橋梁施工中大跨徑連續(xù)橋梁的施工技術(shù)研究

魏 波

(四川公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司鐵路工程分公司，四川 成都 610000)

0 前 言

大跨徑連續(xù)橋梁通?？鐝匠^(guò)100 m，具有形變量小、穩(wěn)定性好、抗干擾性能強(qiáng)等特點(diǎn)，將此類結(jié)構(gòu)應(yīng)用于橋梁施工中可減少橋梁投運(yùn)后的維修工作量，使橋梁整體使用壽命大幅延長(zhǎng)、橋梁跨越能力顯著提升。在具體施工時(shí)需加強(qiáng)橋梁基礎(chǔ)部分、索塔與上部結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的使用，提升橋梁整體質(zhì)量與使用性能。

1 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)分析

1.1 橋梁施工類型

1.1.1 懸索橋

懸索橋施工主要包含以下四個(gè)環(huán)節(jié)：①吊裝環(huán)節(jié)，需沿跨中心至兩邊進(jìn)行吊裝施工，結(jié)合塔頂實(shí)際位移量進(jìn)行索鞍偏移量的調(diào)整，保障合龍段安裝符合施工要求；②架設(shè)錨道，需密切觀察索塔兩側(cè)水平力、確保符合設(shè)計(jì)要求，隨后完成中跨錨道面與邊跨的架設(shè)；③調(diào)整懸索，基于數(shù)學(xué)模型計(jì)算出懸索的拉力數(shù)值，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值完成懸索的調(diào)整；④錨碇大體積混凝土，在此環(huán)節(jié)注意控制好施工溫度，防止混凝土出現(xiàn)裂縫或變形問(wèn)題。

1.1.2 斜拉橋

通常斜拉橋由主梁、索塔、斜拉索組成其上部結(jié)構(gòu)，在施工過(guò)程中可采用橋面吊機(jī)與梁端牽引導(dǎo)向一體化裝置，減小懸臂前端的荷載。在主梁懸澆施工環(huán)節(jié)，需將合龍段高差控制為±30 mm、撓度誤差不超過(guò)±20 mm、軸線偏位誤差為±10 mm、線性誤差不超過(guò)±40 mm[1]。

1.1.3 拱 橋

在大跨度拱橋施工環(huán)節(jié)，需預(yù)先完成拱肋的預(yù)制處理，保障拱肋強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求，并依次完成鋼管拱肋安裝、吊裝繩索，綜合運(yùn)用索拼法、支架吊裝法等工藝完成構(gòu)件安裝處理。

1.1.4 預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁

針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)橋梁常采用懸臂施工法、頂推法、移動(dòng)模架法、逐孔架設(shè)法等施工方法，其中懸臂施工法需沿橋墩兩側(cè)對(duì)稱逐段完成混凝土澆筑，待混凝土強(qiáng)度達(dá)標(biāo)后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉，并移動(dòng)模板與機(jī)具進(jìn)行后續(xù)施工作業(yè)；懸臂拼裝法指沿橋段兩側(cè)對(duì)稱完成預(yù)制節(jié)段塊件的安裝工作，在張拉預(yù)應(yīng)力筋后使懸臂不斷接長(zhǎng)、至合龍位置為止。由于在懸臂施工環(huán)節(jié)常出現(xiàn)墩、梁無(wú)法承受彎矩的情況，對(duì)此需做好墩、梁的臨時(shí)固結(jié)處理，待懸臂施工至少有一端合龍后再恢復(fù)至原結(jié)構(gòu)。

1.2 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)要點(diǎn)

