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浅谈大跨径连续桥梁施工技术

2024-08-21赵策

智能建筑与工程机械 2024年7期

摘 要:以桥梁工程作为研究对象,重点探究了大跨径连续桥梁的结构特殊性及关键施工技术。通过理论研究与案例分析的方式,指出了大跨径连续桥梁的受力特点及施工难点。依托某桥梁工程项目,分析该项目中的施工流程及关键工艺,阐述大跨径连续桥梁施工中技术管理及质量控制的作用。面对大跨径连续桥梁施工作业时,相关人员需注重该工程的特殊性,优化施工工艺及技术流程,选择恰当的工艺类型及技术参数,规范施工管理过程,从而全面提高大跨径连续桥梁施工作业的质量及安全水平,以期为同类型项目的施工建设提供技术指导。

关键词:大跨径;连续桥梁;施工技术

中图分类号:U215 文献标识码:A 文章编号:2096-6903(2024)07-0004-03

0 引言

大跨径连续桥梁施工技术具有一定的适用性,能全面保障桥梁工程的结构稳定及安全。但大跨径连续桥梁施工的技术要求高,为达到预期的施工效果,相关人员必须立足桥梁工程的具体特点,合理把控施工细节。

1 大跨径连续桥梁常用施工工艺

大跨径连续桥梁施工中应根据实际情况采用合适的施工工艺,比较常见的有以下4种。

1.1 支架现浇法

支架现浇法施工期间相关人员需根据要求搭设支架,不仅需将支架搭设在合适位置,还需保障支架结构的稳固性。大跨径连续桥梁采用支架法时,当基本的施工任务结束后,拆除的支架能重复利用。

实际施工中,为减小支架所承受的作用力,相关人员需优化主梁截面部分,区分主要受力部分与非主要受力部分,对两个部分采取不同的处理方式,非主要受力部分应进行落架处理。

在大跨径连续桥梁中比较常见的是箱型截面,这一截面特点决定了在施工期间不能采用整体工艺,而需要提前分层、分段完成施工任务。

1.2 悬臂施工法

一些大跨径连续桥梁选择的是悬臂施工工艺,应用此工艺的前提条件为桥墩施工作业完全结束且通过了验收。只有符合此施工条件,方可正式进入悬臂施工环节。施工作业期间,相关人员需率先确定跨径方向,沿此方向遵循对称、分段作业要求。大跨径连续桥梁施工中如采用悬臂工艺,对既有交通的干扰较小,特别是桥下道路使用不受影响。为提高施工质量,相关人员应分析墩与梁的关系,采取恰当的方式保障二者的固结效果,且需关注施工中的体系转换问题。

1.3 逐孔施工法

逐孔施工法与支架现浇法存在一定的相同之处,其原理高度一致,但操作过程存在一定的区别。如采用逐孔施工工艺时,主要需开展逐孔现浇,仅需在一跨梁上建设支架,但需关注支架类型及形式,以发挥其稳固作用,并按照要求完成预应力作业后进入下一跨的逐孔作 [1]。综合逐孔施工法的作业流程,施工期间同样面临体系转换问题。现场施工时有关人员需准备足够的支架,支架总数相对较少,且这些支架能循环使用,利用率高,对控制施工成本具有一定的作用。逐孔施工与支架现浇工艺高度相似,但二者并不能相互替换,而各有其适用条件,若某连续桥梁为中等跨径,且结构相对简单,利用逐孔工艺具有经济性、技术性优势。

1.4 顶推施工法

面临大跨径连续桥梁施工作业时,顶推工艺也较为常见,此工艺与其他技术相比,具有一定的预制性特点。正式施工之前有关人员需进入现场,根据顶推施工对场地大小等的严格规定,预制场地,合理控制相关参数,此后引入分节段预制梁、水平千斤顶顶推施工技术。如施工期间采用顶推工艺,整个施工操作简单,无需消耗较大的成本。

2 工程概况

2.1 工程基本状况

某大跨径连续桥梁,属预应力混凝土桥梁结构,全长400 m,施工期间混凝土需求多,综合结构安全性和稳定性要求,选择的是C60混凝土。综合项目所在地的环境特点,该桥梁所在地的环境条件恶劣,地势高低变化大,从施工便捷性、技术可行性、经济合理性等角度分析,桥梁下部选择桩柱式台桩基础+承台+薄壁空心墩结构。

2.2 大跨径连续梁尺寸及技术要求

综合本桥梁工程的各方面情况,主梁结构0号梁段长13 m,合龙梁段2 m,边跨直线段长8.68 m,最大悬臂浇筑块重216 t。悬臂节段顶板厚度、腹板厚度、底板厚度、截面梁高度分别为30 cm、50~80 cm、32~112 cm、400~1 038 cm。综合桥梁结构特点,0号梁段采用托架施工,边跨直线现浇段采用支架法作业方式。

