高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程施工技術(shù)探究

吳法堯

(山東省路橋集團(tuán)有限公司， 山東 濟(jì)南 250014）

社會(huì)的發(fā)展， 城市化建設(shè)進(jìn)程加快， 使得我國橋梁工程規(guī)模不斷擴(kuò)大， 這使得連續(xù)梁得到了廣泛應(yīng)用。 分析連續(xù)梁， 不難發(fā)現(xiàn)， 將其應(yīng)用到跨越河道及公路工程中， 突顯了諸多優(yōu)勢(shì)， 如跨度大、 跨中彎矩?fù)隙刃。?具體使用效果較高。

1 我國連續(xù)梁施工情況

以我國目前正在開展的種種建設(shè)項(xiàng)目為例， 鐵路工程在建設(shè)過程中總是不可避免地會(huì)跨越正在使用的國道， 此時(shí)往往需要在國道上面建設(shè)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)的箱梁工作， 連續(xù)箱梁以單箱單邊室作為橫截面結(jié)構(gòu)。 以某工程為例， 此工程需要跨越的國道長(zhǎng)度總計(jì)長(zhǎng)度為106m， 因此該段的連續(xù)梁建設(shè)長(zhǎng)度為103m。支座距離兩端的距離需要控制在1m左右， 三個(gè)連續(xù)梁的支座高度以數(shù)學(xué)二次函數(shù)的計(jì)算方式呈現(xiàn)。 掛籃施工是橋梁混凝土連續(xù)懸臂施工的重要組成部分， 因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)施工方便并且應(yīng)用價(jià)值高， 所以被廣泛普及利用。 在橋梁建設(shè)中應(yīng)用最為廣泛的類型為菱形掛籃并且借助懸臂施工法輔助工作。 隨著掛籃技術(shù)的不斷發(fā)展和完善， 很多混凝土施工工序被逐漸規(guī)則化和規(guī)范化， 又因?yàn)閽旎@技術(shù)本身施工周期較短并且經(jīng)濟(jì)方便， 所以各大鐵路在建設(shè)過程中都是配合利用發(fā)展成為一種連續(xù)掛籃橋梁施工體系。 有關(guān)施工團(tuán)隊(duì)只有徹底掌握掛籃施工的基本工藝以及控制要點(diǎn)， 才能夠切實(shí)提高施工質(zhì)量。

2 高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程的重難點(diǎn)

1） 連續(xù)梁跨度大， 大部分為64m和80m跨梁，自身重量很大， 難以實(shí)現(xiàn)。 施工期間， 現(xiàn)場(chǎng)澆筑施工可以提高施工效率； 2） 橋梁檢驗(yàn)。 施工過程中， 沉降量差要求非常嚴(yán)格， 特別是排水平臺(tái)附近均勻沉降量差， 這是橋梁工程的控制優(yōu)先事項(xiàng)。 在構(gòu)造過程中， 數(shù)據(jù)參數(shù)必須符合結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的值， 結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的值必須根據(jù)其他約束合理確定； 3） 橋梁慢慢轉(zhuǎn)向拱橋控制。 高速鐵路軌道相對(duì)平滑， 必須遵循標(biāo)準(zhǔn)來控制橋梁的弧值。

3 連續(xù)梁工程施工技術(shù)

3.1 連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)

3.1.1 掛籃選型與設(shè)計(jì)作業(yè)

橋梁項(xiàng)目施工期間使用連續(xù)梁掛籃施工技術(shù)， 必須選擇合適型號(hào)的掛籃， 這是該項(xiàng)技術(shù)的要點(diǎn)之一，可以通過掛籃、 橋梁梁體合理分配承重重量。 施工過程中比較常見的掛籃類型有菱形、 斜拉式、 三角式，這三種掛籃類型不需要大量節(jié)點(diǎn)， 變形率低、 實(shí)用性高。 如果選擇三角平衡式掛籃， 優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性方面， 多運(yùn)用在大跨徑橋梁、 懸臂式橋梁項(xiàng)目中。選擇掛籃型號(hào)時(shí)， 還需要制定科學(xué)合理的掛籃設(shè)計(jì)方案， 確定掛籃系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)， 精準(zhǔn)計(jì)算橋梁承重結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)參數(shù)， 要求參數(shù)和橋梁定位工程最大稱重保持一致， 再采用縱橫交錯(cuò)技術(shù)， 優(yōu)化設(shè)計(jì)掛籃承載力， 得到的承載力數(shù)據(jù)可以作為掛籃后錨系統(tǒng)設(shè)計(jì)依據(jù)， 將掛籃錨點(diǎn)、 預(yù)留孔緊密連接。 掛籃設(shè)計(jì)方案中還包括吊籃系統(tǒng)、 底籃承載力這兩項(xiàng)內(nèi)容， 建議選擇工字型焊接法， 提高吊籃系統(tǒng)、 底籃、 橫梁質(zhì)量。

