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先简支后结构连续桥梁施工难点控制

2013-03-22陈忠华

交通运输研究 2013年7期
关键词:支撑物简支梁现浇

陈忠华

(江苏省大丰市公路管理站,江苏 大丰 224100)

0 引言

在良好的经济环境下,建筑产业也面临着巨大的发展空间与挑战,更多新施工方法及工艺的提出,对施工单位现场作业给予了严格的要求。桥梁工程一直以来都是现代交通的重要组成部分,桥梁设施不仅节约了地面空间资源,也为传统公路交通分担了更多的任务。先简支后结构连续桥梁是一种新工艺方法,由于该建造方案的特殊性,现场作业还存在着诸多难点,这就要求施工单位根据工程实况采取必要的处理措施。

1 先简支后结构连续梁的特点

如今桥梁工程研究取得了先进的成果,桥梁专家们指出将简支梁与连续梁相互结合起来使用,既可以发挥两类桥梁的结构特性,也可弥补单独使用存在的不足。这种情况下,先简支后结构连续桥梁被正式提出,且开始逐渐推广于各地的桥梁工程建造中。先简支后结构连续桥梁的特点如下几种情况。

1.1 耐久性

衡量某个桥梁工程的耐久系数要从多个指标进行判断,才能得出最准确的性能状况。先简支后结构连续桥将简支梁与连续梁组合起来使用,可起到明显的耐久性作用,从使用功能方面改善了桥梁结构的使用性能。如先简支后连续桥梁具有跨度大、难变形和安全高等特点,让车辆在路面行驶中处于比较稳定的状态,不会出现桥梁共振或受损问题。

1.2 便捷性

现场施工进度快慢是决定作业效率的关键标准,便捷式施工可节约大量的桥梁建造时间。由于采用了两种单桥梁的综合应用,先简支后连续桥梁的施工操作也变得更加便捷。一方面,钢结构施加预应力操作的难度减小,无需重型设备参与张拉即可完成;另一方面,施工人员执行钢配件安装的流程更为简单,按照图纸组装标准构件便能达到质量要求。

1.3 技术性

建造新型桥梁意味着行业技术的创新,新的建筑研究成果在现实建造中得到应用,推动着桥梁施工技术的优化改进。先简支后结构的操作技术更加先进,主要体现于现场安装施工的机械化,钢配件的自动化制作,焊接安装的精准定位等等,这些都标志着新技术的推广使用[1]。此外,在桥梁养护时也制定了科学的技术方案,均是先进工程技术创造的成果。

2 先简支后结构连续桥梁施工的难点

随着桥梁施工技术的日趋成熟,我国目前掌握的桥梁工程技术越来越多,已涉及到更多复杂的组合桥梁形式。无论哪一种组合式的桥梁,其均由单一结构逐渐演变而来,单式桥梁依旧是不可缺少的工程要素。鉴于简支梁与连续梁个体的使用特点,每一种梁体用于现场施工都有较高的利用价值。但从现代建筑学角度分析,简支梁和连续梁呈现了多方面的缺陷,这直接导致了先简支后连续桥梁施工面临着局部上的作业难点。

2.1 简支梁

就是梁的两端搭在两个支撑物上,梁端和支撑物铰接,属于静定结构形式(如图1所示)。过去简支梁常用于小河流域的桥梁构造,将梁端架设在支撑体上进行固定,便能搭建一座便捷式的交通桥梁。简支梁结构原理单一,现场施工作业的难度较小,且所需桥梁的配件结构较少,为快速施工创造了有利的条件。经过试验发现,简支梁因中间结构缺少必要的支撑,若桥梁行驶车辆重力荷载增加,对中间桥梁易造成开裂、凹陷等异常现象,进而损坏了整个筑造结构的牢固性。详细分析,这是由于简支梁的支撑物只能给梁端提供水平和竖直方向的约束,不能提供转动约束的梁,遇到超大载荷承重时无力抵抗受力作用。