3 大跨径连续桥梁施工技术的相关要点

3.1 前期准备

大跨径连续桥梁施工中为保障施工效果,相关人员在前期阶段应做好准备工作。一般来说,施工准备应包含人员及材料方面在人员方面。有关部门需提前培训岗位人员,向不同岗位人员传授相应的技术知识,利用岗前培训来提高人员素质及能力,使这些人员在后续参与到施工作业后,可发挥专业优势,解决施工中的问题。

在设备方面,相关人员需结合施工标准,配备高性能设备,如针对本桥梁项目,主要包含塔式起重机、30 t车式起重机、混凝土搅拌机、打桩机、混凝土车,数量分别为1台、1台、2台、1台、4辆[2]。

3.2 支架安装与预压

本工程项目中需安装跨越式支架,为凸显这一支架的作用,安装之前有关人员需调查现场情况,控制支架参数。如结合跨径箱梁的各方面情况,确定跨数。跨径在30 m以内时,选择两跨结构,在双线墩两跨中间位置布设混凝土桩,相邻桩体之间的距离为2 m。跨径为30 m或者更高时,采用三跨结构,但此时混凝土桩的布设位置有所不同,应在单线墩三跨两端1/3处,相邻桩体之间保持2 m的距离[3]。有关人员应按照要求安装好支架,并保障支架结构的稳固性后进行预压操作,给支架施加一定的作用力。

为凸显预压操作的作用,有关人员需合理控制强度值,一般以箱梁自重为基准。为凸显作业效果,相关人员需制定切实可行的砂袋预压方案,细化此方案中的施工流程,并指出每一流程下的操作要点。提前准备符合质量复合要求的砂袋,合理划分预压区间,控制预压荷载,并综合项目现场的各方面情况,选定预压顺序及加载位置。

3.3 托架拼装与预压检测

3.3.1 托架构造形式

本桥梁项目中将1号墩、2号墩墩身浇筑作业期间有严格的范围规定,两个墩身均需浇筑为倒角,外侧与桥梁方向相一致,每一侧都需特定型号的工字钢构成主梁,布设数量为每侧3道。墩身内同样通过布置工字钢作为纵梁,使主梁与纵梁之间相互作用,增强结构稳固性。

3.3.2 托架预压与检测

0号段托架位置的预压操作中采用堆载预压法,预压期间同样需控制荷载值。结合实际的工作经验,这一预压操作中,荷载值与该段的混凝土质量、模板质量、机械质量相关。施工期间有关人员需整合已有的项目资料,确定这些质量后完成分级加载。

现场开展检测施工时,有关人员需合理设置测点,在托架平面位置沿中线在墩中、两侧悬臂的端头断面应布设4个测点,正式加载之前相关人员需进行一次测量,由专人进行相应的记录, 每增加一次荷载,静止观测1 h并记录结果。多次分级加载操作后,延长每次记录的时间,3 h一次,三级预压达到24 h,如变形趋势无明显波动即可卸载。但在卸载过程中需注意卸载顺序,此顺序与加载顺序完全相反。

3.4 模板与钢筋施工

模板工程为本桥梁工程的重点环节,其施工效果关乎桥梁稳固性、使用寿命。综合本项目的建设要求,托架上设有0号梁体段底模,在安装作业结束后有关人员需调整模板的平整度,使平整度达到相应的标准。

模板下层应布设10 cm×10 cm木方,以改善模板的整体受力。顶托能用于调节细部标高,在确定模板标高的过程中有关人员需确定预留支架的沉降值、弹性变形,使预拱度符合相关标准。此次施工作业中,外侧模板选用组合钢模板,为增强模板结构整体性、稳固性,有关人员需结合模板性能要求,利用特定型号的螺栓完成定位工作并实现加固。

大跨径连续桥梁施工中,钢筋为结构体系中的关键构成,具体的施工作业中相关人员需结合实际需求,合理选择钢筋并进行安装。不同梁体钢筋在集中加工以后被运输到指定地点,由专人负责安装工作。具体的安装作业中相关人员需先安装底板、腹板的钢筋,随后安装顶板位置的钢筋。一旦在安装作业中钢筋与预应力管道、锚固钢筋等存在位置冲突,有关人员需结合结构特点,适当调整梁段钢筋。桥面顶板位置布设有大量的预埋件、钢筋,在安装作业期间有关人员需利用恰当的工具、仪器实现定位,保障定位精度。

由于管道可能存在变形等现象,在设计位置相关人员需利用定位筋完成固定处理。一旦梁段钢筋与波纹管存在一定的位置冲突现象,需保持波纹管位置固定,适当调整钢筋位置,按照结构需求合理布设定位筋,增加定位筋的数量。考虑后续压浆操作中的排气规定,在每一条预埋波纹管的最高点位置,需布设一定直径的排气管,合理安装此排气管[4]。