3.1.2 掛籃拼裝

1） 全面檢查構(gòu)件的質(zhì)量， 不可發(fā)生銹蝕、 變形等問題， 同時(shí)檢測(cè)加工件， 要求其在焊接質(zhì)量、 螺栓孔位置精度等方面均滿足要求； 2） 底橫梁與底?？v梁間易形成間隙， 需根據(jù)具體尺寸情況墊入合適的楔形鋼板； 橋面頂板的前支點(diǎn)應(yīng)維持平穩(wěn)， 可通過砂石混合料墊平； 底縱梁與底模鋼板應(yīng)通過焊接的方式穩(wěn)定連接； 3） 掛籃吊桿所用材料為Φ32mm精軋螺紋鋼筋， 為便于該結(jié)構(gòu)的順利安裝， 施工期間應(yīng)預(yù)留吊桿孔； 加強(qiáng)對(duì)底籃標(biāo)高的檢測(cè)， 掌握實(shí)際情況， 以此為依據(jù)調(diào)整底籃標(biāo)高； 4） 底籃后端需錨固至現(xiàn)澆梁段底板上， 確保掛籃所處位置可滿足要求后， 用千斤頂預(yù)拉后錨桿， 此舉的目的在于調(diào)整箱梁底板接頭， 使其具有平順性。

3.1.3 掛籃走行作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中， 掛籃走行也具有一定的難度， 主要體現(xiàn)在預(yù)先檢查環(huán)節(jié)， 施工人員對(duì)掛籃走行結(jié)構(gòu)、 懸掛與走行系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先檢查， 確保所有系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行， 隨后再開始掛籃走行作業(yè)。 為了提高這一環(huán)節(jié)施工的安全性， 通常會(huì)選擇頂推法、 張拉線法， 其中張拉線法施工難度較高， 需要使用相應(yīng)的錨具固定鋼絞線， 鋼絞線的另外一端需要穿過掛籃， 固定在掛籃前支座的中央， 這一操作流程務(wù)必要確保準(zhǔn)確性， 以免掛籃走行偏差導(dǎo)致橋梁工程質(zhì)量問題， 以及因?yàn)殇摻g線的反復(fù)張拉在現(xiàn)場(chǎng)埋下安全隱患。

3.1.4 承載力與彈性形變作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中， 掛籃的承載力和彈性形變決定最后的施工效果， 在連續(xù)梁掛籃施工中也有一定的難度， 施工人員要注意三個(gè)問題： 第一， 如果墩頂兩側(cè)部位的施工進(jìn)度相同， 建議及時(shí)采用底膜加掛水箱推載的施工方式； 第二， 確定施工現(xiàn)場(chǎng)受力試驗(yàn)點(diǎn)時(shí)， 荷載分配要考慮鋼絲滑輪設(shè)備， 當(dāng)荷載數(shù)據(jù)在120%以內(nèi)可以進(jìn)行掛籃試驗(yàn)； 第三， 組織彈性形變?cè)囼?yàn)， 應(yīng)該選擇逐級(jí)加載的方法， 最大階段重點(diǎn)以50%為最佳， 逐級(jí)增加至100%， 當(dāng)達(dá)到120%時(shí)可以結(jié)束。 荷載加載期間要對(duì)掛籃變形進(jìn)行觀察， 詳細(xì)記錄觀察所得的數(shù)據(jù)。

3.2 混凝土施工

混凝土施工操作期間， 應(yīng)遵守對(duì)稱性原則， 既要確保對(duì)稱腹板兩側(cè)混凝土澆筑同步性， 避免出現(xiàn)歪斜和偏置問題， 又要確保對(duì)稱懸臂頂端與混凝土澆筑的同步性。 在實(shí)行對(duì)稱澆筑時(shí)， 需要應(yīng)用梁頂三通泵送管， 保證分流操作效果。 澆筑混凝土之前， 鑿除混凝土表面浮漿， 暴露石子， 之后用水濕潤， 確保水泥漿涂刷效果， 加強(qiáng)接縫位置的黏結(jié)度。 在連續(xù)梁兩端對(duì)稱澆筑混凝土， 嚴(yán)格控制混凝土不平衡量， 將其控制在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。 在T形兩端同時(shí)澆筑混凝土， 避免懸臂兩側(cè)混凝土澆筑不平衡。 采用科學(xué)的送料工藝， 在送料時(shí)間內(nèi)必須派專人監(jiān)督連續(xù)梁施工過程， 確?；炷镣綕仓?/p>

