陳忠華
(江蘇省大豐市公路管理站,江蘇 大豐 224100)
在良好的經濟環境下,建筑產業也面臨著巨大的發展空間與挑戰,更多新施工方法及工藝的提出,對施工單位現場作業給予了嚴格的要求。橋梁工程一直以來都是現代交通的重要組成部分,橋梁設施不僅節約了地面空間資源,也為傳統公路交通分擔了更多的任務。先簡支后結構連續橋梁是一種新工藝方法,由于該建造方案的特殊性,現場作業還存在著諸多難點,這就要求施工單位根據工程實況采取必要的處理措施。
如今橋梁工程研究取得了先進的成果,橋梁專家們指出將簡支梁與連續梁相互結合起來使用,既可以發揮兩類橋梁的結構特性,也可彌補單獨使用存在的不足。這種情況下,先簡支后結構連續橋梁被正式提出,且開始逐漸推廣于各地的橋梁工程建造中。先簡支后結構連續橋梁的特點如下幾種情況。
衡量某個橋梁工程的耐久系數要從多個指標進行判斷,才能得出最準確的性能狀況。先簡支后結構連續橋將簡支梁與連續梁組合起來使用,可起到明顯的耐久性作用,從使用功能方面改善了橋梁結構的使用性能。如先簡支后連續橋梁具有跨度大、難變形和安全高等特點,讓車輛在路面行駛中處于比較穩定的狀態,不會出現橋梁共振或受損問題。
現場施工進度快慢是決定作業效率的關鍵標準,便捷式施工可節約大量的橋梁建造時間。由于采用了兩種單橋梁的綜合應用,先簡支后連續橋梁的施工操作也變得更加便捷。一方面,鋼結構施加預應力操作的難度減小,無需重型設備參與張拉即可完成;另一方面,施工人員執行鋼配件安裝的流程更為簡單,按照圖紙組裝標準構件便能達到質量要求。
建造新型橋梁意味著行業技術的創新,新的建筑研究成果在現實建造中得到應用,推動著橋梁施工技術的優化改進。先簡支后結構的操作技術更加先進,主要體現于現場安裝施工的機械化,鋼配件的自動化制作,焊接安裝的精準定位等等,這些都標志著新技術的推廣使用[1]。此外,在橋梁養護時也制定了科學的技術方案,均是先進工程技術創造的成果。
隨著橋梁施工技術的日趨成熟,我國目前掌握的橋梁工程技術越來越多,已涉及到更多復雜的組合橋梁形式。無論哪一種組合式的橋梁,其均由單一結構逐漸演變而來,單式橋梁依舊是不可缺少的工程要素。鑒于簡支梁與連續梁個體的使用特點,每一種梁體用于現場施工都有較高的利用價值。但從現代建筑學角度分析,簡支梁和連續梁呈現了多方面的缺陷,這直接導致了先簡支后連續橋梁施工面臨著局部上的作業難點。
就是梁的兩端搭在兩個支撐物上,梁端和支撐物鉸接,屬于靜定結構形式(如圖1所示)。過去簡支梁常用于小河流域的橋梁構造,將梁端架設在支撐體上進行固定,便能搭建一座便捷式的交通橋梁。簡支梁結構原理單一,現場施工作業的難度較小,且所需橋梁的配件結構較少,為快速施工創造了有利的條件。經過試驗發現,簡支梁因中間結構缺少必要的支撐,若橋梁行駛車輛重力荷載增加,對中間橋梁易造成開裂、凹陷等異常現象,進而損壞了整個筑造結構的牢固性。詳細分析,這是由于簡支梁的支撐物只能給梁端提供水平和豎直方向的約束,不能提供轉動約束的梁,遇到超大載荷承重時無力抵抗受力作用。

圖1 簡支梁結構圖
