橋梁工程施工中的大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)研究

許云峰

安徽省路港工程有限責(zé)任公司 安徽 合肥 230000

引言

新時(shí)期，交通運(yùn)輸需求不斷提高，對(duì)于交通道路體系的建設(shè)要求也不斷增加。為了完善交通運(yùn)輸體系，打造覆蓋范圍更加廣泛，使用更加便利的交通道路體系，橋梁工程數(shù)量和規(guī)模不斷增加，給相關(guān)施工技術(shù)的進(jìn)步帶來新的要求。大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)就是當(dāng)前施工中常用的技術(shù)類型，施工質(zhì)量有保證，技術(shù)適應(yīng)范圍廣泛，養(yǎng)護(hù)比較方便，實(shí)用性強(qiáng)，優(yōu)勢(shì)比較突出。因此，在橋梁施工中可以普及該技術(shù)，提出可行的應(yīng)用途徑，關(guān)注應(yīng)用問題的處理，以保證施工質(zhì)量。

1 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用方向

橋梁有多種形式，是道路建設(shè)中不可或缺的一部分，在交通體系發(fā)展中的作用不可替代。大跨徑連續(xù)橋梁當(dāng)前來說比較成熟，結(jié)構(gòu)技術(shù)體系完善，基本材料是混凝土，相對(duì)來說變形較小、剛度較大，穩(wěn)定性強(qiáng)，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理操作也比較方便。同時(shí)，混凝土材料的使用提高了此結(jié)構(gòu)的跨越能力。分析該技術(shù)的應(yīng)用有三個(gè)方向，一是線性方向，繞曲變形是橋梁施工頻繁會(huì)遇到的問題，會(huì)使得施工角度偏離原本設(shè)計(jì)的位置，繼而使得合攏施工時(shí)出現(xiàn)問題，線性無法滿足施工要求。對(duì)此可以使用該技術(shù)予以解決，保證成橋后線性滿足設(shè)計(jì)預(yù)期。二是應(yīng)力方向，主要是需要解決成橋后橋梁受力狀況沒有達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求這一問題。這需要配合應(yīng)力施工技術(shù)的開展，判斷結(jié)構(gòu)的主要斷面，進(jìn)行全面的應(yīng)力測(cè)試，從而得到結(jié)構(gòu)此時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)。在測(cè)試過程中，如果發(fā)現(xiàn)問題要及時(shí)解決，或暫停施工，尋找導(dǎo)致問題的原因并進(jìn)行排除后才能繼續(xù)施工，這樣可以將應(yīng)力以及偏差控制在合理范圍內(nèi)。借助該技術(shù)控制應(yīng)力的難度相對(duì)較大，這是因?yàn)閼?yīng)力問題一般比較隱蔽，而且會(huì)導(dǎo)致局部受力不均勻，甚至導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂，喪失承載作用。三是穩(wěn)定方向，這一點(diǎn)十分關(guān)鍵，也是橋梁建設(shè)的基礎(chǔ)要求。所以施工時(shí)也要關(guān)注穩(wěn)定性的控制。一般來說這個(gè)環(huán)節(jié)是在成橋后進(jìn)行，這導(dǎo)致如果出現(xiàn)穩(wěn)定性問題會(huì)難以找到可行的處理措施。特別是當(dāng)前橋梁結(jié)構(gòu)的跨度越來越大，但對(duì)于此問題的解決并沒有快速反應(yīng)機(jī)制，所以可能造成失穩(wěn)問題。該技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)結(jié)構(gòu)的應(yīng)力以及變形情況進(jìn)行分析計(jì)算，得出綜合性的評(píng)估，然后預(yù)測(cè)性控制穩(wěn)定性，排除可能的問題[1]。

2 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

2.1 適用的地質(zhì)環(huán)境廣泛

該技術(shù)是建立在現(xiàn)代化橋梁技術(shù)的基礎(chǔ)上，糅合很多先進(jìn)技術(shù)形成的新技術(shù)類型，適用于各類復(fù)雜的地質(zhì)條件，也能夠應(yīng)對(duì)各種惡劣環(huán)境的干擾，并且施工效率較高，可以有效保證施工質(zhì)量與安全。該技術(shù)的技術(shù)水平較高，多數(shù)應(yīng)用在橫跨面寬度較大、面積較大或者深河流、河溝、深谷等。利用該技術(shù)建設(shè)成的構(gòu)造性能更強(qiáng)，相對(duì)來說穩(wěn)定性更好，所以行車安全性也更好。同時(shí)該技術(shù)的使用對(duì)于材料與工序的要求并不嚴(yán)格，這也意味著使用該技術(shù)可以適當(dāng)降低資金花費(fèi)，對(duì)于造價(jià)控制工作有積極作用。

