張軍華
(中鐵十八局集團(tuán)第二工程有限公司,河北 唐山 063000)
預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋從其誕生開(kāi)始,就有很多種類型的施工方法,比如有支架現(xiàn)澆法、懸臂澆筑法、懸臂拼裝法、模架移動(dòng)法、浮吊施工法等等,在這些類型眾多的施工方法當(dāng)中,懸臂澆筑法師應(yīng)用范圍最為廣泛的一種施工方法。目前我國(guó)已建的和在建的多數(shù)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋梁都是采用懸臂澆筑法進(jìn)行施工的。
有一點(diǎn)需要注意的是,懸臂澆筑施工法能夠?qū)嵤┦怯星疤釛l件的,那就是施工中橋梁的墩與梁固結(jié)在一起,施工過(guò)程中橋梁的墩是承受不對(duì)稱彎矩的。因此,利用懸臂澆筑法施工多是利用已經(jīng)建成的橋墩沿著橋跨徑向逐段的加長(zhǎng),且兩端對(duì)稱施工。由此可見(jiàn),由于懸臂澆筑法在施工中,懸臂的長(zhǎng)度是逐漸增長(zhǎng)的,由此導(dǎo)致梁內(nèi)的負(fù)彎矩不斷增大,這勢(shì)必會(huì)對(duì)混凝土梁產(chǎn)生不利的影響,因此需要在施工過(guò)程中對(duì)逐漸增長(zhǎng)的懸臂梁從上部施加外預(yù)應(yīng)力,從而有利于懸臂梁的安全穩(wěn)定施工。
下面簡(jiǎn)要分析一下懸臂澆筑施工法的基本步驟和工藝流程,概括起來(lái)主要可以分為以下幾個(gè)工藝步驟流程:①首先確定橋梁的主墩,在兩端同時(shí)在各主墩上澆筑混凝土,實(shí)現(xiàn)將墩和梁進(jìn)行固結(jié),構(gòu)成臨時(shí)支撐體系②在已經(jīng)澆筑混凝土的節(jié)段上安裝掛籃,在掛籃上再次澆筑混凝土,此舉主要是為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)梁的預(yù)應(yīng)力張緊,從而保障梁的受力平衡;③隨著澆筑節(jié)段的延長(zhǎng),懸臂梁也越來(lái)越長(zhǎng),由于是在兩端同時(shí)施工的,因此兩邊的懸臂梁逐漸靠攏,最后安裝合攏支架,澆筑合體;④連續(xù)梁合體后,解除墩梁固結(jié),實(shí)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的澆筑施工。
從上面對(duì)懸臂梁澆筑施工方法的基本流程的分析中可以看出,懸臂澆筑法施工預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,其施工是有一定特點(diǎn)的,概括起來(lái)其施工特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①懸臂澆筑法施工相對(duì)于在深水、大峽谷以及高墩的情況下修建的連續(xù)梁橋而言應(yīng)該是最優(yōu)的施工方法,因?yàn)檫@種施工方法無(wú)需再橋墩下搭建支架或者維系部件;②懸臂澆筑法的工序相對(duì)較為簡(jiǎn)單,施工設(shè)備少,工藝流程不復(fù)雜,容易控制施工質(zhì)量和施工安全;③懸臂澆筑法施工的速度相較于其他施工方法,施工速度是較快的,因?yàn)橹恍枰WC懸臂梁的受力平衡,完全可以快速實(shí)現(xiàn)逐段增加懸臂梁,從而完成懸臂梁的澆筑施工;④懸臂澆筑施工法在施工中能夠?qū)冶哿核艿降恼龔澗剞D(zhuǎn)移到支點(diǎn)產(chǎn)生負(fù)彎矩,此舉大大提高了連續(xù)梁的承受能力和跨越能力,因此該施工方法能夠建設(shè)大跨徑、超大跨徑的橋梁;⑤懸臂澆筑施工法施工費(fèi)用較低,有利于降低工程總造價(jià)。
(1)結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制。結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制主要是控制連續(xù)梁在施工過(guò)程中以及主梁合攏之后的內(nèi)應(yīng)力。如果應(yīng)力控制不當(dāng),則會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成較大的危害影響,甚至?xí)绊懻麄€(gè)橋梁工程的安全性及穩(wěn)定可靠性,為此,必須要加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制與監(jiān)控。對(duì)于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)內(nèi)力的控制,主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,第一是設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)應(yīng)力要與外部施工施加的預(yù)應(yīng)力平衡,保障懸臂梁的安全施工;第二是檢驗(yàn)施工階段外部預(yù)應(yīng)力和結(jié)構(gòu)實(shí)際內(nèi)應(yīng)力是否存在偏差,并及時(shí)調(diào)整。
