公路橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用探究

黃軍華

(中鐵十五局集團(tuán)第五工程有限公司,河南洛陽 471002)

公路橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用探究

黃軍華

(中鐵十五局集團(tuán)第五工程有限公司,河南洛陽 471002)

隨著公路橋梁建設(shè)的快速發(fā)展,我國(guó)公路橋梁工程中的施工任務(wù)正日益繁重。如何做好公路橋梁工程中施工技術(shù)的有效應(yīng)用,以綜合性提升工程項(xiàng)目的施工水平,已成為了當(dāng)前各級(jí)公路管理部門與工程建設(shè)單位所普遍關(guān)注的焦點(diǎn)問題。結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),就現(xiàn)階段我國(guó)公路橋梁工程項(xiàng)目中所運(yùn)用的施工技術(shù)及取得的成果進(jìn)行了探討與研究。

公路橋梁工程;施工技術(shù);應(yīng)用

0 前言

科技的創(chuàng)新與發(fā)展,對(duì)我國(guó)公路橋梁的施工建設(shè)起到了廣泛而深遠(yuǎn)的影響。近年來,隨著大量新技術(shù)、新工藝在公路橋梁工程中的有效應(yīng)用,不僅有力推動(dòng)了我國(guó)公路橋梁工程施工水平的提高,而且為大規(guī)模的施工建設(shè)提供了可靠而堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。

1 連續(xù)梁橋施工技術(shù)［1-2］

我國(guó)常見橋梁結(jié)構(gòu)主要有連續(xù)梁橋、簡(jiǎn)支梁橋、拱橋、斜拉橋、懸索橋等等。其中,連續(xù)梁橋作為我國(guó)一種傳統(tǒng)橋型,其具體抗震能力強(qiáng)、變形度小、結(jié)構(gòu)剛度好、混凝土應(yīng)變小等多種優(yōu)點(diǎn)。隨著我國(guó)公路橋梁工程,在施工技術(shù)與施工工藝上的不斷發(fā)展與完善,連續(xù)梁橋近年來發(fā)展迅速,其橋梁跨度也逐步由原有30～40 m向著現(xiàn)在的200 m以上發(fā)展,并已成為我國(guó)橋梁中應(yīng)用最為廣泛的一種橋梁結(jié)構(gòu)。當(dāng)前,應(yīng)用于連續(xù)梁橋的各類施工技術(shù)主要包括了懸臂施工法、逐孔施工法、頂推法等等。

1.1 懸臂施工法

懸臂施工法,是國(guó)內(nèi)外大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁中最為常見的一種施工方法。其主要特點(diǎn)是所需施工設(shè)備少,不會(huì)影響到橋下通車、通航,不會(huì)受到氣候條件與河道水位的影響,而且懸臂法施工可以有效利用預(yù)應(yīng)力混凝土彎矩能力強(qiáng)的優(yōu)勢(shì),從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)梁橋跨能能力的提升。懸臂施工法主要包括了懸臂澆筑法與懸臂拼接法兩種,以懸臂澆筑法的施工為例,其主要工藝流程為:掛籃定位→模板調(diào)整和清理→鋼筋和管道安裝、定位→混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)→預(yù)應(yīng)力張拉。

懸臂拼裝法是采用移動(dòng)式懸拼吊機(jī),使預(yù)制梁段逐步起吊與就位,并通過環(huán)氧樹脂作為梁段拼裝時(shí)的膠接材料,再利用預(yù)應(yīng)力鋼筋使各梁段合龍為一個(gè)整體的施工方法;懸臂澆筑法則是以掛籃作為主要施工機(jī)具,它需承受新澆筑混凝土節(jié)段和施工機(jī)械的重量,以橋墩作為中心向兩側(cè)逐段進(jìn)行混凝土澆筑,當(dāng)混凝土滿足預(yù)應(yīng)力強(qiáng)度時(shí),再移動(dòng)掛籃進(jìn)行一節(jié)段施工的方法。這兩種施工技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì),就施工進(jìn)度而言,由于懸臂拼裝法不需要預(yù)制和存放梁體塊件的場(chǎng)地,一個(gè)節(jié)段的拼裝時(shí)間僅為1～1.5 d,相比懸臂澆筑要快很多,因此懸臂拼裝法較為適合于快速施工;而在結(jié)構(gòu)整體性和施工變形控制方面,懸臂澆筑法則更加優(yōu)秀,且不受橋下地形條件的限制,因此對(duì)于大跨度的預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁通常采用懸臂澆筑法施工。

