跨既有高速鐵路橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)分析

田守偉

廣東一新長(zhǎng)城建筑集團(tuán)有限公司 廣東 廣州 510030

橋梁建設(shè)時(shí)重點(diǎn)考慮如何減少上跨橋梁對(duì)既有高速鐵路運(yùn)營(yíng)的干擾與不利影響。選擇具體施工施工方案時(shí)，充分考慮既有高速鐵路橋梁的運(yùn)營(yíng)繁忙程度、線路夾角等，選擇相對(duì)經(jīng)濟(jì)且影響較小的方案。橋梁建設(shè)時(shí)，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境、居民生活等產(chǎn)生影響，實(shí)際中盡量選擇影響小的技術(shù)方案。因此，文中以轉(zhuǎn)體施工技術(shù)為對(duì)象，轉(zhuǎn)體施工法影響較小，實(shí)際中經(jīng)濟(jì)效益顯著，制定合適的技術(shù)方案。跨既有高速鐵路橋梁轉(zhuǎn)體施工時(shí)，要深入分析轉(zhuǎn)體施工技術(shù)流程，強(qiáng)化各施工環(huán)節(jié)細(xì)節(jié)控制。

1 跨既有高速鐵路橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)概述

跨既有高速鐵路橋梁轉(zhuǎn)體施工技術(shù)較為常見(jiàn)，技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。通過(guò)合理利用轉(zhuǎn)體施工法，有效利用施工地形條件，采取預(yù)制構(gòu)件施工技術(shù)。利用轉(zhuǎn)體施工技術(shù)方法，施工過(guò)程中不影響橋下通行，橋梁施工與橋下交通互不干擾。同時(shí)，還能開(kāi)展跨越通車線路作業(yè)，施工起僅需要少量設(shè)備，技術(shù)簡(jiǎn)單，操作便捷，不需要施工人員具備多高專業(yè)技術(shù)[1]。

轉(zhuǎn)體施工可以節(jié)省施工材料，繼而降低施工成本。加上工序簡(jiǎn)化，減少施工作業(yè)量，提高施工的安全性，加快施工進(jìn)度。待橋梁主體合攏后，工程施工更為簡(jiǎn)單。實(shí)際中轉(zhuǎn)體施工技術(shù)主要用于單跨與三跨橋梁建設(shè)，尤其是大跨徑橋梁，顯著提高橋梁經(jīng)濟(jì)效益。此外，轉(zhuǎn)體施工法能降低橋梁自重，綜合采用各種施工工藝。總之，這一技術(shù)能減少對(duì)交通的影響，降低交通延誤損失，對(duì)周圍環(huán)境影響降到最低，節(jié)約工程建設(shè)成本，提高跨既有高速鐵路橋梁工程經(jīng)濟(jì)效益，順利完成跨既有高速鐵路橋梁項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)。

2 跨既有高速鐵路橋梁轉(zhuǎn)體施工的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 合理布設(shè)控制點(diǎn)

(1)橋梁施工測(cè)量中應(yīng)用GPS技術(shù)，需要在前期做好相關(guān)資料收集與管理工作，通常選擇在測(cè)繪區(qū)域設(shè)置3個(gè)或以上測(cè)繪點(diǎn)，使得測(cè)繪點(diǎn)之間形成三角形。當(dāng)測(cè)繪點(diǎn)明確后，與橋梁施工測(cè)量面積、地形地貌等內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，可以設(shè)置若干水準(zhǔn)點(diǎn)。當(dāng)測(cè)繪工作人員進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)測(cè)繪時(shí)，需要檢查與管理基座，控制測(cè)繪誤差并保持在2mm以內(nèi)，利用GPS技術(shù)開(kāi)展信息校正與檢查。

(2)利用GPS技術(shù)進(jìn)行靜態(tài)定位測(cè)繪工作，強(qiáng)化高程控制點(diǎn)管理，借助相關(guān)軟件進(jìn)行測(cè)繪處理，控制好高程誤差，以保證測(cè)繪結(jié)果符合橋梁施工測(cè)量工作的要求，提高測(cè)繪數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)管理工作的有效性。技術(shù)人員會(huì)借助GPS定位系統(tǒng)以及相關(guān)技術(shù)針對(duì)需要測(cè)繪的地理信息和位置進(jìn)行確定，然后利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將收集到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行匯總，分析出需要的內(nèi)容，再將其傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行統(tǒng)一整理[2]。

