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摘要:在桥梁工程施工中,大跨径连续桥梁施工技术是常用技术手段之一,文章以实际工程案例为切入点,介绍大跨径连续桥梁施工技术,归纳总结施工技术要点,包括基础施工、模板支设、钢筋施工等。希望能够为相关人员提供一些参考,推动大跨径连续桥梁施工领域可持续的发展。
关键词:桥梁施工;大跨径连续桥梁;施工技术
随着交通运输业的发展,公路工程建设里程增多、跨越地形复杂度提高,桥梁的跨径也随之增大,使得越来越多的大跨径连续桥梁出现。作为桥梁工程常用的施工技术,大跨径连续桥梁施工技术凭借养护任务少、环境适应力强等优势,在保障桥梁运营安全性、稳定性等方面发挥着重大作用。为此,需深入探讨大跨径连续桥梁结构的特征和施工工艺,明确具体的施工要点,在充分发挥技术价值的同时,增强桥梁工程的稳固性,延长工程的使用寿命。以下结合笔者经验对大跨径连续桥梁施工技术展开简要论述。
1 工程概况
某桥梁工程全长1.8km,桥面宽40m。主桥设计中,桥跨(62+110+62)m,上部结构单箱单室连续箱梁,共有8个,分为4组,每组2个。箱梁顶宽13.2m、底宽7.5m;顶板悬臂长2.87m、厚18cm。箱梁跨度大,为大跨径连续桥梁,为保证工程的稳定性,于主体、封端部位使用C50强度混凝土,对应桥梁防护墙为C40混凝土,同时掺入适量膨胀剂,以确保施工技术的应用效果。
2 大跨径连续桥梁施工技术概述
大跨径连续桥梁属于预应力桥梁,是一种具有较高技术水平的桥梁,单一跨径在100m左右。大跨径桥梁是超静定的结构体系,恒活载作用下经支点的负弯矩对部分荷载进行抵消,伸桥净空大、结构刚度大,是现代桥梁工程常用的结构形式[1]。结合工程实践,大跨径连续桥梁施工技术具有质量优、抗震性强、附件应力少等特点,同时也存在支架高、地形复杂、刚性把握难度大等难点,需要技术人员结合工程实际选择施工技术,防止因附加应力的产生给工程质量带来影响。大跨径连续桥梁施工流程见下图1。
图1 大跨径连续桥梁施工流程示意图
3 大跨径连续桥梁施工技术要点
3.1 施工准备
施工前,到施工现场进行实地勘察,了解工程的地质、水文等情况,依托采集数据设计施工图纸,保证施工图纸的合理性;进行技术交底,耐心回答施工人员的困惑,防止后续施工中因不了解设计图纸而出现施工中断的情况,延长施工周期;处理施工现场,清除施工范围内松软的土壤与垃圾,如果现场环境复杂、稳定性差,需将影响钻孔硬度的大石清除出去,同时以片石或灌浆等方式对原软基进行处理;结合施工计划和方案,准备施工材料、设备,并做好材料质量、设备检修,确保材料指标达标、设备正常运行。
3.2 基础施工
(1)深水承台。本工程施工段有水域,一些桥梁结构需要进入水体,需要充分考虑水体对桥梁结构的影响,从而保证整体结构的稳固性。作为桥梁工程的重要内容,深水承台的施工效果和结构稳定性有着紧密的关系。结合工程实践,深水承台容易遭受水压、水流等因素影响,肩负着大跨径连续桥的荷载,需在施工前对相关参数、周围环境进行采集,如地质环境、水流速度等,在此基础上对深水承台的施工流程进行调整和优化,以满足深水承台的工艺要求。同时,还要在水下施工时采用水下成桩工艺,进一步增强基础结构的性能,提高工程质量。
(2)大型沉井。基础施工中,大型沉井是非常重要的一环,施工流程有底板、凹槽等。由于沉井工作量大,稍有疏忽就会出现返工的情况,增加施工人员的压力和施工成本。鉴于此,需在沉井施工前进行实地考察,基于现场情况标记沉井的标高和位置,按照施工流程依次施工。同时,还要施工过程中测量校正沉井垂直度与位置,可采用助沉手段来保障施工效果[2]。
(3)地下连续墙。对于桥梁工程而言,地下连续墙的设置能够减轻振动源给基础结构带来的负面影响,防止共振给桥梁结构造成破坏。实际施工中,需要在施工现场开挖多个槽体,过程中注意对槽体深度、位置进行控制;槽体开挖结束后,将内部残留的土壤、杂物等清除干净,随后安装钢筋笼、浇筑混凝土,经接口管连接临近单元槽段,以整体的墙体结构抵抗噪音、水流等方面的侵扰。
3.3 模板支设
