大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

項(xiàng)曾森 項(xiàng)曾林

摘要：現(xiàn)代化進(jìn)程的加速使橋梁建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大、里程不斷延長(zhǎng)，而我國(guó)橋梁工程中大跨徑連續(xù)橋梁形式的應(yīng)用最為廣泛，但大跨徑連續(xù)橋梁施工難度大，施工中隱藏風(fēng)險(xiǎn)較多，為了保證施工高效、有序、安全進(jìn)行，規(guī)范實(shí)施施工技術(shù)至關(guān)重要。為了提高大跨徑連續(xù)橋梁施工質(zhì)量，文章從對(duì)大跨徑連續(xù)橋梁施工特征的探究出發(fā)，結(jié)合橋梁工程施工實(shí)例分析大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的具體應(yīng)用，詳細(xì)論述基礎(chǔ)施工部分、施工監(jiān)控、支架法施工、托架施工、掛籃施工、梁體結(jié)塊施工的技術(shù)要點(diǎn)，以期為橋梁工程施工實(shí)踐提供參考與借鑒，不斷提高大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)水平與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大跨徑連續(xù)橋梁????施工技術(shù)?????橋梁工程????應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U445.4????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Application?of?Long-Span?Continuous?Bridge?Construction?Technology?in?Bridge?Construction

XIANG?Zengsen???XIANG?Zenglin

（Wuhan?Datong?Engineering?Construction?Co.，?Ltd.，?Wuhan，?Hubei?Province，?430000?China）

Abstract：?The?acceleration?of?the?modernization?process?has?made?the?scale?of?bridge?construction?continues?to?expand?and?the?mileage?continues?to?extend，?and??the?form?of?long-span?continuous?bridges?is?most?widely?used?in?bridge?engineering?in?China.?However，?the?construction?of?long-span?continuous?bridges?is?difficult?and?there?are?many?hidden?risks?in?the?construction，?so?in?order?to?ensure?the?efficient，?orderly?and?safe?construction，?it?is?crucial?to?implement?construction?technology?in?a?standardized?manner.?In?order?to?improve?the?construction?quality?of?long-span?continuous?bridges，?this?paper?starts?from?the?exploration?of?the?construction?characteristics?of?long-span?continuous?bridges，?analyzes?the?specific?application?of?construction?technology?of?long-span?continuous?bridges?in?combination?with?examples?of?bridge?engineering?construction，?and?discusses?in?detail?technical?points?of?the?foundation?construction?part，?construction?monitoring，?scaffold?construction，?bracket?construction，?hanging?basket?construction?and?beam?block?construction，?in?order?to?provide?reference?and?the?model?for?the?bridge?engineering?construction?practice?and?continuously?improve?the?construction?technology?level?and?quality?of?long-span?continuous?bridges.

Key?Words：?Long-span?continuous?bridge;?Construction?technology;?Bridge?engineering;?Application

現(xiàn)代化進(jìn)程的加速使各地交通運(yùn)輸流量日益增長(zhǎng)，為滿足交通運(yùn)輸要求，橋梁工程建設(shè)數(shù)量也在逐年增多。在橋梁工程施工中，大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)因成本低、質(zhì)量高、適應(yīng)力強(qiáng)、實(shí)用性強(qiáng)、后期養(yǎng)護(hù)工作少、穩(wěn)定性與安全性好而受到行業(yè)的歡迎。但在技術(shù)實(shí)施過程中也存在諸多隱藏風(fēng)險(xiǎn)，需要以規(guī)范技術(shù)操作為基礎(chǔ)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)控制，并進(jìn)一步深入分析大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用。