(3)橋梁施工測(cè)量時(shí)要搭建控制網(wǎng)，切實(shí)發(fā)揮GPS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，保證測(cè)繪數(shù)據(jù)結(jié)果的精確性?？刂凭W(wǎng)作為一種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，本身具有緊密性。當(dāng)技術(shù)人員設(shè)定好模型后，利用GPS技術(shù)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)精度，構(gòu)建監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。搭建橋梁控制網(wǎng)絡(luò)中保證控制的準(zhǔn)確性，構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，花費(fèi)一定時(shí)間與費(fèi)用建設(shè)橋梁控制網(wǎng)絡(luò)。與此同時(shí)，利用GPS技術(shù)在礦區(qū)地表上形成一張有效監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，各個(gè)節(jié)點(diǎn)具有強(qiáng)大的監(jiān)視功能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋梁變形，全天候監(jiān)測(cè)變形范圍與形狀，形成相應(yīng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，使得監(jiān)測(cè)對(duì)象與橋梁生產(chǎn)情況結(jié)合起來(lái)。此外，有效落實(shí)橋梁工程測(cè)繪工作，提高橋梁測(cè)量結(jié)果的精確性，也是提高橋梁開(kāi)采的有效手段。利用GPS技術(shù)構(gòu)建的控制網(wǎng)，最大程度提高測(cè)繪結(jié)果的精確性，保證橋梁建設(shè)的順利進(jìn)行。

2.2 采取預(yù)制梁

2.2.1 場(chǎng)地準(zhǔn)備

在跨既有高速鐵路橋梁工程中，具體施工開(kāi)始前，需要明確預(yù)制梁場(chǎng)的施工范圍，并及時(shí)做好山體土方的挖除工作，還要對(duì)施工區(qū)域進(jìn)行硬化處理。填方區(qū)需要清除30cm后的表層土，并在存梁區(qū)周圍做好擋土墻圍工作。如果在具體施工過(guò)程中，遇到碎石土，需要合理使用振動(dòng)動(dòng)壓路機(jī)對(duì)分層進(jìn)行壓實(shí)處理。

2.2.2 制梁臺(tái)座作業(yè)

在開(kāi)展此項(xiàng)工作前，需要先對(duì)基底的承載力進(jìn)行測(cè)試，如果未達(dá)標(biāo)，需要做好進(jìn)一步的加固工作。之后對(duì)基底進(jìn)行開(kāi)挖，替換70cm厚的厚片石。在換填結(jié)束之后，進(jìn)行后墊層的澆筑工作。然后進(jìn)一步擴(kuò)大基礎(chǔ)，使長(zhǎng)度和寬度滿足后續(xù)施工要求。基礎(chǔ)施工材料包括鋼筋、混凝土等，在施工前，需要做好鋼筋的管理工作，準(zhǔn)備工作就緒后再進(jìn)行澆筑，從而保證澆筑質(zhì)量。底模鋼板的鋪設(shè)通常使用熱軋?zhí)幚碇蟮牟讳P鋼板和普通鋼板，還要做好相應(yīng)的焊接和固定工作。

2.3 樁基施工

在對(duì)特大橋進(jìn)行鉆孔施工前，尤其是下部結(jié)構(gòu)施工時(shí)，為保證施工安全，施工人員必須結(jié)合實(shí)際，針對(duì)高速鐵路的路樁基、鋼筋籠、墩身沉降等部位和設(shè)施做好安全防護(hù)和處理。在鉆孔時(shí)，盡可能對(duì)因震動(dòng)導(dǎo)致的鐵路橋墩擾動(dòng)進(jìn)行控制，通過(guò)提升鉆頭高度和孔口護(hù)筒等措施，將具體跟進(jìn)深度控制在3.0m以內(nèi)，以免引發(fā)橋梁塌孔等危險(xiǎn)。

在進(jìn)行鉆孔樁施工時(shí)，為保證安全，必須要按照一周一次的頻率對(duì)相鄰鐵路橋墩的沉降變形情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)異常，要及時(shí)上報(bào)和處理，通過(guò)有效措施，避免情況惡化。在針對(duì)鋼筋籠進(jìn)行吊裝處理時(shí)，為保證安全，對(duì)于吊車臂的伸出長(zhǎng)度一定要進(jìn)行控制，確保其最高點(diǎn)不會(huì)碰觸并超過(guò)鐵路軌道面。因此，每節(jié)鋼筋籠的長(zhǎng)度不能超過(guò)9.0m。

