摘要:橋梁施工是橋梁建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),橋梁施工技術(shù)水平的高低直接影響到橋梁建設(shè)的發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,施工機(jī)具、設(shè)備和建筑材料的發(fā)展,橋梁施工技術(shù)得到了不斷地改進(jìn)、提高。本文針對(duì)橋梁施工技術(shù)水平的不斷提高,闡述了橋梁施工方法及橋梁的幾項(xiàng)施工技術(shù),并提出在橋梁的建設(shè)與使用中鋼筋的作用和銹蝕防治對(duì)策。
關(guān)鍵詞:橋梁;施工技術(shù);鋼筋銹蝕防治
1 橋梁施工方法概述
1.1 橋梁基礎(chǔ)施工
一般來(lái)說(shuō),橋梁基礎(chǔ)工程發(fā)展到今天,已經(jīng)不受水文、地質(zhì)條件的控制,所重視的是工程結(jié)構(gòu)本身和經(jīng)濟(jì)效益。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)擁有了符合我國(guó)國(guó)情的一整套施工工藝及相應(yīng)的設(shè)備,而特大橋梁基礎(chǔ)已經(jīng)向“組合基礎(chǔ)”發(fā)展。擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基和沉井在各自的發(fā)展中又彼此“聯(lián)合”。這種聯(lián)合就是根據(jù)不同的水文、地質(zhì)來(lái)發(fā)揮各類型式的特點(diǎn)而組成的一個(gè)整體。橋梁基礎(chǔ)工程由于在地面以下或在水中,涉及水和巖土的問(wèn)題,從而增加了它的復(fù)雜程度,使橋梁基礎(chǔ)的施工無(wú)法采用統(tǒng)一的模式。但是根據(jù)橋梁基礎(chǔ)工程的形式大致可以歸納為擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁和管樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻基礎(chǔ)和組合基礎(chǔ)幾大類。
1.2 橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工
橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法,70年代以后隨著預(yù)應(yīng)力混凝土的廣泛應(yīng)用,已經(jīng)得到了迅速發(fā)展,并發(fā)生了重大的變革。在鋼筋混凝土橋梁的時(shí)代,可以說(shuō)主要是現(xiàn)場(chǎng)澆注的施工方法。由于橋梁類型增加與跨徑增大,構(gòu)件生產(chǎn)的預(yù)制化,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步、機(jī)械設(shè)備的發(fā)展,由此而引起施工方法的進(jìn)步和發(fā)展,形成了多種多樣的施工方法。主要有:就地澆注法;預(yù)制安裝法;懸臂施工法;轉(zhuǎn)體施工法;頂推法施工;移動(dòng)模架逐孔施工法;橫移法施工;提升與浮運(yùn)施工。
除外,橋梁下部結(jié)構(gòu)考慮是否得當(dāng),對(duì)工程造價(jià)、質(zhì)量、工期及使用影響也很大。內(nèi)力計(jì)算為減少軟土地基位移對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)的影響,上部工程多采用標(biāo)準(zhǔn)梁的先簡(jiǎn)支后連續(xù)構(gòu)造,這樣整個(gè)工程的計(jì)算工作主要集中于下部結(jié)構(gòu),故下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法的選用是否正確,考慮因素是否全面,直接關(guān)系到工程的安危。主要的下部結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法有:蓋梁內(nèi)力計(jì)算、橋墩內(nèi)力計(jì)算、橋臺(tái)內(nèi)力計(jì)算。
2 幾項(xiàng)橋梁施工技術(shù)介紹
2.1 預(yù)應(yīng)力混凝土工程
