大跨径连续钢构桥梁施工控制技术研究

2021-07-28刘文涛

四川水泥 2021年7期

刘文涛

（山东卓瓴招标代理有限公司，山东潍坊 262500）

1 大跨径连续钢构桥梁

我国桥梁建设工程有着悠久的历史，比如历史上典型的代表赵州桥经过了多年的洗涤仍然屹立在赵县的洨河上。近现代受到历史等因素的影响，我国桥梁事业发展滞后。近些年随着社会经济水平的提升、桥梁工程建设数量的增多、规模的扩大，我国桥梁建设工程取得了新的发展。根据受力特点我们可以将桥梁分为五种基本类型，分别为梁式桥、拱式桥、钢架桥、悬索桥以及斜拉桥。桥梁在交通系统中占据着至关重要的地位，通过桥梁，可以跨越山川河流，形成四通八达的交通，促进各个地区经济的发展，推动我国社会发展的脚步。我国近些年在科学技术不断发展的背景下，桥梁形式也得到进一步丰富。当前公路桥梁中重要的一种结构形式就是大跨径连续桥。我国在连续梁桥的建设方面已经有着较为成熟的技术，并且这种形式的桥梁已经在我国多地广泛应用，预应力技术的应用进一步提高了连续桥的性能。预应力混凝土桥梁的变形小，有着更大的结构刚度，无需设置过多伸缩缝，无论是稳固性还是抗震性都有着十分明显的优势，此外，养护工作也十分便捷。在桥梁结构中应用预应力混凝土连续箱梁能够将桥梁的跨越能力大大提升。所谓的大跨径连续钢构桥梁，是连续梁桥的单跨跨径超过了100m。如图1为我国某跨江大桥。大跨径连续刚构桥是预应力技术高速发展的产物，也是我国公路桥梁中有着极大生命力的桥梁，未来发展前景广阔，各界已经越来越关注大跨径连续钢构桥梁工程[1]。

图1 大跨径连续钢构桥梁

2 大跨径连续钢构桥梁技术特点和难点

2.1 所处地形较为复杂且有着较大的支架基底处理难度

桥梁工程大多处于河面地段有着十分复杂的外界环境，加上较大的地形地势变化，导致大大增加了支架的难度。很多桥梁需要面临较大的滑坡坡度，加上地段地质条件不佳，导致支架工作十分艰难。大跨径连续钢构桥需要面临着更大的跨径，复杂的地形进一步加大了工程施工的难度，所以，大跨径连续钢构桥施工的最大特点也是难点之一就是支架难度大。

2.2 支架搭设高度大

大跨径连续刚构桥往往需要跨越较宽的河道或者山川，需要设置较多的支架，且支架高度较大。在桥梁工程中，河道、山川等滑坡地段往往需要通过设置支架保证交通建设，这就导致需要设置较高的支架，进而造成大跨径连续刚构桥施工难度大大增加[2]。

2.3 挠度变化大难以有效控制梁体线性

大跨径连续钢构桥建设需要应用到较为复杂的预应力技术，加上桥梁施工中挠度变化没有有序的规律导致难以充分控制梁体的线性，进而增加了桥梁的施工难度。

2.4 具有复杂的预应力体系并且需要应用到较长管道

大跨径连续钢构桥施工中需要应用到复杂的预应力体系，需要涉及到较多长度较大的管道，管道曲线也多，导致大大增加了桥梁工程施工的难度。此外，在施工中需要安装大量索导管，难以精确地定位索导管的位置，这也是大跨径连续钢构桥施工的主要难点。

3 大跨度连续钢构桥梁施工技术

某大跨度连续钢构桥在区域有着较为稳定的条件，以工程区为圆心的55km范围内不存在强烈地震地质背景，但是所在区域局部覆盖层较薄，大约为30-50m，局部区域为1-5m，有着十分丰富的地下水。在具体施工中，关键施工技术如下。

3.1 桥梁挂篮施工技术

施工人员在安装挂篮前首先将墩顶清理干净，凿平混凝土面，然后测量放线，明确主桁架和横梁中线。准确测量后，将滑移梁主线位置垫梁铺设、找平并且安装好主桁架挂篮、支点和后锚等部件。最后，依次安装后前横梁。为了充分保证挂篮主桁架施工能够和设计要求相符合需要通过加载监测明确施工效果。在完成挂篮后，为了避免挂篮发生非弹性形变，需要加强对挂篮系统稳定性、强度、刚度等性能指标的检查检测[3]。如图2为桥梁挂篮施工作业现场图。