2.4 控制轉(zhuǎn)體施工受力

橋梁工程在進(jìn)行轉(zhuǎn)體施工之前，工作人員必須針對(duì)其實(shí)際受力情況進(jìn)行全面分析，保證工程整個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件在轉(zhuǎn)體施工過(guò)程中能夠一直保持平衡。而且整個(gè)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況必須被控制在一定范圍內(nèi)，避免整個(gè)結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工過(guò)程中因?yàn)橐恍┮馔馇闆r而遭到破壞。在施工過(guò)程中一定要保證安全，其所選用的毛固體一定要符合建橋梁工程施工需求，避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。在整個(gè)橋梁工程轉(zhuǎn)體施工中，最需要考慮的實(shí)際是結(jié)構(gòu)荷載問(wèn)題。

與此同時(shí)，對(duì)于風(fēng)力荷載等問(wèn)題也要結(jié)合實(shí)際予以充分思考，避免思慮不周導(dǎo)致的質(zhì)量和施工安全問(wèn)題。在具體施工作業(yè)之前，工作人員必須對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)當(dāng)天的天氣情況進(jìn)行提前了解，包括前后幾天天氣變化，從而選取恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間開(kāi)展轉(zhuǎn)體施工活動(dòng)，并能夠根據(jù)實(shí)際天氣變化對(duì)施工進(jìn)度等進(jìn)行及時(shí)調(diào)整。在具體施工過(guò)程中，工作人員還需要對(duì)結(jié)構(gòu)整體形變情況和合龍構(gòu)造問(wèn)題進(jìn)行觀察，結(jié)合具體問(wèn)題進(jìn)行控制，避免形變過(guò)度或者合龍質(zhì)量不合格影響橋梁工程施工質(zhì)量。

2.5 控制轉(zhuǎn)體施工精度

在橋梁工程轉(zhuǎn)體施工中，對(duì)于精度要求很高。在具體施工過(guò)程中如果不能對(duì)精度進(jìn)行準(zhǔn)確把控，很可能在施工過(guò)程中引發(fā)安全事故。而在橋梁轉(zhuǎn)體施工中想要全面提升對(duì)于精度的控制，就需要從設(shè)備的安裝以及測(cè)量方面入手。

與此同時(shí)，在施工過(guò)程中，對(duì)于轉(zhuǎn)體就位的精度也要進(jìn)行全面把握。就整個(gè)橋梁工程而言，為保證其質(zhì)量，相關(guān)單位和機(jī)構(gòu)必須派遣專業(yè)的監(jiān)督和測(cè)量人員對(duì)整個(gè)施工過(guò)程以及相關(guān)環(huán)節(jié)的精度進(jìn)行仔細(xì)核查和監(jiān)督，一旦在檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)精度問(wèn)題，必須立刻糾正，并結(jié)合實(shí)際予以嚴(yán)格處理，在提升施工人員精度意識(shí)的同時(shí)，避免精度偏差對(duì)于整個(gè)工程帶來(lái)的質(zhì)量威脅。

2.6 制作與安裝的球鉸

平均鉸部位是橋梁轉(zhuǎn)體施工中最為關(guān)鍵和重要的內(nèi)容。為保證球鉸制作的質(zhì)量，必須由專業(yè)的制作人員來(lái)負(fù)責(zé)和完成。同時(shí)，在具體安裝過(guò)程中，首先要保證球鉸安裝的頂口始終處于水平位置，而且頂面任意兩點(diǎn)之間的最大誤差值需要控制在1mm之間[3]。

另外，必須要保證球鉸轉(zhuǎn)動(dòng)中心和為其所設(shè)計(jì)的位置必須始終一致，即使有誤差存在，也必須在所允許的最大誤差范圍內(nèi)，如此才能保證球鉸制作和安裝位置的準(zhǔn)確性。

2.7 模板、鋼筋的制作

制作模板前施工人員要熟悉圖紙，檢查核實(shí)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的細(xì)部尺寸，復(fù)雜結(jié)構(gòu)則需要放大樣方法進(jìn)行配制，嚴(yán)格按照加工圖進(jìn)行，經(jīng)過(guò)驗(yàn)收后可在實(shí)際中使用。模板之間緊密連接，黏結(jié)時(shí)采取膠帶。如果模板存在縫隙，要選擇107膠封堵嚴(yán)密，避免澆筑時(shí)出現(xiàn)漏漿；檢查底模預(yù)拱度，判斷是否滿足設(shè)計(jì)要求。檢查模板確定其強(qiáng)度與剛度，檢查接縫是否滿足要求。