1.2.1 基礎(chǔ)部分施工

1)深水承臺(tái)施工，在大跨徑連續(xù)橋梁施工時(shí)往往需在深水區(qū)設(shè)置承臺(tái)，通過(guò)縮短孔柱間距克服水壓和水流影響，增強(qiáng)承臺(tái)構(gòu)件的穩(wěn)定性，然而由于承臺(tái)規(guī)格較大，一定程度上將增大具體施工的難度。對(duì)此可借用鋼套箱、鋼吊箱應(yīng)力提升承臺(tái)的穩(wěn)定性，在水下開(kāi)展鋼吊箱的吊裝作業(yè)，在深水區(qū)完成封底，保障整體安裝工序的準(zhǔn)確度，同時(shí)將護(hù)筒埋設(shè)在深土層中、將頂板安裝在頂部位置，并固定好鉆柱，以此完成鉆孔平臺(tái)施工，保障、提升鉆柱穩(wěn)定性與承臺(tái)建設(shè)質(zhì)量。

2)地下連續(xù)墻施工，作為大跨徑連續(xù)橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，在地下連續(xù)墻施工環(huán)節(jié)需預(yù)先清除河床上的雜物，隨后完成鉆孔開(kāi)槽與對(duì)接工序，設(shè)置好鋼筋籠、完成混凝土澆筑作業(yè)，借助地下連續(xù)墻施工作業(yè)有效削弱施工過(guò)程中振動(dòng)、噪聲的影響，利用地下連續(xù)墻的剛性與防滲性能為后續(xù)橋梁基礎(chǔ)施工創(chuàng)設(shè)良好條件。

3)大型沉井施工，沉井基礎(chǔ)設(shè)施的體積、埋設(shè)深度、承載面積均較大，可承受一定的水平荷載與垂直荷載，常用施工技術(shù)包含著床、深井錨墩、終沉技術(shù)等。在施工環(huán)節(jié)需綜合分析水流、河床沖擊對(duì)沉井基礎(chǔ)施工造成的影響，利用沉井鋼錨墩加錨系的定位技術(shù)開(kāi)展著床施工，有效提升沉井著床的精確度。

1.2.2 索塔施工

1)鋼索塔施工，在橋梁施工中往往采用預(yù)制加工方式進(jìn)行鋼索塔結(jié)構(gòu)的加工，將已加工完成的預(yù)制構(gòu)件運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，在現(xiàn)場(chǎng)完成構(gòu)件的組合與安裝，并結(jié)合工程實(shí)際特點(diǎn)、負(fù)載指標(biāo)進(jìn)行起重機(jī)型號(hào)的選擇，利用塔式起重機(jī)完成鋼索塔的起吊作業(yè)。

2)混凝土索塔施工，在混凝土索塔施工環(huán)節(jié)，常采用塔式起重機(jī)將塔柱模板提升至預(yù)設(shè)方位，起到支撐作用，配合電梯調(diào)節(jié)模板的吊裝角度、吊裝高度。在混凝土索塔橫梁施工環(huán)節(jié)，需采用分層澆筑法完成落地鋼管的澆筑作業(yè)，提升混凝土的平整度與密實(shí)度，防止因澆筑不均勻引發(fā)混凝土開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題。

1.2.3 上部結(jié)構(gòu)施工

1)梁段澆筑施工，在大跨徑連續(xù)橋梁的梁段施工環(huán)節(jié)，可采用逐孔施工、頂推施工、現(xiàn)場(chǎng)澆筑、懸臂施工等作業(yè)方法，在混凝土箱梁的輔助下完成鋼管支架的搭設(shè)；采用分塊澆筑方法完成PK斷面箱梁的澆筑施工，防止出現(xiàn)裂紋；利用頂推、合龍施工技術(shù)進(jìn)行中跨合龍段施工，保障橋梁的線形與受力符合橋梁施工要求，提升橋梁結(jié)構(gòu)尺寸的適宜性。

2)斜拉橋與斜拉索施工，通常斜拉橋與斜拉索在施工過(guò)程中會(huì)承受較大的牽引力，因此，需采用張拉、牽引梁段的方式開(kāi)展具體施工作業(yè)，在施工期間利用橋面吊機(jī)與梁端牽引導(dǎo)向一體化裝置減小懸臂前端所受負(fù)荷，保障斜拉索鋼絲的穩(wěn)固性、斜拉索彎曲半徑滿足施工要求。

