浅谈茂名市光华南路高架桥主桥优良方案以及施工技术

摘要：本文对茂名市光华南路高架桥主桥工程概况进行论述，并对如何因地制宜选择优良施工方案，主桥的结构的施工技术以及质量控制进行了探讨，确保工程质量，加快工程施工进度的施工过程。
　　关键词：高架桥主桥施工工程质量施工技术质量控制
　　前言
　　随着城市环境要求的逐渐提高以及大力发展，土地资源的短缺，人口不断的增长，交通的拥挤。城市桥梁建设进入前所未有的高速发展阶段，对桥梁的施工技术以及质量方面更加重要。在此，茂名市光华南路高架在主桥施工过程中，选择优良的施工方案和过硬的施工技术确保工程质量。对促进整个茂名市经济发展起到了很大的推动作用，提高了经济效率。
　　1工程概况
　　茂名光华南路高架桥是茂名市政府投资建设的一项重大市政工程，由铁道第一勘察设计院交通设计研究院设计、铁一院监理公司监理、茂名市公路建设有限公司承建。位于北与茂名市光华南路连接，跨越站前四路与三茂铁路，南与天桥路连接，高架桥全长508米，其中主桥长185米，引桥四跨一联，桥型结构为：4×20+4×20+50+85+50+4×20+4×20（m）。桥两端搭板各长1.5m。南引道长70.06米、北引道长41.72米，施工长度共619.78米。是茂名市连接茂南技术经济开发区，一座重要的交通桥梁，对促进整个茂名市经济发展起到了很大的推动作用。
　　2因地制宜选择优良施工方案
　　2.1桩基础采用贝雷架搭设脚手架支撑模板的方法施工
　　本桥桩基础地质为红砂岩，红砂岩风化土及第四纪残积层。桩基础施工方案，采用人工开挖桩的方法施工，各墩柱施工方案采用贝雷架搭设脚手架支撑模板浇筑砼施工。引桥箱梁底面离地面高度不大，一般高度在2.5米至11米之间，地面平坦又没有什么障碍物，同样采用贝雷架搭设脚手架支撑模板的方法施工。
　　3对主桥连续箱梁施工方案的讨论
　　3.1采用对称双挂篮施工方案的缺陷
　　3.1.1工程的重点和难点就是主桥连续箱梁的施工方案。在整个中跨施工过程中，要绝对保证水泥砂浆及各种施工物品不坠落路面而造成铁轨与道渣的污染和运行列车的安全问题。
　　3.1.2最早在施工设计方案中对主桥的施工方案，采用对称双挂篮施工，计划两对挂篮，先从10#墩左右幅以0#块为中心向两边逐节推进。施工完9#、9‵#块时，把挂篮拆卸安装到9#墩，再以9#墩左右幅0#块为中心向两边逐节施工到9#、9‵#块，最后施工中跨合拢块。按照计划，用一年零10天时间完成主桥上部箱梁施工。由于各种客观原因，施工工期大大滞后，到2005年7月10#墩左幅用挂篮施工才完成3#和3‵#块，10#墩右幅用脚手架支撑施工才完成1#、1‵#块，挂篮未安装，9#墩左幅才完成0#块和1#、1‵#块，9#墩右幅还没有开始主桥施工，引桥也只完成50%跨段。
　　3.1.3茂名市政府要求在三个月内完成桥梁主体工程。这样靠两对挂篮施工主桥最少需要半年时间。如再增加两对挂篮，需要投资300多万元，同时制作安装两对挂篮最少要一个半月时间。从时间上和资金成本上都不允许这样做。
　　3.2采用单挂篮施工方案的缺陷
　　3.2.1光华南路高架桥管理处组织了市交通局、公路局领导及有限公司、监理及施工队等单位召开了工地现场会议，研究如何在三个月内完成市政府提出的施工任务，会上有人提出采用单挂篮施工方案。所谓单挂篮施工；就是利用目前已有的4个挂篮分别用在9、10号墩左右幅中跨一侧，而9、10号墩左右幅另一侧采用贝雷架搭设脚手架立模与另一边挂篮立模对称浇筑砼。为了解决两侧重力不平衡问题，在脚手架支撑一侧已浇好的节块上加设移动式钢制水箱，边浇筑砼，边灌水来压重平衡。制作安水箱，砌筑水池和购买水泵、水管、工字钢等材料的实施计划。
