淺析大跨度橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)

馬俊

摘要：隨著我國現(xiàn)代化建設(shè)的不斷推進(jìn)，大跨度橋梁項(xiàng)目越來越多。本文從基礎(chǔ)工程施工、索塔工程施工、上部結(jié)構(gòu)施工三方面探討了其施工關(guān)鍵技術(shù)，希望對相關(guān)人士的進(jìn)一步討論提供借鑒。

關(guān)鍵詞：大跨度橋梁；基礎(chǔ)工程；索塔工程；關(guān)鍵技術(shù)

近些年來，我國的經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，帶動了各大江河流域及沿海地區(qū)對于橋梁工程的建設(shè)，而且為了滿足交通運(yùn)營的需求，橋梁結(jié)構(gòu)逐漸轉(zhuǎn)向超長、超大型的拱橋及斜拉橋等大跨度的橋梁結(jié)構(gòu)，從整體上提升了橋梁工程的質(zhì)量，同時也使得橋梁施工建設(shè)的難度出現(xiàn)了大幅度的提升。目前，面對大跨度橋梁的主流建設(shè)趨勢，橋梁建設(shè)隊(duì)伍紛紛展開了對于其關(guān)鍵施工技術(shù)的研究與總結(jié)，致力于通過靈活、高效、精準(zhǔn)地使用各類關(guān)鍵施工技術(shù)，以推動施工目標(biāo)的達(dá)成。

1 大跨度橋梁中基礎(chǔ)工程施工的關(guān)鍵技術(shù)

深水高樁承臺、沉井及地下連續(xù)墻的工程，均屬于大跨度橋梁中基礎(chǔ)工程的施工內(nèi)容，這些工程主要致力于為橋梁打設(shè)地基、加固支撐、避免工程底部出現(xiàn)滲漏水問題等，是工程的生命根基所在。本文具體針對以上三個方面的內(nèi)容，談?wù)撈潢P(guān)鍵施工技術(shù)。

1.1 深水高樁承臺

此工程普遍居于流域深厚覆蓋層的位置，水流深急，流向紊亂，難以為鉆孔施工提供穩(wěn)定的平臺，且其平臺搭設(shè)施工極其困難，同時，鉆孔樁施工也面臨著樁基密集、樁間距小、垂直度高，以及鉆孔中易遇到溶洞地層需要快速成孔，并進(jìn)行護(hù)臂保護(hù)等問題。此外，其承臺結(jié)構(gòu)就較大的尺寸，使用鋼套箱或鋼吊箱等結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工，均具有較高的施工難度。該部分施工應(yīng)當(dāng)使用以下幾點(diǎn)技術(shù)作為輔助：

1）可采用鋼吊箱及鋼護(hù)筒兩種施工工藝，進(jìn)行鉆孔樁平臺的搭設(shè)。鋼吊箱平臺一般應(yīng)用于承臺高程以下部位土層的結(jié)構(gòu)比較松軟、承臺地面及河床基層比較高的工程施工，它是以定位較為精準(zhǔn)的鋼吊箱，輔助鋼護(hù)筒加裝施工所形成的鉆孔平臺。鋼護(hù)筒平臺則是單純地使用鋼護(hù)筒進(jìn)行豎向承重的支撐，使用打樁機(jī)具及打樁技術(shù)，將鋼護(hù)筒打入設(shè)計深度的地層，然后再將支撐安裝于鋼護(hù)筒的頂部，接著進(jìn)行平臺板的布設(shè)及鉆孔施工機(jī)械的安裝。

2）在進(jìn)行鉆孔樁施工時，還應(yīng)當(dāng)從泥漿的配置、鉆孔垂直度的控制、鋼筋籠的預(yù)制下放施工、混凝土水下灌注施工幾個方面加以嚴(yán)格地控制。而大型的鋼吊箱施工，在目前主要可以使用現(xiàn)場的整體同步控制工藝、整體吊裝技術(shù)進(jìn)行施工，其中，同步整體控制主要以計算機(jī)操作平臺作為技術(shù)支撐，通過以計算機(jī)控制大功率的千斤頂（200 t 以上），與千斤頂進(jìn)行配合作業(yè)，可有效地應(yīng)用于已完成樁基礎(chǔ)橋墩結(jié)構(gòu)部位的鋼吊箱整體施工。

