深水大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工新技術(shù)研究

■李文飛 ■武漢鐵路橋梁學(xué)校，湖北 武漢 430052

在橋梁施工活動中，當(dāng)遭遇到需要跨越深水或者溝壑的情況時，一般采用的解決辦法是選用連續(xù)剛構(gòu)橋梁。這種高、柔墩梁固結(jié)的結(jié)構(gòu)模式既能夠滿足實際施工中橋梁跨越深水或者溝壑的施工要求，又是一種相對而言經(jīng)濟(jì)節(jié)約、性價比較高的橋梁建構(gòu)模式。當(dāng)前我國的深水大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工技術(shù)經(jīng)過多方面的完善已經(jīng)日益成熟，針對實踐活動中出現(xiàn)的一些問題，我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)深入研究分析其在新形勢下的新興工藝，以不斷滿足日益增長的橋梁建設(shè)需要。

1 某地深水大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁具體情況分析

某地公路建設(shè)需要跨越深水，經(jīng)施工隊研究決定選用大跨徑連續(xù)剛構(gòu)式橋梁進(jìn)行建設(shè)活動。橋長600m，橋面寬20m。引橋所采用的結(jié)構(gòu)為30m 小箱梁先簡支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，西岸兩聯(lián)300m，東岸一聯(lián)100m，主橋380m，設(shè)計結(jié)構(gòu)以三跨預(yù)應(yīng)力混凝土變高度直腹板連續(xù)箱形結(jié)構(gòu)。主橋有兩個主墩，分立深水兩側(cè)，兩個主墩所在的河床條件與地質(zhì)特點(diǎn)存在較大的差異，巖層節(jié)理呈現(xiàn)出不均勻分布的特點(diǎn)，多裂隙、層理。

該橋梁建設(shè)過程中，不同程度地出現(xiàn)了裂縫問題。經(jīng)調(diào)查分析，該工程在腹板、頂板等位置都出現(xiàn)了一定的裂縫。探索裂縫出現(xiàn)的原因，可能與主橋設(shè)計方案中跨徑比例與箱梁截面尺寸的擬定不合理有關(guān)系，同時，施工人員對有預(yù)應(yīng)力鋼束引起的附加力估計不足以及對溫度應(yīng)力的重視不夠等也是造成裂縫產(chǎn)生的重要原因［1］。連續(xù)剛構(gòu)橋梁出現(xiàn)的腹板斜裂縫其原因在于腹板厚度不夠，施工過程中施工人員未嚴(yán)格按照設(shè)計要求進(jìn)行作業(yè);橋梁出現(xiàn)頂板縱向裂縫的原因主要在于橫向主梁截預(yù)應(yīng)力鋼束在設(shè)置過程中，設(shè)置不合理所造成的鋼束張拉時間不當(dāng)，從而使得橫向預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生分布不均勻的現(xiàn)象，進(jìn)而使得頂板出現(xiàn)縱向裂縫。針對該橋梁在施工建設(shè)活動中出現(xiàn)的問題，施工人員應(yīng)當(dāng)積極探索新技術(shù)，從深水巖層基礎(chǔ)異形雙壁鋼圍堰施工和菱形掛籃懸澆施工兩方面著力解決當(dāng)前問題。

2 深水大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工新技術(shù)

2.1 深水巖層基礎(chǔ)異形雙壁鋼圍堰施工

施工人員在規(guī)劃好主橋的兩個橋墩構(gòu)建位置的基礎(chǔ)上，充分考慮水深、河床條件、水文條件等諸多自然因素，由此得出兩個主墩應(yīng)當(dāng)采用雙壁鋼圍堰施工技術(shù)的結(jié)論。橋墩所采用的雙壁鋼圍堰施工技術(shù)由工程隊自行設(shè)計。由于在具體的施工過程中存在著水下施工作業(yè)量大、施工難度較高等問題，本著節(jié)制成本的原則，施工隊考慮在雙壁鋼圍堰施工設(shè)計中將其改良成圓端形的異形構(gòu)造鋼圍堰，從而有效體現(xiàn)了雙壁鋼圍堰施工活動在設(shè)計形式上的改良與創(chuàng)新。

