侯本和

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

探討鋼結(jié)構(gòu)系桿拱橋梁施工

侯本和

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

隨著交通運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展，橋梁工程建設(shè)的規(guī)模在不斷的擴(kuò)大。在橋梁建設(shè)中，鋼結(jié)構(gòu)系桿拱橋因其具有經(jīng)濟(jì)、嚴(yán)禁以及美觀的優(yōu)勢被廣泛的使用在橋梁建設(shè)中。但是在鋼結(jié)構(gòu)系桿拱橋梁施工中，其施工過程非常復(fù)雜。主要闡述了鋼結(jié)構(gòu)系桿拱橋梁施工技術(shù)。

鋼結(jié)構(gòu);系桿;橋梁;樁基

1 工程概況

某大橋橋墩基礎(chǔ)灌注樁→下部結(jié)構(gòu)(承臺(tái)、橋臺(tái)、臺(tái)帽)→上部結(jié)構(gòu)(系桿、橫梁、拱肋、風(fēng)撐、橋面及其附屬結(jié)構(gòu))。大橋上結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)系桿拱，拱肋為鋼管，管內(nèi)填充混凝土，系桿(加勁梁)，端橫梁，中橫梁為預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。橋面板及橋面系為普通混凝土結(jié)構(gòu)?？缍葹?3.8 m，橋?qū)?3.6 m，橋面凈寬10.75 m，為單幅橋。橋下凈空高度5 m，為五級(jí)航道。拱肋為二次拋物線，方程為y=4fx(L－x)/L2，矢高f=16 m，計(jì)算跨徑L=72 m。每側(cè)拱肋豎直方向設(shè)15根吊桿。兩拱肋水平方向由三根橫撐連成整體。端橫梁，中橫梁與系桿剛性連結(jié)后再與吊桿連成整體。每根系桿內(nèi)共8束預(yù)應(yīng)力束，上下共4層，每層2束，每束14根。

2 樁基施工

2.1 護(hù)筒的制作和埋設(shè)

樁基的護(hù)筒在本工程中利用的是鋼護(hù)筒，制作的材料為3cm厚的鋼板，在進(jìn)行鋼護(hù)筒的制作中，為了防止護(hù)筒在使用中發(fā)生變形等現(xiàn)象，所在在制作中的上下以及中間的外面焊接一層加勁肋，形成兩半圓、在進(jìn)行鋼護(hù)筒的埋設(shè)時(shí)，必須保證護(hù)筒的中心與樁位中心保持一致，并且在埋設(shè)中，必須要保證護(hù)筒的垂直，不能產(chǎn)生歪斜，并且必須保證其歪斜的程度和誤差在合理的范圍內(nèi)。

2.2 泥漿制備

制漿池的尺寸設(shè)為3×8 m，深1 m左右，同一套循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)考慮設(shè)置2個(gè)，一個(gè)浸泡粘土，另一個(gè)攪拌制漿，輪換使用，制漿池在就近范圍灘地上由挖機(jī)挖成。調(diào)制泥漿時(shí)，先將粘土或膨潤土加水浸透，然后以攪拌機(jī)或人工拌制。

2.3 鉆孔

利用所選的鉆機(jī)進(jìn)行有效的鉆孔，保證孔深、孔徑達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

2.4 清孔

清孔分二次清孔，在終孔檢查后，利用鉆桿進(jìn)行首次清孔。下好鋼筋籠、導(dǎo)管后，進(jìn)行第二次清孔，以此來對鋼筋與混凝土的粘結(jié)的強(qiáng)度進(jìn)行保證。

2.5 鋼筋籠制作安裝

用于鋼筋籠制作的骨架應(yīng)該在施工現(xiàn)象進(jìn)行加工，形成模型之后，進(jìn)行組裝，必須保證鋼筋表面的清潔，不能存在污物，并且要嚴(yán)格控制鋼筋的平直，產(chǎn)生彎曲的鋼筋不能投入使用。在進(jìn)行鋼筋籠的制作時(shí)，其大小、制作、電焊質(zhì)量及混凝土墊塊設(shè)置按圖紙和《技術(shù)規(guī)范》要求施工。