1?大跨徑連續(xù)橋梁施工特征

大跨徑連續(xù)橋梁為應(yīng)力橋梁的一種，其主體結(jié)構(gòu)部分為連續(xù)鋼構(gòu)橋，由橋墩與梁體兩部分構(gòu)成，其中橋墩連接梁體時(shí)采用直接固結(jié)方式，與其他橋梁結(jié)構(gòu)相比，可以在最大程度上幫助梁體分擔(dān)壓力，因此，使橋梁整體的安全性與穩(wěn)定性得到大幅度提高。通過對(duì)大量大跨徑連續(xù)橋梁施工效果的總結(jié)來看，此類橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量?jī)?yōu)秀、實(shí)用性強(qiáng)、適應(yīng)能力強(qiáng)、后期養(yǎng)護(hù)工作少，對(duì)緩解現(xiàn)代交通運(yùn)輸壓力有著重要意義。但連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)本身為多次超靜定結(jié)構(gòu)體系，受到外力因素影響后，附加內(nèi)力將不斷增多，隨著內(nèi)力的累積到達(dá)一定程度后將持續(xù)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成負(fù)面影響，縮短橋梁工程使用壽命。如自然環(huán)境下混凝土在溫度應(yīng)力作用下出現(xiàn)膨脹收縮情況，對(duì)結(jié)構(gòu)安全性構(gòu)成威脅，若長(zhǎng)時(shí)間無法改善則危及橋梁的實(shí)際質(zhì)量[1]?；诖耍趯?shí)際施工中必須合理進(jìn)行技術(shù)選擇，有效環(huán)節(jié)外力因素造成的橋梁內(nèi)力增加。

目前，我國(guó)已構(gòu)建成熟的大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)體系，各類型大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可以滿足鐵路、公路等不同運(yùn)輸領(lǐng)域的需求，現(xiàn)有多樣大跨徑連續(xù)橋梁，具體分類情況見表1所示。

2?大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1?工程概況

某地建設(shè)高速公路橋梁，總長(zhǎng)為1.8km，橋梁為大跨徑連續(xù)梁橋，考慮到施工方案中對(duì)橋梁整體強(qiáng)度的要求，采用C50混凝土進(jìn)行橋梁以及封端位置施工，采用C40混凝土進(jìn)行橋梁防護(hù)墻施工，并根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況向混凝土中摻入適量膨脹劑，施工具體流程見圖1。

2.2?基礎(chǔ)施工

2.2.1?大型沉井與上部結(jié)構(gòu)施工

大型沉井施工是大跨徑連續(xù)橋梁施工中的關(guān)鍵部分，在本項(xiàng)目中需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)沉井結(jié)構(gòu)尺寸、位置、結(jié)構(gòu)相對(duì)位置進(jìn)行科學(xué)分析，在施工現(xiàn)場(chǎng)由技術(shù)人員經(jīng)過認(rèn)真、全面的勘查后準(zhǔn)確計(jì)算出大型沉井施工的各項(xiàng)參數(shù)。同時(shí)，考慮到大型沉井深度過大問題，施工中也需要認(rèn)真做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管工作，要求技術(shù)人員、安全員、質(zhì)檢員要持續(xù)關(guān)注施工期間混凝土注入速度以及施工整體進(jìn)度，按照施工方案中給出的具體參數(shù)進(jìn)行有效控制[2]。

上部結(jié)構(gòu)處于開口區(qū)域的周圍位置，主要進(jìn)行支撐及通道結(jié)構(gòu)施工，均采用轉(zhuǎn)體施工法，即采用現(xiàn)場(chǎng)澆筑與現(xiàn)場(chǎng)裝配兩種方式使結(jié)構(gòu)成形后，通過轉(zhuǎn)體就位完成施工；但在轉(zhuǎn)體過程中需要做好旋轉(zhuǎn)角度控制。

2.2.2?深水承臺(tái)施工

由于本次施工周圍存在水域，一部分橋梁結(jié)構(gòu)處于水體內(nèi)，因此，在施工與后期運(yùn)營(yíng)中橋梁均會(huì)受到水體的作用，必須對(duì)處于水體中結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性做出考慮。綜合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況與施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，決定采用深水承臺(tái)工藝，施工前全面了解水體深度、水文環(huán)境、水體流速、地質(zhì)環(huán)境等情況，對(duì)深水承臺(tái)施工方案進(jìn)行優(yōu)化，保證深水承臺(tái)工藝能夠滿足施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求。同時(shí)，為了提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，水下施工部分通過水下成樁工藝奠定穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

