摘 要:以橋梁工程作為研究對象,重點探究了大跨徑連續橋梁的結構特殊性及關鍵施工技術。通過理論研究與案例分析的方式,指出了大跨徑連續橋梁的受力特點及施工難點。依托某橋梁工程項目,分析該項目中的施工流程及關鍵工藝,闡述大跨徑連續橋梁施工中技術管理及質量控制的作用。面對大跨徑連續橋梁施工作業時,相關人員需注重該工程的特殊性,優化施工工藝及技術流程,選擇恰當的工藝類型及技術參數,規范施工管理過程,從而全面提高大跨徑連續橋梁施工作業的質量及安全水平,以期為同類型項目的施工建設提供技術指導。
關鍵詞:大跨徑;連續橋梁;施工技術
中圖分類號:U215 文獻標識碼:A 文章編號:2096-6903(2024)07-0004-03
0 引言
大跨徑連續橋梁施工技術具有一定的適用性,能全面保障橋梁工程的結構穩定及安全。但大跨徑連續橋梁施工的技術要求高,為達到預期的施工效果,相關人員必須立足橋梁工程的具體特點,合理把控施工細節。
1 大跨徑連續橋梁常用施工工藝
大跨徑連續橋梁施工中應根據實際情況采用合適的施工工藝,比較常見的有以下4種。
1.1 支架現澆法
支架現澆法施工期間相關人員需根據要求搭設支架,不僅需將支架搭設在合適位置,還需保障支架結構的穩固性。大跨徑連續橋梁采用支架法時,當基本的施工任務結束后,拆除的支架能重復利用。
實際施工中,為減小支架所承受的作用力,相關人員需優化主梁截面部分,區分主要受力部分與非主要受力部分,對兩個部分采取不同的處理方式,非主要受力部分應進行落架處理。
在大跨徑連續橋梁中比較常見的是箱型截面,這一截面特點決定了在施工期間不能采用整體工藝,而需要提前分層、分段完成施工任務。
1.2 懸臂施工法
一些大跨徑連續橋梁選擇的是懸臂施工工藝,應用此工藝的前提條件為橋墩施工作業完全結束且通過了驗收。只有符合此施工條件,方可正式進入懸臂施工環節。施工作業期間,相關人員需率先確定跨徑方向,沿此方向遵循對稱、分段作業要求。大跨徑連續橋梁施工中如采用懸臂工藝,對既有交通的干擾較小,特別是橋下道路使用不受影響。為提高施工質量,相關人員應分析墩與梁的關系,采取恰當的方式保障二者的固結效果,且需關注施工中的體系轉換問題。
1.3 逐孔施工法
逐孔施工法與支架現澆法存在一定的相同之處,其原理高度一致,但操作過程存在一定的區別。如采用逐孔施工工藝時,主要需開展逐孔現澆,僅需在一跨梁上建設支架,但需關注支架類型及形式,以發揮其穩固作用,并按照要求完成預應力作業后進入下一跨的逐孔作 [1]。綜合逐孔施工法的作業流程,施工期間同樣面臨體系轉換問題。現場施工時有關人員需準備足夠的支架,支架總數相對較少,且這些支架能循環使用,利用率高,對控制施工成本具有一定的作用。逐孔施工與支架現澆工藝高度相似,但二者并不能相互替換,而各有其適用條件,若某連續橋梁為中等跨徑,且結構相對簡單,利用逐孔工藝具有經濟性、技術性優勢。
1.4 頂推施工法
面臨大跨徑連續橋梁施工作業時,頂推工藝也較為常見,此工藝與其他技術相比,具有一定的預制性特點。正式施工之前有關人員需進入現場,根據頂推施工對場地大小等的嚴格規定,預制場地,合理控制相關參數,此后引入分節段預制梁、水平千斤頂頂推施工技術。如施工期間采用頂推工藝,整個施工操作簡單,無需消耗較大的成本。
2 工程概況
2.1 工程基本狀況
某大跨徑連續橋梁,屬預應力混凝土橋梁結構,全長400 m,施工期間混凝土需求多,綜合結構安全性和穩定性要求,選擇的是C60混凝土。綜合項目所在地的環境特點,該橋梁所在地的環境條件惡劣,地勢高低變化大,從施工便捷性、技術可行性、經濟合理性等角度分析,橋梁下部選擇樁柱式臺樁基礎+承臺+薄壁空心墩結構。
2.2 大跨徑連續梁尺寸及技術要求
綜合本橋梁工程的各方面情況,主梁結構0號梁段長13 m,合龍梁段2 m,邊跨直線段長8.68 m,最大懸臂澆筑塊重216 t。懸臂節段頂板厚度、腹板厚度、底板厚度、截面梁高度分別為30 cm、50~80 cm、32~112 cm、400~1 038 cm。綜合橋梁結構特點,0號梁段采用托架施工,邊跨直線現澆段采用支架法作業方式。
