李真才
大跨徑連續橋梁施工技術在公路橋梁施工中應用
李真才
(江門市路橋集團有限公司,廣東 江門 529000)
在中國,目前的出行方式主要是公共交通,相應的,公路橋梁的施工頻率較高。近幾年,中國在發展交通運輸業的同時,持續提高道路等級,不斷增大橋梁跨徑,完善了大跨徑連續橋梁施工技術。通過分析已有資料,根據實踐經驗,對大跨徑連續橋梁施工技術特點、應用實踐和方向綜合分析,希望為今后有關研究提供參考。
公路橋梁;大跨徑連續橋梁;施工技術;技術特點
中國交通事業近年來發展較快,作為公路事業主要組成部分的橋梁,在推動交通事業發展中發揮了關鍵作用。橋梁在施工中容易受地形、用途和其他因素的干擾,必須結合具體情況選擇適合的施工技術,提升施工水平。橋梁大跨徑連續橋梁施工的意義重大,一些因素易對施工技術造成影響,增加施工難度。要想確保施工質量,需妥善應用施工技術。
大跨徑連續橋梁施工主要采取懸臂施工法,具體在落成的橋墩上,順延兩個相鄰跨徑方向,對稱、平衡地逐段施工。實際可分為懸臂拼裝與懸臂澆筑兩種形式,其中,懸臂拼裝將吊架設置在橋墩兩側,按照平衡準則逐段向跨中懸臂拼裝混凝土梁體預制件,逐一增加預應力;懸臂澆筑將工作臺設置在橋墩兩側,平衡逐段向跨中懸臂澆筑混凝土梁體,逐一增加預應力。
2.1.1 深水承臺施工
實際施工中,對孔樁間距應嚴格控制,防止其受水壓與水流的影響,當前鋼吊箱與鋼套箱是深水承臺經常使用的方法。開展鋼吊箱施工時,把吊箱吊裝至水中的規定位置,之后在水下實行封底施工,準確定位承臺;開展大型深水鉆孔施工時,承臺所在區域的土體比較松軟,水流速度較快,鋼吊箱平面距離河面較大,為提升施工的安全水平,把頂板安裝在筒頂位置并固定鋼吊箱。
2.1.2 地下連續施工
在大跨度連續橋中地下連續墻是建設基礎,具體包括鉆孔、清孔、下放鋼筋籠和澆筑混凝土等施工內容,期間不會產生較大的噪音,振動不大,有較強防滲能力和耐磨性。
2.1.3 大型沉井施工
對定位提出較高的施工要求,器材所需尺寸較大,通常為鋼混合方式,具體施工內容包括清理、清底和放置鋼殼,其中需準確定位鋼殼,提升沉井施工水平。
索塔施工包含鋼索塔和混凝土索塔兩種方式,具體施工內容如表1所示。
表1 鋼索塔和混凝土索塔基本施工內容
序號施工程序主要內容 1鋼索塔施工結合具體要求科學挑選塔吊,保證索塔負載能力達到控制要求 2混凝土施工施工需要配置電梯與塔吊設備,塔吊為爬升塔柱模板和逐段施工提供輔助,保證塔柱不會變形
梁段施工,一般用懸臂施工技術圍繞主梁梁段開始施工,另外有混凝土箱梁與支架現澆結合施工,通過分塊澆筑技術減少裂縫,主梁是整體式箱梁時可選擇整體的澆筑方法;斜拉橋斜拉索施工,牽引力可將斜拉橋拉索作為支撐點,施工普遍選擇張拉或梁段牽引方法,具體借助橋面吊機與梁端引導設備統一推進云頂,相應減少懸臂的前段荷載,有效控制拉索的彎曲半徑。
某公路大橋上部結構是預應力混凝土鋼結構連續結合梁。主跨9號、10號墩0號塊長17 m,9號與10號墩柱與梁體構成閉合鋼構。次主跨8號、11號墩0號塊長16 m。上部箱梁利用三相預應力系統,設置縱向鋼絞線3種形式,三向預應力管道全部選擇真空壓漿技術。
長大管道穿束施工較困難,本橋布置縱向鋼束相對復雜,分別設置腹板下彎、底板上彎束和頂板通長束,頂板最長鋼束220 m,無形增加了穿束難度。
控制箱梁的施工質量至關重要。由于該橋處在酸堿腐蝕的嚴重地區,屬于工業建筑防腐設計中的強腐蝕范疇。加之溫度、腐蝕介質與氣象因素彼此影響,極易發生綜合性的破壞混凝土結構問題。有必要利用合理手段強化混凝土耐久性。施工難點是風力與季節溫差對長懸臂梁線形的影響;另外由于存在較多的懸臂塊,合龍前后轉換體系相對復雜,不能準確計算混凝土收縮徐變影響線形控制的程度。
3.2.1 支架施工
