高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程施工技術探究

吳法堯

(山東省路橋集團有限公司， 山東 濟南 250014）

社會的發(fā)展， 城市化建設進程加快， 使得我國橋梁工程規(guī)模不斷擴大， 這使得連續(xù)梁得到了廣泛應用。 分析連續(xù)梁， 不難發(fā)現(xiàn)， 將其應用到跨越河道及公路工程中， 突顯了諸多優(yōu)勢， 如跨度大、 跨中彎矩撓度小， 具體使用效果較高。

1 我國連續(xù)梁施工情況

以我國目前正在開展的種種建設項目為例， 鐵路工程在建設過程中總是不可避免地會跨越正在使用的國道， 此時往往需要在國道上面建設預應力混凝土連續(xù)的箱梁工作， 連續(xù)箱梁以單箱單邊室作為橫截面結構。 以某工程為例， 此工程需要跨越的國道長度總計長度為106m， 因此該段的連續(xù)梁建設長度為103m。支座距離兩端的距離需要控制在1m左右， 三個連續(xù)梁的支座高度以數(shù)學二次函數(shù)的計算方式呈現(xiàn)。 掛籃施工是橋梁混凝土連續(xù)懸臂施工的重要組成部分， 因為該結構施工方便并且應用價值高， 所以被廣泛普及利用。 在橋梁建設中應用最為廣泛的類型為菱形掛籃并且借助懸臂施工法輔助工作。 隨著掛籃技術的不斷發(fā)展和完善， 很多混凝土施工工序被逐漸規(guī)則化和規(guī)范化， 又因為掛籃技術本身施工周期較短并且經(jīng)濟方便， 所以各大鐵路在建設過程中都是配合利用發(fā)展成為一種連續(xù)掛籃橋梁施工體系。 有關施工團隊只有徹底掌握掛籃施工的基本工藝以及控制要點， 才能夠切實提高施工質(zhì)量。

2 高速鐵路橋梁連續(xù)梁工程的重難點

1） 連續(xù)梁跨度大， 大部分為64m和80m跨梁，自身重量很大， 難以實現(xiàn)。 施工期間， 現(xiàn)場澆筑施工可以提高施工效率； 2） 橋梁檢驗。 施工過程中， 沉降量差要求非常嚴格， 特別是排水平臺附近均勻沉降量差， 這是橋梁工程的控制優(yōu)先事項。 在構造過程中， 數(shù)據(jù)參數(shù)必須符合結構標準的值， 結構標準的值必須根據(jù)其他約束合理確定； 3） 橋梁慢慢轉(zhuǎn)向拱橋控制。 高速鐵路軌道相對平滑， 必須遵循標準來控制橋梁的弧值。

3 連續(xù)梁工程施工技術

3.1 連續(xù)梁掛籃施工技術

3.1.1 掛籃選型與設計作業(yè)

橋梁項目施工期間使用連續(xù)梁掛籃施工技術， 必須選擇合適型號的掛籃， 這是該項技術的要點之一，可以通過掛籃、 橋梁梁體合理分配承重重量。 施工過程中比較常見的掛籃類型有菱形、 斜拉式、 三角式，這三種掛籃類型不需要大量節(jié)點， 變形率低、 實用性高。 如果選擇三角平衡式掛籃， 優(yōu)勢主要體現(xiàn)在穩(wěn)定性方面， 多運用在大跨徑橋梁、 懸臂式橋梁項目中。選擇掛籃型號時， 還需要制定科學合理的掛籃設計方案， 確定掛籃系統(tǒng)的內(nèi)部結構， 精準計算橋梁承重結構的各項參數(shù)， 要求參數(shù)和橋梁定位工程最大稱重保持一致， 再采用縱橫交錯技術， 優(yōu)化設計掛籃承載力， 得到的承載力數(shù)據(jù)可以作為掛籃后錨系統(tǒng)設計依據(jù)， 將掛籃錨點、 預留孔緊密連接。 掛籃設計方案中還包括吊籃系統(tǒng)、 底籃承載力這兩項內(nèi)容， 建議選擇工字型焊接法， 提高吊籃系統(tǒng)、 底籃、 橫梁質(zhì)量。