完成模板制作后，做好鋼筋材料試驗(yàn)，確認(rèn)滿足后進(jìn)行加工。受力部位的鋼筋，選擇雙面焊接方式，通常焊接長(zhǎng)度在鋼筋直徑5倍以上，選擇受力相對(duì)較小的位置。同時(shí)，橋梁箱梁結(jié)構(gòu)中要預(yù)埋波紋管，為了保護(hù)波紋管，要在波紋管埋設(shè)前需要進(jìn)行焊接作業(yè)，完成波紋管安裝后盡量不要焊接，當(dāng)兩者之間出現(xiàn)矛盾時(shí)，需要移動(dòng)鋼筋，鋼筋網(wǎng)定位在準(zhǔn)確位置；此外，鋼筋綁扎前，測(cè)量人員要復(fù)測(cè)模板平面與高程，按照支架模板撓度設(shè)置，復(fù)測(cè)后滿足要求再進(jìn)行鋼筋綁扎。將錨墊板設(shè)置在波紋管端部，保證錨墊板與孔道中心位置垂直，固定好，避免澆筑時(shí)出現(xiàn)位移。安裝好波紋管后，重視端部密封，避免混入水或其他雜物。施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員或機(jī)械設(shè)備都不能碰撞管道，澆筑前仔細(xì)檢查管道，判斷是否存在孔洞，利用空氣壓縮機(jī)通風(fēng)，將管道雜物清除干凈，保持其通暢。

2.8 做好混凝土施工控制

混凝土澆筑時(shí)，保證澆筑工作的連續(xù)性，避免出現(xiàn)中斷情況。整個(gè)過(guò)程中嚴(yán)格控制施工進(jìn)度，制定合適的方案控制方案，提高樓板澆筑施工質(zhì)量。依據(jù)實(shí)際情況制定養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在混凝土結(jié)構(gòu)的兩側(cè)應(yīng)該及時(shí)設(shè)計(jì)好平直縫隙和階梯縫隙，混凝土施工時(shí)，依據(jù)工程需求設(shè)計(jì)抗壓等級(jí)，提高樓板混凝土施工質(zhì)量，不利于混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)功能的發(fā)揮。具體振搗時(shí)，保證插點(diǎn)均勻且快插慢拔，振搗棒振搗后可以利用平板振動(dòng)器對(duì)表面再次振動(dòng)，提高混凝土表層的均勻性。整個(gè)振搗過(guò)程中避免與模板觸碰，出現(xiàn)漏出混凝土或破壞模板的情況，提高混凝土振搗的安全性與質(zhì)量。如果施工時(shí)遇到變截面結(jié)構(gòu)，為了避免出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，二次振搗需要在混凝土初凝前進(jìn)行，提高混凝土的密實(shí)度，避免孔洞情況出現(xiàn)；當(dāng)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)存在嚴(yán)密配筋結(jié)構(gòu)，這時(shí)與骨料粒徑之間存在孔隙，澆筑時(shí)提前預(yù)留一定厚度，完成澆筑后再次進(jìn)行二次振搗抹壓，降低開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)[4]。

測(cè)溫點(diǎn)布置時(shí)按照5×5m方格網(wǎng)進(jìn)行，在螺紋鋼筋上固定有編號(hào)的溫度感應(yīng)計(jì)。為了避免溫度感應(yīng)計(jì)在澆筑過(guò)程中出現(xiàn)位移，需要將其固定好，并將導(dǎo)線從模板底部引出，固定好導(dǎo)線末端，避免混凝土污染導(dǎo)線末端，直接影響到溫控措施。大體積混凝土14d內(nèi)主要控制溫度差，14d以后則需要控制好降溫速度。當(dāng)混凝土內(nèi)部最高溫度與外界溫度差＜20℃時(shí)，就可以撤去保溫材料并停止測(cè)溫?；炷翝仓瓿珊笞龊灭B(yǎng)護(hù)工作，通常7d要進(jìn)行測(cè)溫工作，每天關(guān)注溫度變化。當(dāng)澆筑7d以后，僅需要2d測(cè)一次即可。具體溫度測(cè)溫工作進(jìn)行時(shí)，當(dāng)溫度指標(biāo)超過(guò)預(yù)警時(shí)，及時(shí)發(fā)出警報(bào)，即便施工人員采取處理措施。

2.9 龍門(mén)起重機(jī)的安裝作業(yè)