2 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的具體應(yīng)用探討

2.1 工程概況

以某大跨徑連續(xù)橋梁建設(shè)工程為例，該工程施工線路的總長(zhǎng)度為12.6 km，工程建設(shè)內(nèi)容包含2座特大橋、2座大橋以及3座框架橋、5道框架涵，其中特大橋與大橋需建設(shè)840根樁基、總長(zhǎng)16 542 m，以及90個(gè)承臺(tái)與擴(kuò)大基礎(chǔ)、91個(gè)墩臺(tái)身。以其中1座特大橋?yàn)槔摌蛄嚎傞L(zhǎng)度為1 170.5 m，針對(duì)其10號(hào)～15號(hào)橋跨的上部結(jié)構(gòu)計(jì)劃采用規(guī)格為38 m+64 m+38 m的懸臂現(xiàn)澆連續(xù)梁；工程設(shè)有8處路基工點(diǎn)，全長(zhǎng)為3.28 km，區(qū)間路基的土石方量為81.2萬(wàn)m3，路基挖土方、挖石方分別為42.14萬(wàn)m3和23.45萬(wàn)m3。

2.2 基樁挖孔與連續(xù)梁施工

在基樁挖孔環(huán)節(jié)，需遵循由上至下的順序逐層開(kāi)挖樁孔，注意控制好樁孔截面尺寸，結(jié)合地質(zhì)條件將每節(jié)開(kāi)挖高度控制在1 m左右，配合人工作業(yè)方式由上至下、由中間至周邊逐層進(jìn)行挖土，并依照設(shè)計(jì)樁直徑2倍護(hù)臂厚度進(jìn)行截面控制，確保在每層開(kāi)挖時(shí)均注意檢查孔位、孔徑是否符合施工要求，隨后進(jìn)行護(hù)壁鋼筋綁扎與模板支設(shè)作業(yè)。在地下連續(xù)墻施工環(huán)節(jié)，需分別控制好清底、鉆孔與澆筑作業(yè)，確保提升連續(xù)墻的剛性與抗?jié)B性能，發(fā)揮良好的除噪、隔振效果。由于該橋梁工程的梁、橋墩均未采用支座連續(xù)布設(shè)方法，為防止在支座施工過(guò)程中出現(xiàn)力矩失衡的問(wèn)題，需針對(duì)梁體進(jìn)行臨時(shí)固結(jié)處理，將臨時(shí)錨固、支座設(shè)置在7號(hào)～9號(hào)墩頂位置，并且針對(duì)支座箱梁、墩頂部位分別敷設(shè)8根精軋螺紋鋼，用于提升梁體與橋墩的固結(jié)效果，待施工至中跨合龍部位時(shí)再將固結(jié)設(shè)施整體拆除[2]。

2.3 支架施工

在支架施工環(huán)節(jié)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)橋墩柱高37.9～42.7 m，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況選取22a槽鋼作為支架施工材料，經(jīng)由焊接處理鑄成三角支架，用于發(fā)揮對(duì)橋墩柱的支撐作用；在墩身施工環(huán)節(jié)，沿橋身走向每隔2 m設(shè)置一個(gè)三角支架；在進(jìn)行托盤(pán)部位的混凝土澆筑作業(yè)時(shí)，需先設(shè)置好三角支架的預(yù)埋件，隨后完成三角支架與墩身鋼筋的焊接處理，選用32b工字鋼進(jìn)行承重結(jié)構(gòu)的建設(shè)，選取22b工字鋼進(jìn)行頂部結(jié)構(gòu)建設(shè)，選取規(guī)格為10 cm×10 cm的工字鋼完成鋼梁腹板的敷設(shè)施工，并做好預(yù)壓處理。