《規(guī)范》12.6.6預(yù)應(yīng)力筋編束規(guī)定,預(yù)應(yīng)力筋由多根鋼絲或鋼絞線組成時(shí),同束內(nèi)應(yīng)采用強(qiáng)度相等的預(yù)應(yīng)力鋼材。編束時(shí),應(yīng)逐根理順,防止互相纏繞。鋼筋的冷拉工藝采用控制應(yīng)力或控制冷拉率的方法。從受力分析來(lái)考慮,編束時(shí),梳理順直,可防止鋼絲或鋼絞線在穿孔、張拉時(shí)由于互相纏繞紊亂而導(dǎo)致的受力不均勻現(xiàn)象。當(dāng)受力不均勻時(shí),將使有的鋼絲達(dá)不到張拉控制應(yīng)力,而有的則可能被拉斷,造成預(yù)應(yīng)力損失?!兑?guī)范》12.10.3后張法張拉第2條規(guī)定,預(yù)應(yīng)力筋的張拉順序應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,當(dāng)設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)可采取分批、分階段對(duì)稱張拉。主要從受力角度要求后張法多根(束)預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí),應(yīng)使張拉的合力作用線處的構(gòu)件核心截面以內(nèi),防止構(gòu)件截面產(chǎn)生過(guò)大的偏心受壓和邊緣拉力。對(duì)稱張拉可避免或減少偏心力矩,宜分批、分階段對(duì)稱地進(jìn)行。另外,按控制應(yīng)力先張拉的預(yù)應(yīng)力筋會(huì)因后批預(yù)應(yīng)力筋張拉時(shí)所產(chǎn)生的混凝土彈性壓縮而引起應(yīng)力損失。為保證施工質(zhì)量,預(yù)應(yīng)力張拉必須嚴(yán)格按照程序規(guī)定執(zhí)行且張拉后立即做好灌漿的準(zhǔn)備,這些對(duì)控制應(yīng)力損失的減少都非常關(guān)鍵。張拉過(guò)程中不僅要控制好應(yīng)力值,而且要隨時(shí)抽查預(yù)應(yīng)力筋的增長(zhǎng)值,同時(shí)要按照對(duì)稱、均勻的方法進(jìn)行張拉,張拉完并封錨以后,即可開(kāi)始灌漿的工作,灌漿不僅減少應(yīng)力的損失,而且封閉孔道,減少預(yù)應(yīng)力筋的損失,并且使其與結(jié)構(gòu)共同作用,提高結(jié)構(gòu)的抗裂性。
2.2 臨時(shí)支座的預(yù)制
在橋梁施工中,臨時(shí)支座大多數(shù)采用預(yù)制的長(zhǎng)方體混凝土塊,在相應(yīng)位置對(duì)稱放置兩塊,待濕接頭混凝土達(dá)到強(qiáng)度后,再鑿除,這樣施工由于預(yù)制的混凝土塊薄厚不均,擺放位置錯(cuò)動(dòng),以及梁板本身制作尺寸的誤差,容易把臨時(shí)支座壓壞、壓碎、擠動(dòng),影響梁板的標(biāo)高或造成梁板位置偏離。有些臨時(shí)支座由于梁板的拖動(dòng),緊靠在臺(tái)帽里側(cè)不易鑿除,即使鑿除后也不易清掃,給施工帶來(lái)不必要的麻煩。臨時(shí)支座的作用是減小和防止支架產(chǎn)生有害于施工的沉降。是否需要給支架設(shè)臨時(shí)支座,一要看支架落地處是否堅(jiān)實(shí);二要看支架的荷載是否大;三要看施工的周期是否長(zhǎng)。一般,雨天之后要檢查支架、支座變形。
2.3 承臺(tái)施工
為了開(kāi)挖橋臺(tái)基坑,必須選擇有效的降水措施。根據(jù)市場(chǎng)的調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)的布設(shè)條件,采輕型井點(diǎn)降水措施是最經(jīng)濟(jì)最可行的辦法。因?yàn)閷?shí)際中布設(shè)為分級(jí)井點(diǎn),所以必須加以嚴(yán)密的計(jì)算。同時(shí)項(xiàng)目部準(zhǔn)備了一套輔助方案,如果第一套方案有難度,那么準(zhǔn)備在回填土的外側(cè)再筑兩道臨時(shí)圍堰,以降低水源方向水位的高度。施工流程為:測(cè)量放樣→井點(diǎn)降水→基坑開(kāi)挖→澆筑墊層→承臺(tái)鋼筋制作→模板制作→混凝土澆筑→養(yǎng)護(hù)。根據(jù)施工的環(huán)境特點(diǎn)及設(shè)計(jì)圖紙,結(jié)合以往的施工經(jīng)驗(yàn),決定對(duì)基坑開(kāi)挖采用輕型井點(diǎn)降水方式。井點(diǎn)的平面布置主要取決于地下水的補(bǔ)給方式,基坑的平面形狀和要求降水的深度。井點(diǎn)的平面布置形式有:單排布置、雙排布置、環(huán)型布置和U型布置。