清孔完畢，經(jīng)業(yè)主(監(jiān)理)工程師批準(zhǔn)用檢孔器對孔深、孔徑和豎直度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，符合要求后即插放鋼筋籠。在進(jìn)行鋼筋籠的插放時(shí)，應(yīng)該利用鉆機(jī)對鋼筋籠進(jìn)行分節(jié)投放，每一節(jié)之間的連接應(yīng)該采用焊接的方式，在焊接的過程中為了避免焊接的時(shí)間過長而影響施工進(jìn)度，所以在焊接中使用兩臺(tái)電焊機(jī)同時(shí)使用。在進(jìn)行鋼筋籠的投放中，必須加快投放速度，以免吊放過于緩慢而使得孔底產(chǎn)生嚴(yán)重的回淤現(xiàn)象，影響工程施工。在進(jìn)行鋼筋的焊接中，焊接頭的焊接的長度必須要根據(jù)相關(guān)要求以及設(shè)計(jì)要求進(jìn)行確定，并且要保證焊接頭的平整。

2.6 水下混凝土灌注

在樁基施工中，成樁的主要工序進(jìn)行進(jìn)行水下混凝土的灌注，鋼筋籠吊放工程結(jié)束之后就可以進(jìn)行水下混凝土的灌注，在進(jìn)行灌注之前，必須要對孔底進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，保證其符合規(guī)范要求之后才能夠進(jìn)行混凝土的灌注。

3 承臺(tái)、橋臺(tái)、臺(tái)帽施工

3.1 鋼筋制作安裝

鋼筋制作與安裝應(yīng)嚴(yán)格按照施工圖紙及規(guī)范進(jìn)行，鋼筋經(jīng)加工場地制作后，人工運(yùn)到工作面，鋼筋的搭接位置應(yīng)相互錯(cuò)開，鋼筋的數(shù)量、間距應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，嚴(yán)禁少筋或漏綁，并與預(yù)埋鋼筋焊接牢固。

3.2 模板

鋼筋采用定制鋼模，注意拼縫和垂直度。模板安裝必須準(zhǔn)確、穩(wěn)固。待安裝完畢后，須用測量儀器進(jìn)行校核，確保建筑物輪廓尺寸準(zhǔn)確無誤，確保橋墩施工質(zhì)量。

3.3 混凝土澆筑

混凝土統(tǒng)一由現(xiàn)場混凝土拌和機(jī)制備?；炷磷杂上侣涓叨炔淮笥? m，人工用鐵鍬入倉。混凝土采用分層澆筑法，分層厚度不超過40 cm，混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，中斷時(shí)間不能超過混凝土初凝時(shí)間，振搗采用插入式振搗器，振搗時(shí)，嚴(yán)禁過振和漏振，并防止振搗器碰模板，以免模板變形和位移?；炷猎跐仓戤?2～18 h即可開始灑水，在氣溫較高、氣候干燥的情況下應(yīng)提前灑水。操作時(shí)先灑側(cè)面，頂面在沖毛后進(jìn)行灑水，當(dāng)氣溫低于5℃時(shí)，應(yīng)停止灑水養(yǎng)護(hù)。灑水養(yǎng)護(hù)期間，混凝土表面應(yīng)經(jīng)常保持濕潤。

4 橋梁上部結(jié)構(gòu)系桿拱橋施工

4.1 系桿、橫梁支架基礎(chǔ)處理

利用老橋墩作為支架基礎(chǔ)。

4.2 支架搭設(shè)

