淺析橋梁施工中連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)

羅碧峰

（中交二公局第三工程有限公司 陜西省西安市 710016）

淺析橋梁施工中連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)

羅碧峰

（中交二公局第三工程有限公司 陜西省西安市 710016）

連續(xù)鋼構(gòu)梁施工技術(shù)由于其施工過程快速簡單、受力合理的特點(diǎn)，具有比較高的經(jīng)濟(jì)性和適用性，在現(xiàn)代橋梁施工有著十分廣泛的運(yùn)用。本文根據(jù)連續(xù)鋼構(gòu)梁施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，首先對(duì)連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)進(jìn)行了簡單的概述，隨后重點(diǎn)對(duì)連續(xù)鋼構(gòu)梁施工的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了深入探討，并提出了幾點(diǎn)施工控制方法，希望能對(duì)從事相關(guān)行業(yè)的工作人員提供一點(diǎn)幫助。

橋梁施工；連續(xù)鋼構(gòu)梁；技術(shù)要點(diǎn)

引言

連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)由于其結(jié)構(gòu)靈活性非常高，所以適用于大多數(shù)的橋梁工程施工，隨著我國橋梁建設(shè)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)在我國現(xiàn)代橋梁建設(shè)施工中得到了廣泛的運(yùn)用。在一些高強(qiáng)度的施工材料出現(xiàn)之后，運(yùn)用連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)的橋梁工程能夠大幅度提升橋梁的跨徑，從而為橋梁施工的基礎(chǔ)提供了可靠的技術(shù)保障。連續(xù)鋼構(gòu)梁施工中，鋼筋的捆扎和混凝土的澆筑都可以在掛籃上進(jìn)行，大大方便了施工，但是由于施工作業(yè)都是在高空，所以在施工中尤其要注意技術(shù)要點(diǎn)，必須嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)流程進(jìn)行，保證連續(xù)鋼構(gòu)梁施工的安全和質(zhì)量。

1 連續(xù)鋼構(gòu)梁施工概述及適用性分析

連續(xù)鋼構(gòu)梁澆筑施工指的是在澆筑大跨徑的懸臂橋梁時(shí)，借助掛籃實(shí)現(xiàn)對(duì)稱施工和就地分段懸臂作業(yè)。連續(xù)鋼構(gòu)梁施工不需要使用大型的吊機(jī)和支架，相對(duì)于其他的施工方法而言，具有無壓重、拼制簡單方便和結(jié)構(gòu)輕等優(yōu)點(diǎn)。掛籃作為一種承重結(jié)構(gòu)，能夠沿著梁頂向前移動(dòng)，其錨固端一般均掛在已澆灌完工而且有一定硬度的前端梁段上。依托掛籃的懸臂力量，能夠把掛籃視為一個(gè)支持點(diǎn)，在掛籃上裝設(shè)下個(gè)梁段的模板、預(yù)應(yīng)力管道、灌漿、預(yù)應(yīng)力、鋼筋、與混凝土澆灌施工。當(dāng)各個(gè)時(shí)期的懸臂梁灌注完工后，便把掛籃向前挪動(dòng)相應(yīng)距離且固定，實(shí)施下個(gè)節(jié)段的作業(yè)，重復(fù)上述過程，這樣循環(huán)一直到懸臂澆筑完工。

橋梁的建設(shè)是一個(gè)時(shí)間長、成本高的綜合性項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)從諸多方面加以管控，牽涉的工藝、理論眾多而全面，從作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)期到完工時(shí)期均存有隱患。連續(xù)鋼構(gòu)梁作業(yè)過程中，除了混凝土本身材料的不穩(wěn)定性和非均質(zhì)外，還受到時(shí)間、濕度和溫度的影響。在實(shí)際施工過程中結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)很難準(zhǔn)確預(yù)估，隨著施工的不斷進(jìn)行，每個(gè)節(jié)段中的位移和內(nèi)力通常都會(huì)偏離設(shè)計(jì)值，有時(shí)候甚至?xí)鲈O(shè)計(jì)允許的位移量和內(nèi)力。節(jié)段施工中的出現(xiàn)的偏移問題會(huì)導(dǎo)致模板和支架的實(shí)際受力狀態(tài)偏離設(shè)計(jì)指標(biāo)，如果沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效的控制措施，很可能會(huì)導(dǎo)致成橋狀態(tài)的內(nèi)力和線形不符合設(shè)計(jì)，嚴(yán)重的時(shí)候還可能會(huì)造成架構(gòu)毀壞。由中國當(dāng)前統(tǒng)計(jì)的橋梁坍塌事件信息可知，除了地震要素以外，項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與作業(yè)不準(zhǔn)確是造成事故產(chǎn)生的重要因素，所以，應(yīng)當(dāng)對(duì)施工過程中的諸多細(xì)節(jié)加以全面的剖析與探究。

2 連續(xù)鋼構(gòu)梁懸臂掛籃施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 掛籃的比較和選擇

