橋梁施工中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的運(yùn)用

劉征

（北京鑫旺路橋建設(shè)有限公司，北京 101400）

0 引言

橋梁工程數(shù)量在近些年日益增加的交通運(yùn)輸要求的背景下逐年增長，橋梁建設(shè)規(guī)模也持續(xù)擴(kuò)大。作為在橋梁施工中經(jīng)常應(yīng)用的施工技術(shù)類型，大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在應(yīng)用層面所表現(xiàn)出的質(zhì)量優(yōu)異、環(huán)境適應(yīng)力強(qiáng)以及養(yǎng)護(hù)任務(wù)相對較少等優(yōu)勢，使得其在確保橋梁運(yùn)營穩(wěn)定性與安全性方面發(fā)揮了巨大作用，為此應(yīng)提高對大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)應(yīng)用過程中質(zhì)量控制環(huán)節(jié)的重視。

1 大跨徑連續(xù)橋梁施工特征概述

作為應(yīng)力橋梁的一種，大跨徑連續(xù)橋梁的主體結(jié)構(gòu)主要為連續(xù)剛構(gòu)，包含梁體與橋墩兩個(gè)部分，且二者之間的連接方式主要為直接固結(jié)。相較普通橋梁，采取連續(xù)剛構(gòu)形式的橋梁中的橋墩，表現(xiàn)出了能更大程度分擔(dān)橋梁梁體壓力的優(yōu)勢，進(jìn)而有效保障梁體在使用過程中的結(jié)構(gòu)安全性與穩(wěn)定性[1]。表1 為大跨徑連續(xù)橋梁種類。

表1 大跨徑連續(xù)橋梁種類

大跨徑連續(xù)橋梁由于其連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)的特殊性，使得其具有較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，而優(yōu)秀的建設(shè)質(zhì)量則使得其使用壽命大大延長。但需要注意的是，連續(xù)剛構(gòu)形式為多次超靜定結(jié)構(gòu)，因此在后續(xù)的持續(xù)運(yùn)營過程中，易受到外力因素的影響，且隨著實(shí)際使用時(shí)間的延長，其附加內(nèi)力也將同時(shí)增大，進(jìn)而影響到大跨徑連續(xù)橋梁的結(jié)構(gòu)質(zhì)量與使用效果[2]。例如，大跨徑連續(xù)橋梁長期處于自然環(huán)境中的應(yīng)用狀態(tài)，其混凝土結(jié)構(gòu)將伴隨使用時(shí)間的延長而出現(xiàn)膨脹或收縮等現(xiàn)象，過程中所產(chǎn)生的應(yīng)力極易影響到結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性與可靠性，對大跨徑連續(xù)橋梁的連續(xù)使用極為不利，也將增大橋梁的使用風(fēng)險(xiǎn)。針對此問題，作為技術(shù)人員應(yīng)聯(lián)系橋梁項(xiàng)目的實(shí)際情況，選擇能夠匹配設(shè)計(jì)需求的橋梁施工技術(shù)，進(jìn)而避免出現(xiàn)由于產(chǎn)生的各類附加應(yīng)力而影響到橋梁結(jié)構(gòu)質(zhì)量的情況。

2 橋梁施工過程中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

2.1 工程概況

以某高速公路橋梁為例，其建設(shè)總長度為1.8km，屬于大跨徑連續(xù)橋梁。在實(shí)際的施工環(huán)節(jié)中，為確保橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在橋梁主體與封端位置選用C50 強(qiáng)度等級(jí)的混凝土展開施工，對應(yīng)橋梁的防護(hù)墻選用型號(hào)為C40 的混凝土，同時(shí)需基于對橋梁的設(shè)計(jì)要求與環(huán)境實(shí)況，在混凝土中摻加適量膨脹劑，以保證技術(shù)應(yīng)用效果。

此橋梁的施工順序?yàn)椋簼仓炷梁?，展開腹板鋼筋預(yù)制工作，對堵頭模板進(jìn)行拆除后，進(jìn)行穿束與錨具安裝，采取對縱向預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉的措施；確認(rèn)掛籃走行到位，并完成上段預(yù)應(yīng)力筋張拉任務(wù)后，即可進(jìn)行縱向壓漿并對模板進(jìn)行清理；將底板鋼筋與波紋管綁扎至合適位置，對腹板鋼筋進(jìn)行整體吊裝；進(jìn)行頂板鋼筋與波紋管的綁扎與安裝，需對模板進(jìn)行加固處理，加固前需注意對模板進(jìn)行預(yù)先清理[3]。

