橋梁工程大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)

李尚超

橋梁工程大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)

李尚超

（廣西路建工程集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530001）

橋梁作為重要的交通運(yùn)輸項(xiàng)目，其在當(dāng)前的交通環(huán)境下所承載的地位比較突出，并在規(guī)模不斷擴(kuò)大的前提下對(duì)具體的施工工藝提出了更嚴(yán)格的要求。為了確保橋梁的施工品質(zhì)，進(jìn)一步延長其使用壽命，施工單位需要將大跨徑連續(xù)橋梁的作業(yè)模式有效貫徹下去，根據(jù)其所呈現(xiàn)的施工特點(diǎn)對(duì)具體的技術(shù)應(yīng)用舉措加以規(guī)范。文章基于大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的實(shí)際特征，并以某橋梁工程項(xiàng)目為例，分析大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的施工流程以及施工中所涉及到的各類關(guān)鍵施工技術(shù)。

橋梁工程；大跨徑連續(xù)橋梁；應(yīng)力監(jiān)控

引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，橋梁工程的數(shù)量持續(xù)增加，同時(shí)橋梁工程的建設(shè)規(guī)模也在朝著大型化方向發(fā)展，促使橋梁工程對(duì)于建設(shè)施工技術(shù)也提出了更高的實(shí)際要求。相對(duì)于其他橋梁施工技術(shù)來說，大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)能夠有效提高橋梁的質(zhì)量和美觀效果，因此在當(dāng)前橋梁工程中得到良好的普及應(yīng)用。

1 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的特征

大跨徑連續(xù)橋梁作為預(yù)應(yīng)力橋梁，其整體采用連續(xù)結(jié)構(gòu)，即在實(shí)際施工過程中，橋梁和橋墩屬于一個(gè)整體，此結(jié)構(gòu)形式促使大跨徑連續(xù)橋梁整體結(jié)構(gòu)受力較為均勻，具有較強(qiáng)的剛性性能，可以滿足當(dāng)前公路交通和鐵路交通建設(shè)的實(shí)際要求。近些年來，隨著橋梁工程數(shù)量的持續(xù)增加，大跨徑連續(xù)橋梁相關(guān)技術(shù)也逐漸步入成熟階段，可以根據(jù)不同的施工現(xiàn)場特點(diǎn)應(yīng)用不同種類的大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)[1]。結(jié)合實(shí)際情況來看，如今大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)具有質(zhì)量優(yōu)秀、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)、運(yùn)營養(yǎng)護(hù)需求較低、使用壽命長等特征，再加上大跨徑連續(xù)橋梁整體采用鋼結(jié)構(gòu)連接模式，可以有效消解和控制運(yùn)營中所產(chǎn)生的各類負(fù)彎矩力，使其具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、耐受能力強(qiáng)、抗震性能強(qiáng)等優(yōu)勢。并且大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)作為一種由連續(xù)梁施工技術(shù)發(fā)展而來的一種施工技術(shù)，其也繼承了連續(xù)梁施工技術(shù)的實(shí)際優(yōu)勢，多方面優(yōu)點(diǎn)結(jié)合使大跨徑連續(xù)梁施工技術(shù)在當(dāng)前橋梁工程項(xiàng)目中得到廣泛普及應(yīng)用。

不過，由于大跨徑連續(xù)橋梁在施工過程中大多采用靜定方式進(jìn)行施工，但此種施工方式卻會(huì)在一定程度上降低橋梁的水平應(yīng)力承受能力，進(jìn)而使其在實(shí)際運(yùn)營過程中，橋梁易出現(xiàn)混凝土膨脹收縮情況，嚴(yán)重的甚至可能會(huì)出現(xiàn)橋梁混凝土裂縫，嚴(yán)重影響橋梁的整體安全性和穩(wěn)定性[2]。因此在實(shí)際橋梁工程項(xiàng)目中，相關(guān)技術(shù)人員必須要結(jié)合項(xiàng)目本地區(qū)的實(shí)際情況，科學(xué)選擇施工技術(shù)，并對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行科學(xué)優(yōu)化，促使具體施工技術(shù)能夠符合本地區(qū)的實(shí)際情況，充分發(fā)揮施工技術(shù)優(yōu)勢，消減施工負(fù)面影響，保障橋梁工程整體施工質(zhì)量以及使用壽命。