2.4 混凝土澆筑施工

在開(kāi)展連續(xù)橋梁澆筑作業(yè)時(shí)，首次澆筑作業(yè)應(yīng)澆筑到人洞位置，隨后進(jìn)行立模，并分別完成人洞上腹板、橫隔墻、頂板等部位的鋼筋綁扎。在混凝土澆筑過(guò)程中，需秉持底板澆筑在前、腹板澆筑在后原則開(kāi)展具體澆筑作業(yè)，按順序完成腹板兩端橫隔板的澆筑，并且確保澆筑高度的完全對(duì)稱，防止出現(xiàn)偏載問(wèn)題。由于混凝土材料質(zhì)量、溫度將直接影響到澆筑質(zhì)量，因此，需注重嚴(yán)格控制混凝土材料的水灰比，選用低堿普硅水泥防范堿集料反應(yīng)，保障混凝土最佳配合比，并且在終凝后做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作，確保養(yǎng)護(hù)時(shí)長(zhǎng)至少為7 d、使梁體表面保持濕潤(rùn)，防止混凝土表面出現(xiàn)干縮裂縫。

2.5 掛籃與合龍段施工

2.5.1 掛籃與邊跨現(xiàn)澆段施工

在掛籃施工環(huán)節(jié)，依照掛籃拼裝、預(yù)壓、行走、結(jié)構(gòu)拆除的工序開(kāi)展具體施工作業(yè)，嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行掛籃拼裝、及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，將掛籃構(gòu)件運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，并安裝在已澆好的頂面位置，開(kāi)始進(jìn)行組裝工作；在掛籃預(yù)壓環(huán)節(jié)，需圍繞腹板位置采用安設(shè)反力架的方式進(jìn)行掛籃的加載預(yù)壓，注重做好掛籃安全性能的檢測(cè)工作；在掛籃行走環(huán)節(jié)，主要需落實(shí)錨固、吊帶、底平臺(tái)與模板的處理；待完成箱梁混凝土灌注作業(yè)，且混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求后，需依照先前安裝順序逐一完成掛籃模板的拆除工作。

2.5.2 合龍段施工

在合龍段施工環(huán)節(jié)，依照先合龍邊跨、再合龍中跨的方式開(kāi)展具體施工。在合龍前做好檢測(cè)工作，拆除掛籃、壓重，隨后進(jìn)行合龍束的穿束工作，依次完成吊架安裝與水箱配重，開(kāi)始綁扎鋼筋、完成預(yù)應(yīng)力管道與模板的安裝，做好剛性連接，完成預(yù)應(yīng)力束的臨時(shí)張拉處理，接下來(lái)進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)、完成配重的卸載，并落實(shí)混凝土養(yǎng)護(hù)管理，最后進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉與壓漿作業(yè)[3]。在此過(guò)程中，需確保各工序環(huán)節(jié)間具備良好的銜接度，防范因出現(xiàn)漏洞影響到整體施工質(zhì)量。

2.5.3 應(yīng)力控制

在大跨徑連續(xù)橋梁施工過(guò)程中，需注重加強(qiáng)對(duì)施工荷載應(yīng)力、收縮應(yīng)力與穩(wěn)定應(yīng)力的控制，結(jié)合橋梁施工期間的受力情況進(jìn)行控制方案、控制指標(biāo)的設(shè)計(jì)，并采用預(yù)埋應(yīng)力應(yīng)變測(cè)試元件的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)力變化情況的實(shí)時(shí)檢測(cè)。倘若在檢測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在橋梁撓曲問(wèn)題，需合理調(diào)整施工參數(shù)、控制橋梁線形，保障提升橋梁施工質(zhì)量。

3 結(jié) 論

將大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)應(yīng)用于橋梁施工中，要求施工人員做好現(xiàn)場(chǎng)勘察、設(shè)計(jì)圖紙分析與技術(shù)交底工作，結(jié)合橋梁工程所處區(qū)域的地質(zhì)條件選取恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒?，加?qiáng)對(duì)連續(xù)梁、支架、掛籃、合龍段與鋼筋等作業(yè)環(huán)節(jié)的工藝技術(shù)把控，保障橋梁結(jié)構(gòu)安全、減小應(yīng)力偏差，更好地提升橋梁工程施工質(zhì)量。

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