(1)11#墩。11#墩所處的位置位置在河床上游的底部，這一位置的河床其高度差異較為明顯，河流落差較大，泥沙覆蓋層較厚，這就造成了雙壁鋼圍堰在實際施工中下沉存在著一定的阻力。依據(jù)鋼圍堰設(shè)計要求，橋墩要完全下沉到基巖面，其中施工所需要的吸泥量與作業(yè)量都很大，嚴(yán)重影響正常的施工建設(shè)進(jìn)程。同時，由于基巖面存在著傾斜的現(xiàn)在，鋼圍堰在著巖過程中也存在著諸多問題。針對這一現(xiàn)實狀況，施工隊決定，嘗試鋼圍堰不著巖的新型施工方案。具體來說，首先保證鋼圍堰下沉到一定深度，一般是位于亞粘土層，在此基礎(chǔ)上將圍堰內(nèi)的護(hù)筒打設(shè)到目標(biāo)基巖面上，之后對圍堰進(jìn)行封底作業(yè)，用片石、土袋拋填在圍堰四周，以起來穩(wěn)固的作用。在完成整個樁基活動后施工隊在圍堰內(nèi)進(jìn)行抽水作業(yè)，以確保雙壁鋼圍堰能夠處于較為穩(wěn)定的工程環(huán)境下［2］。經(jīng)施工數(shù)據(jù)表明，本次施工活動中施工隊通過創(chuàng)新性地采用異形雙壁鋼圍堰不著巖施工技術(shù)，總計預(yù)定鋼材節(jié)約量達(dá)到60t，有效減少了圍堰下沉的吸泥量約1200m3，有限減低工程成本約150 多萬元，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。這說明，異形雙壁鋼圍堰不著巖施工技術(shù)可能是未來橋梁工程建設(shè)活動中的新興優(yōu)秀技術(shù)。

(2)12#墩。12#墩所處的位置在河床的覆蓋層，這一層厚度較小，基巖呈現(xiàn)出明顯的裸露性質(zhì)，巖面有傾斜，施工要求中承臺需要嵌入基巖當(dāng)中。為了完成圍堰下沉活動，施工隊在施工前首先實施餓了水下爆破，以此來開挖相應(yīng)的承臺基坑及圍堰下沉基槽。開挖過程中施工隊對基槽內(nèi)的巖碴進(jìn)行及時地清除，以整理基底。完成承臺基坑與下沉基槽的設(shè)置工作后對下沉雙壁鋼圍堰與內(nèi)外封底等位置進(jìn)行具體定位［3］。首先在基坑爆破操作中需要采用目前較為先進(jìn)的水下巖石光面微差控制爆破技術(shù)，同時配置相應(yīng)的全液壓回旋沖擊鉆機(jī)，以作用以一些硬度較高的巖石。

2.2 菱形掛籃懸澆施工

菱形掛籃懸澆施工活動主要包括確定掛籃的結(jié)構(gòu)形式、完成掛籃拼裝與掛籃懸澆等三方面的作業(yè)。施工隊針對該橋梁的主要設(shè)計方案，設(shè)計出了新型100t 菱形掛籃。該菱形掛籃從整體形式上其組成部分主要包括底模平臺、承重菱形構(gòu)架、走行系統(tǒng)、吊掛調(diào)整系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及模板體系等［4］。規(guī)定每套掛籃的自重約50t，其整體剛度較大，變形較小。當(dāng)掛籃的前端作用荷載超過800kN 時，在實際施工作業(yè)中將掛籃向下位移22mm;在具體的掛籃拼裝活動中，施工隊?wèi)?yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照正確的拼裝順序進(jìn)行拼裝，切忌混淆順序;正式掛籃懸澆的作業(yè)要開始于第一組懸澆快件施工完成之后，此時施工人員張拉箱梁三向預(yù)應(yīng)力束，并進(jìn)行灌漿作業(yè)。當(dāng)灌漿的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)后，此時開始移動掛籃。要求同時移動主墩兩側(cè)的掛籃，保證移動速率一致。當(dāng)?shù)谝唤M掛籃懸澆作業(yè)完成后再依次類推完成第二、第三塊件的掛籃懸澆作業(yè)，直至兩側(cè)對稱施工完成。

3 結(jié)束語

某地深水大跨徑橋梁，其施工難度較大，工藝復(fù)雜。在施工進(jìn)程中，該橋梁工程出現(xiàn)了明顯的裂縫問題，具體來說，出現(xiàn)了腹板斜裂縫問題與頂板縱向裂縫問題。針對上述情況，施工隊在施工設(shè)計中大膽地解放思想、革新意識，探索出了異形雙壁鋼圍堰不著巖施工技術(shù)、菱形掛籃懸澆施工技術(shù)等新型技術(shù)。工程結(jié)果表明，這些新技術(shù)操作便捷，高效節(jié)約，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，值得在未來的橋梁構(gòu)建施工活動中不斷推廣應(yīng)用。

［1］陳浩.大跨高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的穩(wěn)定性分析［J］.西南交通大學(xué)校報，2012，5(11):79 -80.

［2］劉自明，王邦媚，陳開利.深水大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工［J］.時代交通，2013，6(13):66 -67.

［3］詹建輝，陳卉.特大跨度連續(xù)剛構(gòu)主梁下?lián)霞跋淞毫芽p成因分析［J］.中外公路，2013，2(03):33 -34.