2.2 質(zhì)量安全影響因素較多

該技術(shù)是建設(shè)超靜定結(jié)構(gòu)橋梁的核心技術(shù)形式，使用時(shí)可以盡最大限度克服復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境對(duì)施工造成的不良影響。對(duì)于大跨度預(yù)應(yīng)力橋梁的建設(shè)操作，該技術(shù)的應(yīng)用也受到一些因素的影響，比如根據(jù)方案選擇的建設(shè)位置是否合適、施工現(xiàn)場(chǎng)周圍的巖土地質(zhì)條件信息了解是否全面、對(duì)于土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的判斷是否準(zhǔn)確等，都會(huì)對(duì)此造成一定影響。這些問題可能影響該技術(shù)使用后的建設(shè)成效，并影響最終橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[2]。

3 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用難點(diǎn)

3.1 支架基底處理難度較大

主要是該技術(shù)適用的施工區(qū)域大部分是環(huán)境條件比較復(fù)雜的區(qū)域，這些地域的地形地質(zhì)情況復(fù)雜，地勢(shì)變化較大，所以進(jìn)行支架基底的處理難度較大（圖1）。當(dāng)前大部分使用該技術(shù)進(jìn)行施工的工程，所處的施工地段都有較大的坡度變化，大部分施工區(qū)域的地質(zhì)條件不太好，穩(wěn)定性很差，所以難以進(jìn)行支架的施工。現(xiàn)實(shí)應(yīng)用該技術(shù)時(shí)需要關(guān)注支架基底處理問題的解決。

圖1 大跨徑連續(xù)橋梁橋墩設(shè)計(jì)

3.2 支架搭設(shè)要求的高度較大

這也是該技術(shù)使用過程中遇到的一項(xiàng)難題。因?yàn)橹Ъ艽钤O(shè)的高度很高，特別是跨越河道和山坡時(shí)，需要大量的支架結(jié)構(gòu)。而該技術(shù)的主體要點(diǎn)就是支架施工方式，支架也多數(shù)出現(xiàn)在存在滑坡現(xiàn)象的地段，部分可能有較深的河道，增加了搭建支架的難度，特別是要保證支架的高度滿足要求，這使得施工難度進(jìn)一步增加。

3.3 預(yù)應(yīng)力體系復(fù)雜

該技術(shù)涉及的專業(yè)知識(shí)比較復(fù)雜，會(huì)產(chǎn)生影響的因素也比較多，其中復(fù)雜的預(yù)應(yīng)力體系導(dǎo)致進(jìn)行線性控制有一定難度。主要是這會(huì)增加繞度變化，而且橋梁工程的管道長(zhǎng)度一般較長(zhǎng)，曲線比較多，進(jìn)行施工控制比較困難，尤其是需要結(jié)合設(shè)計(jì)方案與預(yù)期目標(biāo)控制橋梁結(jié)構(gòu)的線性前進(jìn)符合設(shè)計(jì)目標(biāo)，這一點(diǎn)比較困難。很多技術(shù)人員自身水平不夠，不能掌握繞度的這種變化規(guī)律，所以也帶來一些阻礙。其中對(duì)于需要安裝索道管的環(huán)節(jié)難度更大，因?yàn)榇私Y(jié)構(gòu)要求有十分精確的定位，否則難以保證施工質(zhì)量[3]。

4 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的應(yīng)用途徑

4.1 基礎(chǔ)施工

一是大型沉井和上部結(jié)構(gòu)。施工人員要結(jié)合工程實(shí)情，合理進(jìn)行設(shè)計(jì)，判斷大型沉井的結(jié)構(gòu)尺寸、位置、相對(duì)位置等，明確給出建設(shè)時(shí)的具體參數(shù)。因?yàn)檫@部分工程的規(guī)模大，需要深入地下很深的區(qū)域，施工難度較大，所以要加強(qiáng)監(jiān)管，有效把控整體施工進(jìn)度。還有，這部分工程的相關(guān)區(qū)域主要覆蓋上部開口區(qū)域及周邊，需要建設(shè)支撐結(jié)構(gòu)、通道結(jié)構(gòu)等，這需要結(jié)合實(shí)際需求進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)與施工。二是深水承臺(tái)，主要是橋梁結(jié)構(gòu)一般架設(shè)在水域之上，部分結(jié)構(gòu)主體需要沉沒在水體中，所以在施工以及使用時(shí)都會(huì)受到水體的影響。施工時(shí)需要充分考慮水體帶來的影響，考慮橋梁的穩(wěn)固性要求，增加深水承臺(tái)的建設(shè)。這需要在施工之前詳細(xì)勘測(cè)水體深度、流速、地質(zhì)環(huán)境等的信息，掌握全面的環(huán)境參數(shù)，然后進(jìn)行全面分析，確定建設(shè)位置，選擇合適的工藝，必要的話進(jìn)行技改，保證搭建的最終結(jié)構(gòu)符合橋梁建設(shè)的需求。另外，此結(jié)構(gòu)需要進(jìn)行水下施工，要選擇更加先進(jìn)的技術(shù)，保證水下部分結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度滿足預(yù)期。