(2)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制主要是指懸臂梁澆筑施工方法的角度保障主梁穩(wěn)定性及承受一定載荷的情況下的穩(wěn)定性。這主要是因?yàn)殡S著橋梁跨徑的增大,懸臂梁的長(zhǎng)度也在不斷增加,這使得橋梁整體剛度下降,有可能會(huì)帶來(lái)橋梁主梁的不穩(wěn)定,因此必須要在施工過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的控制。
針對(duì)懸臂梁澆筑施工的特點(diǎn)以及其施工工藝流程,對(duì)于其結(jié)構(gòu)內(nèi)力控制和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制,主要有以下兩種控制調(diào)整方法實(shí)現(xiàn),第一種是事后調(diào)整法,第二種是預(yù)測(cè)控制發(fā)。事后控制法主要是指通過(guò)內(nèi)應(yīng)力的監(jiān)測(cè)以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的監(jiān)測(cè),當(dāng)發(fā)現(xiàn)懸臂梁或者其他橋梁部件的內(nèi)應(yīng)力與設(shè)計(jì)階段的計(jì)算結(jié)果發(fā)生偏差時(shí),通過(guò)一定的外部手段加以干預(yù),使之實(shí)現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力或者結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性向著期望的計(jì)算結(jié)果傾斜,最終實(shí)現(xiàn)橋梁內(nèi)應(yīng)力的平衡以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的控制。預(yù)測(cè)控制法主要是指全面考慮橋梁的設(shè)計(jì)施工過(guò)程中可能遇到的各種因素作用影響之后對(duì)橋梁的受力影響以及結(jié)構(gòu)影響,為每一種影響因素構(gòu)建影響因子模型,確定影響程度,有針對(duì)性的提出預(yù)防措施或者調(diào)整方法,從而在施工之前就實(shí)現(xiàn)對(duì)懸臂梁或者橋梁其他部件的內(nèi)應(yīng)力或者結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的平衡控制。事后調(diào)整法實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單,但是其應(yīng)用范圍有限,往往只能夠應(yīng)用于線性的調(diào)整,因此可以應(yīng)用于對(duì)受力要求不高的簡(jiǎn)單的橋梁設(shè)計(jì)施工之中;但是預(yù)測(cè)控制法需要全面考慮各個(gè)有可能影響到橋梁內(nèi)應(yīng)力及其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素,因此該調(diào)整方法適用于各種類型設(shè)計(jì)的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工之中。
對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工而言,不管采用哪一種施工方法,最關(guān)鍵的都是預(yù)應(yīng)力的控制,預(yù)應(yīng)力控制不當(dāng),有可能造成橋梁質(zhì)量隱患,這里討論一下預(yù)應(yīng)力控制技術(shù)。
(1)縱向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)??v向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)主要包括頂板束、底板束、腹板束等基礎(chǔ)構(gòu)件。頂板束主要分擔(dān)澆筑在墩上的混凝土固結(jié)所承受的負(fù)彎矩;底板束主要承受張緊拉力,而腹板束主要承受橋跨所承受的縱向剪切力。
(2)豎向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)。豎向預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)可以采用鋼筋螺母進(jìn)行固定,采用若干個(gè)鋼筋螺母均勻布置在箱梁的腹板上,實(shí)現(xiàn)對(duì)橋梁豎向上的預(yù)應(yīng)力的平衡控制。對(duì)于具體的預(yù)應(yīng)力的控制,可以通過(guò)布置傳感器監(jiān)測(cè)關(guān)鍵部位的內(nèi)應(yīng)力,通過(guò)計(jì)算機(jī)計(jì)算施加合適的外部預(yù)應(yīng)力,從而保證連續(xù)梁施工的安全及穩(wěn)定可靠。
文章針對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工特點(diǎn),對(duì)施工工藝流程進(jìn)行了詳細(xì)分析,并在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)探討了面向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用,這無(wú)論是在理論上還是在實(shí)踐上都有著較好的指導(dǎo)和借鑒意義。