郭 賓

(山西路橋集團(tuán)國際交通建設(shè)工程有限公司，山西太原 030006)

0 引言

自從改革開放以來，我國大跨度橋梁施工的發(fā)展進(jìn)入了一個高速的發(fā)展時期，主要表現(xiàn)在近幾年來大幅度增加的橋梁建筑總數(shù)量，多樣化體系的橋梁結(jié)構(gòu)，橋梁結(jié)構(gòu)的跨度也日益變大，建筑橋梁施工的工程環(huán)境也越來越復(fù)雜化，因此對大跨度建筑橋梁施工的技術(shù)有了更高程度的要求。施工是橋梁建筑工程中很重要的一個環(huán)節(jié)，合理正確的施工措施能使得施工管理與組織的水平得到有效提升。通常的大跨度橋梁建筑工程包括施工前的準(zhǔn)備、基礎(chǔ)方面施工、索塔方面施工和工程上部結(jié)構(gòu)施工等。施工方面的準(zhǔn)備是指工程開始時的各種施工材料和機(jī)械設(shè)備的工程進(jìn)場;基礎(chǔ)方面的施工是指深水承臺的施工、沉井的施工、連續(xù)墻的施工;上部結(jié)構(gòu)方面的施工是指大跨度鋼筋的斜拉橋施工。

1 大跨度橋梁施工的控制意義

大跨度橋梁工程施工連續(xù)是一個復(fù)雜而又系統(tǒng)的建筑工程，其中施工質(zhì)量與安全直接關(guān)系著建筑工程竣工后能否正常運(yùn)行;與此同時，其涉及的工作面很廣，要求工程的施工人員必須重視施工的質(zhì)量控制。

1.1 保證橋梁的高質(zhì)量

要想安全使用大跨度橋梁的混凝土，就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循建筑施工的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)，從而控制施工質(zhì)量。對于上部結(jié)構(gòu)的工程多層次、多工序的橋梁架體結(jié)構(gòu)，必須確保內(nèi)部結(jié)構(gòu)與高程設(shè)計(jì)的施工質(zhì)量滿足國家的相關(guān)規(guī)范和符合橋梁施工的設(shè)計(jì)要求;在此過程中可以運(yùn)用相關(guān)設(shè)備技術(shù)儀器對工程的施工進(jìn)行模擬與監(jiān)督，預(yù)估各個層次的結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形計(jì)算，并科學(xué)的對比施工進(jìn)程中的模擬計(jì)算數(shù)值和實(shí)際發(fā)生的數(shù)值，最終達(dá)到工程設(shè)計(jì)方面的最優(yōu)處理。如果發(fā)現(xiàn)施工過程中的質(zhì)量和效果不能達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，就應(yīng)該迅速采取措施去糾正，直到各方面都能達(dá)到工程設(shè)計(jì)的要求。

1.2 保證橋梁的安全使用

目前，大跨度混凝土的橋梁連續(xù)結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性已經(jīng)成為工程界關(guān)注的重要問題之一。建筑橋梁的可靠性、行車的舒適性、安全性、耐久性等，以及橋梁精品工程與橋梁控制施工的實(shí)施是橋梁建筑工程中不能缺失的主要內(nèi)容。要控制連續(xù)橋梁的施工過程，預(yù)先留下長期的觀測點(diǎn)可以為橋梁建筑制造安全監(jiān)測的長期條件，進(jìn)而提供給橋梁在運(yùn)營階段科學(xué)、可靠的養(yǎng)護(hù)工作數(shù)據(jù)，從而確保橋梁的使用安全。

2 大跨度橋梁施工的重要技術(shù)

2.1 深水高樁方面的承臺施工基礎(chǔ)

1)施工的特點(diǎn)。

a.該工程處在比較深厚的覆蓋層，因?yàn)樗?、水流急、水流的流態(tài)紊亂，使得鉆孔時的平臺和鉆孔樁在施工過程中難度偏大。b.鉆孔樁施工時密集且樁間距小，對垂直狀的鉆孔要求高;在特殊層面如易坍土層和溶洞等，就高要求護(hù)壁泥漿，要其成孔時能夠快速度。c.承臺建筑結(jié)構(gòu)的尺寸較大，不僅鋼吊箱而且鋼套箱結(jié)構(gòu)，它們的規(guī)模尺寸也很大，在設(shè)計(jì)、制作、安裝方面擁有較大的難度。

