橋梁工程中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)

吳 峰 李 鋼

（信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 信陽 464000）

1 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的特點

大跨徑連續(xù)橋梁屬于預(yù)應(yīng)力橋梁范疇，其整體構(gòu)造具有連續(xù)性，在實際工程應(yīng)用時，它與橋墩是一體的，使大跨徑連續(xù)橋梁的整體受力更均勻、剛度更大，能夠滿足目前道路和軌道交通的需要。近年來，隨著我國橋梁建設(shè)的不斷增多，大跨徑連續(xù)橋梁技術(shù)已進入成熟階段。根據(jù)工程實踐，目前大跨徑連續(xù)橋梁具有質(zhì)量優(yōu)良、環(huán)境適應(yīng)性好、運行維護要求低、使用壽命長等特點，加之大跨徑連續(xù)橋梁總體采用鋼結(jié)構(gòu)，可有效抑制和消除各種負彎矩對結(jié)構(gòu)的影響，使結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定性、耐受性和良好的抗震性能。在實際橋梁工程中，技術(shù)人員要根據(jù)工程所在區(qū)域的實際情況科學(xué)地選擇和優(yōu)化施工技術(shù)，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，減少施工帶來的負面影響，保證橋梁工程整體施工質(zhì)量和使用壽命。

2 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)難點

2.1 橋梁線形結(jié)構(gòu)問題

在橋梁工程中，結(jié)構(gòu)設(shè)計至關(guān)重要，人們可以利用設(shè)計來解決大跨度連續(xù)橋梁的線性結(jié)構(gòu)和撓度變化問題。通常情況下，由于橋梁在施工過程中出現(xiàn)的大變形，使其預(yù)應(yīng)力增大，變形隨之增大，從而影響實際工程施工。另外，由于橋梁結(jié)構(gòu)的變形具有非規(guī)律性，必須不斷提高施工技術(shù)水平，以減輕其影響。

2.2 橋梁施工中的預(yù)應(yīng)力問題

由于大跨徑連續(xù)橋梁在施工過程中存在大量的預(yù)應(yīng)力問題，導(dǎo)致施工難度較大，且在具體施工和安裝過程中無法精確定位，給大跨徑連續(xù)橋梁建設(shè)帶來諸多不利影響。此外，應(yīng)力的控制也非常重要，必須保證整體的受力狀態(tài)符合工程要求，并能充分地控制施工應(yīng)力。通常情況下，設(shè)計者可把某一特定橋面的控制區(qū)做成真實的橋面，特別是在預(yù)埋件的應(yīng)力檢測和試驗時，可對特定橋面進行整體應(yīng)力分析，若應(yīng)力值與計算情況不符，則需要合理調(diào)整。圖1為體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)。

圖1 體外預(yù)應(yīng)力加固技術(shù)

3 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)應(yīng)用

3.1 工程概況

某大橋工程的右線是一座大跨徑的連續(xù)橋，全長1.84km。在實際施工中，為了保證橋梁的整體安全、穩(wěn)定，橋身、段均使用C50級混凝土，而對強度要求不高的橋墩，則選用C40級混凝土，同時摻加適量微膨脹材料，使橋梁工程全工序限值符合國家和行業(yè)規(guī)范。此外，實際建設(shè)時，由于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)問題，必須對整個施工過程進行應(yīng)力監(jiān)測，以保證其安全。

3.2 基礎(chǔ)施工

3.2.1 大型沉井

大型沉井是大跨度連續(xù)橋梁工程的一項重要工藝，因此，設(shè)計時應(yīng)充分考慮到其后續(xù)工程的相關(guān)問題。首先應(yīng)確定結(jié)構(gòu)的總體形式、尺寸大小、位置參數(shù)、各結(jié)構(gòu)間的相對位置等，以確保參數(shù)科學(xué)合理。大型沉井施工主要由隔墻、底板梁和凹槽組成，且大跨度連續(xù)橋整體尺寸相對較大，大跨徑的沉井往往會更深。因此，在實際工程中，需要對大型沉井注漿速度、注漿連續(xù)性和工程全過程的質(zhì)量進行全面控制。大型沉井的菱形設(shè)計應(yīng)以鈍角、圓角為主，采用分節(jié)結(jié)構(gòu)形式進行整體施工。