　　3.2.2按照这个单挂篮施工方案，在9、10号墩主桥边跨侧分别共制安4个200立方的大水箱，在两边跨桥下的地面上还要分别砌筑共2个各能容纳210立方以上的大水池。桥面上安装钢轨和牵引设施。浇筑砼时从地面水池抽水到桥面水箱进行压重平衡。张拉完毕后，又要将水箱的水抽回到地面水池，再移动水箱进行下一节施工。初步计划单挂篮施工附加设施全部需要钢材38T加上其他设备材料费共计36万元。要制安4个大水箱和砌筑2个大水池，估计工期最少要十七天。
　　3.2.3我们仔细考虑，从理论上来讲这个方案可以成立，但真正实施起来还存在困难，比如说200m3，钢制大水箱，3m高，10m宽，要7m长，就是说要占用近2个节块的位置，移动起来也很困难，另外挂篮和水箱对9、10#墩支点的力臂长度不一样，在浇筑砼和灌水过程中两边的力矩变化过程也不一样，实际操作起来也是很难的。在施工过程中安全也存在问题，水箱在移动时万一脱轨或倾倒，后果不堪设想。目前在场的施工人员包括技术人员中还没有人参加过单挂篮的施工。没有一点经验可循。再有工期本来就很紧张，因制安水箱等起码要20天以后才能开始主桥箱梁施工。我们想实施这个方案困难重重，也无法保障在三个月内完成主桥合拢的施工任务。这个单挂篮施工方案存在缺陷。
　　3.3经过讨论，对主桥连续箱梁决定采用贝雷架搭设脚手架以及双挂篮对称并用施工方案。
　　3.3.1我们到现场仔细、深入勘测，分析情况，反复推敲，我们发现靠近9#墩的铁路屏蔽是按照在蔽屏顶盖搭设脚手架施工0~3‵号箱梁节块的，靠近9#墩屏蔽是客车车箱进出车库铁轨上的屏蔽，我们称它为小屏蔽，屏蔽宽度12~15m。靠近10#墩的铁路屏蔽是跨越主干道、临时停车道和编组车道等4道铁轨的屏蔽，我们称它为大屏蔽。宽度30米。屏蔽顶盖按遮挡水泥砂浆和一般落物设计的。大小屏蔽两相邻支柱边缘间是一道杂草丛生积水低洼沟。左幅边沟宽23~26米，右幅边沟宽26米，经过丈量发现，左幅9#墩中心到大屏蔽靠9#墩侧的立柱边缘为45m，中跨合拢段处于沟洼地上空，就是9#墩左幅从0~9‵号块，包括中跨合拢全部可以从小屏蔽顶盖和沟洼地面搭设脚手架施工。右幅9#墩中心到大屏蔽靠9#墩侧的立柱边缘距离为41米。最外侧（东侧）距离为40.5m，也就是说，9#墩右幅从0~9#箱梁节块也完全可以在小屏蔽顶盖和沟洼地面搭设脚手架进行施工。只有右幅中跨合拢块坐落在大屏蔽的边缘立柱顶盖上。
　　3.3.2这种勘测的结果，一个切合实际、因地制宜的优良施工方案无形中就呈现出来了，根据实际情况我们拟定一个施工方案，就是9#墩左、右幅前后各节块全部用贝雷架搭设脚手架进行施工，10#墩左右幅前后采用双挂篮对称施工。原来对单挂篮施工的所有担心问题全解决了。同时这个方案也带来一个新问题，对左幅来说没有什么问题，但右幅合拢块座落在大屏蔽的边缘顶盖上，大屏蔽顶盖和整个结构没有按在其上面搭设脚手架荷载设计的，能否在其顶盖上搭设脚手架施工右幅中跨合拢块呢？经过反复论证和验算，采取一定的加固措施，在大屏蔽边缘立柱顶盖上搭设脚手架施工右幅中跨合拢块是安全的。
　　3.3.3工程指挥部组织讨论这个新方案，会议一致通过这个新的施工方案，这个新方案相对单挂篮施工方案而言可节约38T钢材和36万元资金，还节省工期17天，大家用八个字总结了这个新方案好处为：保质、安全、省时、省钱。实践证明，这个方案既安全又可行，按时保质完成了桥梁主体工程的施工任务。由此看来，施工单位多花点时间，仔细深入施工现场调查，结合实际情况，因地制宜，对可行的各种施工方案进行技术经济分析是十分必要的。