系桿下采用單層Ⅰ20工字鋼縱梁，間距0.4 m，縱梁上放置一層木枋，橫排擺放，每一個(gè)木枋之間的距離控制在75 cm左右，并且還需要在縱梁上防治一層縱排木枋以及鋼槽，木枋以及鋼槽的尺寸為10 cm×10 cm。橫梁支架亦用Ⅰ20工字鋼縱梁，整個(gè)工字鋼縱梁采用12槽鋼焊接成整體。在進(jìn)行支架搭設(shè)的過程中，必須保證用于搭設(shè)的鋼管以及扣件的質(zhì)量滿足相關(guān)質(zhì)量要求，所使用的鋼管必須將其外表進(jìn)行刷漆，防止其產(chǎn)生銹蝕。在進(jìn)行支架的搭設(shè)時(shí)，必須要對預(yù)留墩身模板位置進(jìn)行嚴(yán)格的控制，模板的位置必須與支架保留一定的位置，以免在安裝的過程中產(chǎn)生碰撞。

4.3 系桿、端橫梁、拱腳段模板、鋼筋制安，鋼絞線預(yù)埋件安放

在進(jìn)行底模以及側(cè)模的制作時(shí)，為了對混凝土的外觀以及內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行保證，采取的材料應(yīng)該為優(yōu)質(zhì)竹膠板，并且利用螺栓將模板進(jìn)行固定，必須保證模板的剛度以及強(qiáng)度能夠滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求。在進(jìn)行端模進(jìn)行制作時(shí)，所選用的材料為木板，為了保證模板不發(fā)生漏水的現(xiàn)象，因此在模板的夾縫只能夠加一條海綿條，以此不僅避免漏水的現(xiàn)象，還能夠防止其產(chǎn)生漏漿現(xiàn)象。

施工中所需要的鋼筋應(yīng)該在現(xiàn)場進(jìn)行制作，并且鋼筋焊接的過程中，要保證焊接的焊頭以及捆綁的接頭滿足相關(guān)規(guī)范要求。進(jìn)行鋼絞線的綁扎時(shí)，需要采用鉛絲對其進(jìn)行綁扎，相鄰兩個(gè)鋼絞線的距離需要控制在50 cm左右。接著將管道定位筋進(jìn)行焊接，焊接好之后將其穿入波紋管。

4.4 系桿及端橫梁的澆筑工藝

在進(jìn)行系桿及端橫梁的澆筑時(shí)，首先要做的就是對系桿混凝土進(jìn)行澆筑，然后再對端橫梁混凝土進(jìn)行澆筑，在進(jìn)行澆筑施工中，為了對系桿混凝土的密實(shí)度進(jìn)行保證，所以采用插入式的振搗器對其進(jìn)行振搗。混凝土澆筑的方法為整片灌注斜向分層，縱向分段，先澆筑兩端，對稱進(jìn)行澆筑，然后往中間進(jìn)行。分層澆筑的厚度應(yīng)該控制在30 cm以內(nèi)，澆筑的次數(shù)應(yīng)該在4次，在進(jìn)行混凝土澆筑的過程中，必須保證澆筑的連續(xù)性。

4.5 預(yù)應(yīng)力施工

系桿拱橋預(yù)應(yīng)力施工有:系桿、吊桿、橫梁張拉。

(1)系桿、橫梁預(yù)應(yīng)力施工。系桿張拉錨下控制應(yīng)力為0.72pk;中橫梁張拉錨下控制應(yīng)力為0.75pk，端梁張拉錨下控制應(yīng)力為 0.75pk。

根據(jù)張拉力及進(jìn)度要求，擬配備多臺(tái)千斤頂，使用前需經(jīng)標(biāo)定后再使用。為確保張拉預(yù)應(yīng)力時(shí)達(dá)到混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度90%以上，在混凝土澆筑時(shí)，同步制作試塊，同條件養(yǎng)護(hù)，試壓達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度方可施加預(yù)應(yīng)力。預(yù)應(yīng)力張拉前，將錨墊板和錨板接觸面清理干凈，以保證錨墊板和錨板緊密結(jié)合，張拉程序采用0→初應(yīng)力(持荷2 min)→δcon(錨固)。錨下墊板采用16錳鋼。

張拉前，先將鋼絞線編束，編束在鋼筋場進(jìn)行，編束時(shí)，其下料長度按圖紙?zhí)峁┲荡_定，每隔50 cm設(shè)置一道定位筋并綁扎牢固，采用人工結(jié)合卷揚(yáng)機(jī)穿束。張拉時(shí)，確保錨具變形值不得大于6 mm，放松千斤頂壓力時(shí)，宜緩慢進(jìn)行，以免震動(dòng)錨具和預(yù)應(yīng)力鋼絞線。并做好張拉記錄。

