大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)探究

竇維軍

(中國水利水電第十一工程局有限公司,河南 鄭州 450001)

進(jìn)入二十一世紀(jì)以來,我國政府不斷加大基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè),以進(jìn)一步促進(jìn)國內(nèi)各個地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)文化交流。其中,橋梁工程是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的主要項目之一,能夠有效提升橋梁兩端地區(qū)的交通通行效率,為強化各地區(qū)的人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活帶來極大便利。但隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,橋梁的建造數(shù)量越來越多,橋型結(jié)構(gòu)越來越豐富,施工工藝越來越高超,橋梁規(guī)模越來越宏大,跨徑也越來越大,普通的施工技術(shù)難以滿足大跨徑連續(xù)橋梁的實際施工需要。我們在建設(shè)過程中要充分考慮橋梁的經(jīng)濟(jì)性、實用性、美觀性和安全性等問題,因此,非常有必要對橋梁工程施工中的大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)進(jìn)行研究。

1 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)難點

1.1 梁體線性控制難度大

大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的預(yù)應(yīng)力具有較強的復(fù)雜性,將此技術(shù)應(yīng)用與橋梁工程施工中,常常會促使橋梁撓度出現(xiàn)較大變化,很難有效控制梁體線性,這是大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)所面臨的一大難點問題。究其原因,主要在于此施工技術(shù)應(yīng)用過程中,橋梁撓度的變化規(guī)律沒有特定性,施工人員無法有效把握工程梁體的線性方面。

1.2 支架搭設(shè)高度較高

在大跨徑連續(xù)橋梁施工中,不僅支架基底施工具有較大的難度,而且需要搭建的支架非常高,特別當(dāng)橋梁橫跨河道過程中,對高支架的需求非常大。在此類橋梁工程施工過程中,常采用支架法作業(yè)方式,一些大跨徑連續(xù)橋梁所在河道非常深,這會對支架搭建的高度提出更高的要求,同時也加大了大跨徑連續(xù)橋梁工程施工技術(shù)的應(yīng)用的難度。

1.3 支架基底施工難度大

通常來講,大跨徑連續(xù)橋梁工程大都建立在地形相對復(fù)雜的路面或是河面區(qū)間,工程施工區(qū)域的地形地勢變化較大,從實際情況來看,大部分大跨徑連續(xù)橋梁工程的施工地點都在具有較大坡度的區(qū)域,同時此類區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境相對較差,從而進(jìn)一步加大了大跨徑連續(xù)橋梁工程的支架基底施工難度[1]。

2 大跨徑連續(xù)橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 基礎(chǔ)施工方面

(1)深水承臺施工技術(shù)。在大跨徑連續(xù)橋梁施工過程中,由于承臺基礎(chǔ)大都處在深水環(huán)境中,始終受到水流與水壓等的影響,這要求必須將孔樁間距合理減小,而承臺普遍都具有較大的尺寸,這就在很大程度上加大了施工作業(yè)的難度。所以,在深水承臺施工過程中,常常會通過鋼套箱以及鋼吊箱等方式來進(jìn)行施工。同時,在進(jìn)行鋼吊箱施工作業(yè)時,必須要保證吊裝安裝各個環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)程度。由于承臺底層的土質(zhì)相對較為軟弱,而鋼吊箱平臺與河面間距較大,在河道水流較為湍急的情況下,應(yīng)確保鋼護(hù)筒平臺的深度滿足施工需要,并將頂板有效固定[2]。

(2)地下連續(xù)墻施工技術(shù)。大跨徑連續(xù)橋梁工程中,地下連續(xù)墻發(fā)揮著關(guān)鍵性作用,其施工流程通常是清底施工、鉆孔成槽施工以及混凝土澆筑施工等。地下連續(xù)墻施工不但能夠?qū)⒋罂鐝竭B續(xù)橋梁施工的噪聲有效減少,還能大大增強橋梁工程的抗?jié)B性能,在很大程度上降低了整個工程的施工難度系數(shù),充分保證了大跨徑連續(xù)橋梁施工的順利進(jìn)行。

2.2 索塔施工方面

(1)鋼索塔施工技術(shù)。對于鋼索塔施工方面,首先應(yīng)從橋梁工程施工的實際情況出發(fā),選用滿足施工所需負(fù)載能力的塔吊類型。其次,在工廠車間完成鋼索塔的加工作業(yè),并將加工好的鋼索塔分批運輸?shù)綐蛄汗こ淌┕^(qū)域。最后,進(jìn)行吊裝作業(yè),分節(jié)接高作業(yè)、和高強螺栓連接作業(yè)等。