3 大跨徑連續橋梁施工技術的相關要點
3.1 前期準備
大跨徑連續橋梁施工中為保障施工效果,相關人員在前期階段應做好準備工作。一般來說,施工準備應包含人員及材料方面在人員方面。有關部門需提前培訓崗位人員,向不同崗位人員傳授相應的技術知識,利用崗前培訓來提高人員素質及能力,使這些人員在后續參與到施工作業后,可發揮專業優勢,解決施工中的問題。
在設備方面,相關人員需結合施工標準,配備高性能設備,如針對本橋梁項目,主要包含塔式起重機、30 t車式起重機、混凝土攪拌機、打樁機、混凝土車,數量分別為1臺、1臺、2臺、1臺、4輛[2]。
3.2 支架安裝與預壓
本工程項目中需安裝跨越式支架,為凸顯這一支架的作用,安裝之前有關人員需調查現場情況,控制支架參數。如結合跨徑箱梁的各方面情況,確定跨數。跨徑在30 m以內時,選擇兩跨結構,在雙線墩兩跨中間位置布設混凝土樁,相鄰樁體之間的距離為2 m。跨徑為30 m或者更高時,采用三跨結構,但此時混凝土樁的布設位置有所不同,應在單線墩三跨兩端1/3處,相鄰樁體之間保持2 m的距離[3]。有關人員應按照要求安裝好支架,并保障支架結構的穩固性后進行預壓操作,給支架施加一定的作用力。
為凸顯預壓操作的作用,有關人員需合理控制強度值,一般以箱梁自重為基準。為凸顯作業效果,相關人員需制定切實可行的砂袋預壓方案,細化此方案中的施工流程,并指出每一流程下的操作要點。提前準備符合質量復合要求的砂袋,合理劃分預壓區間,控制預壓荷載,并綜合項目現場的各方面情況,選定預壓順序及加載位置。
3.3 托架拼裝與預壓檢測
3.3.1 托架構造形式
本橋梁項目中將1號墩、2號墩墩身澆筑作業期間有嚴格的范圍規定,兩個墩身均需澆筑為倒角,外側與橋梁方向相一致,每一側都需特定型號的工字鋼構成主梁,布設數量為每側3道。墩身內同樣通過布置工字鋼作為縱梁,使主梁與縱梁之間相互作用,增強結構穩固性。
3.3.2 托架預壓與檢測
0號段托架位置的預壓操作中采用堆載預壓法,預壓期間同樣需控制荷載值。結合實際的工作經驗,這一預壓操作中,荷載值與該段的混凝土質量、模板質量、機械質量相關。施工期間有關人員需整合已有的項目資料,確定這些質量后完成分級加載。
現場開展檢測施工時,有關人員需合理設置測點,在托架平面位置沿中線在墩中、兩側懸臂的端頭斷面應布設4個測點,正式加載之前相關人員需進行一次測量,由專人進行相應的記錄, 每增加一次荷載,靜止觀測1 h并記錄結果。多次分級加載操作后,延長每次記錄的時間,3 h一次,三級預壓達到24 h,如變形趨勢無明顯波動即可卸載。但在卸載過程中需注意卸載順序,此順序與加載順序完全相反。
3.4 模板與鋼筋施工
模板工程為本橋梁工程的重點環節,其施工效果關乎橋梁穩固性、使用壽命。綜合本項目的建設要求,托架上設有0號梁體段底模,在安裝作業結束后有關人員需調整模板的平整度,使平整度達到相應的標準。
模板下層應布設10 cm×10 cm木方,以改善模板的整體受力。頂托能用于調節細部標高,在確定模板標高的過程中有關人員需確定預留支架的沉降值、彈性變形,使預拱度符合相關標準。此次施工作業中,外側模板選用組合鋼模板,為增強模板結構整體性、穩固性,有關人員需結合模板性能要求,利用特定型號的螺栓完成定位工作并實現加固。
大跨徑連續橋梁施工中,鋼筋為結構體系中的關鍵構成,具體的施工作業中相關人員需結合實際需求,合理選擇鋼筋并進行安裝。不同梁體鋼筋在集中加工以后被運輸到指定地點,由專人負責安裝工作。具體的安裝作業中相關人員需先安裝底板、腹板的鋼筋,隨后安裝頂板位置的鋼筋。一旦在安裝作業中鋼筋與預應力管道、錨固鋼筋等存在位置沖突,有關人員需結合結構特點,適當調整梁段鋼筋。橋面頂板位置布設有大量的預埋件、鋼筋,在安裝作業期間有關人員需利用恰當的工具、儀器實現定位,保障定位精度。