2.2 基礎(chǔ)施工

2.2.1 大型沉井與上部結(jié)構(gòu)

作為大跨徑連續(xù)橋梁施工環(huán)節(jié)中的關(guān)鍵部分，大型沉井的重要性毋庸置疑，因此在開展上述高速公路橋梁工程施工過程中，需明確項(xiàng)目所處環(huán)境實(shí)際情況與設(shè)計(jì)要求，分析出需要進(jìn)行大型沉井施工的具體結(jié)構(gòu)尺寸、結(jié)構(gòu)相對位置以及最終所處位置，進(jìn)而確保大型沉井具體參數(shù)的設(shè)置科學(xué)性與完整性。由于在項(xiàng)目中所展開的大型沉井施工井深較大，為保證施工質(zhì)量，要求施工人員需強(qiáng)化日常施工的監(jiān)督管理工作，且對大型沉井的注漿速度以及施工進(jìn)程推進(jìn)情況予以時(shí)刻關(guān)注[4]。大跨徑連續(xù)橋梁上部結(jié)構(gòu)位于開口區(qū)域周邊，關(guān)聯(lián)施工結(jié)構(gòu)包含了通道結(jié)構(gòu)、支撐結(jié)構(gòu)等，為此一般選擇使用轉(zhuǎn)體施工方法，建議在這一施工環(huán)節(jié)，從現(xiàn)澆施工與裝配施工兩個(gè)角度出發(fā)，以實(shí)現(xiàn)上部結(jié)構(gòu)與實(shí)際施工流程之間的優(yōu)化銜接。

2.2.2 深水承臺(tái)

該橋梁項(xiàng)目所覆蓋的施工范圍包括一定面積的水域，部分橋梁結(jié)構(gòu)在實(shí)際施工時(shí)需要深入水體，因此所建成的橋梁的部分結(jié)構(gòu)，無論是在施工環(huán)節(jié)還是在運(yùn)營過程中，均會(huì)受到水體的持續(xù)影響，因此更需要充分考慮關(guān)聯(lián)因素，用以確保施工質(zhì)量，并保證橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與安全性[5]。深水承臺(tái)工藝在實(shí)際施工中應(yīng)用較為頻繁，需預(yù)先收集一系列的橋梁施工參數(shù)與周邊環(huán)境情況，如水體流速與深度、所處地質(zhì)環(huán)境的特點(diǎn)等，隨后即可基于搜集的參數(shù)優(yōu)化深水承臺(tái)工藝細(xì)節(jié)，進(jìn)而滿足實(shí)際施工項(xiàng)目中深水承臺(tái)工藝應(yīng)用的需求[6]。為進(jìn)一步提升項(xiàng)目施工質(zhì)量，在水下施工環(huán)節(jié)，一般配合使用水下成樁工藝，以強(qiáng)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提升橋梁施工質(zhì)量。

2.2.3 連接鋼絞線與預(yù)制結(jié)構(gòu)

針對橋梁中的預(yù)制結(jié)構(gòu)的處理工作，需選擇具有優(yōu)秀市場口碑與生產(chǎn)資質(zhì)的生產(chǎn)廠家，與之建立緊密的合作關(guān)系，以便在廠家技術(shù)人員與施工管理人員的共同配合下，完成預(yù)制結(jié)構(gòu)的焊接與拼接工作。完成連接工作后，需對連接點(diǎn)質(zhì)量予以全面檢查，確認(rèn)各個(gè)連接點(diǎn)質(zhì)量匹配設(shè)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。隨后，對預(yù)制結(jié)構(gòu)中連接點(diǎn)的抗拉伸性能進(jìn)行測試，并應(yīng)做好標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)與預(yù)期參數(shù)之間的對比，確保測試結(jié)構(gòu)與實(shí)際參數(shù)之間的匹配，保證在施工過程中所存在問題的定位準(zhǔn)確性與解決及時(shí)性[7]。需要特別注意的是，由于混凝土澆筑作業(yè)的特殊性，需在完成預(yù)壓測試任務(wù)后的24h內(nèi)進(jìn)行澆筑，以免影響最終的結(jié)構(gòu)澆筑質(zhì)量。為此，在施工過程中，技術(shù)人員需充分考慮到施工天氣狀況，從而有效避免超出規(guī)定施工時(shí)間范圍的情況。

