孫鵬飛
(中鐵十四局集團有限公司市政工程分公司,山東 青島 266000)
近年來,連續梁在建筑工程中的應用愈來愈廣泛,這也就奠定了連續梁施工在建筑工程中的重要性。連續梁是筑結構的重要組成部分,是承載力的主要控制點。對于建筑工程來說,連續梁的施工是否能達到相關的規范要求,對整個建筑工程的的質量起到了十分重要的作用。只有連續梁達到相關的規范和要求,才能保證整體建筑工程的質量。
因為連續梁施工是一項規模巨大的工程,整個施工過程中涉及的部門比較多。在具體實施施工計劃的過程中,很多因素都會對施工以及最后的質量產生影響。連續梁施工的過程中施工技術要求的高低十分重要,這就要求在施工過程中對施工工藝有一定的要求,除了施工工藝外,施工檢測時。由于各種外部條件都存在著誤差,還有是由于設備不精準或者方法不準確造成的。這就會使最后得到的數據出現偏差,這樣的偏差也會影響最后的施工質量。無論是對哪種橋梁進行施工,結構參數都是施工過程進行分析的基本資料。它對分析的結果起到直接的影響,因為連續梁的具體參數和設計中的參數絕對會存在一定的偏差,所以,如何在施工的過程中把偏差降到最低,也是施工過程中需要解決的基本問題。
除了這些數值差和時間上存在的問題,還有一些外部條件也會影響連續梁的施工。鐵路建設項目連續梁施工的過程中,不可避免要跨越建設項目所在地的高速公路、國道、省道、地方道路等,如果繼續沿用之前的門洞法施工不但受到了跨度的限制,也會難免影響原有道路原本的正常運行,不僅如此,還需要相關部門對時間進行調節,牽涉了一些手續的審批,并且在施工的過程中也會受到鐵路和公路的限制,施工的過程更是十分不方便。
連續梁施工方法概述。
(1)支架現澆法施工。支架現澆法是一種常用的施工方法,該法是在支架上安裝模板,綁扎及安裝鋼筋骨架,預留預應力孔道,并在現場澆筑混凝土,待混凝土達到所要求的強度后施加預應力,再拆除摸板的施工方法。由于在施工中需要的模板和支架較多,所以該方法一般常在小跨徑橋梁采用。隨著橋梁結構型式的多樣化發展,近年來,出現了一些需要變寬的異型橋、小半徑彎橋等復雜的混凝土結構,在其他施工方法都比較困難或難以實施時,而目前又有很多制式器材支架,有時也在中大橋梁中采用支架現澆的施工方法。支架現澆施工法的施工進度快,根據期間可以同時進行多跨橋梁的施工,施工工藝比較簡單,在施工中一般無體系轉換,施工控制相對簡單;但是,施工中需要使用大量支架和模板,墩高跨度大時造價增加明顯,需要通過優化支架體系才能得以更大范圍的應用。
(2)頂推施工法。頂推施工法按水平力的施加位置和施加方法分為單點頂推和多點頂推。頂推施工法是發展的一種施工方法,這種方法是在橋臺后路基上開辟預制場地沿橋縱軸方向,分節段預制混凝土梁體,通過縱向預應力束連成整體,利用水平液壓千斤頂施加水平荷載,借助摩阻力小的滑動裝置將梁逐段向對岸頂進,待梁體就位后落架,更換正式支座完成橋梁施工的方法。當橋梁跨越深谷、不可間斷的鐵路、公路、河道運輸線等重要不能拆遷的設施時,可采用頂推施工方法從空中完成跨越作業。頂推施工法的特點相比較有以下幾種特點:施工場地固定,生產集中,便于管理,方便質量管理;頂推設備僅需要專用千斤頂和滑道,不需要大型起重機械設備,經濟效益較好;梁段集中在橋臺后機械化程度較高的小型預制場內制作,占用場地相對較小,不需要大面積征地,施工受氣候影響較小;頂推過程控制比較嚴格,出現偏位糾正比較麻煩,混凝土梁,處理不當容易引起局部混凝土開裂。