1.2 沉井

沉井基礎(chǔ)工程主要分為進(jìn)行地基基礎(chǔ)處理、加工與安裝鋼殼沉井、澆筑混凝土、下放混凝土沉井、清理基底、封閉基底幾個部分，多采用空氣幕、降排水、射水等技術(shù)來輔助下沉施工，并以空氣幕、吸泥取土進(jìn)行糾偏施工，以推動工程的順利建設(shè)。為做好這一部分的施工，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)為其設(shè)計合理的著床時機(jī)、高度與狀態(tài)，同時采用岸邊錨地的臨時錨固結(jié)構(gòu)作為鋼沉井的接高，并做好對于鋼沉井的整體浮運(yùn)動力設(shè)計，并根據(jù)沉井狀況，進(jìn)行調(diào)位與著床施工。

1.3 地下連續(xù)墻

地基基礎(chǔ)施工中，地下連續(xù)墻工藝具有較高的適應(yīng)性、剛度、防滲功能及較小的噪聲，且不會對底層結(jié)構(gòu)造成過多的破壞，可以有效應(yīng)用于橋梁施工中的基層處理，它主要包括鉆孔成槽、基底清理、鋼筋籠預(yù)制下放、接頭、澆筑混凝土幾個方面的施工。此項(xiàng)工程需要有嚴(yán)密的基坑施工監(jiān)控、底板施工控制、混凝土控制等幾項(xiàng)工作作為輔助，以便及時精準(zhǔn)地掌握各部分施工的具體狀況，最終使工程施工得以順利完成。

2 大跨度橋梁中索塔工程施工的關(guān)鍵技術(shù)

在大跨度的橋梁工程中，索塔工程多為鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，包括鋼筋、混凝土、模板、勁性骨架的塔柱施工，以及鋼筋、混凝土、模板、預(yù)應(yīng)力張拉的橫梁施工，還有其他附屬設(shè)施幾個部分的施工。下面就具體分析塔柱及橫梁的施工技術(shù)。

2.1 塔柱施工

施工人員在對塔柱進(jìn)行施工時，主要應(yīng)當(dāng)采取抗傾斜的措施，對具體的工程進(jìn)行輔助，以避免塔柱出現(xiàn)傾斜。具體來講，大懸臂施工狀態(tài)下，塔柱必會受到自重及其他外部的影響，出現(xiàn)傾斜問題，進(jìn)而在過大的傾斜拉應(yīng)力影響下，造成開裂問題，所以，施工人員必須采用約束結(jié)構(gòu)或水平支撐等措施，對其傾斜問題加以全面控制，以盡可能地推動其傾斜柱在受力與變形方面的穩(wěn)定性。目前，施工人員可以使用的抗傾斜技術(shù)主要為主動支撐的逐段設(shè)置技術(shù)，在施工完成之后，將主動支撐拆除，若塔身出現(xiàn)向外傾斜的問題，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)其具體的高度，設(shè)置受壓支架或受拉拉桿。同時，施工人員還可以追蹤棱鏡的技術(shù)，對索塔的中心位置進(jìn)行修正，并以測量機(jī)器人以及自動檢測軟件，對索塔進(jìn)行線形測量與監(jiān)控。

2.2 橫梁施工

索塔橫梁部位的施工主要應(yīng)用到塔吊以及電梯兩項(xiàng)設(shè)備，其施工可以為柱、梁的同步或異步進(jìn)行，以鋼管落地的支架法組織開展施工工作，且要以其橫梁的具體尺寸為依據(jù)，對混凝土的澆筑工作進(jìn)行分層、分段的澆筑，并一次性地完成預(yù)應(yīng)力張拉的施工。若橫梁高度在5 m 以下，可以將混凝土的澆筑也定位為一次性實(shí)施。同時，施工人員還要在鋼結(jié)構(gòu)加工制作完成之后，使用駁船對橋梁鋼索塔進(jìn)行分解運(yùn)輸，待到達(dá)施工現(xiàn)場之后，再以塔吊或其他設(shè)備進(jìn)行分節(jié)吊裝與接高施工，以最終完成索塔施工。