3.3 預(yù)應(yīng)力張拉和壓漿

1） 張拉： 根據(jù)施工圖紙的要求進(jìn)行檢查， 并在施工前進(jìn)行檢查。 在施工過程中， 應(yīng)根據(jù)錨固環(huán)的實(shí)際損耗和合閘的打開情況調(diào)整鋼梁錨固的外部控制應(yīng)力， 以確保錨固下的控制應(yīng)力符合設(shè)計(jì)值。 鋼筋束必須在它們與錨定板之間錨定90。 在實(shí)踐中， 載荷必須分為不同的級(jí)別， 并且作為測(cè)量的起點(diǎn)， 可將拉伸值分為三種載荷類型： 10%、 20%和100%。 如果鋼絲實(shí)際延長(zhǎng)值與實(shí)測(cè)值相比較， 二者誤差為6%， 則張拉有效； 如果錯(cuò)誤超過6%， 則需要深入分析并修復(fù)原因； 2） 管道清理。 進(jìn)行連接工作前， 應(yīng)清洗梁體孔道上剩余的濕度和殘留量， 提取孔道上的空氣， 使空氣處于孔道真空狀態(tài)， 壓力為-0.06 ～-0.10MPa。在孔道內(nèi)穩(wěn)定真空后應(yīng)注意的是， 最大流體壓力必須為＜0.6MPa,， 以便在孔道中完全填充流體， 在將液體從另一側(cè)的排氣孔中按規(guī)定流量排出之前， 不能停止注入。

3.4 線性控制

橋梁工程連續(xù)梁結(jié)構(gòu)施工過程比較繁瑣， 包含大量施工細(xì)節(jié)與階段， 且所有階段對(duì)橋梁工程施工的影響并不相同， 如果選擇不同的混凝土澆筑工藝， 便會(huì)導(dǎo)致各個(gè)施工階段的位移與設(shè)計(jì)值之間的偏差。 掛籃施工現(xiàn)場(chǎng)沒有進(jìn)行施工控制的條件下發(fā)現(xiàn)位移現(xiàn)行，會(huì)發(fā)生梁形狀變形、 橋梁狀態(tài)與設(shè)規(guī)定脫節(jié)， 結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞等問題。 組織掛籃線形控制時(shí)， 為了確保閉合前懸臂端豎向撓度數(shù)據(jù)的合理性， 主梁軸線側(cè)向位移必須在允許數(shù)值范圍內(nèi)， 閉合之后的橋接線形狀要與規(guī)定保持一致。 在偏轉(zhuǎn)控制環(huán)節(jié)， 中線控制、 主梁截面尺寸數(shù)據(jù)要準(zhǔn)確， 掛籃施工時(shí)可以進(jìn)行精準(zhǔn)的管控， 加強(qiáng)橋梁工程中主梁施工的安全性。 為了獲得理想的線形控制效果， 施工單位要在現(xiàn)場(chǎng)組建線路控制隊(duì)伍， 與資質(zhì)高、 專業(yè)性強(qiáng)的線路類型第三方監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)合作， 科學(xué)、 合理的統(tǒng)計(jì)所有觀測(cè)數(shù)據(jù)， 將其與得到的理論計(jì)算對(duì)比， 作為數(shù)據(jù)管控依據(jù)。 在軸線偏差控制的過程中， 施工現(xiàn)場(chǎng)的全站儀設(shè)備要與齊墩中心點(diǎn)、 墩軸線對(duì)齊， 采集精準(zhǔn)的模板垂直度、 所有點(diǎn)坐標(biāo)、 高程數(shù)據(jù)。

3.5 邊跨合龍控制關(guān)鍵點(diǎn)

對(duì)于邊跨合龍控制的關(guān)鍵點(diǎn)， 施工人員需要在前期施工準(zhǔn)備階段， 確保懸臂梁段澆注完畢， 箱頂、 箱內(nèi)已經(jīng)完成清除， 也有效獲得了近期氣溫變化規(guī)律。在此基礎(chǔ)上， 開展后續(xù)施工， 利用鋼管支架支模施工， 其中外模與底模， 主要使用的是掛籃模板， 而則主要選用組合鋼模。 為達(dá)到設(shè)平衡重的要求， 施工人員可以采取通向懸臂端水箱加水的辦法， 根據(jù)施工平衡設(shè)計(jì)要求， 合理確定近端、 遠(yuǎn)端所加平衡重噸位。

4 結(jié)語

連續(xù)梁是橋梁建設(shè)領(lǐng)域的重點(diǎn)內(nèi)容， 合理應(yīng)用施工技術(shù)對(duì)于提高整體品質(zhì)而言具有積極意義。 結(jié)合工程實(shí)例， 從實(shí)際施工情況出發(fā)， 圍繞連續(xù)梁施工技術(shù)展開探討， 并提出具體應(yīng)用要點(diǎn)及施工期間的注意事項(xiàng)， 希望能夠給類似工程提供參考。 同時(shí)， 工程人員也需要遵循因地制宜的原則， 視實(shí)際情況合理優(yōu)化施工技術(shù)， 加強(qiáng)對(duì)各道工序施工質(zhì)量的控制， 提高連續(xù)梁的施工水平。