图2 桥梁挂篮施工

3.2 桥梁悬浇施工技术

3.2.1 施工工艺流程

施工人员在将挂篮移动到位后需要调整外侧模和底模，并且牢固地绑扎好钢筋。在安装预应力管道时将挂篮吊杆相应的孔位预留出来，将混凝土表面的软弱层和水泥凿除干净，彻底清理干净钢筋上的混凝土渣，然后开始浇筑作业并且进行混凝土养护。当养护结束后监测混凝土结构强度，强度达标可以开展张拉作业，张拉施工要坚持先纵后横的原则。在完成张拉作业后放松挂篮吊杆，从箱梁上移开挂篮的顶板以及底板，继续完成挂篮移动作业，将其移至梁端。在各个节段都浇筑完成后可以合拢。

3.2.3 压浆施工

施工人员要注意加强监测环境的温度、管道的温度、浆液的温度，当各项指标均符合要求后方可开展压浆作业。

第一，需要加热浆液。施工人员可以利用锅炉房整齐加热冷水，当达到60℃水文后可以在封闭的保温棚环境下拌制浆液，按照15℃的标准控制浆液的温度。

第二，波纹管加热。在灌浆前预热没有达到施工要求的波纹管，按照不低于10℃的标准预热波纹管确保浆液入孔温度，然后方可开展压浆作业。

第三，保温处理浇筑段。在初期养护阶段，需要重点关注温度养护，可采用蒸汽养护的方式同时达到保温保湿的效果，还可以在梁面上覆盖保温篷布。如果环境温度较低那么为了保证压浆的质量需要采取相应的加热保温措施。

第四，严格控制浆液的温度和强度。在施工中技术人员要注意加强对浆液配合比进行严格控制，严格按照设计标准监测结构强度，同时在波纹管内部设置测温元件从而实时监测管内温度。

第五，箱梁封闭和通汽。将箱梁梁端和相关孔道封闭后方可开展压浆作业，为了保证压浆质量还要注意用蒸汽保证压浆管内的温度，通常按照5-30℃的标准控制箱内梁体、压浆道温度。

第六，加强温度监测。在顶板、腹板以及底板的外侧设置监控元件从而实时监测内部温度[4]。

3.3 预应力箱梁施工技术

工作人员在张拉前首先要严格检查混凝土的强度，当强度和设计强度差在10%以内时方可进行预应力箱梁张拉施工。可通过同时监控张拉力和引申量的方式保证张拉工作严格遵守设计标准要求，确保严格控制钢束张拉力。在张拉过程中首先要确定管道的位置，按照50cm的距离标准定为钢筋间距。工程施工中如果发生预应力管不一致的情况，为了避免混凝土浇筑发生质量问题可以加密定位。在预应力管道敷设全部完成前应当完成焊接作业。处理好预应力纵向管道确保其干净整洁然后进行安装，同时在管道内设置直径稍小的内衬管，用胶布紧密地缠绕管道接头处确保施工中不会发生漏浆的情况，然后按照设计标准准确地安装预应力筋、锚具、竖向管道，将钢筋仅仅地固定住并且密封好管道的两端。

3.4 合拢施工

低温灌注钢构桥合拢施工方法同时为了避免开裂要临时固接悬臂。具体合拢包括边跨和空和中跨合拢。

3.4.1 合拢边跨

工作人员应当平衡好挂篮、悬浇段同时加强施工温度监测。可以将合拢段骨架和边跨缩梁牢固地焊接在一起，将合拢段钢筋牢固地绑扎在一起然后浇筑合拢段混凝土，同时按照设计标准依次低沉张拉，完成张拉作业后检查其质量是否达标，确认无误后可以拆卸挂篮和配重，将支座锁定，同时检测箱梁线性、标高等实际情况是否能够满足设计标准中参数要求。

3.4.2 合拢中跨

通过微膨胀混凝土合拢中跨能够有效减少混凝土中的气泡，填充混凝土内部控制，从而预防发生收缩裂缝，达到提高混凝土整体耐久性的作用[5]。如图3为某工程合拢施工示意图。

图3 合拢施工

4 大跨径连续钢构桥施工技术控制

4.1 应力控制

应力控制主要是根据设计规定检查大跨径连续钢构桥施工后的受力情况是否合格。应力控制是监控桥梁施工质量的重要工作内容，通常应力控制主要通过控制截面完成。工作人员要借助专门的设备进行桥梁受力情况检查。如果检测结果和规定数值之间差异较大那么需要及时分析原因并且采取有效的处理措施。在应力控制阶段难度较高的工作为结构应力控制，结构应力控制难度甚至超过变形控制，这和结构应力不容易被发现有着很大的关系。为此，工作人员要注意检测结构应力[5]。

4.2 稳定控制

桥梁安全的关键因素就是稳定性。在大跨径连续钢构桥施工后需要严格控制好结构内力和变形，同时加强控制局部和整体的稳定性。当前我国桥梁跨径朝着逐渐增大的趋势发展，如果桥梁失稳必然会产生较大的安全事故和社会影响，会严重影响桥梁工程的进一步发展。这就要求检测人员要制定快速反应及时，准确地检测并分析桥梁结构内力情况，对桥梁的稳定性、安全性进行综合、客观地分析和评价[6]。