大跨徑連續橋梁施工技術探究

竇維軍

(中國水利水電第十一工程局有限公司,河南 鄭州 450001)

進入二十一世紀以來,我國政府不斷加大基礎設施工程建設,以進一步促進國內各個地區之間的經濟文化交流。其中,橋梁工程是我國基礎設施建設中的主要項目之一,能夠有效提升橋梁兩端地區的交通通行效率,為強化各地區的人們日常生產生活帶來極大便利。但隨著科學技術的進步,橋梁的建造數量越來越多,橋型結構越來越豐富,施工工藝越來越高超,橋梁規模越來越宏大,跨徑也越來越大,普通的施工技術難以滿足大跨徑連續橋梁的實際施工需要。我們在建設過程中要充分考慮橋梁的經濟性、實用性、美觀性和安全性等問題,因此,非常有必要對橋梁工程施工中的大跨徑連續橋梁施工技術進行研究。

1 大跨徑連續橋梁施工技術難點

1.1 梁體線性控制難度大

大跨徑連續橋梁施工技術的預應力具有較強的復雜性,將此技術應用與橋梁工程施工中,常常會促使橋梁撓度出現較大變化,很難有效控制梁體線性,這是大跨徑連續橋梁施工技術所面臨的一大難點問題。究其原因,主要在于此施工技術應用過程中,橋梁撓度的變化規律沒有特定性,施工人員無法有效把握工程梁體的線性方面。

1.2 支架搭設高度較高

在大跨徑連續橋梁施工中,不僅支架基底施工具有較大的難度,而且需要搭建的支架非常高,特別當橋梁橫跨河道過程中,對高支架的需求非常大。在此類橋梁工程施工過程中,常采用支架法作業方式,一些大跨徑連續橋梁所在河道非常深,這會對支架搭建的高度提出更高的要求,同時也加大了大跨徑連續橋梁工程施工技術的應用的難度。

1.3 支架基底施工難度大

通常來講,大跨徑連續橋梁工程大都建立在地形相對復雜的路面或是河面區間,工程施工區域的地形地勢變化較大,從實際情況來看,大部分大跨徑連續橋梁工程的施工地點都在具有較大坡度的區域,同時此類區域的地質環境相對較差,從而進一步加大了大跨徑連續橋梁工程的支架基底施工難度[1]。

2 大跨徑連續橋梁施工關鍵技術

2.1 基礎施工方面

(1)深水承臺施工技術。在大跨徑連續橋梁施工過程中,由于承臺基礎大都處在深水環境中,始終受到水流與水壓等的影響,這要求必須將孔樁間距合理減小,而承臺普遍都具有較大的尺寸,這就在很大程度上加大了施工作業的難度。所以,在深水承臺施工過程中,常常會通過鋼套箱以及鋼吊箱等方式來進行施工。同時,在進行鋼吊箱施工作業時,必須要保證吊裝安裝各個環節的精準程度。由于承臺底層的土質相對較為軟弱,而鋼吊箱平臺與河面間距較大,在河道水流較為湍急的情況下,應確保鋼護筒平臺的深度滿足施工需要,并將頂板有效固定[2]。

(2)地下連續墻施工技術。大跨徑連續橋梁工程中,地下連續墻發揮著關鍵性作用,其施工流程通常是清底施工、鉆孔成槽施工以及混凝土澆筑施工等。地下連續墻施工不但能夠將大跨徑連續橋梁施工的噪聲有效減少,還能大大增強橋梁工程的抗滲性能,在很大程度上降低了整個工程的施工難度系數,充分保證了大跨徑連續橋梁施工的順利進行。

2.2 索塔施工方面

(1)鋼索塔施工技術。對于鋼索塔施工方面,首先應從橋梁工程施工的實際情況出發,選用滿足施工所需負載能力的塔吊類型。其次,在工廠車間完成鋼索塔的加工作業,并將加工好的鋼索塔分批運輸到橋梁工程施工區域。最后,進行吊裝作業,分節接高作業、和高強螺栓連接作業等。

(2)混凝土澆筑施工技術。在混凝土索塔施工中,需要用到塔吊等施工設備。塔吊設備的運用是為了配合塔柱模板的爬升以及各段的施工作業,并合理設置主動支承,不但能夠有效防止塔柱受力后發生變形,還能確保索塔的安全[3]。在混凝土索塔橫梁的施工過程中,施工人員應將落地鋼管來支承施工作業平臺,以便于分層進行混凝土澆筑施工,充分發揮預應力的張拉作用。同時,在混凝土澆筑施工過程中,為防止支架出現沉降問題,施工人員應從下到上持續進行澆筑作業。在此過程中如果需要暫停操作,其暫停時間必須小于混凝土的凝固時間,以確保混凝土澆筑施工的質量。

2.3 上部結構施工方面

(1)梁段施工技術。在大跨徑連續橋梁澆筑施工中,可采用就地澆筑、頂推施工以及懸臂施工等澆筑作業方式。在具體的梁段施工中,通常采用混凝土箱梁施工技術,并利用鋼管支架輔助施工,以有效增強橋梁結構的固定性。對于PK斷面箱梁等特殊部位的澆筑施工方面,施工人員可采用分塊澆筑施工技術,以有效避免裂紋的出現,防止其對橋梁的穩定性造成影響。對于整體式箱梁的澆筑施工方面,施工人員可采用整體箱梁澆筑施工技術。