3.1.2 掛籃拼裝

1） 全面檢查構件的質(zhì)量， 不可發(fā)生銹蝕、 變形等問題， 同時檢測加工件， 要求其在焊接質(zhì)量、 螺栓孔位置精度等方面均滿足要求； 2） 底橫梁與底模縱梁間易形成間隙， 需根據(jù)具體尺寸情況墊入合適的楔形鋼板； 橋面頂板的前支點應維持平穩(wěn)， 可通過砂石混合料墊平； 底縱梁與底模鋼板應通過焊接的方式穩(wěn)定連接； 3） 掛籃吊桿所用材料為Φ32mm精軋螺紋鋼筋， 為便于該結構的順利安裝， 施工期間應預留吊桿孔； 加強對底籃標高的檢測， 掌握實際情況， 以此為依據(jù)調(diào)整底籃標高； 4） 底籃后端需錨固至現(xiàn)澆梁段底板上， 確保掛籃所處位置可滿足要求后， 用千斤頂預拉后錨桿， 此舉的目的在于調(diào)整箱梁底板接頭， 使其具有平順性。

3.1.3 掛籃走行作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中， 掛籃走行也具有一定的難度， 主要體現(xiàn)在預先檢查環(huán)節(jié)， 施工人員對掛籃走行結構、 懸掛與走行系統(tǒng)進行預先檢查， 確保所有系統(tǒng)的平穩(wěn)運行， 隨后再開始掛籃走行作業(yè)。 為了提高這一環(huán)節(jié)施工的安全性， 通常會選擇頂推法、 張拉線法， 其中張拉線法施工難度較高， 需要使用相應的錨具固定鋼絞線， 鋼絞線的另外一端需要穿過掛籃， 固定在掛籃前支座的中央， 這一操作流程務必要確保準確性， 以免掛籃走行偏差導致橋梁工程質(zhì)量問題， 以及因為鋼絞線的反復張拉在現(xiàn)場埋下安全隱患。

3.1.4 承載力與彈性形變作業(yè)

連續(xù)梁掛籃施工中， 掛籃的承載力和彈性形變決定最后的施工效果， 在連續(xù)梁掛籃施工中也有一定的難度， 施工人員要注意三個問題： 第一， 如果墩頂兩側(cè)部位的施工進度相同， 建議及時采用底膜加掛水箱推載的施工方式； 第二， 確定施工現(xiàn)場受力試驗點時， 荷載分配要考慮鋼絲滑輪設備， 當荷載數(shù)據(jù)在120%以內(nèi)可以進行掛籃試驗； 第三， 組織彈性形變試驗， 應該選擇逐級加載的方法， 最大階段重點以50%為最佳， 逐級增加至100%， 當達到120%時可以結束。 荷載加載期間要對掛籃變形進行觀察， 詳細記錄觀察所得的數(shù)據(jù)。

3.2 混凝土施工

混凝土施工操作期間， 應遵守對稱性原則， 既要確保對稱腹板兩側(cè)混凝土澆筑同步性， 避免出現(xiàn)歪斜和偏置問題， 又要確保對稱懸臂頂端與混凝土澆筑的同步性。 在實行對稱澆筑時， 需要應用梁頂三通泵送管， 保證分流操作效果。 澆筑混凝土之前， 鑿除混凝土表面浮漿， 暴露石子， 之后用水濕潤， 確保水泥漿涂刷效果， 加強接縫位置的黏結度。 在連續(xù)梁兩端對稱澆筑混凝土， 嚴格控制混凝土不平衡量， 將其控制在設計標準內(nèi)。 在T形兩端同時澆筑混凝土， 避免懸臂兩側(cè)混凝土澆筑不平衡。 采用科學的送料工藝， 在送料時間內(nèi)必須派專人監(jiān)督連續(xù)梁施工過程， 確保混凝土同步澆筑。