2.2.3?鋼絞線與預(yù)制結(jié)構(gòu)連接施工

預(yù)制結(jié)構(gòu)施工前需要先對(duì)預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量進(jìn)行確認(rèn)，由于工期長(zhǎng)、預(yù)制構(gòu)件量大，盡量選擇資質(zhì)良好、信譽(yù)好、口碑好、綜合能力強(qiáng)的供應(yīng)商，并且指派專人在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)完成預(yù)制構(gòu)件拼接、焊接指導(dǎo)工作，操作結(jié)束后技術(shù)人員立即按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)連接點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行檢查，確定符合標(biāo)準(zhǔn)后需要針對(duì)連接點(diǎn)展開抗拉伸性能測(cè)試，并根據(jù)測(cè)試結(jié)果對(duì)比設(shè)計(jì)參數(shù)，在符合標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上盡可能達(dá)到預(yù)期要求，采取優(yōu)化措施。最終采用鋼絞線進(jìn)行預(yù)制結(jié)構(gòu)連接，操作過程中技術(shù)人員應(yīng)全程進(jìn)行指導(dǎo)，確保施工人員順利完成鋼絞線穿束工作，并按照方案要求合理控制混凝土澆筑速度，此外作業(yè)結(jié)束后24h內(nèi)應(yīng)完成預(yù)壓測(cè)試；但在該項(xiàng)施工操作中需要考慮天氣情況，盡可能降低外界因素對(duì)施工質(zhì)量的影響[3]。

2.3?施工監(jiān)控

2.3.1?應(yīng)力監(jiān)控

大跨徑連續(xù)橋梁施工中不同來源的應(yīng)力均會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、施工安全性造成影響，為了避免延誤施工進(jìn)度，安全高效完成施工任務(wù)，應(yīng)全程展開應(yīng)力監(jiān)控，對(duì)應(yīng)力可能造成的影響做出全面預(yù)測(cè)，及時(shí)進(jìn)行處理。具體來講，技術(shù)人員應(yīng)以工程設(shè)計(jì)方案與施工方案為基礎(chǔ)，先確定橋梁結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力集中點(diǎn)，在集中點(diǎn)上布設(shè)好在線監(jiān)控設(shè)備，在監(jiān)控程度當(dāng)中設(shè)定閾值，應(yīng)力超過閾值后系統(tǒng)則會(huì)發(fā)出警報(bào)。同時(shí)，借助BIM軟件將在線監(jiān)測(cè)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，完成3D模型構(gòu)建，與預(yù)期效果模型進(jìn)行對(duì)比，對(duì)施工中因應(yīng)力出現(xiàn)的問題進(jìn)行判斷與分析，形成針對(duì)性處理方案[4]。

2.3.2?溫度監(jiān)控

溫度監(jiān)控主要包括兩項(xiàng)內(nèi)容，即年溫度差、局部溫度差，其中年溫度差產(chǎn)生的影響主要作用于水平約束結(jié)構(gòu)當(dāng)中，溫度差過大會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)均勻收縮，且一旦出現(xiàn)均勻伸縮約束則會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)遭到溫度應(yīng)力的影響。局部溫度差是指沿界面高度方向日照溫差，在橋梁頂板、梁體、腹板等位置上局部溫度差的存在也會(huì)導(dǎo)致質(zhì)量受到影響，因此，此類關(guān)鍵位置均需布設(shè)監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)采集溫度參數(shù)，分析溫度變化趨勢(shì)及對(duì)橋梁質(zhì)量帶來的影響，及時(shí)采取防控措施。

2.3.3?線形監(jiān)控

大跨徑連續(xù)橋梁施工中撓曲變形是發(fā)生頻率最高的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，在施工中諸多因素均會(huì)導(dǎo)致?lián)锨冃伟l(fā)生，且主要誘因均會(huì)造成橋梁結(jié)構(gòu)在位置上發(fā)生不同程度的偏移，影響橋梁后續(xù)的合龍施工，或?qū)е鲁蓸蛴谰镁€性達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。對(duì)于撓曲變形問題，必須通過線形控制加以預(yù)防，其中必須先向施工單位明確施工中線形控制的標(biāo)準(zhǔn)與流程，要及時(shí)通過量測(cè)、識(shí)別及修正保證線形參數(shù)準(zhǔn)確；循環(huán)施工期間要做好梁標(biāo)高與應(yīng)力的控制，利用數(shù)據(jù)采集、資料分析、模擬仿真等現(xiàn)代高端信息化軟件，搭配精密水準(zhǔn)儀、全站儀、校核軟件、線形監(jiān)理及計(jì)算軟件形成完整的監(jiān)控系統(tǒng)，抑制施工中線形誤差。