張拉擬成立專業(yè)張拉隊(duì)，由具有專業(yè)張拉資格的技術(shù)人員、高級(jí)技工組成專業(yè)張拉隊(duì)，以保證張拉質(zhì)量。

孔道壓漿，采用活塞壓漿泵施工，水泥漿強(qiáng)度與梁體同標(biāo)號(hào)，配比試驗(yàn)確定，摻入適當(dāng)微膨脹劑。膨脹劑性能及使用方法符合《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，水泥漿不受約束的膨脹亦小于10%。壓漿前用吹入無油份的壓縮空氣清洗管道，接著用含有氫氧化鈣的清水沖洗管道，直到松散顆粒除去及清水排出，管道再用無油份的壓縮空氣吹干，然后壓漿，壓漿過程應(yīng)以0.7 MPa的恒壓施壓，稠度在14～18 s之間，有排氣孔的一個(gè)接著一個(gè)在水泥漿流動(dòng)方向封閉出氣孔。保證壓漿的水泥漿泌水率最大不超過4%，拌和后3 h泌水率應(yīng)小于2%，壓漿后24 h需全部吸收，所有壓漿管道均須漿體飽滿，若氣溫或構(gòu)件溫度低于5℃時(shí)，暫停壓漿，當(dāng)白天氣溫高于35℃時(shí)，壓漿改在夜間進(jìn)行。

(2)吊桿預(yù)應(yīng)力施工。吊桿計(jì)60根，單副每側(cè)15根，全橋共60根，每根吊桿采用Q345C無縫鋼管。鋼絞線、錨具，按規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，合格后使用。

吊桿預(yù)應(yīng)力施工應(yīng)按拱肋成形后的實(shí)測標(biāo)高復(fù)算后下料高強(qiáng)碳素鋼絲，下料應(yīng)包括每端墩頭及錨杯的長度。鋼絲束下料完成后，即可進(jìn)行編束，將鋼絲的一端穿過錨杯后墩頭，待鋼絲束的另一端穿過孔道及另一端錨杯后再墩另一頭，墩頭頭型要圓整、不偏斜，強(qiáng)度不低于鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的98%，頸部母材不受損傷。吊桿張拉采用4臺(tái)千斤頂，4臺(tái)油泵配套張拉，使用前亦需經(jīng)標(biāo)定后使用，張拉采用單向、雙控工藝，遵照對稱、同步、荷載均衡上升的原則。

4.6 行車道板安裝

行車道板安裝采用汽車吊安裝或浮吊進(jìn)行吊裝施工。行車道板安裝完成后，進(jìn)行全橋最后預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿。

5 結(jié)語

通過系桿拱施工實(shí)踐，我們認(rèn)為這種橋型的施工主要難度在于長直系桿張拉，長直系桿標(biāo)高及平面位置控制，拱肋制作安裝及空中對接，吊桿分階段的索力張拉調(diào)整。只要精心施工，合理安排，是能夠得到圓滿解決的。系桿拱式橋結(jié)構(gòu)受力合理，造型美觀，在現(xiàn)代城市橋梁中有它廣闊的應(yīng)用前景。

［1］劉立鵬.鋼管混凝土系桿拱橋施工技術(shù)難題及對策［J］.科技致富向?qū)В?011，(11):56 －57.

［2］ 范海軍.曹建安.曹霖.下承式鋼管混凝土系桿拱橋施工監(jiān)控概述［J］.公路工程，2012，(2):34 －35.

［3］陳立軍.方華美.王顯波.鋼管混凝土系桿拱頂升混凝土施工技術(shù)研究［J］.林業(yè)科技情報(bào)，2007，(3):23－24.

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1008－3383(2014)04－0105－02

2013－11－11

侯本和(1983－)，貴州錦屏人，助理工程師，主要從事公路建設(shè)工作。