2)施工技術(shù)。

a.大型建筑鉆孔平臺在深水流中的施工技術(shù)。通常的高樁深水在承臺的基礎(chǔ)上是采用鋼管樁的鉆孔平臺，但是對于鋼管樁的平臺剛度較小、水深有40 m，最大時的水流速度有4.17 m/s的蘇通大橋的北索塔主墩，在施工過程中打樁定位困難、在水動力的作用下易斷裂且懸臂很長。所以需要采用鋼護(hù)筒直接用作成平臺的支承工程結(jié)構(gòu)方案，見圖1。b.覆蓋層的深厚與超大灌注樁的直徑鉆孔施工技術(shù)。蘇通大橋在針對不同的地層利用合適的鉆速與鉆壓;配置了能夠保護(hù)泥漿的優(yōu)質(zhì)PHP;運(yùn)用樁底的后壓漿方法來降低群樁的基礎(chǔ)沉降量，從而加強(qiáng)了基礎(chǔ)樁的整體基礎(chǔ)剛度與承載能力，注漿管布置見圖2。c.超長且超大的鋼吊箱的設(shè)計(jì)施工技術(shù)。蘇通大橋在施工時是運(yùn)用鋼吊箱的雙壁進(jìn)行系梁和承臺，建成后的鋼吊箱就是橋梁結(jié)構(gòu)中的永久部分。鋼吊箱長118 m、高16.5 m、寬52 m，總重6 180 t。蘇通大橋的北索塔的基礎(chǔ)就有3 200 t首節(jié)的鋼吊箱，但是在國內(nèi)沒有該起重量的橋梁浮吊。對此是運(yùn)用了組拼，連續(xù)多臺在整體下千斤頂?shù)尼尫配摰跸涞姆椒?，利用了液壓的程控、可靠設(shè)計(jì)和信息化的監(jiān)控等技術(shù)集成，從而實(shí)現(xiàn)了鋼吊箱的大型進(jìn)水與定位精準(zhǔn)，見圖3，圖4。

圖1 施沉鋼護(hù)筒

圖2 注漿管布置

2.2 索塔方面的施工

大跨度橋梁的索塔工程一般分為鋼筋的混凝土結(jié)構(gòu)與塔柱結(jié)構(gòu)，索塔方面的施工主要是塔柱的施工(鋼筋、混凝土、模板、骨架)、橫梁的施工(鋼筋、混凝土、模板、預(yù)應(yīng)力)，還有附屬設(shè)施方面的施工。

1)在斜塔柱懸臂時的抗傾斜狀態(tài)下，施工時的荷載成導(dǎo)致混凝土在塔柱底出現(xiàn)開裂情況，所以，設(shè)置水平約束與支撐能夠降低開裂對工程的影響，確保傾斜塔柱的穩(wěn)定、變形和正常受力。逐段的設(shè)立主動支撐，建成塔后再拆除這些主動支撐一直是國內(nèi)外在橫向塔出現(xiàn)內(nèi)側(cè)傾的慣常用法。如果橫向塔出現(xiàn)外傾時，應(yīng)考慮在塔柱的外側(cè)設(shè)立受壓的支架，從而確保斜塔的穩(wěn)定性，或者在每一定的高度中建立受拉的桿件。

圖3 蘇通大橋首節(jié)鋼吊箱安裝

圖4 潤楊大橋鋼吊箱整體吊裝

2)大跨度橋梁索塔的混凝土施工設(shè)備主要是電梯與塔吊。橫向橋梁的施工方法有柱梁的同步施工與異步施工兩種，而橫梁通常采用的是鋼管支架著地法進(jìn)行工程施工，根據(jù)橫梁的尺寸在施工時分層，分塊的澆筑施工，通過一致性的張拉預(yù)應(yīng)力來完成。由于橫梁的高度比較低，在低于5 m的情況下就能一次張拉和澆筑，大跨度橋梁的鋼索塔是在加工完鋼結(jié)構(gòu)后，使用船舶將其運(yùn)送到施工場地，此后使用塔吊等比較大型的裝備吊裝，最后完成該工程的施工。一般的電梯與塔吊施工的布置如圖5所示。

圖5 電梯與塔吊施工布置圖

2.3 安裝鋼塔的施工技術(shù)

1)工程施工的特點(diǎn)。

a.鋼塔柱的施工架設(shè)也是工廠精度的制造再現(xiàn)過程，工廠在制造時相連匹配節(jié)段與相連接段金屬的接觸率。b.鋼塔柱的吊裝節(jié)段超高。c.鋼橋塔的結(jié)構(gòu)部件超大且超重。