模板支设施工前,由质检人员检查模板质量,对于有变形、裂纹等问题的模板及时剔除;测量模板配件的尺寸,和设计图纸展开比较,精准无误或误差在允许范围后,对表面污渍进行彻底的清除,并校正处理有轻微弯曲的模板。搭建配套的支撑体系,按照先后顺序安装板材、配件,调节模板标高、垂直度等参数;所有的模板成功安装后,和支撑结构紧密连接在一起,同时在板内安装预埋件;检查模板的安装效果,无问题后于表面涂抹脱模剂,用海绵条对临近模板的缝隙进行填充,最后验算模板的承载力与稳定性等相关参数[3]。模板支设施工中,需要注意这些问题:
(1)安装顶模板、侧模板等模板时,由于模板所在位置不同,需要注意的事项也有所差异。以底模板支设为例,提前在分配梁(支架)上搭建方木,纵向分布,于方木上钉竹胶板,确保方木、模板相互贴合、无缝隙。对于安装有偏差的模板,采用方木调整的方式对梁底的高度、坡度进行校正;于底模板两侧预留一定数量的孔洞,清模工作完成后对孔洞进行封堵。
(2)底模板施工前,需要安装支座并检查,用酒精擦拭表面;借助座板对位于上部、下部的支座进行固定,固定好整体吊装、永久固定;支座安装施工期间,结合设计要求选择垫石,保持平面水平。如果支座的承压在5000kN以内,需将高差控制在1mm内;如果支座的承压在5000kN以上,将高差控制为2mm内;将支座、主梁的中心线相互重合,允许有水平偏差,但不能超过2mm;支座安装期间,上部件、下部件的横向和纵向轴线需对正,若安装精度不符合设计要求,需要错开安装上下部件,同时确保错开间距和结果相符。
3.4 钢筋施工
箱梁梁体对钢筋的需求量较大,使用的钢筋、半成品规格也存在不同。因此,钢筋施工前需严格检查钢筋的外观、尺寸等,可采用随机抽取的方式送检部分钢筋,依托检测结果将有质量问题的钢筋退回生产商,对于质量符合要求的钢筋则给予编号处理;预处理所用钢筋,将表面残留锈迹、灰尘清除干净,校直轻微弯曲的钢筋,于表面涂抹一层防锈漆[4];结合施工标准对钢筋进行绑扎,错开布置受力主筋,认真检查接头位置、数量和效果等。另外,根据施工方案为顶板、底板等部位安装钢筋。举例底板钢筋的绑扎施工,提前于底板承台将位置线标记出来,同时对下层钢筋进行铺设,检查承台的受力情况,按照先后顺序对短向、长向钢筋展开铺设施工;在原位置绑扎基础钢筋,交错绑扎处于中心部位的钢筋,全面绑扎外围钢筋、受力钢筋(双向);于基础底板布设砂浆保护垫块,确保邻近垫块间距一致,以梅花的形式布置,最后对钢筋撑筋进行铺设、分层穿筋绑扎。
钢筋施工过程中,需要格外注意这些问题:于预制场对钢筋骨架进行加工,所有钢筋骨架制作完成后再送至现场安装;临时堆放于桥面时,保证钢筋骨架均匀的分布,避免钢筋骨架集中于一处增加桥梁结构的荷载。对于制作完成的钢筋骨架,安排专人进行质量检查,具体见下表1;钢筋焊接期间,保证钢筋的焊缝、搭接长度和要求相符;钢筋绑扎操作中,严格控制绑扎程度,结合设计方案对波纹管进行预埋处理,一般间隔60cm左右。在曲线施工段,适当增加波纹管的数量,确保波纹管的孔道和锚垫板处于垂直状态[5]。
表1 钢筋骨架质量检验标准
项目 | 允许偏差(mm) | |
主控项目 | 主筋距桩顶距离 | ±5 |
多节桩锚固钢筋位置 | 3 | |
多节桩预埋铁件 | ±3 | |
主筋保护层厚度 | ±5 | |
一般项目 | 主筋间距 | ±5 |
桩尖中心线 | 10 | |
箍筋间距 | ±20 | |
多节桩锚固钢筋长度 | ±10 | |
桩顶钢筋网片间距 | ±10 |
3.5 混凝土施工
混凝土浇筑施工前,认真检查模板支设、钢筋的绑扎情况,根据工程情况、设计方案对混凝土进行制备,并在制备结束后于现场测试混凝土的坍落度,待所有参数均和标准相符后,方可浇筑混凝土。大跨径连续桥梁的混凝土浇筑应当分段进行,过程中严格控制浇筑高度、速度,若高度在2m以上,布设额外的串筒装置,防止混凝土浇筑时出现离析的情况;采用由上至下的顺序对混凝土进行浇筑,避免出现混凝土开裂、支架变形等问题;尽量连续浇筑,若采用分层浇筑法施工,应当在上层混凝土初凝前进行下一层的浇筑,防止施工裂缝的形成;混凝土浇筑期间,边浇筑混凝土、边振捣,增强混凝土的密实度。为保证混凝土浇筑工作顺利进行,于施工现场配备充足的振捣工作人员,振捣期间注意保护波纹管,并严格控制振捣频次和时间[6];由工作经验丰富的人员支模,对于出现明显变形、位移问题的模板及时处理。混凝土浇筑结束后,实行2次抹光处理,保证混凝土表面粗糙度良好。此外,做好混凝土的养护处理,如在混凝土表面喷洒洁净水或覆盖塑料薄膜,安排专人不定期的测量和控制内外温差、水的蒸发情况。
