摘要：隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的飛速發(fā)展，公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越先進(jìn)，各種結(jié)構(gòu)型式新穎的橋梁不斷出現(xiàn)，由此各種現(xiàn)澆橋梁在橋梁結(jié)構(gòu)中的比重也越來(lái)越大。近年來(lái)大直徑鋼管樁作為新型的柱梁式支架在橋梁施工中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。文章結(jié)合嶺南高速公路祝莊互通樞紐立交C匝道斜拉橋上橫梁施工就其應(yīng)用進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：大直徑鋼管樁；公路橋梁施工；公路交通；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；現(xiàn)澆橋梁 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U445 文章編號(hào)：1009-2374（2015）05-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0385

1 概述

隨著我國(guó)公路交通事業(yè)的飛速發(fā)展，公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來(lái)越先進(jìn)，各種結(jié)構(gòu)型式新穎的橋梁不斷出現(xiàn)，由此各種現(xiàn)澆橋梁在橋梁結(jié)構(gòu)中的比重也越來(lái)越大。由于現(xiàn)澆橋梁的增多，施工荷載的加大，一種新的腳手架結(jié)構(gòu)——大直徑鋼管樁支架也應(yīng)運(yùn)而生，與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)鋼管（扣件式、碗扣式、門式）支架、萬(wàn)能桿件（甲型、西乙型等）支架相比，大直徑鋼管樁作為腳手架族新增結(jié)構(gòu)材料，其本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)既可獨(dú)立使用，亦可組拼成框架結(jié)構(gòu)，而且安全可靠，對(duì)加快橋梁施工進(jìn)度、提高經(jīng)濟(jì)效益方面，特別對(duì)于水中墩臺(tái)、大跨徑橋梁和高墩身橋梁的施工平臺(tái)的搭設(shè)，采用大直徑鋼管樁作為受力桿件是一種較好選擇，值得推廣使用。

2 大直徑鋼管樁支架的特點(diǎn)

大直徑鋼管樁是指由δ=5～12mm厚普通鋼板卷制而成的直徑為Φ600～850mm的圓形鋼管（一般因成本因素不采用無(wú)縫鋼管），鋼管為螺旋焊管。大直徑鋼管樁作為腳手架工作平臺(tái)時(shí)，其一般特點(diǎn)如下：（1）平臺(tái)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，整體性能好，受力明確，力學(xué)模式簡(jiǎn)單，容易建模；（2）鋼管樁受力面積大、承載力高。由于直徑大，鋼管壁較厚，因而有其較大的承載能力，必要時(shí)可向鋼管內(nèi)澆注砼（或灌砂）而成為鋼管砼樁（或鋼管砂樁），承載力將進(jìn)一步顯著提高；（3）加工簡(jiǎn)單，施工工藝要求不高，可在現(xiàn)場(chǎng)加工制作，節(jié)段長(zhǎng)短也可隨需要制作。鋼管接頭采用法蘭盤或直接焊接法，安拆方便，連接迅速。施工機(jī)械化程度高，長(zhǎng)節(jié)段配合機(jī)械施工效率更高；（4）適用于不同的地基基礎(chǔ)?？杀阌谥Ъ茉O(shè)計(jì)以適應(yīng)不同的地基狀況、承載力要求。荷載較小、地基承載力好時(shí)采用擴(kuò)大基礎(chǔ)；荷載較大、地基承載力差時(shí)采用樁基礎(chǔ)。

3 大直徑鋼管樁支架結(jié)構(gòu)組成

大直徑鋼管樁在作為支架工作平臺(tái)時(shí)，其一般構(gòu)成如下：（1）基礎(chǔ)——基礎(chǔ)一般為鋼筋砼筏式基礎(chǔ)或用鋼管樁樁基礎(chǔ)；（2）立柱（受壓桿件）——大直徑鋼管樁作為受壓桿件是平臺(tái)的主要傳（受）力桿件；（3）水平撐、剪刀撐（鋼管間連接件）——可用型鋼或小直徑鋼管連接（框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性連接件）；（4）橫梁——立柱頂面可放置大型鋼、貝雷、自制的各種形式的桁架等同鋼管樁連接形成柱梁式框架結(jié)構(gòu)，共同參與受力。