1.2 逐孔施工法

隨著我國(guó)城市高架道路、輕軌交通的建設(shè)與發(fā)展,中等跨徑的連續(xù)梁橋越來越多的被得到應(yīng)用,逐孔施工法也由此產(chǎn)生。它是從連續(xù)梁橋的一端開始施工,通過設(shè)備或施工支架進(jìn)行連續(xù)梁逐孔施工的方式,然后周期循環(huán)施工直至工程結(jié)束為止。逐孔施工法可以使得整個(gè)公路橋梁施工建設(shè)更加標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和周期化,從而最大程度的降低了工程造價(jià),因此逐孔施工法在連續(xù)梁橋中有著廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。逐孔施工法從施工技術(shù)角度分類,可分為以下兩種類型:

(1)通過整孔或分段吊裝的方式逐孔施工。這種方法也是最為常用的逐孔施工方法,隨著近年來我國(guó)公路橋梁工程中起重水平的提升,以及連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)向著大跨度的方向發(fā)展,整孔或分段吊裝逐孔施工的方式更能體現(xiàn)降低工程造價(jià)、提升施工速度的特點(diǎn)。

(2)通過移動(dòng)支架逐孔施工。這種方法也被稱為移動(dòng)模架法,它可在移動(dòng)支架上完成混凝土澆筑、鋼筋施工、預(yù)應(yīng)力張拉等多個(gè)工序,當(dāng)混凝土滿足設(shè)計(jì)要求后再進(jìn)行下一孔梁段的施工。該方法的特點(diǎn)是施工效率高,且可以不用大型的吊裝設(shè)備進(jìn)行施工即可實(shí)現(xiàn)梁段整體性的交換,從而提升了工程中設(shè)備整體利用效率。

1.3 頂推法

頂推法施工是在沿橋縱軸方向設(shè)立預(yù)制場(chǎng),并采用無支架的方式推移就位的方法。該方法的主要施工工序?yàn)?在預(yù)制場(chǎng)地中,通過縱向預(yù)應(yīng)力鋼筋將各節(jié)段先連接成為整體,然后再利用頂推裝置和滑動(dòng)裝置將梁逐段推動(dòng)使全部梁體被頂推就位。

頂推法的特點(diǎn)是可在橋高、水深以及高架道路等多種情況下使用,從而避免了大量施工腳手架,而且施工中也不會(huì)中斷現(xiàn)有的交通,施工場(chǎng)地也較小,安全可靠。同時(shí),該施工方法可以使用簡(jiǎn)單的設(shè)備建造長(zhǎng)大的連續(xù)梁橋。

2 路面施工技術(shù)的應(yīng)用［3-5］

2.1 橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)

2.1.1 技術(shù)概述

橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)是利用橡膠作為粘結(jié)劑,在公路、橋梁路面噴灑橡膠瀝青和撒布骨料,然后再用輪胎壓路機(jī)碾壓,從而使橡膠瀝青結(jié)合料和骨料之間得到充分的粘附,以此形成保護(hù)原有路面的防水層和應(yīng)力吸收層的一種技術(shù)。該技術(shù)的應(yīng)用,不僅能明顯提升瀝青的粘度,提高瀝青抗高溫和抗變形的能力,而且由于橡膠中包含有大量的熱穩(wěn)定劑、抗氧劑等,這也有助于大幅提高路面的抗老化能力和抗低溫、抗裂能力。

2.1.2 工藝特點(diǎn)

(1)良好的防水性。該技術(shù)是能夠?qū)備伒铰访姹砻娴南鹉z瀝青結(jié)合料,順利滲入到表面微裂縫中的一項(xiàng)技術(shù)措施。這種特性不僅可以滿足路面表面防水性能的需求,而且還可提高公路的耐久性。

(2)耐久性和耐磨耗性。橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù),一般是在現(xiàn)場(chǎng)拌和橡膠瀝青結(jié)合料和骨料,當(dāng)結(jié)合料處于較好的流動(dòng)性時(shí),其微粒之間的毛吸引力可以產(chǎn)生一個(gè)凹面,以保證橡膠瀝青結(jié)合料和骨料之間的接觸表面最大化。經(jīng)過塑化粘結(jié),再進(jìn)行壓實(shí)處理,能有效保證骨料不出現(xiàn)流失,路面的耐久性和耐磨耗性良好。

(3)良好的經(jīng)濟(jì)性。橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)在公路橋梁工程中的應(yīng)用,不僅施工作業(yè)效率高、設(shè)備配置量少,而且能明顯縮短瀝青結(jié)合料噴灑和骨料撒布之間的間隔時(shí)間,用料比例也容易控制,因此施工成本較低。

2.2 清水混凝土技術(shù)

清水混凝土也被稱為裝飾混凝土,是指直接利用混凝土成型后的自然質(zhì)感作為飾面效果,而不需再做其它外裝飾的混凝土。清水混凝土技術(shù)具有以下顯著的工藝特點(diǎn):