2 橋梁工程大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

2.1 工程概況

某橋梁工程項(xiàng)目右線總長度為1.84 km，屬于大跨徑連續(xù)橋梁。在實(shí)際施工過程中，為保障橋梁整體的安全性和穩(wěn)定性，橋梁主體和分段施工中采用了C50標(biāo)號(hào)混凝土，對(duì)于強(qiáng)度要求較低的橋梁防護(hù)墻施工則采用了C40標(biāo)號(hào)混凝土，并且在混凝土攪拌過程中加入了適當(dāng)?shù)奈⑴蛎泟?，橋梁工程全流程?yán)格遵循國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)規(guī)定進(jìn)行。此外，在實(shí)際施工過程中，由于橋梁工程中可能會(huì)存在現(xiàn)行結(jié)構(gòu)問題，為能夠保障橋梁的穩(wěn)定性，還需要對(duì)橋梁工程施工全過程進(jìn)行應(yīng)力監(jiān)控。具體來說，橋梁工程項(xiàng)目的整體施工流程如圖1所示。

圖1 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)流程

2.2 基礎(chǔ)施工

2.2.1 大型沉井

大型沉井工藝作為大跨徑連續(xù)橋梁施工過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，其需要在設(shè)計(jì)階段就對(duì)橋梁后續(xù)施工的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行綜合考慮，首先，明確橋梁整體結(jié)構(gòu)形式、尺寸大小、位置參數(shù)以及各結(jié)構(gòu)的相對(duì)位置等諸多方面內(nèi)容，進(jìn)而確保大型沉井各項(xiàng)參數(shù)的科學(xué)性和合理性。其次，大型沉井作業(yè)主要包括有隔墻、底板梁、凹槽等部分，由于項(xiàng)目中大跨徑連續(xù)橋梁的整體規(guī)模相對(duì)較大，所以其所采用的大型沉井的深度也會(huì)較深[3]。因此，在具體施工過程中，必須要對(duì)大型沉井的注漿速度、注漿連續(xù)性，大型沉井施工全流程是否完全符合項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求等因素進(jìn)行綜合控制。最后，結(jié)合當(dāng)前大型沉井工藝的具體應(yīng)用情況來看，大型沉井的菱角設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先選擇鈍角或者圓角設(shè)計(jì)，整體施工作業(yè)模式也應(yīng)優(yōu)先選用分節(jié)施工模式。

2.2.2 深水承臺(tái)

深水承臺(tái)作為大跨徑連續(xù)橋梁的基礎(chǔ)部分，其施工質(zhì)量也同樣會(huì)直接影響到橋梁工程的整體安全性和穩(wěn)定性。由于在實(shí)際應(yīng)用過程中，深水承臺(tái)將會(huì)設(shè)置在水下，會(huì)受到水壓、水流等水作用力等影響，再加上深水承臺(tái)作為大跨徑連續(xù)橋梁的基礎(chǔ)，其也會(huì)承受來自橋梁的應(yīng)力，所以必須要對(duì)深水承臺(tái)施工進(jìn)行著重控制。在工程項(xiàng)目中，深水承臺(tái)的施工主要采用鋼吊施工方式進(jìn)行，具體來說就是通過橋梁施工機(jī)械設(shè)備將深水承臺(tái)施工所需的大型鋼吊箱到待施工點(diǎn)，然后再對(duì)鋼吊箱進(jìn)行封底處理。此外，為保障深水承臺(tái)施工的整體施工效果，還應(yīng)在施工作業(yè)前做好前期準(zhǔn)備工作，即根據(jù)工程項(xiàng)目深水承臺(tái)施工的實(shí)際要求，合理選擇施工材料和機(jī)械設(shè)備，并在現(xiàn)場開展實(shí)驗(yàn)性施工，確定施工技術(shù)的具體應(yīng)用成效，并對(duì)施工工藝中的材料配比、位置優(yōu)化等內(nèi)容進(jìn)行完善，一切準(zhǔn)備就緒后方可進(jìn)行正式施工作業(yè)，進(jìn)而為后續(xù)大跨徑連續(xù)橋梁施工提供重要基礎(chǔ)保障。

2.3 上部結(jié)構(gòu)

上部結(jié)構(gòu)施工歸屬于項(xiàng)目梁段施工，其在工程項(xiàng)目中主要通過懸臂法和澆筑法進(jìn)行施工，通過混凝土箱梁和支架相結(jié)合的方式來有效提高橋梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。具體來說，大跨徑連續(xù)橋梁的上部結(jié)構(gòu)施工具有以下幾點(diǎn)要求。

