寇淑貞
(山西朔州路橋建設有限責任公司,山西 朔州 036002)
斜拉橋屬于高次內部超靜定結構,施工與設計關聯非常緊密,有互補和互反饋的關系。監理工程師和承包商在施工前要全面了解設計的要求和意圖,吃透設計文件中的施工建議、工藝要求和施工程序,在此基礎上編制切實可行的施工組織設計、實施性施工組織設計和監控方案;在施工過程中要不斷采集監測數據,反饋給設計單位,使之及時調整設計參數,修正并完善后續施工方案等措施,循環往復,已達到成橋后線形和內力狀態符合設計要求的最終目的。
斜拉橋一般采用H形索塔、塔柱及橫梁采用單箱單室(或者雙箱雙臥室)斷面,錨固段采用環向預應力設計,齒塊錨固。索塔施工與高橋墩的施工要求基本相同,橫梁可采用支架現澆。要著重控制結構各部位的平面位置、軸線、截面尺寸、傾斜度、預埋件制作及安裝,預應力施工的精度和質量。施工測量控制要嚴格滿足有關規范要求。
(1)索塔樁基基礎和承臺采用鋼板樁圍堰進行圍水施工。鋼板樁施工順序一般由上游分兩頭向下游合攏,施工中要根據現場地質情況逐漸或逐組施打到穩定深度,然后再依次打到設計深度;施工中要隨時控制樁身位置和垂直度。圍堰施工完畢后,抽水,搭設施工平臺,進行樁基基礎和承臺施工,施工工藝與一般橋梁基礎、承臺施工工藝基本相同,施工監理要點類似。應注意承臺混凝土體積較大,要求保證承包商做好設備、材料供應及人員的組織工作,最好能連續澆筑完成;如需采用二次澆筑,須征得設計單位同意,并按設計提供的分層次厚度及層間連接措施施工,以保證兩次澆筑混凝土的整體性;為防止大體積混凝土水化熱高導致混凝土開裂的現象,要求承包商必須按設計要求采取有效措施降低混凝土水化熱,如采用礦渣水泥、粉煤灰水泥、添加緩凝劑、在混凝土中預埋冷凝管道等方法。
(2)索塔施工可采取滑模法、爬模法、翻模法等。不論采取何種方法,均要承包商或提請設計單位進行結構強度、剛度和穩定性驗算。當采用兩種不同材料搭設施工支架時,相互之間的牢固連接是支架整體穩定的關鍵,必須采取可靠措施予以保證;支架和操作平臺要有足夠強度、剛度和抗風穩定性,一般宜間隔5 m高度與索塔連接;為配合模板上板和張拉千斤頂的垂直提升,支架與索塔的間距宜50 cm左右;滑模施工,滑動模板上的支撐桿及提升設備要能保證模板豎直均衡上升;應采用油壓千斤頂同步提升模板,以免模板發生傾斜和扭轉;提升模板要連續進行,以免中斷造成混凝土黏住模板;當因故中斷時,在中斷前應將混凝土面澆筑齊平。
(3)索塔、主梁間要嚴格按照設計圖紙所規定的連接方式實施施工監理與施工控制,并要求承包商搞好施工組織設計、施工程序安排與施工管理工作。塔身施工到一定高度后,要采取穩定措施(如設置攬風等)待拉索全部安裝、張拉完成后,才能撤除攬風并恢復鉸接。
(4)索塔橫梁施工的關鍵是模板和支撐系統,要考慮彈性和非彈性變形、支承下沉、溫差及日照的影響,必要時應設支承千斤頂調控。
(5)塔柱施工時,必須分高度設置橫撐,使其線行、應力、應變、結構強度、剛度及傾斜度滿足設計要求,保證施工安全。
(6)安裝錨箱中的斜拉鎖管道時,要設置穩固的鋼筋骨架或勁性鋼骨架固定管道,以保證索管空間定位的精度。管道測量定位時,要考慮拉索因自重下垂而導致其端部角位移時的方向、位置、高程的變化,其允許偏差值要符合設計要求。
(7)選用混凝土輸送泵澆筑索塔混凝土時,對混凝土配合比和泵送工藝要事先進行試驗。每個階段混凝土的澆筑宜連續進行,并注意分層均勻。索塔混凝土的養護非常重要,一定要及時養護,混凝土模板表面處于陽光直射暴曬或迎風吹干的情況。