3.2.2 深水承臺

作為大跨徑連續(xù)橋梁的地基，深水承臺的施工質(zhì)量會對整體結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定造成嚴重影響。從工程實踐來看，由于深水承臺是在水壓、水流等因素的作用下安裝的，而承臺又是大跨徑連續(xù)橋梁的地基，它會受到橋面的壓力，因此，在施工中要重點控制。深水承臺施工主要采用鋼吊車施工，即利用橋梁施工機械將需要的大型鋼吊箱運至施工點，并對其進行封底。另外，為確保整個深水承臺建設(shè)效果，還要做好施工前的各項準備，也就是要根據(jù)項目實際需求合理地選擇材料、機械、設(shè)備等。為了確定該施工技術(shù)的實際應(yīng)用效果，在現(xiàn)場進行試驗，優(yōu)化材料配比和位置優(yōu)化，為下一步的大跨度連續(xù)橋施工奠定堅實的基礎(chǔ)。

3.3 上部結(jié)構(gòu)

（1）大跨徑連續(xù)橋梁梁段施工環(huán)節(jié)的各部件結(jié)構(gòu)關(guān)系復(fù)雜，且各部件實際受力面積和受力點較多，且在施工中混凝土澆筑方量大，梁段鋼筋的使用密度較高，縱向預(yù)應(yīng)力管線相對集中，需要根據(jù)工程的設(shè)計要求，精確地控制梁段內(nèi)部的關(guān)系和強度，對施工工藝進行嚴格控制，防止或有效控制混凝土因膨脹收縮產(chǎn)生裂縫等問題。

（2）在項目梁段施工中，梁底面的最低點要求有箱內(nèi)排水孔。為了保證箱內(nèi)排水孔安裝合理，應(yīng)充分借鑒業(yè)內(nèi)專家的意見和觀點，結(jié)合工程實際，對箱梁的安裝、安裝位置進行合理調(diào)整，以確保達到最佳效果的同時，降低對整體質(zhì)量的影響。

（3）當(dāng)使用懸臂和澆筑施工時，施工人員應(yīng)根據(jù)大跨度連續(xù)橋梁各箱梁段的具體情況而定，準確控制吊具、吊籃的移動，并按照“同步、均衡、對稱”原則，保證梁段的整體質(zhì)量。另外，邊跨澆筑時必須采取一次澆筑的方式，保證整個澆筑過程的連續(xù)性，防止重復(fù)施工。

3.4 梁體結(jié)塊

3.4.1 混凝土澆筑和養(yǎng)護

為了保證混凝土的整體質(zhì)量，在澆筑之前必須進行試驗。具體來說，就是用不同的建筑材料進行不同的試驗，確定最能滿足工程需要的混合比例。混凝土澆筑過程中必須先下底板，再下腹板和頂板，澆筑結(jié)束后立即振搗混凝土，振搗時要注意錨桿和預(yù)應(yīng)力套管的作用，防止混凝土產(chǎn)生蜂窩狀結(jié)構(gòu)，影響整體強度。此外，澆筑完成后要及時對混凝土進行養(yǎng)護。蒸汽養(yǎng)護是目前施工中最常用的養(yǎng)護方法，它能很好地保證混凝土澆筑后的整體穩(wěn)定性。

3.4.2 模板工程

在本工程中，模板的安裝要求采用方木作支撐，用釘子將15mm厚的竹膠板與方材連接。模板的邊沿和邊模的底板必須用斜拉托架來支撐，以保證底模的緊固，而內(nèi)模為了保證密封性，必須用竹膠板將其密封。大跨度連續(xù)橋梁各構(gòu)件的尺寸和形式都存在差異，因此，實際工程中必須按照構(gòu)件截面的實際尺寸設(shè)置模板，然后在混凝土澆筑后進行內(nèi)模具安裝。

3.5 監(jiān)控技術(shù)

在大跨徑連續(xù)橋梁施工中，監(jiān)測工作主要包括應(yīng)力監(jiān)測和溫度監(jiān)測。這兩種監(jiān)測方法都要求項目工作人員在施工之前根據(jù)工程的具體情況，參考類似工程的成功經(jīng)驗，合理布置施工現(xiàn)場應(yīng)力，溫度監(jiān)測點實現(xiàn)了大跨徑連續(xù)橋梁施工期應(yīng)力和溫度實時監(jiān)測。此外，應(yīng)力監(jiān)測時，工作人員應(yīng)使用BIM技術(shù)對橋梁進行三維仿真建模，通過仿真結(jié)果和預(yù)設(shè)仿真模型對比找出二者的區(qū)別。并對目前施工中出現(xiàn)的問題進行分析，合理地優(yōu)化和完善施工方案，保證項目整體應(yīng)力效應(yīng)。利用溫度監(jiān)測裝置實現(xiàn)對橋梁、箱梁和橋面溫度的實時監(jiān)控，從而判斷橋梁的溫度變化是否會發(fā)生裂縫，如有可能，需要進行橋梁改建，以保證整體質(zhì)量。

