大跨径连续桥梁施工技术探究

窦维军

(中国水利水电第十一工程局有限公司,河南 郑州 450001)

进入二十一世纪以来,我国政府不断加大基础设施工程建设,以进一步促进国内各个地区之间的经济文化交流。其中,桥梁工程是我国基础设施建设中的主要项目之一,能够有效提升桥梁两端地区的交通通行效率,为强化各地区的人们日常生产生活带来极大便利。但随着科学技术的进步,桥梁的建造数量越来越多,桥型结构越来越丰富,施工工艺越来越高超,桥梁规模越来越宏大,跨径也越来越大,普通的施工技术难以满足大跨径连续桥梁的实际施工需要。我们在建设过程中要充分考虑桥梁的经济性、实用性、美观性和安全性等问题,因此,非常有必要对桥梁工程施工中的大跨径连续桥梁施工技术进行研究。

1 大跨径连续桥梁施工技术难点

1.1 梁体线性控制难度大

大跨径连续桥梁施工技术的预应力具有较强的复杂性,将此技术应用与桥梁工程施工中,常常会促使桥梁挠度出现较大变化,很难有效控制梁体线性,这是大跨径连续桥梁施工技术所面临的一大难点问题。究其原因,主要在于此施工技术应用过程中,桥梁挠度的变化规律没有特定性,施工人员无法有效把握工程梁体的线性方面。

1.2 支架搭设高度较高

在大跨径连续桥梁施工中,不仅支架基底施工具有较大的难度,而且需要搭建的支架非常高,特别当桥梁横跨河道过程中,对高支架的需求非常大。在此类桥梁工程施工过程中,常采用支架法作业方式,一些大跨径连续桥梁所在河道非常深,这会对支架搭建的高度提出更高的要求,同时也加大了大跨径连续桥梁工程施工技术的应用的难度。

1.3 支架基底施工难度大

通常来讲,大跨径连续桥梁工程大都建立在地形相对复杂的路面或是河面区间,工程施工区域的地形地势变化较大,从实际情况来看,大部分大跨径连续桥梁工程的施工地点都在具有较大坡度的区域,同时此类区域的地质环境相对较差,从而进一步加大了大跨径连续桥梁工程的支架基底施工难度[1]。

2 大跨径连续桥梁施工关键技术

2.1 基础施工方面

(1)深水承台施工技术。在大跨径连续桥梁施工过程中,由于承台基础大都处在深水环境中,始终受到水流与水压等的影响,这要求必须将孔桩间距合理减小,而承台普遍都具有较大的尺寸,这就在很大程度上加大了施工作业的难度。所以,在深水承台施工过程中,常常会通过钢套箱以及钢吊箱等方式来进行施工。同时,在进行钢吊箱施工作业时,必须要保证吊装安装各个环节的精准程度。由于承台底层的土质相对较为软弱,而钢吊箱平台与河面间距较大,在河道水流较为湍急的情况下,应确保钢护筒平台的深度满足施工需要,并将顶板有效固定[2]。

(2)地下连续墙施工技术。大跨径连续桥梁工程中,地下连续墙发挥着关键性作用,其施工流程通常是清底施工、钻孔成槽施工以及混凝土浇筑施工等。地下连续墙施工不但能够将大跨径连续桥梁施工的噪声有效减少,还能大大增强桥梁工程的抗渗性能,在很大程度上降低了整个工程的施工难度系数,充分保证了大跨径连续桥梁施工的顺利进行。

2.2 索塔施工方面

(1)钢索塔施工技术。对于钢索塔施工方面,首先应从桥梁工程施工的实际情况出发,选用满足施工所需负载能力的塔吊类型。其次,在工厂车间完成钢索塔的加工作业,并将加工好的钢索塔分批运输到桥梁工程施工区域。最后,进行吊装作业,分节接高作业、和高强螺栓连接作业等。

(2)混凝土浇筑施工技术。在混凝土索塔施工中,需要用到塔吊等施工设备。塔吊设备的运用是为了配合塔柱模板的爬升以及各段的施工作业,并合理设置主动支承,不但能够有效防止塔柱受力后发生变形,还能确保索塔的安全[3]。在混凝土索塔横梁的施工过程中,施工人员应将落地钢管来支承施工作业平台,以便于分层进行混凝土浇筑施工,充分发挥预应力的张拉作用。同时,在混凝土浇筑施工过程中,为防止支架出现沉降问题,施工人员应从下到上持续进行浇筑作业。在此过程中如果需要暂停操作,其暂停时间必须小于混凝土的凝固时间,以确保混凝土浇筑施工的质量。

2.3 上部结构施工方面

(1)梁段施工技术。在大跨径连续桥梁浇筑施工中,可采用就地浇筑、顶推施工以及悬臂施工等浇筑作业方式。在具体的梁段施工中,通常采用混凝土箱梁施工技术,并利用钢管支架辅助施工,以有效增强桥梁结构的固定性。对于PK断面箱梁等特殊部位的浇筑施工方面,施工人员可采用分块浇筑施工技术,以有效避免裂纹的出现,防止其对桥梁的稳定性造成影响。对于整体式箱梁的浇筑施工方面,施工人员可采用整体箱梁浇筑施工技术。