(8)索塔施工屬于高空作業,施工中要嚴格遵守有關高空作業的安全技術規定。監理工程師要嚴格檢查以下幾個方面:①必須設置運輸安全設施,如塔吊重量限制器、段索保護器、鋼索防扭器、風壓脫離開關等;②除設置塔吊等起重設備外,還要設置工作電梯及安全通道;③事先要制定強風沙、暴雨、寒暑氣候施工的技術保證措施,在支架頂端要設置防雷擊裝置和警示燈;④加強安全教育,嚴格按照安全操作規程施工,防止吊落和作業事故,并制定緊急事故處理方案;⑤塔吊、支架安裝、使用和拆除階段均要求承包商進行強度、剛度和穩定性驗算;⑥支架和操縱平臺要設置足夠的安全護欄、護網,以保證施工人員及橋下行人、車輛的安全;⑦當使用竹、木等易燃物時,要配備足夠的消防器材。
(1)主梁鋼結構應進行招標,由有相應資質、實力、經驗的工廠進行加工。
(2)鋼結構制造材料、焊接材料、拼接材料、涂裝材料必須符合設計及相應規范要求,要加強材料驗收檢查。
(3)結構制造要符合設計圖及相應規范要求,工廠應進行鋼結構制造施工圖設計,經監理工程師審查批準后進行加工。放樣、號料、切割、制孔、組裝、焊接、打磨除銹、涂裝要嚴格按圖紙設計施工,并滿足相應規范要求。
(4)鋼結構加工過程中要加強對構件結構尺寸、形狀、平整度、預留孔位置及形狀、焊接質量、組裝精度的驗收,各項偏差要求在設計規范允許范圍內;焊接質量驗收除進行外觀檢查外,還要進行超聲波和射線探傷檢查。各階段結構制造完成后,監理工程師要經行拼裝驗收,驗收合格后完成防腐涂裝。
主梁鋼結構懸臂拼裝的控制要點是節段連接技術、0號段安裝、標準段安裝,邊跨合攏段安裝和中跨合攏段安裝等幾個方面。
3.2.1 節段連接性技術
目前斜拉橋鋼主梁節段連接一般采用高強螺栓連接工藝。
(1)高強螺栓要按照設計向專業廠家指定,材質、規格、型號均要滿足設計和規范要求。接收高強螺栓安裝時,監理要同供貨廠家、承包商一起進行抽樣檢驗和外觀檢查。高強螺栓保管時要注意防雨、防潮,不得積壓存放,以免受潮、生銹。
(2)高強螺栓安裝前,要全面復查外觀質量并復驗扭矩系數,對剛結構接觸要進行清洗、打磨,并按照設計要求先安裝沖釘。
(3)高強螺栓安裝分為初擰檢查、終擰和終擰檢查。初擰螺栓的順序是從螺栓群中央向四周逐漸擴展施擰,從中間開始替換沖釘,初擰扭矩值60%~70%。初擰檢查是在初擰前后檢查螺栓、螺母、墊圈安裝方向是否與設計相符,有無因安裝問題影響擰緊的現象,并檢查有無漏擰的現象。
3.2.2 0號段安裝
0號段安裝要按設計要求和批準的施工圖設計在墩旁支架上進行,事先要進行預壓和結構驗算;安裝時必須按設計要求逐節進行安裝和連接,進行橋面板的安裝和濕接縫澆筑;并按設計和批準的施工方案進行臨時固結。
3.2.3 標準段安裝
標準段安裝使用水上(岸上)吊梁前進行塔端掛索,然后完成主梁安裝和連接,進行梁掛索,并進行第一次張拉(以索力控制);進行橋面板吊裝和濕接縫澆筑,進行本段斜拉索第二次張拉(以伸長量和索力控制);移動吊機進行下一節段施工。如此循環完成標準段安裝。
3.2.4 邊跨合攏段安裝
邊跨合攏一般采用強制合攏。
(1)合攏段安裝前先要對全橋進行全面的線形測量和索力測量,根據測量結果對已完成梁段的斜拉索進行全面調整,調索順序由懸臂端向主塔方向逐根對稱調拉,調整允許誤差要滿足設計要求,一般為3%;調整完成后再進行先形和索力測量,對大于允許誤差的塊段再進行調整和檢測。這樣,使合攏段線形和索力分布合理,調整梁體,消除梁體轉角及扭力,初步達到拼接合攏的要求。
(2)邊跨合攏一般采用自然合攏。中跨合攏前要進行全橋線形、索力測量和調整,清理橋面荷載,并將檢測情況反饋設計單位,各方面最終確定合攏溫度和合攏段鋼梁加工長度。合攏段施工待氣溫達到預定溫度時,將合攏段鋼梁安裝就位,并及時解除主梁節點連接和搭梁臨時固結裝置。