3.5 混凝土浇筑

桥梁混凝土浇筑为高墩浇筑,现场应配备高压混凝土泵,完成垂直输送,为施工作业提供有效条件。混凝土浇筑作业的难度较大,为避免施工问题,相关人员需密切关注浇筑过程,一旦发现异常情况,应停止浇筑并处理实际问题。

一般情况下,混凝土浇筑期间应控制温度,最佳的温度区间为15~32℃,坍落度为12~16 cm,遵循分层浇筑作业流程,每层厚度应不超0.3 m[5]。

浇筑作业期间,为提高混凝土成型效果,有关人员在浇筑作业中也需做好振捣作业,每一层的振捣作业结束且密实度达标后方可浇筑下一层。此桥梁工程的结构特点决定了在浇筑期间应采用机械振捣工艺,混凝土作业面应保障振捣的充分性与均匀性,避免漏振、过振。

3.6 拆模与养护

混凝土强度达到特定标准后有关人员需进行拆模工作。综合本项目的结构特点,在混凝土强度达到2.5 MPa的情况下相关人员需立即拆模。为避免暴力拆模影响结构完整性,相关人员需规范操作步骤,选择恰当的拆除顺序。现场可利用龙门起重机辅助拆模,先拆除连接螺栓,再拆除两侧模板,全部模板脱空时利用龙门起重机运输模板,再由专人清除模板上的杂物,将模板摆放到指定区域。

养护施工是为了提高模板结构性能,在施工作业期间相关人员需结合结构标准,采用恰当的养护工艺。如在梁面位置应开展洒水养护,在其上覆盖无纺土工布以后再洒水,保持梁面的湿润度符合标准。梁体侧面及梁底纵向位置分别均需布设2根PVC管,两管之间保持0.5 m左右的距离[6]。管壁位置开设孔径为1 mm的小孔,通过小孔实施喷水养护,保持7~10 d的养护时间。养护过程中相关人员必须关注混凝土的内部及外部温度,一般需将温差保持在15℃。梁段端头部位的混凝土,施工人员需在拉毛以后再洒水养护,以增强混凝土的粘合度。

3.7 预应力智能化张拉

预应力张拉施工前有关人员需按照规定做好准备工作。相关人员需检查千斤顶等设备是否存在质量缺陷,并做好相应的检测记录。检查千斤顶的使用记录,在无异常的情况下正常操作千斤顶。检查混凝土强度是否与施工要求相一致;按照要求准备施工所用的夹具、锚具。

张拉施工中应引入智能化技术,构建智能张拉模式。综合本项目的具体情况,混凝土龄期达7 d以上且强度在设计值的90%以上时,开展智能张拉施工:①梳理钢绞线并做好穿束工作,给钢绞线、锚具孔编号,将钢绞线穿过锚具孔并完成绑扎,绑扎后的钢绞线应按照要求穿过螺纹管,两端侧各预留0.6 m。②规范安装锚具、千斤顶。③梁体两端的油泵、千斤顶应采用油管、信号线完成连接,启动主控电脑,检查接线连接是否与施工要求相一致。④利用无线网络连接主控电脑、预应力张拉仪,依据有关标准将参数输入电脑,由电脑自动控制张拉工序[7]。

3.8 压浆与封锚

压浆作业时应提前启动压浆泵,使浆液可从管中顺利流出,以排除压浆管中的稀浆、空气。当压浆管中排出的浆液完全符合要求后开始压浆,压浆时的压力应在0.6 MPa以内。关闭出浆口时,应适当保持压力的稳定性,稳压3 min,且将压力保持为0.6 MPa。封锚采用C50无收缩混凝土,作业之前清理现场的外露钢绞线。

4 结束语

大跨径连续桥梁施工作业的难度较大,对技术要求高,为全面提高施工效果,相关人员需结合桥梁特点,优化施工技术体系,并加强施工管理。未来的桥梁工程施工中,相关人员需继续研究大跨径连续桥梁施工工艺,创新技术理论及形式,构建科学的施工技术体系。

参考文献

[1] 李尚超.桥梁工程大跨径连续桥梁施工技术[J].大众科技, 2022,24(9):38-40,53.

[2] 文明高.大跨径连续桥梁施工技术要点及质量控制措施分析[J].工程技术研究,2022,7(14):77-79.

[3] 王建军.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用[J].四川建材,2022,48(7):98-99.

[4] 张伟莹.桥梁工程施工中的大跨径连续桥梁施工技术研究[J].江苏科技信息,2022,39(18):43-45.

[5] 孙得贵.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用分析[J].工程建设与设计,2022(1):189-191.

[6] 贾之光.大跨径连续桥梁施工技术研究[J].工程机械与维修, 2022(4):97-99.

[7] 叶树建.浅析大跨径连续桥梁施工技术在桥梁施工中的应用[J].石河子科技,2022(2):58-59.