2.3 施工監(jiān)控

2.3.1 應(yīng)力監(jiān)控

大跨徑連續(xù)橋梁在實(shí)際施工過程將會(huì)受到來自內(nèi)外部多種應(yīng)力的持續(xù)影響，關(guān)聯(lián)的影響因素在對項(xiàng)目整體施工進(jìn)度造成影響的同時(shí)，也將產(chǎn)生一定程度的質(zhì)量影響。為此，需強(qiáng)化針對大跨徑連續(xù)橋梁的全程監(jiān)測工作，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)與消除各類應(yīng)力所造成影響。一是要求技術(shù)人員根據(jù)橋梁施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)，對橋梁的應(yīng)力集中點(diǎn)進(jìn)行綜合分析，并應(yīng)在實(shí)際施工過程中定位應(yīng)力集中點(diǎn)位置并放置合適的監(jiān)測設(shè)備，基于這些設(shè)備用以對橋梁應(yīng)力變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)采集；二是將來自監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)與BIM 軟件結(jié)合分析，進(jìn)而構(gòu)建出橋梁的立體結(jié)構(gòu)模型，后續(xù)將模型與預(yù)期模型各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行對比，即可發(fā)現(xiàn)存在于施工環(huán)節(jié)的問題，進(jìn)而制訂并落實(shí)針對性的解決措施。

2.3.2 溫度監(jiān)控

對橋梁項(xiàng)目的溫度監(jiān)控，主要包含局部溫度差與年溫度差兩部分的影響監(jiān)測。年溫度差若表現(xiàn)出水平約束特點(diǎn)，則橋梁結(jié)構(gòu)的收縮將較為均勻，并不會(huì)由于其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致產(chǎn)生溫度應(yīng)力。若在橋梁結(jié)構(gòu)中，發(fā)現(xiàn)了不均勻伸縮約束情況，則表示實(shí)際的年溫差已經(jīng)產(chǎn)生了來自溫度應(yīng)力的影響；局部溫差所帶來的影響，主要體現(xiàn)在沿著界面高度方向的日照溫差，為此，需要在溫度監(jiān)控環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)在梁體、腹板等不同的橋梁結(jié)構(gòu)位置，安置對應(yīng)溫度監(jiān)控設(shè)備，以確保橋梁溫度變化的搜集實(shí)時(shí)性，用以明確溫差可能會(huì)對結(jié)構(gòu)所造成影響的數(shù)值，從而制訂出針對性的應(yīng)對方案，將溫差對橋梁結(jié)構(gòu)的不良影響降到最低。

2.4 支架法施工

橋梁的現(xiàn)澆作業(yè)需要在預(yù)先設(shè)置的支架協(xié)助下才能夠順利推進(jìn)。支架設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)一般采取碗扣腳手架的形式，以提升結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，需聯(lián)系大跨徑連續(xù)橋梁的梁體建設(shè)需求，獲得對應(yīng)支架的承載力數(shù)值，展開基于橋梁設(shè)計(jì)需求的支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化工作[8]。施工環(huán)節(jié)要求支架架設(shè)位置具備平整性與硬化性，并將相鄰支架距離控制在60cm 左右。所使用的架設(shè)鋼管柱規(guī)格為壁厚10mm、φ630mm，共設(shè)置5 排支架，并基于12 號(hào)槽鋼將鋼管柱支架連接。布置支架的方向應(yīng)始終保持與橋向的一致性，需要在支架范圍內(nèi)設(shè)置剪刀支撐，用以保證支架立桿調(diào)整合理性，并需要預(yù)先鋪設(shè)15cm 竹膠板于立桿的下側(cè)。為避免出現(xiàn)支架非彈性形變的現(xiàn)象，建議配合使用砂袋進(jìn)行支架預(yù)壓，并基于水準(zhǔn)儀等儀器設(shè)定支架位置，便于在支架使用期間實(shí)時(shí)觀察其沉降情況。

2.5 掛籃施工

第一，充分利用吊車確保墊木與軌道吊裝效果，配合使用錨定鋼板、夾子等，保證軌道的固定效果，強(qiáng)化掛籃施工環(huán)節(jié)的線形控制效果。

第二，應(yīng)用桁架吊裝方案時(shí)，需要在吊車協(xié)助下完成導(dǎo)軌層面的主構(gòu)架固定任務(wù)，并配合使用千斤頂以及推進(jìn)設(shè)備進(jìn)行設(shè)備設(shè)置的組裝[9]。最后使用錨定鋼棒固定掛籃，持續(xù)降低由于結(jié)塊所需要承擔(dān)的重量。