(2)混凝土澆筑施工技術(shù)。在混凝土索塔施工中,需要用到塔吊等施工設(shè)備。塔吊設(shè)備的運用是為了配合塔柱模板的爬升以及各段的施工作業(yè),并合理設(shè)置主動支承,不但能夠有效防止塔柱受力后發(fā)生變形,還能確保索塔的安全[3]。在混凝土索塔橫梁的施工過程中,施工人員應(yīng)將落地鋼管來支承施工作業(yè)平臺,以便于分層進(jìn)行混凝土澆筑施工,充分發(fā)揮預(yù)應(yīng)力的張拉作用。同時,在混凝土澆筑施工過程中,為防止支架出現(xiàn)沉降問題,施工人員應(yīng)從下到上持續(xù)進(jìn)行澆筑作業(yè)。在此過程中如果需要暫停操作,其暫停時間必須小于混凝土的凝固時間,以確?；炷翝仓┕さ馁|(zhì)量。

2.3 上部結(jié)構(gòu)施工方面

(1)梁段施工技術(shù)。在大跨徑連續(xù)橋梁澆筑施工中,可采用就地澆筑、頂推施工以及懸臂施工等澆筑作業(yè)方式。在具體的梁段施工中,通常采用混凝土箱梁施工技術(shù),并利用鋼管支架輔助施工,以有效增強橋梁結(jié)構(gòu)的固定性。對于PK斷面箱梁等特殊部位的澆筑施工方面,施工人員可采用分塊澆筑施工技術(shù),以有效避免裂紋的出現(xiàn),防止其對橋梁的穩(wěn)定性造成影響。對于整體式箱梁的澆筑施工方面,施工人員可采用整體箱梁澆筑施工技術(shù)。

(2)斜拉橋斜拉索施工技術(shù)。由于斜拉索需要承受非常大的牽引力,所以施工人員可采用張拉施工技術(shù)或梁段牽引施工技術(shù),通過橋面吊機和梁段牽引導(dǎo)向裝置一體化的形式,將懸臂前端荷載有效降低,以確保斜拉索彎曲半徑的準(zhǔn)確性。

2.4 掛籃施工

(1)施工技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格檢驗掛籃的實際承載能力,以確保施工過程中掛籃的安全性與可靠性。同時,在實際施工前,技術(shù)人員應(yīng)積極開展試壓工作,以有效解決掛籃的非彈性變形問題。

(2)從工程的具體情況出發(fā),有效對比掛籃試壓方式,通過千斤頂加載對主桁試壓,以保證掛籃受力能夠與加載受力相一致。在此過程中,技術(shù)人員可分別于主墩和次主墩部位試壓三次,當(dāng)完全消除掛籃非彈性變形后,將最后一次的變形曲線確定為掛籃的彈性變形曲線。

3 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)控制要點

3.1 線形控制方面

在橋梁施工過程中,受到多種因素影響,常常會出現(xiàn)繞曲變形問題。如果該變形問題產(chǎn)生,就會促使橋梁結(jié)構(gòu)位置發(fā)生一定偏移,從而造成橋梁難以準(zhǔn)確合攏,即便竣工后,其永久線性也不能達(dá)到工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求。因此,在進(jìn)行大跨徑連續(xù)橋梁施工過程中,必須合理控制工程施工技術(shù),充分保證線形方面能夠滿足設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 預(yù)應(yīng)力控制方面

預(yù)應(yīng)力控制是大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的控制重點,其目的是為了充分保證在施工中以及竣工后橋梁結(jié)構(gòu)的受理情況能夠達(dá)到工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求,在很大程度上影響到橋梁工程的施工質(zhì)量。通常情況下,施工人員會適當(dāng)選取橋梁結(jié)構(gòu)中的若干個斷面,以作為實施應(yīng)力控制的截面。同時預(yù)埋應(yīng)力應(yīng)變測試元件,來有效測試橋梁結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)力值,充分把握橋梁結(jié)構(gòu)的實際應(yīng)力狀態(tài)。如果實際應(yīng)力與理論應(yīng)力值存在很大差異,就應(yīng)盡快采取合理的處理措施,將該差值降到最低,將其控制在適當(dāng)?shù)脑什罘秶鷥?nèi)。

橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力控制難度比變形控制要大得多,主要因為此類問題的隱匿性較強,施工人員很難發(fā)現(xiàn)。因此,一旦應(yīng)力控制方面產(chǎn)生問題,就會在很大程度上破壞到橋梁結(jié)構(gòu),造成橋梁結(jié)構(gòu)局部受力失衡,嚴(yán)重情況下會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生開裂現(xiàn)象,甚至橋梁結(jié)構(gòu)承載能力喪失。這些情況對橋梁工程形成了嚴(yán)重的安全威脅,因此,施工人員與技術(shù)人員一定要高度重視各個環(huán)節(jié)中的各個細(xì)節(jié)。

3.3 安全控制方面

在大跨徑橋梁施工過程中,施工安全是需要高度重視的問題。加強安全控制將有效保證工程施工作業(yè)的順利開展,但必須在其他各項控制實現(xiàn)后,方能采取安全控制措施。尤其是大跨徑連續(xù)橋梁施工方面,由于其橋梁結(jié)構(gòu)以及施工安全參數(shù)存在一定的特殊性,這要求施工人員必須從橋梁的實際情況出發(fā),來采取相應(yīng)合理的安全控制措施。

3.4 穩(wěn)定控制方面

在大跨徑連續(xù)橋梁施工過程中,不僅要對橋梁結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形進(jìn)行有效控制,還應(yīng)嚴(yán)格控制各環(huán)節(jié)橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性。特別是在近幾年,我國橋梁安全事故經(jīng)常發(fā)生,橋梁的穩(wěn)定性成為工程施工需要高度關(guān)注的問題。但在橋梁工程實際施工過程中,施工企業(yè)只對竣工后的橋梁穩(wěn)定性進(jìn)行考慮,而相對忽略了施工過程中可能存在的穩(wěn)定性問題。隨著我國橋梁工程的跨徑持續(xù)加大,而相應(yīng)的反應(yīng)機制卻難以滿足橋梁工程建設(shè)的實際發(fā)展需要,這對我國的橋梁工程的發(fā)展形成了一定的阻礙。

4 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 在斜拉橋施工中的應(yīng)用

斜拉橋通過拉鎖把主梁直接拉在橋塔上,其整體結(jié)構(gòu)由受拉鎖、承彎梁以及承壓塔等組成。在斜拉橋工程施工中,施工人員應(yīng)嚴(yán)格控制大跨徑主梁、混凝土主梁以及索塔等部位的施工質(zhì)量,以全面確保斜拉橋工程的質(zhì)量[4]。同時,在長拉索作業(yè)中,必須綜合考慮其抗震與抗風(fēng)等方面性能,技術(shù)人員可將一端固定,開展振動試驗,以檢驗長拉索施工質(zhì)量,以有提高斜拉橋施工質(zhì)量。

4.2 在拱橋施工中的應(yīng)用

拱橋是橋梁工程中非常重要的類型,在我國已經(jīng)有了幾千年的建造歷史。盡管隨著橋梁工程施工技術(shù)的發(fā)展,尤其是無支護(hù)施工技術(shù)的應(yīng)用,拱橋工程數(shù)量逐漸減少,但在不少地區(qū)的大跨徑連續(xù)橋梁建設(shè)中,拱橋依然發(fā)揮著較大的作用。從支撐方式來看,拱橋可分為下承式拱橋、中承式拱橋以及上承式拱橋。從拱橋的結(jié)構(gòu)組成來看,拱橋可分為混凝土拱橋以及石拱橋。相對于一般的橋梁工程,拱橋支座部分的承載力更多,主要來自于水平應(yīng)力以及垂直荷載力等。所以,在拱橋工程施工時,必須合理選擇地基部分,并充分保證地基的質(zhì)量。

5 結(jié)語

總之,大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在橋梁工程建設(shè)中發(fā)揮著非常大作用,加強大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的研究和應(yīng)用,對提高我國橋梁工程建設(shè)水平方面,有著十分重要的現(xiàn)實意義。因此,施工單位在施工時必須充分了解大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的難點,熟練掌握大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù),加強對該施工技術(shù)要點的控制,并將其有效應(yīng)用在各種大跨徑連續(xù)橋梁工程施工中,從而全面推動我國橋梁工程施工技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展。