　　4工程施工技术质量的控制
　　4.1荷载的计算
　　《公路桥梁涵施工技术规范》（JTJ04122000明确规定了支架荷载的取值以及荷载组合。
　　（1）自重计算。模板就是木板本身自重，计算支架以及地基承载力时的自重应等于木板加支架的自重。
　　（2）施工人员和施工材料，机具行走运输或堆放荷载的标准值对模板，横梁，支架的计算取值也是不一样的，直接承受荷载的要比间接承载受荷载的构件取值要大一点。
　　（3）计算强度用的荷载组合与验算刚度用的荷载组合不一样，要分别计算。
　　（4）两种设计方法并用，即容许应力法和极限状态设计法。现在大多数数都用后一种方法设计，但是有的构件只能是查到材料的容许指标，则只好采用容许应力法计算。容许应力法要注意安全系数的选择，控制指标为容许应力，容许挠度：极限状态设计法则注意强度计算要用荷载设计值，即：荷载设计值=1.2*恒载标准值+1.4*活荷载标准值，刚度计算时用荷载标准值，控制指标为强度设计值，挠度限制值。
　　4.2荷载等级
　　本桥设计荷载等级为：汽超—20、挂—120，人群荷载3.5KN/m2，设计行车速度为40KM/小时。中跨桥下为满足铁路电气化及施工界限要求，最少净高为6.75米，抗震按8级烈度设防。
　　4.3全桥构造分三大部分，即下部构造、上部构造和桥面铺装及其他工程如图(1)。
　　
　　图（1）
　　4.4下部结构施工
　　主桥下部构造由桩基础、桥台、立柱、薄壁墩等工程项目组成。从南桥台至北桥台，墩柱编号从0#到19#。其中9#、10#为主桥薄壁墩。南北桥台基础桩径为120cm，引桥基础桩径为150cm，主桥、引桥过渡墩基础桩径为180cm，主桥薄壁墩基础桩径为150cm。基础桩长一般为9.7米至23.8米。地面离桥底高为2米至14米。引桥立柱直径为120cm，过渡墩柱直径为150cm，主桥薄壁墩长×宽=750×200cm。南、北桥台分别为：长×宽=1449×90cm。
　　4.5桥面施工
　　桥面从南朝北分左右幅，单幅桥面宽14m，两幅之间设一米宽的净空隔离带。每幅在行车方向右侧设2m宽人行道，左侧设0.9米高砼防撞墙，人行道外侧设1.2m高不锈钢栏杆。桥面铺筑8cm厚沥青砼。本桥的纵向坡度为6%，曲线段横向坡度为2%，直线段横向坡度为1.5%。
　　3.6上部结构箱梁施工
　　引桥为单向预应力单箱双室截面连续梁，梁高125cm，顶板厚22cm，底板厚20cm，腹板厚50cm。主桥为三向单箱单室连续梁截面，梁高由430cm变化到200cm，顶板厚除0#块为55cm外，其他节块均为28cm，底板厚由55cm变化到25cm，腹板厚由60cm变化到50cm。引桥支座为板式橡胶支座，主桥支座为盆式橡胶支座，左右幅桥面各设6条伸缩缝。
　　3.7合拢段施工
　　为了适应挂篮施工需要，主桥左右幅箱梁各以9#、10#墩为中心对称分成9块节块，节块长度有400cm、450cm，中跨合拢块为200cm，边跨合拢块为850cm，共42块节块。各节块编号和长度见主桥中边跨分块示意图（1）。
　　5结束语
　　在施工中因地制宜选择优良施工方案解决了：在红砂岩风化土层桩基础施工控制，主桥连续箱梁承台的施工，主桥左右幅箱梁合拢段施工控制等，成功地在短工期内完成工程。节省了时间以及资金，为同类工程施工积累一定的经验。