3.3 預應力張拉和壓漿

1） 張拉： 根據(jù)施工圖紙的要求進行檢查， 并在施工前進行檢查。 在施工過程中， 應根據(jù)錨固環(huán)的實際損耗和合閘的打開情況調(diào)整鋼梁錨固的外部控制應力， 以確保錨固下的控制應力符合設計值。 鋼筋束必須在它們與錨定板之間錨定90。 在實踐中， 載荷必須分為不同的級別， 并且作為測量的起點， 可將拉伸值分為三種載荷類型： 10%、 20%和100%。 如果鋼絲實際延長值與實測值相比較， 二者誤差為6%， 則張拉有效； 如果錯誤超過6%， 則需要深入分析并修復原因； 2） 管道清理。 進行連接工作前， 應清洗梁體孔道上剩余的濕度和殘留量， 提取孔道上的空氣， 使空氣處于孔道真空狀態(tài)， 壓力為-0.06 ～-0.10MPa。在孔道內(nèi)穩(wěn)定真空后應注意的是， 最大流體壓力必須為＜0.6MPa,， 以便在孔道中完全填充流體， 在將液體從另一側(cè)的排氣孔中按規(guī)定流量排出之前， 不能停止注入。

3.4 線性控制

橋梁工程連續(xù)梁結構施工過程比較繁瑣， 包含大量施工細節(jié)與階段， 且所有階段對橋梁工程施工的影響并不相同， 如果選擇不同的混凝土澆筑工藝， 便會導致各個施工階段的位移與設計值之間的偏差。 掛籃施工現(xiàn)場沒有進行施工控制的條件下發(fā)現(xiàn)位移現(xiàn)行，會發(fā)生梁形狀變形、 橋梁狀態(tài)與設規(guī)定脫節(jié)， 結構發(fā)生破壞等問題。 組織掛籃線形控制時， 為了確保閉合前懸臂端豎向撓度數(shù)據(jù)的合理性， 主梁軸線側(cè)向位移必須在允許數(shù)值范圍內(nèi)， 閉合之后的橋接線形狀要與規(guī)定保持一致。 在偏轉(zhuǎn)控制環(huán)節(jié)， 中線控制、 主梁截面尺寸數(shù)據(jù)要準確， 掛籃施工時可以進行精準的管控， 加強橋梁工程中主梁施工的安全性。 為了獲得理想的線形控制效果， 施工單位要在現(xiàn)場組建線路控制隊伍， 與資質(zhì)高、 專業(yè)性強的線路類型第三方監(jiān)測機構合作， 科學、 合理的統(tǒng)計所有觀測數(shù)據(jù)， 將其與得到的理論計算對比， 作為數(shù)據(jù)管控依據(jù)。 在軸線偏差控制的過程中， 施工現(xiàn)場的全站儀設備要與齊墩中心點、 墩軸線對齊， 采集精準的模板垂直度、 所有點坐標、 高程數(shù)據(jù)。

3.5 邊跨合龍控制關鍵點

對于邊跨合龍控制的關鍵點， 施工人員需要在前期施工準備階段， 確保懸臂梁段澆注完畢， 箱頂、 箱內(nèi)已經(jīng)完成清除， 也有效獲得了近期氣溫變化規(guī)律。在此基礎上， 開展后續(xù)施工， 利用鋼管支架支模施工， 其中外模與底模， 主要使用的是掛籃模板， 而則主要選用組合鋼模。 為達到設平衡重的要求， 施工人員可以采取通向懸臂端水箱加水的辦法， 根據(jù)施工平衡設計要求， 合理確定近端、 遠端所加平衡重噸位。

4 結語

連續(xù)梁是橋梁建設領域的重點內(nèi)容， 合理應用施工技術對于提高整體品質(zhì)而言具有積極意義。 結合工程實例， 從實際施工情況出發(fā)， 圍繞連續(xù)梁施工技術展開探討， 并提出具體應用要點及施工期間的注意事項， 希望能夠給類似工程提供參考。 同時， 工程人員也需要遵循因地制宜的原則， 視實際情況合理優(yōu)化施工技術， 加強對各道工序施工質(zhì)量的控制， 提高連續(xù)梁的施工水平。