2.4?支架法施工

施工過程中現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆作業(yè)需要在支架的協(xié)助下完成，常用支架為碗扣腳手架，搭設(shè)支架時(shí)需要結(jié)合梁體施工要求計(jì)算承載力，為高穩(wěn)定性支架結(jié)構(gòu)搭建提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在搭設(shè)過程中要選擇平整、硬化的場(chǎng)地，相鄰支架之間的距離為60cm，組成支架的鋼管規(guī)格為φ630mm、壁厚為10mm，該項(xiàng)目中每個(gè)工段共搭設(shè)5排支架，鋼管柱支架連接采用12號(hào)槽鋼；支架的搭設(shè)方向應(yīng)保持與橋向一致；且為了提高支架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，橫向上需要增設(shè)剪刀撐，并在立桿下側(cè)增設(shè)15cm長(zhǎng)竹膠板；而為了避免外部荷載增加后支架出現(xiàn)彈性形變情況，采用沙袋完成支架預(yù)壓，并利用水準(zhǔn)儀對(duì)支架沉降進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)支架失穩(wěn)進(jìn)行預(yù)防，預(yù)壓期間加載應(yīng)從支座向跨中進(jìn)行，達(dá)到滿載后需要進(jìn)行不短于24h的持荷，預(yù)壓總重為設(shè)計(jì)荷載的110%，采用三級(jí)加載方式，按照50%、110%、110%的順序進(jìn)行加載，注意加載后沉降情況，加載后期應(yīng)做好記載速度控制，避免橋梁結(jié)構(gòu)因整體或局部出現(xiàn)加載量過大、過快情況導(dǎo)致基礎(chǔ)出現(xiàn)剪切破壞，觀測(cè)沉降量超過10mm/d、水平位移量超過4mm/d表示有安全風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2.5?托架施工

托架施工過程中必須保證立柱垂直度＜1/1000；正式施工前，檢查焊縫質(zhì)量，焊縫尺寸、焊接變形量均要滿足施工要求，且不得出現(xiàn)虛焊情況；工字鋼與立柱交叉位置為受力的薄弱環(huán)節(jié)，需要提高焊接強(qiáng)度；發(fā)現(xiàn)焊接變形情況要及時(shí)進(jìn)行矯正，避免無法與錨板連接位置緊密貼合以及因貼合不緊密導(dǎo)致的連接位置焊縫過大、焊縫拉裂；安裝橫縱梁雙工字鋼期間，必須確保位臵準(zhǔn)確，禁止有縫隙出現(xiàn)，若使用上下桿件必須保持在相同平面內(nèi)，受力上應(yīng)呈均衡狀態(tài)，檢查結(jié)構(gòu)件與焊縫是否有裂紋出現(xiàn)，嚴(yán)禁使用彎曲、變形托架結(jié)構(gòu)件。與支架法施工相同，托架也需要進(jìn)行預(yù)壓，按照從中間向兩邊的順序進(jìn)行，滿載后需要持荷超過24h，預(yù)壓總重量為設(shè)計(jì)荷載的120%，加載同樣采用三級(jí)加載方案，按照50%、100%、120%依次進(jìn)行加載。

2.6?掛籃施工

在本項(xiàng)目施工中掛籃施工主要包括以下部分：主體桁架施工、軌道吊裝施工、內(nèi)模吊裝施工、翼板吊裝施工、底板模板吊裝施工，涉及以下技術(shù)要點(diǎn)與注意事項(xiàng)：通過吊車完成軌道與墊木吊裝，在軌道固定上使用夾子及錨定鋼棒，可以提高掛籃穩(wěn)定性，提高線性控制效果；吊裝桁架過程中應(yīng)借助吊車，并在導(dǎo)軌上完成主構(gòu)架固定，再依次組裝與固定推進(jìn)設(shè)備、千斤頂、錨定設(shè)備，最終進(jìn)行固定，掛籃固定也采用錨定鋼棒，可以減輕掛籃結(jié)塊承擔(dān)的一部分重量；內(nèi)模吊裝前應(yīng)在地面上完成底膜拼接，再利用吊車完成吊裝；內(nèi)模底板應(yīng)在掛籃桁架區(qū)域內(nèi)安裝，方便后期施工中對(duì)結(jié)塊安裝尺寸進(jìn)行控制；內(nèi)模安裝結(jié)束后需要技術(shù)人員根據(jù)設(shè)計(jì)方案的要求，對(duì)掛籃尺寸進(jìn)行復(fù)核，無問題情況下連接掛籃與初始模板[6]。