2)安裝鋼塔的施工技術(shù)。

南京長江的三橋橋塔是曲線狀鋼塔(見圖6)，各個節(jié)段間是使用金屬面的接觸端強(qiáng)螺栓與磨光頂一同傳力。a.安裝鋼塔要滿足接口的對位精密以及金屬的接觸率，拼接裝線的工廠再現(xiàn)。b.采用大噸位的起重機(jī)安裝鋼塔的起吊節(jié)段。c.對于曲線狀的鋼塔，在其安裝的過程中設(shè)置可調(diào)節(jié)的節(jié)段、橫梁的主動橫撐等技術(shù)，同時在施工時結(jié)合高精度監(jiān)測，從而完成曲線狀的鋼塔安裝過程。南京三橋的橫撐施工圖見圖7。

圖6 曲線狀鋼塔

圖7 南京三橋橫撐施工圖

2.4 桁架拱方面的施工技術(shù)

1)鋼桁架的懸臂安裝由抗風(fēng)、抗顛覆的線性控制。在中跨型的桁拱懸臂安裝中需安裝的是扣塔在中支座的上弦節(jié)點(diǎn)位置，將兩排扣索錨固在主桁上來提高桁拱的剛性，進(jìn)而降低中跨懸臂在安裝時可能出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變形。采用一些跨鋼構(gòu)件，布置兩個有壓載平衡能力的臨時節(jié)點(diǎn)在邊跨上，同時設(shè)置混凝土的壓載形體塊，并安裝上傾覆力矩到平衡懸臂上，但其傾覆的系數(shù)一般要穩(wěn)定在1.3左右。

2)中跨型桁架拱全的誤差調(diào)整和無應(yīng)力的合龍控制。無應(yīng)力合龍作為大跨度桁拱橋施工的重要環(huán)節(jié)，在安裝鋼桁架時就提前使桁架偏向跨中以及減小邊支點(diǎn)的方法，從而使得桁拱懸臂向跨中位移，達(dá)到桁拱跨橋梁的無應(yīng)力合龍。

3)橋梁臨時系桿的安裝和其索力的調(diào)整。合龍桁拱梁后，安裝好臨時系桿到主桁下的弦點(diǎn)位置，再安裝中跨的鋼系桿，調(diào)整合理的施工順序，使得主梁牽動中跨塔側(cè)合龍。

2.5 超長的斜拉索方面施工

大跨度的斜拉橋梁的拉索最長可以有500 m，單根的索量就有50 t左右，所以要在斜拉索施工的過程中根據(jù)具體的索長情況使用不同的張拉或牽引方法，一般在安裝完橋梁段后，在第一次把橋面的吊機(jī)張拉到下一節(jié)段時實(shí)施第二次的張拉。最好是在塔端實(shí)施張拉，可以降低梁段的負(fù)荷。

1)斜拉索的施工通常是在塔柱的附近運(yùn)用塔吊來提升塔端的掛索，在塔端進(jìn)行張拉梁內(nèi)手扳，錨固上索套管索引，超長斜拉索是利用塔吊來展索并起吊橋面的桁車吊索，千斤頂連續(xù)使得梁端牽引入索套來錨固。

2)斜拉索方面的施工使用的關(guān)鍵設(shè)備有塔吊和汽車吊，其中長斜拉索的輔助設(shè)施主要有兩個環(huán)節(jié):a.在梁面吊機(jī)。如果重量是超過50 t的索盤，使用該方式將提放到橋面再放索，見圖8。b.在塔頂?shù)鯔C(jī)。如果要考慮整個索重，通常使用展索與塔端的提升和掛索，如圖9所示。

圖8 在梁面吊機(jī)示意圖

圖9 在塔頂?shù)鯔C(jī)示意圖

3 結(jié)語

為了適應(yīng)近年來我國經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展的需求，建立在我國交通行業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)上，為了縮減行車的路程，緩解線路的交通壓力，修建大跨度橋梁成了必然趨勢。大跨度橋梁施工要比普通的橋梁施工難度大，其施工過程也更復(fù)雜、所需的投資成本也較高，因此控制好橋梁的施工就顯得尤為重要。

［1］王武勤.大跨度橋梁施工技術(shù)［M］.北京:人民交通出版社，2012.

［2］周昌棟，譚永高，宋官保.懸索橋上部施工［M］.北京:人民交通出版社，2011.

［3］朱楊瓊.某特大橋大跨度道岔預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁支架施工［J］.山西建筑，2011，37(20):174-175.

［4］劉利英.高頓大跨徑橋梁安全施工控制要點(diǎn)［J］.山西省交通科技，2010，207(6):40-41.

［5］阮 欣.橋梁工程風(fēng)險評估體系及關(guān)鍵技術(shù)研究［D］.上海:同濟(jì)大學(xué)，2010.