對(duì)于特大橋橋墩設(shè)計(jì)時(shí)，在其高度設(shè)計(jì)，通常都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)既有高速鐵路軌道面的高度，因此，為有效降低特大橋高橋墩對(duì)于鐵路運(yùn)行所產(chǎn)生的各種危險(xiǎn)因素，對(duì)于橋墩高度在10m以內(nèi)的，其墩身在澆筑時(shí)應(yīng)采取一次性混凝土澆筑；但是對(duì)于橋墩高度超過(guò)10m的，其墩身在澆筑時(shí)應(yīng)采取分階段澆筑模式。而在采取分階段澆筑時(shí)，為保證安全，需要對(duì)墩柱模板吊裝對(duì)高鐵列車運(yùn)行以及接觸網(wǎng)可能帶來(lái)的威脅進(jìn)行提前計(jì)算和評(píng)估，結(jié)合實(shí)際制定切實(shí)可行的安全防控措施。同時(shí)，為進(jìn)一步提升支架結(jié)構(gòu)的整體剛度，對(duì)于墩柱周圍的模板需利用剪刀撐進(jìn)行連接，并借助纜風(fēng)繩對(duì)支架四周進(jìn)行加固處理，以免固定不牢固，導(dǎo)致支架發(fā)生移動(dòng)、傾覆等情況。

在進(jìn)行模板吊裝時(shí)，需對(duì)其整個(gè)過(guò)程做好監(jiān)控和管理，確保吊臂和接觸網(wǎng)加強(qiáng)線、正饋線之間保持安全距離，即距離大于5.0m。另外，在進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，一定要采用高強(qiáng)度橡膠管，并保證其接頭部位完全鎖緊，以免壓力過(guò)大導(dǎo)致泵管爆裂。在利用泵車進(jìn)行混凝土澆筑前，需對(duì)其操作人員進(jìn)行安全指導(dǎo)和培訓(xùn)，確保其在操作過(guò)程中通過(guò)澆筑艙面能夠進(jìn)行科學(xué)遙控和指揮，無(wú)論是泵管擺動(dòng)的幅度、力度和距離等，都符合安全距離的要求標(biāo)準(zhǔn)。

為保證龍門(mén)起重機(jī)的安裝質(zhì)量，工作人員需要注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

第一，軌道的安裝工作。在具體作業(yè)過(guò)程中，需要保證軌道安裝的精準(zhǔn)性，避免脫軌，提升控制水平。

第二，龍門(mén)起重機(jī)的安裝。龍門(mén)起重機(jī)包括主梁橋面、門(mén)架和運(yùn)行構(gòu)件、大車及小車等幾部分。安裝主梁橋面時(shí)，需要采用一定的措施將地面上的各個(gè)部分連接成一個(gè)整體。安裝運(yùn)行機(jī)構(gòu)前，需要對(duì)實(shí)際的軌道進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，保證質(zhì)量達(dá)標(biāo)。在檢查工作完成后，使用起重機(jī)將門(mén)架安裝入軌。之后使用鋼絲繩進(jìn)行固定處理，避免出現(xiàn)門(mén)架搖晃或者倒塌的情況。大車的安裝是由廠家負(fù)責(zé)的，安裝完成后需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)檢查，符合條件后對(duì)小車進(jìn)行設(shè)置，并進(jìn)行試車，合格之后吊裝到橋架上進(jìn)行安裝。

第三，試吊。這是龍門(mén)起重機(jī)組裝完畢后的必經(jīng)階段。需要注意以下問(wèn)題：將龍門(mén)起重機(jī)運(yùn)輸?shù)筋A(yù)制完畢的小箱梁處，使用鋼絲固定好，之后打開(kāi)卷?yè)P(yáng)機(jī)。在起吊前，在鋼絲繩上需要增加一定量的負(fù)荷，驗(yàn)證鋼絲繩的連接情況。檢查無(wú)誤之后，啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，緩慢加載龍門(mén)起重機(jī)，待小箱梁離開(kāi)臺(tái)座后暫停，維持負(fù)荷狀態(tài)10分鐘，觀察龍門(mén)起重機(jī)是否發(fā)生形狀改變。若無(wú)變化，繼續(xù)啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，將小箱梁吊起，之后再暫停，檢查制動(dòng)功能是否正常。然后第三次啟動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)，將小箱梁再次吊起，啟動(dòng)左右兩側(cè)的行走電機(jī)，每移動(dòng)一段距離進(jìn)行制動(dòng)處理，觀察支腿是否發(fā)生變化。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著國(guó)內(nèi)公路橋梁建設(shè)行業(yè)發(fā)展，橋梁工程施工越來(lái)越復(fù)雜，要充分發(fā)揮轉(zhuǎn)體施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，改善復(fù)雜施工條件的，利用簡(jiǎn)便方法開(kāi)展施工管理工作。同時(shí)，需要做好施工環(huán)節(jié)技術(shù)質(zhì)量控制，制定合適的質(zhì)量控制方案，進(jìn)一步提高公路橋梁的建設(shè)質(zhì)量。