图1 简支梁结构图

2.2 连续梁

相比简支梁,连续梁在结构形式上有了很大的突破,不再是简单的两个端点支撑,而是转变为3个或3个以上的支撑物为构架。在建筑、桥梁、航空以及管道线路等工程中,常遇到一种梁具有三个或更多个支承,可简化为一种不静定结构,称为连续梁[2]。建造连续梁在某种程度上摆脱了简支梁的缺陷,利用架设更多的支撑物分担桥梁的车辆荷载,以减小支撑体及两个端点的承载力。但是,连续梁施工时不仅工艺流程复杂,且安装操作需消耗较长的时间,后期每节支撑物检修的难度较大。只要其中某一个连续梁出现结构病害,整个桥都必须停车检修,给交通运行造成了极大的不便。

3 先简支后连续桥梁施工的质量控制

简支桥梁、连续桥梁是我国架空交通工程最早的形式,这两种单一桥体在早期交通系统里发挥了重要的作用。伴随着桥梁交通工程的改造升级,仅使用某一种桥梁结构易将单式桥梁的缺陷暴露出来,给整个桥面交通埋下安全隐患。同时,单一桥梁的结构缺陷会影响到整个先简支后结构的功能特性,进而给施工单位的现场作业造成困难。根据上述分析结果,在掌握简支梁、连续梁结构缺陷的前提下,应编制科学的方案控制桥梁施工的难点,严格保证桥梁作业质量符合行业标准的规定。

3.1 支座控制

支撑物是用于支撑桥体荷载的主要结构,先简支后结构连续桥梁支座施工质量的控制尤为关键,(如图2所示)。施工人员应保证临时支座应有足够的强度和刚度,拆装方便,落梁均匀。预应力张拉完成后,待压浆强度大于35MPa时方可拆除临时支座。拆除临时支座应做到逐孔对称、均匀、同步、平稳。临时支座拆除后,永久支座与墩顶和梁底严密贴合。

图2 盆式橡胶支座安装作业质量的控制

3.2 张拉控制

张拉预制底座应坚固、无沉陷,利于排水,防止由于排水不畅造成地基下沉。底座的反拱度值应参照设计文件所提供的反拱度值、结合实际施工和生产性试制梁的张拉情况确定[3]。除此之外,桥梁钢配件安装也是很关键的一步,需要保证桥梁安装精度要严格控制,按照行业规定的参数指标进行控制,一般情况下,要求安装的误差不超过2mm。

3.3 现浇控制

为了防止现浇连续段混凝土在养生硬化过程中发生收缩性裂缝,现浇连续段接头混凝土添加微膨胀剂,掺加剂量一般控制在水泥用量的0.5%~1%之间。先简支后连续每联各现浇连续接头的浇筑气温应基本相同,温差控制在5℃以内。超过这一温差范围易引起热胀冷缩现象,这是导致裂缝形成的常见因素,现浇操作人员要严格控制温差值。

3.4 接头控制

接头混凝土浇筑顺序应严格按设计文件要求执行,从主梁预制到浇筑完横向湿接缝的时间不宜超过3个月。湿接缝混凝土浇筑可采用吊模施工,模板应采用钢模板,选用高性能钢材作为制作材料[4]。模板安装牢固后,冲洗已经凿毛处理的混凝土表面,在浇筑次层混凝土前对施工缝应刷一层水泥净浆,使简支梁与连续梁之间的紧密性更好。

4 结语

总之,先简支后连续桥梁将简支梁、连续梁的优点共同组合起来,摆脱了单一采用某种桥梁时出现的不足,使组合桥梁结构性能发挥到最大。受到技术条件的限制,我国在先简支后连续桥梁施工方面还存在诸多不足。施工单位应详细地分析两种单体桥梁的结构特点,从多个方面控制桥梁施工质量,及时解决桥梁建造阶段出现的各种质量问题。

[1]张新洋,陈逊.先简支后连续桥梁结构特点及施工工艺的分析[J].中国建筑技术,2010,28(15):22-24.

[2]程静文,刘翔.谈简支梁与连续梁之间的优缺点对比[J].中国建筑与建材报,2010,17(11):10-12.

[3]候在平.新时期我国桥梁工程改造项目质量控制的综合方法[J].建筑施工材料,2009,23(8):66-67.

[4]蒋磊,丁文晓.连续性桥梁组合安装施工流程的难点控制研究[J].桥梁改造技术,2011,26(12):32-34.

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