第一，由于大跨徑連續(xù)橋梁的梁段施工環(huán)節(jié)中各部位結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系相對(duì)復(fù)雜，并且各部位結(jié)構(gòu)之間的實(shí)際受力面積、實(shí)際受力點(diǎn)均相對(duì)較大，再加上混凝土施工中放量大、梁段鋼筋使用密度相對(duì)較高、縱向預(yù)應(yīng)力管道相對(duì)集中，在實(shí)際施工過程中必須要依據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，精準(zhǔn)控制梁段內(nèi)部各結(jié)構(gòu)之間關(guān)系及強(qiáng)度，嚴(yán)格控制施工技術(shù)，避免或者有效控制因混凝土膨脹收縮所引發(fā)的混凝土裂縫問題[4]。

第二，項(xiàng)目梁段施工環(huán)境中需要在梁地板頂面最低處設(shè)置有箱內(nèi)排水孔，為保障箱內(nèi)排水孔的安裝設(shè)置效果，必須要充分參考行業(yè)專業(yè)人士的意見和看法，結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，合理優(yōu)化箱內(nèi)排水孔的安裝設(shè)置位置，確保項(xiàng)目排水孔的最佳效果同時(shí)，降低對(duì)箱梁整體質(zhì)量的影響。

第三，在通過懸臂法和澆筑法進(jìn)行施工過程中，施工人員需要根據(jù)大跨徑連續(xù)橋梁各箱梁段的實(shí)際情況，在做好安全保障措施的情況下，精準(zhǔn)控制掛具、掛籃移動(dòng)，同時(shí)還需要做好鋼束的穿束、張拉管理工作，遵循“同步、均衡、對(duì)稱”的施工原則，在兩側(cè)開展同步澆筑作業(yè)，確保梁段整體施工質(zhì)量。此外，在邊跨澆筑作業(yè)過程中，應(yīng)采用一次性澆筑方式進(jìn)行施工，其需要保障混凝土澆筑全過程的連續(xù)性，避免出現(xiàn)重復(fù)性施工情況。

在針對(duì)上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工作業(yè)的過程中，施工單位需要做好全方位的管控，構(gòu)建完善性的監(jiān)督機(jī)制，針對(duì)施工細(xì)則加以明確，從而構(gòu)建安全而優(yōu)質(zhì)的施工作業(yè)條件。首先，選擇正確的施工處理方法，合理應(yīng)用掛籃澆筑法。但同時(shí)也要明確的是，該方法具有一定的危險(xiǎn)性，需要施工單位嚴(yán)格制定作業(yè)流程，并做好現(xiàn)場環(huán)境全面管控，保證施工進(jìn)程順利推進(jìn)。同時(shí)，在上部結(jié)構(gòu)施工期間，還需要組織技術(shù)人員做好全面的檢查，確定施工成果符合標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，規(guī)范落實(shí)箱梁澆筑作業(yè)，這樣才能夠有效規(guī)避裂縫等風(fēng)險(xiǎn)。在澆筑處理的過程中，需要遵循分層處理的原則，保證好澆筑的厚度，控制好速度。此外，在掛籃的重量上也要加以控制，一般將其規(guī)范在104 t左右，并合理設(shè)置不同設(shè)備之間的間距，一般在4.7 m左右，從而全面提高橋梁工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)一步突出整體的工程質(zhì)量。

2.4 梁體結(jié)塊

2.4.1 混凝土澆筑和養(yǎng)護(hù)

在工程項(xiàng)目中，由于混凝土拌和物內(nèi)部水的比熱容相對(duì)較高，所以在實(shí)際施工過程中可以通過水拌和的方式提供混凝土澆筑過程中的粗料溫度。不過，為確?；炷翝仓恼w質(zhì)量，需要在混凝土澆筑前開展混凝土配比實(shí)驗(yàn)工作。具體來說就是根據(jù)項(xiàng)目施工區(qū)域的實(shí)際環(huán)境特征，通過設(shè)計(jì)方案中所采用的各類施工材料，配制出多種配比的實(shí)驗(yàn)樣，然后真正確定眾多實(shí)驗(yàn)樣中最符合項(xiàng)目實(shí)際需求的配合比[5]。在具體混凝土澆筑過程中，需要遵循先底板—后腹板—頂板的順序進(jìn)行混凝土澆筑，并且在澆筑完成后需要立刻對(duì)混凝土進(jìn)行振搗，在振搗過程中需要著重關(guān)注錨頭和預(yù)應(yīng)力套管位置的混凝土振搗效果，避免混凝土出現(xiàn)蜂窩結(jié)構(gòu)，影響橋梁整體強(qiáng)度。此外，在澆筑完成后，需要及時(shí)開展混凝土養(yǎng)護(hù)作業(yè)，工程項(xiàng)目中主要采用蒸汽養(yǎng)護(hù)方式，其可以有效保障混凝土澆筑后橋梁的整體穩(wěn)定性。

