拱梁组合钢结构桥梁施工技术要点研究
2021-11-23孙娜赵磊
孙娜 赵磊
山东信诚公路工程监理咨询中心有限公司 山东东营 257092
为了满足社会经济发展需求,桥梁工程的施工规模也日益扩大。传统的桥梁建设中多采用简单的梁、拱、吊结构形式,其具有结构简单受力清晰的特点,但随着我国桥梁建设技术的日益提高,要求桥梁建设在满足交通的基础上增加观赏性,因此,越来越多优化后的组合体系桥受到青睐和推广。拱梁组合钢结构桥梁组合了梁、拱承受荷载,并将结构内力向钢结构配件合理传递,充分发挥了梁拱的力学特性。桥体建成后整体造型优美,顺应了时代发展,因此受到设计部门及施工部门的一致推崇,基于此,对该类型工程的施工工艺进行探讨对道路桥梁建设的发展意义重大。
1 拱梁组合钢结构桥梁特点
首先用于拱梁组合钢结构桥梁的结构配件均由工厂根据设计图纸提供的结构尺寸进行加工,提高材料的利用率,降低工程总成本,其次,预制构件多采用现场焊接形式施工,大大降低了对周围场地的占用空间,提高土地利用率的同时也减少了对自然环境的破坏;此外,每个预制构件都有特定的编号,施工时,工人只需要按照编号进行焊接,避免了失误率的同时也减少了人员投入,最后,由于施工工作重复性操作,不需要施工人员具备复杂的专业技能和专业知识,操作简单,极大的保证施工人员以及工程质量的安全性。
拱梁组合钢结构桥梁虽然具备以上的优点,但由于工程跨度大、体量重,因此,需要在施工过程中制定周密的工作安排和施工程序,并对以下重要施工参数予以严格的控制。
该类型工程施工主要按节点分段拼装焊接,必须对受力状态及线性变化严格执行施工质量标准。
为确保施工安全性,对各施工阶段进行实测,并与理论模型结果相比较。
对施工过程中的各个细节进行测量、识别,发现误差及时修正,避免误差累计影响施工质量。
2 拱梁组合桥梁施工技术分析
2.1 主梁施工
施工人员应遵循先梁后拱肋的顺序进行结构架设。为了防止地基不实及支架变形而引起倾覆或倒塌,施工人员应该在梁支架安装完成后进行支架预压操作。要求预压荷载量超过梁体。施工人员及设备总自重的20%。若经预压支架后,仍存在地基不实的,要求施工人员对地基加固至符合施工强度标准。此外,在施工过程中,桥梁各部分的力学性极易因复杂的施工工艺或较大的桥梁跨度发生变化,因此,要求施工人员及时对施工过程中的受力方式及影响受力的因素具有敏锐的察觉,并做及时的检测与分析。
2.2 主拱施工
主梁施工结束后进行主拱施工。具体操作方式为:施工人员搭设拱肋支架后将横纵支撑安装好,吊装刚拱肋。对钢拱进行线行控制是拱梁组合钢结构桥梁施工重点和难点,钢拱、吊点隔板形成三维立体空间,因此,钢拱线行控制的是否精确直接关系到刚拱肋吊装的成功率,要求在制作及安装的过程中应用全站仪对数据全程测量,确保其流线型符合设计要求。此外,由于钢箱拱大多为中厚板焊接,要求焊接人员专业技能强,尽量减少焊接缝及焊接变形等情况。
2.3 支架整体稳定性
拱梁组合钢结构的整体稳定性一般分为分支点失稳、极值点失稳、跃越失稳3种类型。在进行实际搭建施工中,施工人员需要充分考虑失稳情况,且在安全施工的基础上将失稳控制在理想弹性失稳范围内。
3 支架方案
在进行实际施工前,施工人员考察施工现场可以使施工人员全面了解施工情况,制定合理的施工方案,同时也可以缩短工期,节省资金投入,降低施工成本,最重要的是考察施工现场可以使施工人员掌握支架布置的灵活性,确保安全施工。
3.1 支架布置
对支架进行布置时,施工人员首先找准桥中心线,根据桥面宽度确定支撑列数,然后围绕中心线进行对称布置;按实际支撑需要进行定位设点。
3.2 拱肋支架方案
严格按方拱节段和空缝投影位置设置混凝土基础及管支撑,在挑梁上方的相同部位设置合拢支架,以此使作用力向地面传递。
4 吊装方案
4.1 吊耳及钢丝绳
于主纵梁及拱肋分段顶面焊接吊耳,吊耳的数量及刚度以实际施工方案为准。对主吊钢丝绳的选择依据施工方案选择,施工人员对其检查,以防钢丝绳生锈、弯折等,确保安全施工。
4.2 拱肋吊装
施工吊装实施前需要先进行施工放样,并安装支架。施工人员对拱肋进行调整空中倾斜度,再进行吊装,并以全站仪测量,保证吊装准确。对吊装结果有误差的,施工人员要做及时的调整后焊接加固。
4.3 钢结构线行测量与合龙
采用高程复测手段对相邻梁段实施合龙前的最后确定。找出影响钢构件下挠量的影响因素,如温度、时间等,最后确定合龙时间,保证间距及挠度变化量趋于稳定。
5 结语
本文探讨结果表明,梁拱组合钢结构桥梁施工具有降低施工成本,施工简单、保护环境等优点,适应我国的可持续发展概念。但在具体实施过程中,为保证施工质量,施工人员要对施工环境、技术及设备等统筹规划,此外,施工人员要对桥梁结构及每个施工环节有足够的认知水平,针对施工制定严瑾的施工方案及应急措施,从而确保整个工程的顺利进行。