与操作平台上的安全通道连接起来。

4.混凝土切割技术

由于A52墩及有一个临时支墩设置在收费站结构物内，收费站为钢筋混凝土结构，需将收费站结构进行临时加固后再拆除影响施工的部分结构，待结构完工后再行修复，A52墩拆除范围见“黄村收费站拆除及加固平面图”。采用切割技术能有效避免灰尘、噪音，加快施工进度。

4.1 碟式切割技术

先采用钻机在钢筋混凝板上钻孔穿钢丝绳，吊车吊牢拆除的混凝土板，然后采用碟式切割机逐块拆除。

4.2 钻石链式切割

吊牢待拆的钢筋混凝土梁体，采用SK－SD钻石链式切割机分段拆除框架梁。

5.结构加固技术

根据结构特点，在断梁位置设置Ø600×15mm支承钢砼梁,支墩支承在混凝土面的钢板上，支墩的平面布置详见“黄村收费站局部拆除及加固图”。

钢筋混凝土板拆除后，开始焊接支墩，先在支墩位置的马路上及相应的雨棚位置安装支墩底板，然后采用吊车配合安装圆钢支墩。

为了使支墩与收费站雨棚顶紧，预先将支墩长度预短50cm，待安装完成支墩后，采用千斤顶顶紧雨棚顶板，之后再接入工字钢与雨棚底的钢板满焊。完成后移走千斤顶。

6.吊装施工

6.1 钢箱梁纵向吊装顺序

根据箱梁结构及分段情况确定吊装顺序：A52横梁→4总段→A51横梁→3总段→2总段→A50横梁→1总段→5总段→A53横梁→6总段→7总段→8总段→A54横梁→9总段。

6.2 吊车

箱体分段由150吨或400吨汽车吊在东环高速路面上起吊，翼板分段由50吨汽车吊在东环快速路面上起吊

6.3 吊装流程

三、结论

通过上述基坑支护技术、钢箱梁分段技术、临时支墩技术、混凝凝土切割技术、结构加固技术、吊装施工技术的应用，有效解决了本项目钢箱梁施工中遇到的难题，确保了施工安全及工期的目标，取得了较好的经济效益和社会效益。