3.6 预应力筋张拉施工
预应力筋张拉施工过程中,结合施工流程和现场情况准备机械设备,如油泵、千斤顶等,同时对设备进行调试、检修,消除潜在隐患,并于指定位置安装;检查配套设备的性能、尺寸等,确保相关参数和张拉施工要求相符;检查混凝土的强度、弹性模量,通过实际数值和设计值的比较,了解是否在允许范围之内,为后续预应力筋张拉施工的开展奠定基础;张拉施工的顺序为,先纵向张拉、后横向张拉、最后竖向张拉,按照先后顺序进行张拉施工,必要时布设额外的偏垫,以免出现应力集中的情况;动态性的观察预应力筋的变化情况,特别是伸长值的变化,基于观察结果调整张拉强度,确保具体的伸长值和理论值相差不能超过±6%;充分掌握张拉流程,以纵向张拉施工为例,于预应力筋两端一起张拉,先张拉腹索、后张拉顶板索、最后张拉底板索,确保最大的不平衡束数量不超过1束。
3.7 孔道压浆和封端
孔道压浆施工环节,基于设计要求、工程情况对水泥砂浆进行制备,采集水泥砂浆的样本进行质量检测,确保所有材料质量达标;认真检查孔道内部,保持孔内湿润、无残留物、无污染物,孔内情况和施工要求不相符时,先进行针对性的处理,符合标准后才能压浆封端[7]。同时,做好施工前的各项准备工作,检查钢绞线有无断丝、滑丝的情况,用水泥砂浆封堵锚环、夹片间隙;按照由下到上的顺序压浆,先压浆处理底板孔道,最后压浆处理顶板孔道,尽可能的持续压浆。如果压浆操作中孔道口的另一侧出现砂浆溢出的情况,应当及时关闭阀门,维持一段时间的持压,然后进行二次补浆,直到全部孔道口的砂浆粘稠度和标准相符。压浆工作结束后,及时封端处理,过程中需使用具有极高稳定性的材料,保证封端作业的有效性。
3.8 拆模落架
结束封端工作后,进行拆模落架施工。结合混凝土的强度结果(见下表2),按照先后顺序拆模,加强拆模施工的防护,防止脆弱结构因人为或设备碰撞而受损;落架环节中,准备数量足够、承载力好的支架,先将放松木楔拆除下来、取出垫木,底部模板处于悬空状态,最后再取出底模;工字钢拆除期间,通常无法直接拆除吊机,可在支架两侧布设手拉葫芦,将工字钢缓慢下落至翼板下方,为吊机的拆除提供充足的空间。
表2 模板拆除混凝土强度要求
构件类型 | 构件跨度(m) | 混凝土强度标准值百分率(%) |
板 | ≤2 | ≥50 |
2-8 | ≥75 | |
>8 | ≥100 | |
梁、壳、拱 | ≤8 | ≥75 |
>8 | ≥100 | |
悬臂构件 | - | ≥100 |
4 结语
综上所述,大跨径连续桥梁是桥梁工程常用的结构类型,施工技术目前已比较成熟,但实际施工中仍存在一些问题,需要施工单位加强研究、积极探索更具可行性的方法。同时,也需要施工人员基于工程情况,对每个环节的施工要点进行明确,加强对施工环节的质量控制,确保工程质量,提升桥梁工程的整体效益。
参考文献:
[1]刘征.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的运用[J].运输经理世界,2023(16):100-102.
[2]张文贵.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术研究[J].运输经理世界,2022(35):98-100.
[3]邢英刚.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术探讨[J].模型世界,2021(10):133-135.
[4]陈少毅.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用[J].建筑技术开发,2021,48(18):23-24.
[5]聂军红,汪白英.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用[J].交通建设与管理,2023(3):130-131.
[6]郭世川.基于桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的探讨[J].四川建材,2021,47(5):171-172.
[7]郭鹏.桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术应用探讨[J].中国航班,2023(14):204-207.