3 大跨度橋梁的上部結(jié)構(gòu)施工的關(guān)鍵技術(shù)

大跨度橋梁的上部結(jié)構(gòu)工程主要分為斜拉橋、懸索橋、桁架拱等幾種形式，各種形式均有其自身的施工技術(shù)與注意事項(xiàng)，需要在施工中加以妥善處理，以下就具體對斜拉橋的施工技術(shù)加以分析。

3.1 基礎(chǔ)施工

大跨度的斜拉橋具有較長的長度與寬度，且主梁為鋼箱梁，具有較大的節(jié)段重量，其懸索安裝還需要具有足夠的抗風(fēng)穩(wěn)定性。因此，在進(jìn)行安裝時，要努力做好對于梁體集中跨合龍施工的控制。具體來講，梁體的施工人員主要應(yīng)當(dāng)做好對于支點(diǎn)反力的控制，降低各梁段之間的變形幅度，并使用高速的起吊系統(tǒng)，保證梁段的高速提升。而中跨合龍施工則應(yīng)當(dāng)采取頂推裝置與臨時固接體系進(jìn)行輔助，以保證結(jié)構(gòu)受力和線性理論之間的一致性。同時，施工人員需要嚴(yán)格做好對于0 號塊箱梁的施工控制，并采用合適的機(jī)械對鋼箱梁進(jìn)行懸吊拼接，然后做好支架安裝及混凝土澆筑施工控制，進(jìn)而奠定斜拉索施工的基礎(chǔ)。

3.2 斜拉施工

對于超長的斜拉索施工來講，由于該結(jié)構(gòu)具有較長的斜拉索（達(dá)500 m）、極大的牽引力、較重的斜拉索（單根可達(dá)50 t），所以，應(yīng)采用合適的張拉工藝進(jìn)行施工。比如，為塔柱附近的短索選擇塔吊進(jìn)行提升，并以梁內(nèi)手扳葫蘆進(jìn)行牽拉，以做好張拉施工工作。而長斜拉索則要以橋面吊索桁車，對索盤進(jìn)行起吊與展索，并以連續(xù)千斤頂、橋面卷揚(yáng)機(jī)作為牽引設(shè)備實(shí)施牽引施工。在進(jìn)行長索牽引錨固時，還應(yīng)當(dāng)根據(jù)以下公式，做好對于牽引力的計算，以保證錨頭和錨墊板二者之間距離的合理性。同時，施工人員還要根據(jù)計算出的數(shù)據(jù)，對牽引工作的方式與設(shè)備進(jìn)行協(xié)調(diào)搭配，并選擇合理的張拉桿、撐腳以及連接套。而且，設(shè)計人員還要對梁端空間、塔端空間進(jìn)行合理設(shè)計，為長索張拉施工創(chuàng)造充足的空間。ΔL = L - L + - 。其中，L 為斜拉索長度；Lx為水平投影的長度；E 為垂直索彈性模量；w 為單位長度鋼索的重量；A 為鋼絲截面積。

4 結(jié)語

隨著珠江口的跨線工程、渤海灣的跨海工程及各大陸、島嶼間大型聯(lián)絡(luò)工程項(xiàng)目的建立，大跨度橋梁逐步成為不可替代的橋梁建設(shè)趨勢，為未來出現(xiàn)更多的大型橋梁奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但是，大跨度的橋梁施工面臨新型技術(shù)難題是不可避免的，施工隊(duì)伍必須努力研究、總結(jié)各類關(guān)鍵施工技術(shù)，以推動技術(shù)的突破、創(chuàng)新及改善，使我國大跨度的橋梁建設(shè)水平更進(jìn)一步。

參考文獻(xiàn)：

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