相比簡支梁,連續梁在結構形式上有了很大的突破,不再是簡單的兩個端點支撐,而是轉變為3個或3個以上的支撐物為構架。在建筑、橋梁、航空以及管道線路等工程中,常遇到一種梁具有三個或更多個支承,可簡化為一種不靜定結構,稱為連續梁[2]。建造連續梁在某種程度上擺脫了簡支梁的缺陷,利用架設更多的支撐物分擔橋梁的車輛荷載,以減小支撐體及兩個端點的承載力。但是,連續梁施工時不僅工藝流程復雜,且安裝操作需消耗較長的時間,后期每節支撐物檢修的難度較大。只要其中某一個連續梁出現結構病害,整個橋都必須停車檢修,給交通運行造成了極大的不便。
簡支橋梁、連續橋梁是我國架空交通工程最早的形式,這兩種單一橋體在早期交通系統里發揮了重要的作用。伴隨著橋梁交通工程的改造升級,僅使用某一種橋梁結構易將單式橋梁的缺陷暴露出來,給整個橋面交通埋下安全隱患。同時,單一橋梁的結構缺陷會影響到整個先簡支后結構的功能特性,進而給施工單位的現場作業造成困難。根據上述分析結果,在掌握簡支梁、連續梁結構缺陷的前提下,應編制科學的方案控制橋梁施工的難點,嚴格保證橋梁作業質量符合行業標準的規定。
支撐物是用于支撐橋體荷載的主要結構,先簡支后結構連續橋梁支座施工質量的控制尤為關鍵,(如圖2所示)。施工人員應保證臨時支座應有足夠的強度和剛度,拆裝方便,落梁均勻。預應力張拉完成后,待壓漿強度大于35MPa時方可拆除臨時支座。拆除臨時支座應做到逐孔對稱、均勻、同步、平穩。臨時支座拆除后,永久支座與墩頂和梁底嚴密貼合。

圖2 盆式橡膠支座安裝作業質量的控制
張拉預制底座應堅固、無沉陷,利于排水,防止由于排水不暢造成地基下沉。底座的反拱度值應參照設計文件所提供的反拱度值、結合實際施工和生產性試制梁的張拉情況確定[3]。除此之外,橋梁鋼配件安裝也是很關鍵的一步,需要保證橋梁安裝精度要嚴格控制,按照行業規定的參數指標進行控制,一般情況下,要求安裝的誤差不超過2mm。
為了防止現澆連續段混凝土在養生硬化過程中發生收縮性裂縫,現澆連續段接頭混凝土添加微膨脹劑,摻加劑量一般控制在水泥用量的0.5%~1%之間。先簡支后連續每聯各現澆連續接頭的澆筑氣溫應基本相同,溫差控制在5℃以內。超過這一溫差范圍易引起熱脹冷縮現象,這是導致裂縫形成的常見因素,現澆操作人員要嚴格控制溫差值。
接頭混凝土澆筑順序應嚴格按設計文件要求執行,從主梁預制到澆筑完橫向濕接縫的時間不宜超過3個月。濕接縫混凝土澆筑可采用吊模施工,模板應采用鋼模板,選用高性能鋼材作為制作材料[4]。模板安裝牢固后,沖洗已經鑿毛處理的混凝土表面,在澆筑次層混凝土前對施工縫應刷一層水泥凈漿,使簡支梁與連續梁之間的緊密性更好。
總之,先簡支后連續橋梁將簡支梁、連續梁的優點共同組合起來,擺脫了單一采用某種橋梁時出現的不足,使組合橋梁結構性能發揮到最大。受到技術條件的限制,我國在先簡支后連續橋梁施工方面還存在諸多不足。施工單位應詳細地分析兩種單體橋梁的結構特點,從多個方面控制橋梁施工質量,及時解決橋梁建造階段出現的各種質量問題。
[1]張新洋,陳遜.先簡支后連續橋梁結構特點及施工工藝的分析[J].中國建筑技術,2010,28(15):22-24.
[2]程靜文,劉翔.談簡支梁與連續梁之間的優缺點對比[J].中國建筑與建材報,2010,17(11):10-12.
[3]候在平.新時期我國橋梁工程改造項目質量控制的綜合方法[J].建筑施工材料,2009,23(8):66-67.
[4]蔣磊,丁文曉.連續性橋梁組合安裝施工流程的難點控制研究[J].橋梁改造技術,2011,26(12):32-34.