第三，所使用的內(nèi)模應(yīng)預(yù)先在地面完成底模拼接工作，隨后使用吊裝工具完成吊裝任務(wù)，并應(yīng)將其內(nèi)模的底板安裝于掛籃桁架位置，便于有效控制掛籃尺寸。

第四，安裝內(nèi)模后，技術(shù)人員需結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行檢查，確保掛籃實(shí)際尺寸控制的科學(xué)性，并做好初始模板與掛籃之間的連接工作。

2.6 梁體施工

2.6.1 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

由于混凝土材料的特殊性，在拌和環(huán)節(jié)將產(chǎn)生典型的水化熱現(xiàn)象，因此需要充分利用這一特性提升混凝土粗料溫度。想要達(dá)到這一目的，關(guān)鍵在于技術(shù)人員聯(lián)系區(qū)域地質(zhì)水文的實(shí)際情況，確定所使用各類材料的具體使用量，確保混凝土配合比的設(shè)計(jì)合理性。還應(yīng)由技術(shù)人員組織展開配置試驗(yàn)，選擇出最佳的配合比方案，并基于此明確項(xiàng)目中使用混凝土配合比的實(shí)際要求，進(jìn)而展開混凝土的配置工作。

混凝土澆筑環(huán)節(jié)要求施工人員應(yīng)嚴(yán)格遵循“由上至下”的基本原則，依次展開底板、腹板、頂板順序的澆筑作業(yè)，隨后立即進(jìn)行混凝土振搗，并明確振搗時(shí)間，所使用的振搗工藝則應(yīng)基于施工標(biāo)準(zhǔn)選擇，從而有效避免混凝土凝固后產(chǎn)生蜂窩孔等質(zhì)量問題。施工人員應(yīng)在混凝土澆筑期間時(shí)刻關(guān)注橋梁腹板混凝土高度差，始終將高度差控制在2cm 范圍內(nèi)，若超出標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)及時(shí)落實(shí)整改措施。對此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，可保證掛籃受力的均勻性，避免出現(xiàn)新舊施工段混凝土的錯(cuò)位情況，保證橋梁結(jié)構(gòu)整體施工質(zhì)量。完成澆筑任務(wù)后，施工人員及時(shí)針對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，作業(yè)方法應(yīng)基于所處季節(jié)、天氣等共同確定。以冬季為例，應(yīng)對混凝土采取保溫覆蓋處理方法，夏季時(shí)則需要對混凝土進(jìn)行澆水保濕處理，或在有條件的情況下，采取科學(xué)的蒸汽養(yǎng)護(hù)作業(yè)方法，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

2.6.2 模板工程

安裝模板期間，為確保模板安裝穩(wěn)定性，一般需要提供方木支撐條件。厚度為15mm 的竹膠板是經(jīng)常使用的模板材料，可采取鋼釘連接的方法固定方木與模板結(jié)構(gòu)[10]。此外，應(yīng)在側(cè)模底板與翼緣板位置，采取支架與斜面的形式進(jìn)行結(jié)構(gòu)支撐，確保二者的固定效果，避免由于混凝土澆筑而產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象，也可使用織物及時(shí)封堵較小的縫隙。模板的內(nèi)模同樣以竹膠板為主要材料，配合方木固定制成即可完成安裝任務(wù)。通常情況下在底板澆筑完成后才能進(jìn)行內(nèi)模安裝，并根據(jù)斷面實(shí)際情況展開針對內(nèi)模設(shè)置工作，保證其設(shè)置合理性。在大跨徑連續(xù)橋梁施工環(huán)節(jié)，需要提高對橋面防水性能的重視。設(shè)計(jì)人員應(yīng)在伸縮縫的位置涂抹防水密封膠，并將設(shè)置相鄰凹槽距離控制在2m 左右，隨后展開針對防水層的性能測試。防水層抗?jié)B性標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定為0.28MPa，若超過這一數(shù)值需要對防水工作進(jìn)行返工處理。

3 結(jié)語

綜上所述，大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在社會(huì)持續(xù)發(fā)展背景下逐漸完善。該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也表現(xiàn)出了諸多應(yīng)用優(yōu)勢，若能夠配合使用質(zhì)量綜合控制方案，可更加及時(shí)地發(fā)現(xiàn)與解決施工環(huán)節(jié)存在的各類問題，進(jìn)一步延長橋梁使用壽命，為我國交通事業(yè)的持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。