為了避免掛籃作業(yè)出現(xiàn)安全問題，掛籃總重量變化應(yīng)控制在設(shè)計(jì)總重量的10%范圍內(nèi)；梁段澆筑混凝土施工時(shí)掛籃行走的抗傾覆安全系數(shù)大于2.0、自錨固系統(tǒng)安全系數(shù)大于2.0；拼裝掛籃過程中禁止隨意進(jìn)行螺栓孔切割與擴(kuò)孔，若因?qū)嶋H需要不得不擴(kuò)孔，需經(jīng)過設(shè)計(jì)單位及技術(shù)人員的論證后進(jìn)行，并且嚴(yán)禁直接在螺紋鋼筋吊桿上完成搭火、電焊等操作，必須使用雙螺母鎖緊精軋螺紋鋼筋吊桿；施工期間使用掛籃起吊重物時(shí)，先提起10～20cm，經(jīng)過確認(rèn)無安全隱患后完成后續(xù)起吊任務(wù)，吊件下不得站人，起吊全程聽從指揮；新筑梁段完成壓漿等強(qiáng)、縱向張拉后才可以移動(dòng)掛籃。

2.7?梁體結(jié)塊施工

2.7.1?混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

混凝土攪拌環(huán)節(jié)水化熱問題嚴(yán)重，借助該特性可以提高粗集料溫度，但為了達(dá)到效果，需合理確定配合比，保證材料用量科學(xué)，并依照配合比完成后續(xù)配置工作；澆筑過程中，按照從下至上的順序完成操作，從底板澆筑開始，依次進(jìn)行腹板、頂板澆筑作業(yè)，并在完成澆筑后立即展開振搗，振搗時(shí)間與方案應(yīng)根據(jù)施工要求與混凝土性能變化情況進(jìn)行確定，主要作用是預(yù)防混凝土固結(jié)后出現(xiàn)蜂窩孔等質(zhì)量病害。此外，澆筑期間還要關(guān)注腹板混凝土澆筑厚度與周邊的高度差，差值應(yīng)控制2cm內(nèi)，以便掛籃施工受力均勻，預(yù)防新舊混凝土連接位置出現(xiàn)錯(cuò)位；澆筑結(jié)束后，需要結(jié)合天氣、氣溫進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，冬季需采取保溫養(yǎng)護(hù)措施，夏季則需灑水保濕養(yǎng)護(hù)。

2.7.2?模板工程

安裝模板時(shí)以穩(wěn)固性為操作目標(biāo)，需要采用方木支撐模板；本項(xiàng)目選用15mm厚的竹膠板為模板，連接采用鋼釘、固定采用方木；在翼緣板以及側(cè)模底板施工時(shí)支撐采用斜面與支架，提高模板穩(wěn)定性，也預(yù)防混凝土漏漿問題，若仍有縫隙存在可以通過織物封堵。模板施工中內(nèi)模的主要材料也為竹膠板，固定同樣采用方木，但其施工應(yīng)在底板澆筑后進(jìn)行，需要根據(jù)斷面尺寸設(shè)置內(nèi)模。

同時(shí)，為了提高橋梁面層防水性能，需要設(shè)置伸縮縫，模板施工中需要先確定伸縮縫位置，采用瀝青麻絮、防水密封膠提前設(shè)置出凹槽、處理凹槽，凹槽之間的距離控制在2m左右，凹槽表層應(yīng)進(jìn)行防水、防腐處理，抗?jié)B透性應(yīng)在0.25MPa以下、抗腐蝕涂層厚度應(yīng)在150μm以上[7-8]。

3?結(jié)語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用范圍將越來越廣，為了發(fā)揮大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)優(yōu)勢(shì)與價(jià)值，保證施工規(guī)范、監(jiān)管有效至關(guān)重要，及時(shí)對(duì)質(zhì)量問題與安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行處理，提高工程質(zhì)量、延長(zhǎng)橋梁使用壽命。

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