4 大直徑鋼管樁在橋梁施工中的應(yīng)用

大直徑鋼管樁因其自身的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在橋梁工程中有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用大體在如下十個(gè)方面：（1）橋梁施工棧橋的樁基礎(chǔ)；（2）水中鉆孔樁工作平臺(tái)的支承樁和導(dǎo)向樁；（3）橋梁施工臨時(shí)碼頭的支架承載樁；（4）大跨徑連續(xù)箱梁現(xiàn)澆施工平臺(tái)和通道排架的承重立柱；（5）斜拉橋、連續(xù)梁橋零號(hào)塊現(xiàn)澆支架立柱和臨時(shí)錨固的支承樁；（6）大型鋼套箱圍堰的水平支撐；（7）大型龍門吊的立柱和斜支撐；（8）大型蓋梁施工平臺(tái)立柱；（9）斜拉橋、懸索橋主塔橫系梁施工平臺(tái)承重柱； （10）其他方面的應(yīng)用。

5 工程實(shí)例

5.1 工程概況

二廣高速公路南陽(yáng)境分水嶺至南陽(yáng)段工程祝莊樞紐互通立交C匝道橋上跨許平南高速公路，橋梁上部為獨(dú)塔斜拉橋，全長(zhǎng)125.464m，橋跨組成為（61.72+63.744）m。平面位于R=150m的圓曲線上，橋面設(shè)7%的橫坡，為國(guó)內(nèi)目前曲線半徑最小、橫坡最大的彎、坡斜拉橋。索塔采用外塔柱外偏8度的H型，索塔總高50.01m。上橫梁距現(xiàn)澆箱梁橋面高24.669m，距地面高約40m，上橫梁高2.5m，寬3.5m，上部長(zhǎng)17.353m，下部長(zhǎng)17.002m，箱形斷面，共有C55混凝土88.1m3，橫梁總重約250噸。

5.2 上橫梁施工支架設(shè)計(jì)

因索塔上橫梁距箱梁頂面高24.669m，而索塔外塔柱為外傾式，造成上橫梁寬度較橋面寬更寬，采用普通的扣件或碗扣支架搭設(shè)，由于高度大、穩(wěn)定性差、不易搭設(shè)，極難滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求。而在傳統(tǒng)的高塔橫梁施工中，有另一種常用的方法為吊架法，但因此橋上橫梁跨度較大，橫梁荷載達(dá)250噸，且一側(cè)塔柱外傾，因而在上橫梁中布置了較多的橫向預(yù)應(yīng)力束。如采用此方法施工，必須將塔身先期澆筑，那么必然在塔梁固結(jié)處設(shè)置大量的普通鋼筋及預(yù)應(yīng)力管道接頭，工作程序繁瑣、預(yù)埋精度也難以控制，同時(shí)在澆筑時(shí)橫梁支架的輕微變形也必將影響到塔梁固接部的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。故本橋上橫梁施工采用大直徑鋼管樁支架法施工，支架設(shè)計(jì)如下：在澆筑箱梁時(shí)，箱梁頂面預(yù)埋鋼管樁錨固鋼板，中塔柱施工時(shí)，支立鋼管樁，搭設(shè)橫梁支架。支架具體如下：索塔兩側(cè)塔柱各預(yù)埋三塊牛腿，中間用四根大直徑（Φ600×5mm）鋼管作為主立柱，四根鋼管相互之間用[18a槽鋼設(shè)置水平撐、剪力撐，將其形成整體框架，同時(shí)每層水平撐處設(shè)支架附墻件與塔柱身連接，增加支架的穩(wěn)定性。在鋼管頂、塔身預(yù)埋牛腿上布置大型工鋼作為縱向分配梁，其上面布置3排I45a工鋼作為橫梁，形成支架平臺(tái)。橫梁上用雙拼[10槽鋼作為底模分配梁，兩端懸挑長(zhǎng)1m，作為施工時(shí)的人行通道，邊部焊型鋼立柱，掛設(shè)安全網(wǎng)。

該支架可隨中塔柱的施工同時(shí)搭設(shè)，并可利用鋼管支架及與塔身附墻件在增加少量設(shè)施后構(gòu)成塔身施工上下安全通道和工作平臺(tái)，減少塔身施工的其他臨時(shí)設(shè)施，起到多重作用，降低施工的難度。同時(shí)采用該方案，結(jié)構(gòu)受力非常明確，支架便于搭設(shè)，用塔吊配合支架的安拆，三天即可完成支架的搭設(shè)工作，其進(jìn)度較常規(guī)采用的滿堂支架搭設(shè)要快3倍以上，且支架穩(wěn)定性高、安全可靠，取得了良好的效果。