2.4.2 模板工程

在工程項(xiàng)目中，模板安裝需要以方木作為支撐，通過厚度約為15 mm的竹膠板，使用鐵釘將竹膠板和方木進(jìn)行連接固定。模板的翼緣板和側(cè)模底板出需要通過斜撐支架進(jìn)行支撐固定，保障底模的固定效果，而內(nèi)模為保障密封效果，應(yīng)通過竹膠板進(jìn)行密封固定。由于大跨徑連續(xù)橋梁不同部分的部件尺寸、形式均有著一定區(qū)別，所以在實(shí)際施工過程中應(yīng)根據(jù)部件斷面的實(shí)際尺寸配置模板，并在地面澆筑完成后再進(jìn)行內(nèi)模安裝。

2.5 監(jiān)控技術(shù)

工程項(xiàng)目中對(duì)大跨徑連續(xù)橋梁的監(jiān)控主要分為應(yīng)力監(jiān)控和溫度監(jiān)控兩部分。兩種監(jiān)控均需要項(xiàng)目工作人員在實(shí)際項(xiàng)目開展前，結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，借鑒同類工程項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，合理在項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)設(shè)置應(yīng)力監(jiān)控點(diǎn)和溫度監(jiān)控點(diǎn)，實(shí)時(shí)監(jiān)測大跨徑連續(xù)橋梁施工過程中應(yīng)力變化以及溫度變化。此外，在應(yīng)力監(jiān)控方面，工作人員需要根據(jù)應(yīng)力監(jiān)控所收集到的數(shù)據(jù)信息，通過BIM技術(shù)構(gòu)建橋梁三維立體仿真模型，將實(shí)際收集的仿真模型與預(yù)設(shè)仿真模型進(jìn)行匹配對(duì)比，確定兩者之間的差異點(diǎn)，分析當(dāng)前施工中存在的應(yīng)力問題，以此來對(duì)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行合理優(yōu)化完善，保障項(xiàng)目整體應(yīng)力效果[6]；在溫度監(jiān)控方面，通過溫度監(jiān)控設(shè)備，實(shí)時(shí)收集橋梁橋面、箱梁以及底板之間的溫度變化以及溫度差，進(jìn)而判斷溫度變化情況，判斷是否會(huì)因溫度問題引發(fā)溫度應(yīng)力裂縫，若是存在相應(yīng)的裂縫出現(xiàn)幾率，那么就需要及時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化，保障橋梁整體質(zhì)量水平。

2.6 支架搭設(shè)

通過對(duì)本工程橋梁項(xiàng)目的分析，其澆筑施工以滿堂支架為主。在對(duì)支架進(jìn)行搭設(shè)時(shí)，需要加強(qiáng)對(duì)碗扣式手腳架的利用。在施工期間，將梁體的施工要求作為基本施工依據(jù)，對(duì)支架的穩(wěn)定性和強(qiáng)度進(jìn)行分析。正式搭設(shè)施工前，檢算支架的實(shí)際承載力。通常來說，要將支架至于無虛土且比較憑證的場地，場地的承載力要符合施工標(biāo)準(zhǔn)。在硬化場地時(shí)，可選擇C20的混凝土材料，增強(qiáng)地基的穩(wěn)固性。將排水溝增設(shè)在硬化表面的雙側(cè)，提高排水效果，避免排水受到阻礙。支架的搭設(shè)，要順著橋梁的方向布置，支架彼此間的距離間隔是60 cm。于支架的橫向面，保持每3排設(shè)置1道剪刀撐。將長度15 cm的方木，安裝在支架立桿的上方、下方，且要具有可調(diào)性能。方木頂端鋪設(shè)竹膠板，鋪設(shè)厚度至少為15 mm。