根據(jù)受力體系和構(gòu)造形式的不同可以將掛籃分為復(fù)合式掛籃、牽索式掛籃、斜拉式掛籃和桁架式掛籃。澆筑施工前，需要根據(jù)工程特點(diǎn)和實(shí)際的環(huán)境合理選擇掛籃，這里提出幾點(diǎn)參考意見：①模型系統(tǒng)要盡可能的保證剛度，減少掛籃的變形，方便施工過程中的修整和調(diào)位；②在保證掛籃結(jié)構(gòu)功能的基礎(chǔ)上，受力主桁架的結(jié)構(gòu)越簡單越好；③錨固和懸吊系統(tǒng)要保證掛籃的穩(wěn)定，在施工中保證掛籃的抗傾覆穩(wěn)定系數(shù)大于2；④掛籃的行走系統(tǒng)最好選用“前滑后滾”的方式，防止主桁架在行走時(shí)傾覆；⑤掛籃的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)符合大多數(shù)橋型的懸灌施工，保證掛籃的通用性，使其能夠多次倒用。

2.2 掛籃模板的安裝

首先對(duì)滑道進(jìn)行清理和整平，然后按照設(shè)計(jì)要求將掛籃安裝在滑槽位置，如果橋面橋面有橫披，需要在兩側(cè)滑道使用不同厚度的硬木調(diào)平并用水準(zhǔn)儀找平，然后再用錨桿和扁擔(dān)梁將滑道籃錨固在箱梁上。為了保證掛施工質(zhì)量，需要對(duì)錨固精軋螺紋鋼吊桿進(jìn)行試驗(yàn)，橋墩頂拼裝掛籃前還需要遵循施工設(shè)計(jì)要求的程序?qū)ΨQ地進(jìn)行，如果周圍地形合適，可以先在岸上嘗試進(jìn)行拼裝。在安裝掛籃之前，還需要對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的檢查，包括施工設(shè)備和人員的檢查，安裝過程中要嚴(yán)格遵循施工流程進(jìn)行壓重測(cè)試，對(duì)梁段的預(yù)拱度進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，充分保證施工作業(yè)平臺(tái)的質(zhì)量和安全。在施工作業(yè)中要做好封閉處理，避免物品墜落砸傷施工人員，在完成掛籃的安裝之后，還需要再次進(jìn)行檢查，確保施工質(zhì)量和安全。

2.3 掛籃預(yù)壓

在掛籃開始預(yù)壓之前，首先需要對(duì)掛籃的各個(gè)關(guān)鍵部件進(jìn)行固定，特別是掛籃的后錨系統(tǒng)，一般情況下都采用的是錨固方式。由于錨固對(duì)象是后壓系統(tǒng)和前橫梁，所以懸臂掛籃的穩(wěn)定性很大程度上取決于后壓系統(tǒng)和前橫梁的拉桿受力平衡，如果這拉桿受力不平衡，就很可能導(dǎo)致掛籃傾斜，很容易引起安全事故。在預(yù)壓作業(yè)前，還需要對(duì)掛籃的安裝質(zhì)量進(jìn)行檢查，并且對(duì)預(yù)壓過程進(jìn)行細(xì)化，根據(jù)懸臂掛籃的承載能力將施工劃分為多個(gè)等級(jí)進(jìn)行施工。通常情況下，劃分的原則如下：10t的掛籃，其承載能力越高，劃分等級(jí)也就越高，預(yù)壓時(shí)每次增加10t重量，共加載10次。在加載重量的過程中需要保持懸臂兩側(cè)的重量一致，其次還要對(duì)一些主要承重設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，記錄下每次加載重量后系統(tǒng)的高度變化和狀態(tài)變化。

3 連續(xù)鋼鉤梁懸臂掛籃施工控制方法

施工控制是橋梁施工技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，實(shí)際施工過程中，影響施工質(zhì)量的因素有很多，為了進(jìn)一步保證施工的精度，施工控制通常都貫穿施工全過程。施工控制室通過一系列的控制立模標(biāo)高、模型修正、參數(shù)識(shí)別、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和計(jì)算分析等方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁各部分施工的標(biāo)高、線形和質(zhì)量的控制，從而保證施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全。另外，通過應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁受力的全過程控制，并且可以根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行調(diào)整。

連續(xù)鋼構(gòu)梁的施工質(zhì)量不單單取決于設(shè)計(jì)，在施工中同樣還存在很多的影響因素，例如測(cè)量誤差和溫度效應(yīng)等。這些誤差如果得到及時(shí)的調(diào)整，就很容易造成誤差的積累，從而影響橋梁最終的施工質(zhì)量，橋梁的線形、內(nèi)力和合攏都很難滿足要求。連續(xù)梁施工過程中很容易產(chǎn)生影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的內(nèi)力，如果不加以控制就會(huì)影響成橋線形核內(nèi)力變化，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)p壞橋梁結(jié)構(gòu)。連續(xù)箱梁中已經(jīng)施工完成的結(jié)構(gòu)是很難再進(jìn)行時(shí)候的調(diào)整的，所以成橋線形和內(nèi)力必須在施工過程中就加以控制和調(diào)整，在連續(xù)鋼構(gòu)梁施工中，重點(diǎn)需要對(duì)橋梁線形、內(nèi)力和穩(wěn)定性進(jìn)行控制。