利用鋼立柱與牛腿結合的施工方式,確定結構的受力情況,節約了材料成本,同時對下部基礎施工材料合理應用。在每個主墩附近安裝4個臨時支墩,有利于縱橫分配梁的布置,立柱選擇軍用墩,并設置縱橫分配梁。要想徹底清除支架的非彈性變形,對其變形量檢測,并得到支架剛度、強度等數據,避免支架在澆筑中發生不均勻變形從而引發裂縫,安全應用支架,搭設支架后必須預壓處理。
3.2.2 掛籃施工
掛籃屬于移動支架,有各種結構形式。通過綜合對比,該橋選擇菱形掛籃,施工關鍵點:外部美觀,結構簡潔,可確定杠桿受力情況,計算便捷;操作區域開闊,提高了進料效率;憑主桁架的前后制作,使其在軌道上移動,不需平衡重,操作更便利,移動非常穩定。隨掛籃可一次移動內外模和底膜到位,節省移動所需時間。
3.3.1 耐久性操作
為鋼筋混凝土提供保護層:嚴控水灰比和抗滲性,進一步強化混凝土的致密性;在竣工橋梁外部涂抹抗腐蝕涂層,定期為箱梁內部通風,清除潮濕的空氣。
預防堿集料反應:砂石材料盡量避免有堿活性,建議應用低堿普硅水泥,對混凝土、外加劑和摻合料的總堿量嚴格控制。
其他:通過各種方法預防混凝土裂縫,慎重使用早強劑,禁止外加劑含有氯鹽,并將鋼筋阻銹劑適當加在管道和接頭等位置。
3.3.2 控制原材料
利用堿活性檢測粗細集料,不含堿活性成分的集料可優先使用。若集料含有一定的堿活性成分,需摻入超細的礦物質材料。通過反復試配,混凝土最佳配合比如表2所示。
表2 每立方混凝土配合比
C55混凝土水泥砂子碎石水減水劑 用量51268811251558.1
混凝土終凝后可養護箱梁,時間大于等于7 d,梁體頂面保持濕潤,掛籃走行之后,注意噴水養護箱梁外側,防止發生干縮裂縫。
經過反復試驗加工,制作鋼絞線穿束器與卷場機配合實施穿束操作,進一步降低了操作難度。穿束器另一主要優勢是在預應力管道中確保長大鋼束線性流暢,保證張拉中應力的均勻性。
大跨度箱梁縱向鋼束,張拉前后顯著影響箱梁拱度,必須對稱張拉縱向鋼絞線,保證前底板后頂板,左右保持對稱;合龍區域的底板根據左右對稱實行彎束施工,有效減少混凝土彈性變形,降低預應力帶來的損失。
為了在形成混凝土徐變之前完成9號、10號鋼構墩施工,可以適度增加合龍段的靜置時間。要想控制降溫組合的內力,在一年的低溫階段科學設計合龍溫度。在合龍操作中加大推力,同時在次邊跨合龍段中側采取水箱壓重的方法。在合龍段為了確保安全靜置,選擇先合龍邊跨、暫時鎖錠次邊跨和中邊跨的技術方案。在合龍段采取頂底板縱橋鎖錠型鋼措施,一端固定型鋼,另一端向固定在箱梁頂底板的鋼套箱內插入,縱橋向保持自由,約束橫向與豎向。將斜向型鋼設置在合龍段兩側的箱梁間,達到連接的作用,進一步增強抗風能力,使梁體在大風季節安全靜置。
基于公路橋梁工程的實際活動可知,在具體施工中,容易發生繞曲變形的問題,對橋梁結構造成影響,若無法達到預期目標將不利于合龍操作,進一步干擾橋梁的施工進展,這部分問題嚴重威脅橋梁使用安全。因此,要采取科學的工藝,提高各項操作的水平。
控制應力為確保橋梁受力狀況并獲得理想的效果,進一步保證橋梁應用的安全性。具體包括下列步驟:選擇橋梁主要斷面,檢測預應力,分析結構應力。通過測試可知,施工形成的結構應力明顯不同于預期的效果,需立即停止施工,找出問題發生的原因,再結合原因制定合理化的方案。控制橋梁結構難度明顯超過繞曲變形控制難度,通常應力的偏差不大,具有一定的隱蔽性,當發生較大應力偏差時,通常橋梁發生無法補救的問題。
綜上所述,持續應用大跨徑連續橋梁施工技術,可明顯提高施工水平。考慮到交通事業快速發展,必將更頻繁地應用這項施工技術,無形中會增加施工難度,因此,要深入研究大跨徑連續橋梁施工技術,合理提升技術水平,從而保證橋梁施工質量。
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U445.4
A
10.15913/j.cnki.kjycx.2019.14.073
2095-6835(2019)14-0158-02
〔編輯:嚴麗琴〕