(1)它屬于環(huán)保建材,工藝一次澆筑成型,不需要抹灰、剔鑿修補(bǔ),減少了大量建筑垃圾,不產(chǎn)生二次污染。

(2)屬于綠色混凝土材料,直接采用現(xiàn)澆混凝土的自然表面效果作為飾面,從而舍去了涂料、飾面等化工產(chǎn)品。

(3)可避免抹灰開裂、空鼓、脫落等常見質(zhì)量隱患,且表面色澤均勻、平整光滑、棱角分明,無污染和碰損。

目前,在我國(guó)各高等級(jí)公路的施工建設(shè)中,都大力加強(qiáng)了清水混凝土技術(shù)的推廣和應(yīng)用。以遂廣高速公路工程為例,其公路路面、橋梁路面和所有外露面結(jié)構(gòu)物的混凝土工程中,都采用了清水混凝土技術(shù)。工程實(shí)踐證明,雖然清水混凝土施工中人力、物力的投入相比普通混凝土施工略高,但由于省略了抹灰、裝飾面層等施工程序,其總體工程造價(jià)會(huì)有所降低,且更加環(huán)保、工藝質(zhì)量也更加優(yōu)秀,取得了良好的應(yīng)用效果。

2.3 再生技術(shù)

(1)工藝特點(diǎn)

再生技術(shù)在公路工程中的應(yīng)用,即是將需要養(yǎng)護(hù)和翻修的舊瀝青路面,經(jīng)過破碎、回收、篩分后,與再生劑、新瀝青材料、新集料等根據(jù)一定比例重新拌和,以獲得再生瀝青混合料,并用于路面重新鋪筑和養(yǎng)護(hù)的工藝技術(shù)。再生技術(shù)主要包括了就地冷再生、就地?zé)嵩偕S拌冷再生、廠拌熱再生這四種技術(shù)。

(2)就地?zé)嵩偕夹g(shù)的應(yīng)用

就地?zé)嵩偕夹g(shù)是指利用一整套的瀝青路面再生機(jī)組,在施工現(xiàn)場(chǎng)對(duì)舊瀝青路面進(jìn)行加熱、軟化,再經(jīng)過拌合、攤鋪、壓實(shí),最終實(shí)現(xiàn)快速養(yǎng)護(hù)的技術(shù)措施。再生熱技術(shù)具有施工速度快、節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用的特點(diǎn),且具有以下方面的作用:可修復(fù)瀝青路面表面層的病害;恢復(fù)瀝青路面的平整度,修復(fù)瀝青路面的車轍等等。

3 路橋過渡段施工技術(shù)

路橋過渡段作為剛性橋臺(tái)與柔性路堤之間的結(jié)合部位,在結(jié)構(gòu)上為剛性與塑性變形的突變體。正是由于路基沉降以及剛性上的差異等方面的因素,容易出現(xiàn)路面不平順、路面沉降等問題,導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象,并對(duì)車輛行駛的舒適與安全造成嚴(yán)重的影響。

當(dāng)前,路橋過渡段的沉降主要表現(xiàn)為路基沉降與路基下部的地基沉降。因此,路橋過渡段的施工技術(shù),也主要是圍繞著這兩部分開展。常見的路橋過渡段施工技術(shù)主要有:加筋土工網(wǎng)、臺(tái)背填筑、橋頭搭板、漸變樁、柔性橋臺(tái)等。本文主要分析了加筋土工網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用。

加筋土工網(wǎng)自身具有高強(qiáng)度、變形量大、高模量等特點(diǎn),采用加筋土工網(wǎng)技術(shù)配合臺(tái)背填筑施工時(shí),土工網(wǎng)能與土體結(jié)合為一個(gè)整體,以綜合性的承受內(nèi)外部的荷載作用,從而有效防止地基的沉降。在實(shí)際施工中,土工網(wǎng)通常按照1:1的坡率由上往下進(jìn)行鋪設(shè),每一層鋪設(shè)的距離應(yīng)控制在50 cm左右,最上層的土工網(wǎng)不宜少于9 m。加筋土工網(wǎng)應(yīng)錨固在橋臺(tái)背,填土的壓實(shí)度控制在85%～90%之間,填料最好采用礫石土或砂石土。

4 結(jié)語

近年來,隨著懸臂施工法、逐孔施工法、頂推法、橡膠瀝青同步碎石封層技術(shù)、清水混凝土技術(shù)、加筋土工網(wǎng)技術(shù)等一大批先進(jìn)實(shí)用的新工藝、新技術(shù)在公路橋梁施工中的應(yīng)用,為我國(guó)大規(guī)模的公路橋梁建設(shè)提供了堅(jiān)實(shí)而可靠的技術(shù)支撐,并有力推動(dòng)了我國(guó)公路橋梁工程施工水平的綜合性提升。

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U445

B

1009-7716(2015)03-0120-03

2014-11-05

黃軍華(1975-),男,湖南永州人,工程師,從事項(xiàng)目管理工作。