3 鋼筋銹蝕防治對(duì)策
在橋梁的建設(shè)與使用中鋼筋的作用是不可忽略的, 鋼筋的使用壽命直接影響著橋梁的使用。影響鋼筋銹蝕的因素眾多:原材料(水泥、鋼筋、外加劑、拌和用水等),環(huán)境(海水、除冰劑、酸雨、尾氣等)、施工(水灰比、水泥用量、外加劑、混凝土質(zhì)量等) , 以及其他諸如鋼筋應(yīng)力狀態(tài)等因素?;炷龄摻钿P蝕機(jī)理復(fù)雜,因此混凝土橋梁鋼筋防腐是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,需要多管齊下, 綜合冶理。
為了實(shí)現(xiàn)隔斷水浸入主梁混凝土腐蝕鋼筋,必須采取多種措施綜合治理,內(nèi)外結(jié)合、多管齊下。從不同層次、不同角度采取防、排措施: 隔斷外界水和侵蝕性離子的浸入;將浸入橋面的水排出;增加足夠的保護(hù)層厚度來(lái)保護(hù)鋼筋。
3.1 采取防護(hù)措施的原則
3.1.1 由于橋梁的重要性不同,因此應(yīng)引入根據(jù)橋梁重要性對(duì)橋梁進(jìn)行分級(jí)防護(hù)的理念。不同等級(jí)的橋梁, 根據(jù)經(jīng)濟(jì)狀況和其他一些因素, 采取不同保證率下的防護(hù)級(jí)別和相應(yīng)對(duì)策。
3.1.2 對(duì)于所有橋梁,由于鋼筋銹蝕等會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力急速下降,因此應(yīng)提倡“預(yù)防性防護(hù)”的理念。尤其對(duì)于特別重要的橋梁,采取事前防護(hù)的原則,防患干未然。
3.1.3 所有用于橋梁中防止鋼筋銹蝕的防護(hù)產(chǎn)品, 均不應(yīng)導(dǎo)致橋梁其他方面功能的降低。
3.1.4 所有用于橋梁中主粱鋼筋銹蝕的防護(hù)產(chǎn)品,均應(yīng)符合環(huán)保要求,不致因使用防銹材料而污染和破壞周圍的環(huán)境,這種污染和破壞包括在施工過(guò)程中和施工后使用過(guò)程中對(duì)人的危害和對(duì)環(huán)境的侵蝕。
3.2 鋼筋表面處治防護(hù)
3.2.1 鋼筋防銹,在防治鋼筋銹蝕時(shí),首先想到的就是必須在鋼筋上做文章。目前較為經(jīng)濟(jì)被廣泛采用的是使用涂層鋼筋,即在普通低碳鋼表面加上防腐涂層,把鋼筋與腐蝕性環(huán)境隔離開(kāi),而得到鋼筋防腐的目的。涂層材料必須保證在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、安裝過(guò)程中涂層不被破壞,在惡劣條件下具有一定的耐久性、在結(jié)構(gòu)物使用壽命周期內(nèi)均能保持其結(jié)構(gòu)功能,并且具有經(jīng)濟(jì)性。
3.2.2 電化學(xué)防護(hù)法
根據(jù)電化學(xué)原理我們知道:只要鋼筋攜帶(或能及時(shí)獲得)足夠數(shù)量的多余電子,無(wú)論電解液的DH如何,鋼筋都始終處于穩(wěn)定狀態(tài),不會(huì)腐蝕。由此人們?cè)O(shè)想采用陰極保護(hù)法防止鋼筋腐蝕。陰極保護(hù)可分為外加電流陰極防護(hù)法和電鍍陰極防護(hù)法。
3.3 既有橋梁鋼筋銹蝕防治對(duì)策研究
既有鋼筋混凝土橋梁的鋼筋銹蝕防治主要集中在恢復(fù)性防治措施上, 但更多的是或者更大程度上是防止橋梁在以后的運(yùn)營(yíng)中繼續(xù)發(fā)生鋼筋銹蝕??梢圆捎玫姆椒ㄖ饕袃纱箢愋?無(wú)破損防護(hù)和破損防護(hù)。a.無(wú)破損防護(hù)——無(wú)破損防護(hù)主要是電化學(xué)防護(hù)法。具體方法見(jiàn)前述。b.破損性防護(hù)——破損性防護(hù)主要是將原橋面鋪裝鏟除后, 再在上面敷設(shè)剛性防水劑或者柔性防水層。
小結(jié)
在橋梁建設(shè)中,我們應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的施工方法和技術(shù)。但無(wú)論是在施工實(shí)踐,還是橋梁施工技術(shù)研究方面缺乏科學(xué)的指導(dǎo),導(dǎo)致橋梁的質(zhì)量問(wèn)題存在一些限制。因此,我們要在工程實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn),總結(jié)經(jīng)驗(yàn),提高施工工藝。