6 安全生產(chǎn)管理控制

（1）施工作業(yè)人員必須在上崗前進(jìn)行崗位培訓(xùn)考核合格，持證上崗，按設(shè)計(jì)施工不得任意改變?cè)O(shè)計(jì)應(yīng)遵守其中有關(guān)安全的規(guī)定；（2）作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)設(shè)安全圍和警示標(biāo)志，不允許無(wú)關(guān)人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，設(shè)置材料提上或吊下的設(shè)施，禁止投擲，應(yīng)拉設(shè)安全網(wǎng)，上下腳手架有高度差的入口應(yīng)設(shè)坡度或踏步，并設(shè)欄桿防護(hù)；（3）施工人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，必須帶好安全帽，高空作業(yè)要掛好安全帶，做到“雙保險(xiǎn)”，腳下應(yīng)有必要數(shù)量的腳手板，并應(yīng)鋪設(shè)平穩(wěn)，且不得有探頭板，當(dāng)暫時(shí)無(wú)法鋪設(shè)落腳板時(shí)，用于落腳或抓握，把持的桿件均應(yīng)為穩(wěn)定的構(gòu)架部分，著力點(diǎn)與構(gòu)架節(jié)點(diǎn)的水平距離應(yīng)不大于0.8m，垂直距離應(yīng)不大于1.5m；（4）各施工用架嚴(yán)格按照腳手架安全技術(shù)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范搭設(shè)，鋼管腳手架不得使用嚴(yán)重銹蝕、彎曲、壓扁或有裂紋的鋼管，腳手架不得鋼木混搭；（5）在架上作業(yè)人員應(yīng)穿防滑鞋和佩掛好安全帶。保證作業(yè)的安全，腳下應(yīng)有必要數(shù)量的腳手板，并應(yīng)鋪設(shè)平穩(wěn)，且不得有探頭板。當(dāng)暫時(shí)無(wú)法鋪設(shè)落腳板時(shí)，用于落腳或抓握、把持的桿件均應(yīng)為穩(wěn)定的構(gòu)架部分，著力點(diǎn)與構(gòu)架節(jié)點(diǎn)的水平距離應(yīng)不大于0.8m，垂直距離應(yīng)不大于1.5m。位于桿接頭之上的自由立桿不得用作把持桿；（6）支架搭設(shè)作業(yè)時(shí)，應(yīng)按形成基本構(gòu)架單元的要求逐排、逐跨和逐步地進(jìn)行搭設(shè)，矩形周邊腳手架宜從其中的一個(gè)角度開始向方向延伸外搭設(shè)，確保已搭部分穩(wěn)定，大霧及雨、雪天氣和6級(jí)以上大風(fēng)時(shí)，不得進(jìn)行腳手架上的高處作業(yè)。架上作業(yè)人員應(yīng)做好分工和配合，傳遞桿件掌握好重心，平穩(wěn)傳遞，不要用力過(guò)猛，以免引起人身或桿件失衡，對(duì)每完成的一道工序，要認(rèn)真檢查才能進(jìn)行下一道工序；（7）腳手架立桿的基礎(chǔ)應(yīng)平整夯實(shí)，具有足夠的承載力和穩(wěn)定性。設(shè)于坑邊或臺(tái)上時(shí)，立桿距坑、臺(tái)的上邊緣不得小于1m，且邊坡的坡度不得大于土的自然安息角，否則，應(yīng)作邊坡的保護(hù)和加固處理。腳手架立桿之下必須設(shè)置墊板。

7 結(jié)語(yǔ)

大直徑鋼管樁作為橋梁施工腳手架的構(gòu)成材料，由于其受力明確、承載力大、加工簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)運(yùn)快捷、安裝方便、機(jī)械化程度高，的確是橋梁搭設(shè)受力工作平臺(tái)的理想選材。本橋采用了此支架方案既加快了施工進(jìn)度，又確保了施工安全、質(zhì)量，同時(shí)節(jié)約了成本、增加了經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[2] 公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTG/T F50-2011）[S].北京：人民交通出版社.

作者簡(jiǎn)介：駱強(qiáng)，男，河南省機(jī)西高速公路建設(shè)有限公司工程師。

（責(zé)任編輯：陳 倩）