3.6 支架搭設(shè)

通過對該橋梁工程進行分析，發(fā)現(xiàn)其澆筑方式主要是采用全屋支撐。安裝支架時，要加強對碗扣型腳手架的使用。在工程中，根據(jù)梁體的施工需要，進行支撐結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和強度分析。在正式安裝之前，要對支架的實際承載能力進行檢查。一般而言，要將支撐點置于沒有空隙的地方，場地的承載力應(yīng)滿足建筑規(guī)范。在進行場地硬化時，可選用C20級的混凝土，以提高基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。在加固面兩側(cè)增加排水渠，以改善排水效果，防止排水受阻。支架安裝時要沿著橋面的方向進行，每根支架之間的距離為60cm。在托架的橫向上，每隔3行都要有一個剪刀支撐。將15cm長的方材置于支撐桿上方或下方，并可進行調(diào)節(jié)。方木頂部鋪竹膠板，竹膠板厚度應(yīng)達到15mm。

3.7 明確施工控制要點

對影響工程建設(shè)的線形、安全、應(yīng)力等因素進行分析，并對其進行詳細控制。一是線型加工，著重研究橋梁施工過程中的各種可能影響因素，從內(nèi)部、外部兩個角度對其進行分析，探討可能出現(xiàn)的變形問題，通過調(diào)查獲取大量資料并進行線形測量，確保橋梁工程施工更符合規(guī)范。二是對安全的控制，根據(jù)工程建設(shè)過程中可能出現(xiàn)的各種風(fēng)險進行分析，并進一步探討標準化控制措施。三是重點控制，運用現(xiàn)代技術(shù)對預(yù)應(yīng)力、應(yīng)力指數(shù)進行統(tǒng)計和分析，掌握施工過程中的細節(jié)，并對其進行規(guī)范。這一技術(shù)與其他技術(shù)有很大不同，其復(fù)雜性更大，技術(shù)類型也更多樣化。在運用該技術(shù)進行橋梁施工時，必須從整體質(zhì)量的角度來優(yōu)化具體施工工藝、規(guī)范作業(yè)過程、促使技術(shù)人員掌握必要的安全措施，以免出現(xiàn)危險，提高橋梁的整體穩(wěn)定性。

3.8 主橋橋墩施工處理

施工單位一定要按照主橋橋墩標準完成施工。要對材料有所規(guī)范，根據(jù)項目的具體需求科學(xué)選擇材料，合理搭配混凝土，使材料的品質(zhì)滿足項目的具體需求。同時，模型的建造和模型的處理必須對特定的溫度參數(shù)進行規(guī)范。在適當(dāng)?shù)臏囟认拢瓤煞乐归_裂等危險，又可以體現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在施工中，還要組織專業(yè)人員記錄橋墩的施工數(shù)據(jù)，并通過先進的技術(shù)對其進行智能分析，為后續(xù)的施工計劃提供有力依據(jù)。

3.9 在斜拉橋建設(shè)中的應(yīng)用分析

斜拉橋又稱斜張橋，是一種比較特殊的橋型，它的作用是將主梁上的拉索與主塔連接起來，包括主梁、斜拉索和索塔。由于斜拉橋中斜拉索受到的拉力較大，因此，施工時應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臓坷夹g(shù)，使其能滿足橋梁的承載能力。另外，施工中不能隨意扭動鋼索，要保證拉索的長度，確保工程質(zhì)量。在施工設(shè)計中，盡量采用梁端牽引機和整體式橋面起重機，減少前部懸臂所承受的荷載，使其彎曲半徑達到規(guī)范要求。另外，對主梁的偏差要合理控制，如在懸臂時，要把軸線的偏差控制在-10～10mm之間、線形誤差控制在-40～40mm之間、合龍差控制在-30～30mm之間、偏移差控制在-18～18mm之間。在懸拼時，軸距偏差為-10～10mm、合龍誤差為-25～25mm、拼接高度偏差為-10～10mm。表1為斜拉橋施工的誤差控制范圍。

表1 斜拉橋施工的誤差控制范圍

4 結(jié)語

總之，為保證橋梁工程施工質(zhì)量，必須對大跨徑連續(xù)橋梁的施工工藝進行全面研究，注重施工要求和施工工序設(shè)計，合理開展施工，切實保障橋梁施工質(zhì)量，進一步促進我國交通運輸業(yè)的發(fā)展。