(2)斜拉桥斜拉索施工技术。由于斜拉索需要承受非常大的牵引力,所以施工人员可采用张拉施工技术或梁段牵引施工技术,通过桥面吊机和梁段牵引导向装置一体化的形式,将悬臂前端荷载有效降低,以确保斜拉索弯曲半径的准确性。

2.4 挂篮施工

(1)施工技术人员应严格检验挂篮的实际承载能力,以确保施工过程中挂篮的安全性与可靠性。同时,在实际施工前,技术人员应积极开展试压工作,以有效解决挂篮的非弹性变形问题。

(2)从工程的具体情况出发,有效对比挂篮试压方式,通过千斤顶加载对主桁试压,以保证挂篮受力能够与加载受力相一致。在此过程中,技术人员可分别于主墩和次主墩部位试压三次,当完全消除挂篮非弹性变形后,将最后一次的变形曲线确定为挂篮的弹性变形曲线。

3 大跨径连续桥梁施工技术控制要点

3.1 线形控制方面

在桥梁施工过程中,受到多种因素影响,常常会出现绕曲变形问题。如果该变形问题产生,就会促使桥梁结构位置发生一定偏移,从而造成桥梁难以准确合拢,即便竣工后,其永久线性也不能达到工程设计标准要求。因此,在进行大跨径连续桥梁施工过程中,必须合理控制工程施工技术,充分保证线形方面能够满足设计标准。

3.2 预应力控制方面

预应力控制是大跨径连续桥梁施工技术的控制重点,其目的是为了充分保证在施工中以及竣工后桥梁结构的受理情况能够达到工程设计标准要求,在很大程度上影响到桥梁工程的施工质量。通常情况下,施工人员会适当选取桥梁结构中的若干个断面,以作为实施应力控制的截面。同时预埋应力应变测试元件,来有效测试桥梁结构的具体应力值,充分把握桥梁结构的实际应力状态。如果实际应力与理论应力值存在很大差异,就应尽快采取合理的处理措施,将该差值降到最低,将其控制在适当的允差范围内。

桥梁结构的应力控制难度比变形控制要大得多,主要因为此类问题的隐匿性较强,施工人员很难发现。因此,一旦应力控制方面产生问题,就会在很大程度上破坏到桥梁结构,造成桥梁结构局部受力失衡,严重情况下会导致混凝土结构发生开裂现象,甚至桥梁结构承载能力丧失。这些情况对桥梁工程形成了严重的安全威胁,因此,施工人员与技术人员一定要高度重视各个环节中的各个细节。

3.3 安全控制方面

在大跨径桥梁施工过程中,施工安全是需要高度重视的问题。加强安全控制将有效保证工程施工作业的顺利开展,但必须在其他各项控制实现后,方能采取安全控制措施。尤其是大跨径连续桥梁施工方面,由于其桥梁结构以及施工安全参数存在一定的特殊性,这要求施工人员必须从桥梁的实际情况出发,来采取相应合理的安全控制措施。

3.4 稳定控制方面

在大跨径连续桥梁施工过程中,不仅要对桥梁结构的内力与变形进行有效控制,还应严格控制各环节桥梁结构构件的稳定性。特别是在近几年,我国桥梁安全事故经常发生,桥梁的稳定性成为工程施工需要高度关注的问题。但在桥梁工程实际施工过程中,施工企业只对竣工后的桥梁稳定性进行考虑,而相对忽略了施工过程中可能存在的稳定性问题。随着我国桥梁工程的跨径持续加大,而相应的反应机制却难以满足桥梁工程建设的实际发展需要,这对我国的桥梁工程的发展形成了一定的阻碍。

4 大跨径连续桥梁施工技术的具体应用

4.1 在斜拉桥施工中的应用

斜拉桥通过拉锁把主梁直接拉在桥塔上,其整体结构由受拉锁、承弯梁以及承压塔等组成。在斜拉桥工程施工中,施工人员应严格控制大跨径主梁、混凝土主梁以及索塔等部位的施工质量,以全面确保斜拉桥工程的质量[4]。同时,在长拉索作业中,必须综合考虑其抗震与抗风等方面性能,技术人员可将一端固定,开展振动试验,以检验长拉索施工质量,以有提高斜拉桥施工质量。

4.2 在拱桥施工中的应用

拱桥是桥梁工程中非常重要的类型,在我国已经有了几千年的建造历史。尽管随着桥梁工程施工技术的发展,尤其是无支护施工技术的应用,拱桥工程数量逐渐减少,但在不少地区的大跨径连续桥梁建设中,拱桥依然发挥着较大的作用。从支撑方式来看,拱桥可分为下承式拱桥、中承式拱桥以及上承式拱桥。从拱桥的结构组成来看,拱桥可分为混凝土拱桥以及石拱桥。相对于一般的桥梁工程,拱桥支座部分的承载力更多,主要来自于水平应力以及垂直荷载力等。所以,在拱桥工程施工时,必须合理选择地基部分,并充分保证地基的质量。

5 结语

总之,大跨径连续桥梁施工技术在桥梁工程建设中发挥着非常大作用,加强大跨径连续桥梁施工技术的研究和应用,对提高我国桥梁工程建设水平方面,有着十分重要的现实意义。因此,施工单位在施工时必须充分了解大跨径连续桥梁施工技术的难点,熟练掌握大跨径连续桥梁施工技术,加强对该施工技术要点的控制,并将其有效应用在各种大跨径连续桥梁工程施工中,从而全面推动我国桥梁工程施工技术的稳步发展。