(2)斜拉橋斜拉索施工技術。由于斜拉索需要承受非常大的牽引力,所以施工人員可采用張拉施工技術或梁段牽引施工技術,通過橋面吊機和梁段牽引導向裝置一體化的形式,將懸臂前端荷載有效降低,以確保斜拉索彎曲半徑的準確性。

2.4 掛籃施工

(1)施工技術人員應嚴格檢驗掛籃的實際承載能力,以確保施工過程中掛籃的安全性與可靠性。同時,在實際施工前,技術人員應積極開展試壓工作,以有效解決掛籃的非彈性變形問題。

(2)從工程的具體情況出發,有效對比掛籃試壓方式,通過千斤頂加載對主桁試壓,以保證掛籃受力能夠與加載受力相一致。在此過程中,技術人員可分別于主墩和次主墩部位試壓三次,當完全消除掛籃非彈性變形后,將最后一次的變形曲線確定為掛籃的彈性變形曲線。

3 大跨徑連續橋梁施工技術控制要點

3.1 線形控制方面

在橋梁施工過程中,受到多種因素影響,常常會出現繞曲變形問題。如果該變形問題產生,就會促使橋梁結構位置發生一定偏移,從而造成橋梁難以準確合攏,即便竣工后,其永久線性也不能達到工程設計標準要求。因此,在進行大跨徑連續橋梁施工過程中,必須合理控制工程施工技術,充分保證線形方面能夠滿足設計標準。

3.2 預應力控制方面

預應力控制是大跨徑連續橋梁施工技術的控制重點,其目的是為了充分保證在施工中以及竣工后橋梁結構的受理情況能夠達到工程設計標準要求,在很大程度上影響到橋梁工程的施工質量。通常情況下,施工人員會適當選取橋梁結構中的若干個斷面,以作為實施應力控制的截面。同時預埋應力應變測試元件,來有效測試橋梁結構的具體應力值,充分把握橋梁結構的實際應力狀態。如果實際應力與理論應力值存在很大差異,就應盡快采取合理的處理措施,將該差值降到最低,將其控制在適當的允差范圍內。

橋梁結構的應力控制難度比變形控制要大得多,主要因為此類問題的隱匿性較強,施工人員很難發現。因此,一旦應力控制方面產生問題,就會在很大程度上破壞到橋梁結構,造成橋梁結構局部受力失衡,嚴重情況下會導致混凝土結構發生開裂現象,甚至橋梁結構承載能力喪失。這些情況對橋梁工程形成了嚴重的安全威脅,因此,施工人員與技術人員一定要高度重視各個環節中的各個細節。

3.3 安全控制方面

在大跨徑橋梁施工過程中,施工安全是需要高度重視的問題。加強安全控制將有效保證工程施工作業的順利開展,但必須在其他各項控制實現后,方能采取安全控制措施。尤其是大跨徑連續橋梁施工方面,由于其橋梁結構以及施工安全參數存在一定的特殊性,這要求施工人員必須從橋梁的實際情況出發,來采取相應合理的安全控制措施。

3.4 穩定控制方面

在大跨徑連續橋梁施工過程中,不僅要對橋梁結構的內力與變形進行有效控制,還應嚴格控制各環節橋梁結構構件的穩定性。特別是在近幾年,我國橋梁安全事故經常發生,橋梁的穩定性成為工程施工需要高度關注的問題。但在橋梁工程實際施工過程中,施工企業只對竣工后的橋梁穩定性進行考慮,而相對忽略了施工過程中可能存在的穩定性問題。隨著我國橋梁工程的跨徑持續加大,而相應的反應機制卻難以滿足橋梁工程建設的實際發展需要,這對我國的橋梁工程的發展形成了一定的阻礙。

4 大跨徑連續橋梁施工技術的具體應用

4.1 在斜拉橋施工中的應用

斜拉橋通過拉鎖把主梁直接拉在橋塔上,其整體結構由受拉鎖、承彎梁以及承壓塔等組成。在斜拉橋工程施工中,施工人員應嚴格控制大跨徑主梁、混凝土主梁以及索塔等部位的施工質量,以全面確保斜拉橋工程的質量[4]。同時,在長拉索作業中,必須綜合考慮其抗震與抗風等方面性能,技術人員可將一端固定,開展振動試驗,以檢驗長拉索施工質量,以有提高斜拉橋施工質量。

4.2 在拱橋施工中的應用

拱橋是橋梁工程中非常重要的類型,在我國已經有了幾千年的建造歷史。盡管隨著橋梁工程施工技術的發展,尤其是無支護施工技術的應用,拱橋工程數量逐漸減少,但在不少地區的大跨徑連續橋梁建設中,拱橋依然發揮著較大的作用。從支撐方式來看,拱橋可分為下承式拱橋、中承式拱橋以及上承式拱橋。從拱橋的結構組成來看,拱橋可分為混凝土拱橋以及石拱橋。相對于一般的橋梁工程,拱橋支座部分的承載力更多,主要來自于水平應力以及垂直荷載力等。所以,在拱橋工程施工時,必須合理選擇地基部分,并充分保證地基的質量。

5 結語

總之,大跨徑連續橋梁施工技術在橋梁工程建設中發揮著非常大作用,加強大跨徑連續橋梁施工技術的研究和應用,對提高我國橋梁工程建設水平方面,有著十分重要的現實意義。因此,施工單位在施工時必須充分了解大跨徑連續橋梁施工技術的難點,熟練掌握大跨徑連續橋梁施工技術,加強對該施工技術要點的控制,并將其有效應用在各種大跨徑連續橋梁工程施工中,從而全面推動我國橋梁工程施工技術的穩步發展。