由于管道可能存在變形等現象,在設計位置相關人員需利用定位筋完成固定處理。一旦梁段鋼筋與波紋管存在一定的位置沖突現象,需保持波紋管位置固定,適當調整鋼筋位置,按照結構需求合理布設定位筋,增加定位筋的數量。考慮后續壓漿操作中的排氣規定,在每一條預埋波紋管的最高點位置,需布設一定直徑的排氣管,合理安裝此排氣管[4]。
3.5 混凝土澆筑
橋梁混凝土澆筑為高墩澆筑,現場應配備高壓混凝土泵,完成垂直輸送,為施工作業提供有效條件。混凝土澆筑作業的難度較大,為避免施工問題,相關人員需密切關注澆筑過程,一旦發現異常情況,應停止澆筑并處理實際問題。
一般情況下,混凝土澆筑期間應控制溫度,最佳的溫度區間為15~32℃,坍落度為12~16 cm,遵循分層澆筑作業流程,每層厚度應不超0.3 m[5]。
澆筑作業期間,為提高混凝土成型效果,有關人員在澆筑作業中也需做好振搗作業,每一層的振搗作業結束且密實度達標后方可澆筑下一層。此橋梁工程的結構特點決定了在澆筑期間應采用機械振搗工藝,混凝土作業面應保障振搗的充分性與均勻性,避免漏振、過振。
3.6 拆模與養護
混凝土強度達到特定標準后有關人員需進行拆模工作。綜合本項目的結構特點,在混凝土強度達到2.5 MPa的情況下相關人員需立即拆模。為避免暴力拆模影響結構完整性,相關人員需規范操作步驟,選擇恰當的拆除順序。現場可利用龍門起重機輔助拆模,先拆除連接螺栓,再拆除兩側模板,全部模板脫空時利用龍門起重機運輸模板,再由專人清除模板上的雜物,將模板擺放到指定區域。
養護施工是為了提高模板結構性能,在施工作業期間相關人員需結合結構標準,采用恰當的養護工藝。如在梁面位置應開展灑水養護,在其上覆蓋無紡土工布以后再灑水,保持梁面的濕潤度符合標準。梁體側面及梁底縱向位置分別均需布設2根PVC管,兩管之間保持0.5 m左右的距離[6]。管壁位置開設孔徑為1 mm的小孔,通過小孔實施噴水養護,保持7~10 d的養護時間。養護過程中相關人員必須關注混凝土的內部及外部溫度,一般需將溫差保持在15℃。梁段端頭部位的混凝土,施工人員需在拉毛以后再灑水養護,以增強混凝土的粘合度。
3.7 預應力智能化張拉
預應力張拉施工前有關人員需按照規定做好準備工作。相關人員需檢查千斤頂等設備是否存在質量缺陷,并做好相應的檢測記錄。檢查千斤頂的使用記錄,在無異常的情況下正常操作千斤頂。檢查混凝土強度是否與施工要求相一致;按照要求準備施工所用的夾具、錨具。
張拉施工中應引入智能化技術,構建智能張拉模式。綜合本項目的具體情況,混凝土齡期達7 d以上且強度在設計值的90%以上時,開展智能張拉施工:①梳理鋼絞線并做好穿束工作,給鋼絞線、錨具孔編號,將鋼絞線穿過錨具孔并完成綁扎,綁扎后的鋼絞線應按照要求穿過螺紋管,兩端側各預留0.6 m。②規范安裝錨具、千斤頂。③梁體兩端的油泵、千斤頂應采用油管、信號線完成連接,啟動主控電腦,檢查接線連接是否與施工要求相一致。④利用無線網絡連接主控電腦、預應力張拉儀,依據有關標準將參數輸入電腦,由電腦自動控制張拉工序[7]。
3.8 壓漿與封錨
壓漿作業時應提前啟動壓漿泵,使漿液可從管中順利流出,以排除壓漿管中的稀漿、空氣。當壓漿管中排出的漿液完全符合要求后開始壓漿,壓漿時的壓力應在0.6 MPa以內。關閉出漿口時,應適當保持壓力的穩定性,穩壓3 min,且將壓力保持為0.6 MPa。封錨采用C50無收縮混凝土,作業之前清理現場的外露鋼絞線。
4 結束語
大跨徑連續橋梁施工作業的難度較大,對技術要求高,為全面提高施工效果,相關人員需結合橋梁特點,優化施工技術體系,并加強施工管理。未來的橋梁工程施工中,相關人員需繼續研究大跨徑連續橋梁施工工藝,創新技術理論及形式,構建科學的施工技術體系。
參考文獻
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