4.2 橋梁掛籃施工

這也是重點(diǎn)環(huán)節(jié)，有一定危險(xiǎn)性。該技術(shù)配套的是懸臂掛梁技術(shù)，這是國(guó)內(nèi)路橋工程施工的常用技術(shù)，優(yōu)勢(shì)比較突出，對(duì)于地形條件的適應(yīng)性較強(qiáng)，施工技術(shù)管理工作難度也比較容易控制。此工藝在操作之前，利用掛籃桿件、千斤頂、滑道、手拉葫蘆、鋼絲繩等機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)一套包括牽索系統(tǒng)、懸吊系統(tǒng)、走行系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)、水平支承系統(tǒng)等便于行走、錨固可靠的掛籃支架。掛籃內(nèi)還可以運(yùn)輸施工所需要的材料。因?yàn)閽旎@的可行走的特點(diǎn)，階段施工結(jié)束時(shí)，可以讓掛籃前往下一階段的施工區(qū)域，這樣可以提高施工效率，保障施工進(jìn)度[4]。

4.3 斜拉橋施工

斜拉橋?qū)儆跇蛄航Y(jié)構(gòu)的常見形式，安全性和實(shí)用性都強(qiáng)，也比較美觀。此結(jié)構(gòu)施工的核心在于將該技術(shù)應(yīng)用在主梁和索塔等結(jié)構(gòu)的建設(shè)環(huán)節(jié)中，可以改善結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及主梁應(yīng)力分布均勻性等問題（如圖2）。因?yàn)闃蛄航Y(jié)構(gòu)主要是混凝土，而混凝土澆筑結(jié)果受很多因素的影響，比如技術(shù)、人員、環(huán)境等，所以為了排除這些因素的影響，保證澆筑質(zhì)量，一般可以選擇掛籃懸澆方式，先形成需要的主體結(jié)構(gòu)，然后再進(jìn)行加固。

圖2 大跨徑斜拉橋施工應(yīng)力評(píng)價(jià)

4.4 懸索橋施工

懸索橋也是橋梁結(jié)構(gòu)的常見類型，多數(shù)出現(xiàn)在城郊地區(qū)、內(nèi)河區(qū)域。此結(jié)構(gòu)主要包括錨碇施工、索塔施工、錨道面架設(shè)、索纜安裝、懸索安裝、吊裝施工、及混凝土澆筑等施工內(nèi)容。為了有效控制此結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，需要掌握上述環(huán)節(jié)中的技術(shù)要點(diǎn)以及關(guān)鍵參數(shù)。比如錨道面架設(shè)，需要保證架設(shè)位置和高度符合要求，而且對(duì)于技術(shù)的精確度要求很高，對(duì)此需要安排專業(yè)的測(cè)繪人員，在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行嚴(yán)密勘測(cè)，了解索塔偏移量和承重索的實(shí)際垂度等相關(guān)參數(shù)信息，進(jìn)行分析和處理，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙的要求給出可行的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)范圍，同時(shí)在施工過程中對(duì)施工操作進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督。

4.5 施工監(jiān)控

該技術(shù)應(yīng)用過程中會(huì)受到應(yīng)力的很大影響，這不僅可能拖慢施工進(jìn)度，也可能影響施工質(zhì)量。因此為了解決應(yīng)力的作用與存在的問題，需要加強(qiáng)施工監(jiān)控，跟隨施工進(jìn)度以及各個(gè)環(huán)節(jié)的變更進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，特別是要關(guān)注對(duì)橋梁應(yīng)力的監(jiān)測(cè)，首先要求技術(shù)人員結(jié)合設(shè)計(jì)方案，分析出應(yīng)力比較集中的點(diǎn)位，之后在實(shí)際施工時(shí)選擇這些點(diǎn)位安裝實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)力狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)。另外，技術(shù)人員可以將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入BIM軟件中，構(gòu)建三維立體模型，與預(yù)期的設(shè)計(jì)圖紙模型進(jìn)行對(duì)比分析，尋找存在的問題，進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，得出最佳施工方案[5]。

5 結(jié)束語

大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在橋梁工程中的應(yīng)用比較普遍，并且預(yù)測(cè)未來隨著橋梁需求的增加，該技術(shù)可能會(huì)發(fā)揮更加重要的作用，應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。因此建設(shè)單位需要明確該技術(shù)的內(nèi)容，掌握該技術(shù)的應(yīng)用方向以及存在的難點(diǎn)問題，在實(shí)際施工時(shí)加以關(guān)注和解決，實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的妥善應(yīng)用。建設(shè)單位要明確認(rèn)識(shí)到該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及適應(yīng)范圍，在面對(duì)橋梁施工需求時(shí)合理選擇，科學(xué)使用，以保證橋梁工程的施工質(zhì)量