3.1 幾何變形控制

由于實(shí)際施工中有很多的影響因素，并且橋梁結(jié)構(gòu)在施工中很容易發(fā)生變形，所以在施工過程中結(jié)構(gòu)線形（平面位置，立面標(biāo)高）很容易偏離預(yù)定的路線，導(dǎo)致成橋線性與設(shè)計(jì)要求不符，也給橋梁合攏帶來不小的困難。線形控制一般分為豎向線形控制和平面線形控制，能夠分別控制垂直方向和平面方向的變形和位移，其最終的控制目標(biāo)是使成橋線形盡可能的同預(yù)定的幾何狀態(tài)保持一致。連續(xù)鋼構(gòu)梁施工控制的幾何狀態(tài)和最終誤差的允許值都需有一定的標(biāo)準(zhǔn)去判斷，而目前還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)定，所以需要根據(jù)實(shí)際橋梁的跨徑大小、規(guī)模和技術(shù)難度等情況進(jìn)行確定。

3.2 應(yīng)力控制

橋梁施工過程中某些結(jié)構(gòu)臨時(shí)的受力狀況同真實(shí)的受力存在一定的偏差，根據(jù)施工中的應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，與預(yù)定的受力狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比，就可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)受力偏差，隨后根據(jù)偏差原因進(jìn)行查找和調(diào)整，保證偏差在設(shè)計(jì)允許的范圍之內(nèi)。如果應(yīng)力控制沒有做到位，勢(shì)必會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成破壞和損傷?，F(xiàn)階段，對(duì)于應(yīng)力控制的項(xiàng)目和精度還沒有形成明確的規(guī)定，一般要根據(jù)實(shí)際情況確定：①結(jié)構(gòu)在施工荷載和自重下的應(yīng)力，實(shí)際應(yīng)力同設(shè)計(jì)相差宜控制在±5%；②結(jié)構(gòu)預(yù)加力要對(duì)張拉實(shí)施雙控（伸長量和油表控制），控制伸長量誤差允許在±6%內(nèi)，此外對(duì)于后張結(jié)構(gòu)還需要考慮油管道摩擦阻影響；③注意監(jiān)控其他應(yīng)力，例如風(fēng)荷載、基礎(chǔ)變位、溫度應(yīng)力和雪荷載等引起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力；④對(duì)于掛籃、支架和纜索吊裝系統(tǒng)，也要控制其應(yīng)力在安全范圍內(nèi)。

3.3 穩(wěn)定控制

如果外力增大到一定的程度，橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定平衡就會(huì)處于一種臨界狀態(tài)，這時(shí)一點(diǎn)點(diǎn)微小的擾動(dòng)都有可能使結(jié)構(gòu)失去正常的穩(wěn)定能力。橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性控制對(duì)橋梁施工安全有著至關(guān)重要的影響，在施工中需要對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行監(jiān)控，但是我國目前的橋梁施工還沒有很有效的監(jiān)測(cè)手段，一些突發(fā)情況和受動(dòng)荷載很難被監(jiān)測(cè)到，現(xiàn)階段的穩(wěn)定監(jiān)控主要靠的還是應(yīng)力和位移監(jiān)控，通過分析位移和應(yīng)力變化，結(jié)合理論分析，對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性作一個(gè)系統(tǒng)的評(píng)估，從而進(jìn)行調(diào)整和控制。此外，還需要對(duì)施工中可能出現(xiàn)的失穩(wěn)現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，隨著連續(xù)鋼構(gòu)梁的跨徑在不斷增長，會(huì)使受擾動(dòng)荷載或突發(fā)情況家具，如果沒有可靠的穩(wěn)定性檢測(cè)系統(tǒng)，很難保證橋梁施工安全，因此，建立一套完整、準(zhǔn)確的控制系統(tǒng)勢(shì)在必行。

4 結(jié)束語

總的來說，隨著我國城市基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，橋梁建設(shè)工程也在日益增多，連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)由于其無需借助太多的設(shè)備和支架，調(diào)度起來比較方便，對(duì)環(huán)境的破壞也比較小，所以在一些復(fù)雜空間中施工時(shí)不會(huì)對(duì)城市交通帶來太大的影響。目前，我國橋梁連續(xù)鋼構(gòu)梁技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用都日趨成熟，施工效率較之前也有所提高，對(duì)掛籃設(shè)備的改造也使得整個(gè)系統(tǒng)的可行性更高，大大減少了施工人員的工作量，在很大程度上促進(jìn)了我國橋梁建設(shè)工程的發(fā)展。

[1]章耀林.連續(xù)梁橋懸臂澆注施工綜合問題研究[D].西安：西南交通大學(xué)，2015.

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[3]董 成.大連灣連續(xù)梁橋懸臂施工控制研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2014.

U445.4

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1004-7344（2016）10-0151-02

2016-3-18