(3)懸臂施工法。懸臂施工是在已建橋墩頂部,沿橋梁跨徑方向,對稱逐段澆筑混凝土的施工方法,所以也稱為分段施工法。每向前施工一段,待混凝土達到強度后施加預應力與已成部分形成整體。懸臂對稱施工根據施工方法的不同可分為懸臂拼裝和懸臂澆筑兩類。懸臂拼裝是利用吊機將預制塊在橋墩兩側對稱吊裝,張拉預應力筋后形成整體并使懸臂不斷接長,一直到合龍。懸臂澆筑是在橋墩兩側安裝掛籃,對稱澆筑混凝土,保持基本平衡,待混凝土達到張拉強度后張拉預應力筋,而后將掛籃移動到下一節段,繼續循環澆筑混凝土。在懸臂澆筑混凝土或懸拼施工過程中,在墩頂需采用臨時固結措施,待懸臂施工結束、將相鄰懸臂端合龍成整體并張拉預應力筋后,然后,卸除支座的臨時固結措施,完成體系轉換成橋。這是一種無支架施工方法,不妨礙橋下的交通,適用于深谷或者交通通航要道等特殊情況。而且采用了分段施工方法,便于梁體設計的高度,可以使連續橋的立體布置千姿百態,設計出輕巧、美觀的橋梁。每個階段施工均在掛籃里進行,減少環境因素的影響,保證施工連續進行,還可以根據橋墩布置同時多工作面進行平行作業,各個作業之間互不干擾,施工速度快,進度有保障。
首先,要進行地基處理,因為整個施工的過程的各種負荷都會通過支架反映到地基基礎上,因此,地基是做好建筑工程的基礎。為了確保天然地基能夠承受和滿足施工建設要求。在進行地基處理前,應該首先計算出地基承受的垂直荷載,計算出總體的受力情況。對地基的承載力進行實測,采用換填法對地基進行加固。做好地基處理后,要進行支架搭建,這也是支架施工連續梁中比較重要的環節。所以必須控制好施工質量。之后再用竹膠板進行底模鋪設、支架預壓、鋼筋制作和安裝。
施工過程中,用于搭設支架結構的材料應符合國家現行規范標準中的有關規定要求,支架基礎應具備足夠的承載力,不得發生不均勻沉降現象。基礎類型及其面積應按照支架結構型式、實際受力狀況以及地基承載力等條件進行確定,并認真做好地面的排水工作。拆除模板時應按照規范的操作程序進行,嚴禁野蠻施工,不得采用重擊或是硬撬的方式,要控制好模板拆除的時間,不得影響混凝土養護。拆除支架時,應對梁體的變化情況予以密切關注,一旦發現梁體發生較大的位移時,必須停止拆卸,查明原因后采取相應的措施進行處理。
西部交通建設科技項目“大跨度斜連續梁橋頂推新技術及施工控制研究”目前通過驗收鑒定。項目成果在斜梁橋頂推施工全過程仿真計算與分析、頂推施工的鋼導梁優化設計、大跨度斜梁橋頂推施工控制技術和施工工藝研究方面具有創新性和實用價值。
西部地區多山谷溝壑,對道路的要求比較高,增加了一定的施工難度。大跨度斜連續梁橋曲線梁橋及坡橋是較適合的橋型。在此類橋型的施工技術中,尤其是在水流湍急的河水中施工作業,頂推施工技術具有明顯優勢,但其中還存在許多技術難題。為破解大跨度斜連續梁橋頂推施工中的技術難題,由交通部公路科學研究院聯合長沙理工大學等單位承擔的“大跨度斜連續梁橋頂推新技術及施工控制研究”,歷時5年,取得了鋼導梁的優化設計方法等新成果,編制了斜連續梁橋頂推施工工藝指南,對于保證施工質量、提高功效和安全性具有指導作用。這不僅是我國連續梁建設上的重大成就,也是我國不斷發展,不斷克服各種難題的重要標志。
近年來,大跨度連續剛構橋得到了迅猛發展,橋梁結構設計和受力性能不斷提升,促使主跨跨徑不斷增大,極大地滿足了當前橋梁工程項目的建設要求,并在高等級公路和鐵路建設中得到了廣泛應用;同時,我們也注意到,大跨度連續剛構橋施工要求更加嚴格,若在施工過程中控制不到位將出現一些質量病害,影響公路橋梁的運輸安全。因此,做好工程項目的施工控制,保證橋梁工程的施工質量和施工安全,對我國交通運輸體系的建設與完善具有十分重要的意義。以上連續梁施工總結,是對連續梁現澆支架施工進行了歸納整理,有其局限性,但在實際操作中,基本達到了預期目的,施工實踐證明,以上施工工藝及質量控制是成功的,在類似橋梁施工中具有一定借鑒價值。