2.7 明確施工控制要點(diǎn)

在利用該工藝進(jìn)行施工處理的過程中，施工單位需要進(jìn)一步明確具體的施工控制要點(diǎn)。首先，要進(jìn)一步明確影響工程施工的重要因素，包括線形、安全和應(yīng)力等方面，之后就具體的控制機(jī)制加以補(bǔ)充和完善。一是線形處理。重點(diǎn)關(guān)注橋梁施工中可能存在的影響因素，分別從內(nèi)外兩個(gè)方面出發(fā)就具體的影響因素加以分析，探索可能存在的形變問題，在調(diào)研的基礎(chǔ)上獲取豐富的數(shù)據(jù)參數(shù)，并以此為依據(jù)進(jìn)行線形測量，這樣能夠保證橋梁的作業(yè)施工更符合規(guī)范。二是安全管控。針對(duì)在該工藝施工中可能存在的風(fēng)險(xiǎn)加以分析，并深入探索規(guī)范性的管控舉措。三是應(yīng)力管控。在具體負(fù)責(zé)該工程項(xiàng)目時(shí)，利用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)預(yù)測力和應(yīng)力指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，之后把握好施工細(xì)節(jié)，對(duì)具體的施工流程加以規(guī)范。

該技術(shù)與其他的技術(shù)類型存在著明顯差異，其所具有的復(fù)雜性特征比較突出，涵蓋的技術(shù)類型具有一定的多樣性。在利用其開展橋梁作業(yè)時(shí)，需要站在保障工程綜合質(zhì)量的角度考慮，對(duì)具體的施工工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)置，規(guī)范作業(yè)流程，并督促技術(shù)人員掌握豐富的注意事項(xiàng)，只有這樣才能夠有效規(guī)避在作業(yè)期間所呈現(xiàn)的不良風(fēng)險(xiǎn)，也能夠合理提升橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.8 主橋橋墩施工處理

在利用該工藝進(jìn)行施工處理的過程中，施工單位需要針對(duì)主橋的橋墩部位進(jìn)行規(guī)范施工。首先，在材料方面要加以規(guī)范，根據(jù)具體的施工要求科學(xué)選擇材料，做好混凝土科學(xué)配比，從而保證材料品質(zhì)與具體的施工要求更加契合。同時(shí)，在針對(duì)混凝土材料進(jìn)行建模施工和入模處理的過程中，需要針對(duì)具體的溫度參數(shù)加以規(guī)范。要將溫度控制在合適的范圍內(nèi)，這樣能夠有效避免裂縫等不良風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生，也能夠進(jìn)一步突出橋墩結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。同時(shí)，在現(xiàn)場作業(yè)的過程中，需要組織專門的人員對(duì)橋墩建設(shè)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行有效記錄，然后在先進(jìn)技術(shù)輔助下進(jìn)行智能評(píng)估與有效分析，這樣能夠?yàn)楹罄m(xù)施工規(guī)劃落實(shí)而提供重要的行動(dòng)參考。

3 結(jié)束語

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，如今橋梁工程中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用也越發(fā)普遍。不同為保障大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用效果，應(yīng)在施工前對(duì)工程項(xiàng)目區(qū)域進(jìn)行深入分析研究，合理選擇相應(yīng)的施工工藝，并在具體施工過程中嚴(yán)格控制各類施工要點(diǎn)，做好項(xiàng)目過程監(jiān)控，保障橋梁工程整體施工質(zhì)量，提高橋梁穩(wěn)定性、安全性。

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Construction Technology of Long-Span Continuous Bridge in Bridge Engineering

As an important transportation project, bridges play a prominent role in the current traffic environment, and put forward stricter requirements for the specific construction technology under the premise of the continuous expanding scale. In order to ensure the construction quality of the bridge and further extend its service life, the construction unit needs to effectively implement the operation mode of the long-span continuous bridge, and standardize the specific technical application measures according to its construction characteristics. Based on the actual characteristics of long-span continuous bridge construction technology, and taking a bridge engineering project as an example, this paper analyzes the construction process of long-span continuous bridge construction technology and various key construction technologies involved in the construction.

bridge engineering; long-span continuous bridge; stress monitoring

U445

A

1008-1151(2022)09-0038-03

2022-05-20

李尚超，男，廣西南寧人，廣西路建工程集團(tuán)有限公司工程師，從事交通工程建設(shè)與技術(shù)管理工作。