周海濤
(中交第三航務工程局有限公司南京分公司, 江蘇 南京 210000)
先簡支后結構連續(xù)橋梁施工技術能提高工程的效率和質量,減少工期,最大程度利用資源,增加經濟效益,應當廣泛、科學的應用。
該技術指的是先將主梁于施工場地內制作完成,再將整跨梁吊放于支座,就形成了簡支梁,其次將混凝土現澆于永久支座接頭段,對預應力鋼筋負彎矩區(qū)予以張拉,將簡支結構轉化為連續(xù)結構。這種橋梁結構與其他形式橋梁相似,但抗扭剛度高,操作更為簡單。
該技術非常適用于我國的實際情況,即使面積遼闊、地理情況復雜,該技術也能滿足建設橋梁工程的相關要求和使用需求,完美的解決了混凝土連續(xù)橋梁施工技術所具有的耗時耗資源問題,減少了橋梁施工的成本,通過簡化流程減弱了人工施力部分,也能增加對其他現代化機械和技術的使用,對國家經濟發(fā)展、基礎設施建設等都有諸多裨益,應促進其應用和創(chuàng)新性發(fā)展。
下面詳細的從施工角度分析該技術的優(yōu)勢,主要包括:①連續(xù)性橋梁的結構剛度被大幅度增強,即使是跨度和規(guī)模大的橋梁工程也能很好的增加其結構穩(wěn)定性和堅固性,減少形變的產生;②伸縮縫指標一定程度被削弱,傳統(tǒng)技術復雜的施工工序被簡化,效率增加,行車舒適度增加;③高科技、智能化的機械設備可以協(xié)同使用,這是與現代化技術的完美融合,能提升機械化水平和施工效率,也有助于后續(xù)增加更多的高科技技術,促進橋梁施工現代化發(fā)展;④能夠標準化,更加靈活,簡支梁與簡支柱可在施工前給出完善的指標,施工企業(yè)制作這些工程構件的方式更多,可自行完成,也能由工廠代工,批量化生產從而增加效益,并且這種將施工場地移至場外的做法,也能有效的減少環(huán)境對施工效果的影響,也不會對施工地段造成長時間大的交通阻礙,對于民生發(fā)展更為有利。
作為橋梁的主體,預制主梁決定了工程質量,而先簡支后結構連續(xù)橋梁施工技術可在施工場地外部完成預制主梁的過程,但在預制過程中需要注意,嚴格依照設計方案和指標進行預制,工序流程固定,確定主梁各個技術參數處于正常范圍,預制完成后待主梁混凝土強度達到設計強度的100%后,張拉正彎矩區(qū)預應力鋼束,壓漿并及時清理主梁底板通氣孔。
臨時支座和永久支座是安裝橋梁主梁的必備過程,其安裝效果直接影響工程質量,一般在預制至強度標準后,應當逐孔進行主梁安裝,使其符合工程要求,操作人員需先設計標準化支座,使其置于特定位置,從而以簡支結構滿足主梁所需支撐力。需要注意的是無論哪種支架都應設計有效的橋面鋼筋和橫梁鋼筋,從而增加各部分結構的穩(wěn)固程度。
作為連接橋梁的載體,接頭段鋼絞線會對橋梁結構產生直接影響,施工時應當注意先將接頭段鋼絞線引入接頭鋼束中,將之貫穿于波紋管,以混凝土澆筑連接體促進橋梁中橫梁、頂板的鋼束等構件與橋梁結構相融合,從而增加接頭澆筑位置緊密程度,這是現階段最有效、應用程度最廣的橋梁各部位連接方法,最終檢測到所澆筑的混凝土符合強度要求標準,就可以鋼束行預應力張拉和壓漿。
連接好接頭部位后,可以促進橋梁結構完整成型,澆筑時可先進行跨中位置澆筑,之后按照一定的順序繼續(xù)澆筑,通常選擇順橋梁走向于左右延伸,澆筑完成后可將一些不再需要的臨時支座拆除,橋梁主梁重力發(fā)生轉變,不再是臨時支座,而是整體結構,這就形成了可承重的橋梁結構。在拆除臨時支座時,操作人員不可忽視高溫帶來的影響,尤其是對橡膠支座,選擇恰當的拆除臨時支座的時間、位置、數目,以免引起質量事故。
負彎矩二次張拉是對梁板頂面的預應力鋼束進行張拉,這是先簡支后連續(xù)橋梁同簡支梁橋的本質區(qū)別。預應力鋼束采用高強度低松弛鋼絞線,鋼束張拉采用兩面同時張拉,張拉順序從外側向內側,每次張拉一根鋼絞線,直到張拉結束。壓漿工作在張拉結束后及時進行。
要想最大程度的發(fā)揮此技術的特點,需要在一些施工工藝上尤為注意,常見的要點包括:
第一,在預制時要注意對簡支梁的強度檢測工作,如果其強度不符合工程建設標準,則堅決不能采用,要求重新加工至滿足標準要求。在簡支梁強度適合后予以鋼束的預應力張拉,進一步保障其質量。
第二,組合設計箱梁和現澆段時應當考慮到施工的空間問題,可以預留部分臺階,使施工更為順利;在對箱梁和現澆段施工時不能完全憑借經驗和臆測完成,應當按照設計方案要求,考察實際情況,特別是臺階形式的選擇,應當與工程所處的地理環(huán)境相符合。
第三,由于先簡支后工藝的特點,因此需要注意臨時支座制作與臨時支護環(huán)節(jié),確保其具備充足的支撐力,在設計過程中需要考慮到主梁結構狀態(tài)和工程多項指標,并且注意后續(xù)工作是否方便開展,如臨時支座的安裝和拆除工作是否簡單可行,工作量和技術要求是否在可控范圍內等。
橋梁工程的完成并不是一蹴而就的,需要大量的施工人員在較長的工期內細心完成,這也就帶來了一定的工程風險,容易誘發(fā)安全事故和工程質量問題,在這樣的情況下,必須做好質量控制工作,施工團隊要做好以下兩方面:
首先,有效監(jiān)控臨時支座的設計和安裝過程,先簡支后結構連續(xù)橋梁施工技術對臨時支座具有很高的要求,其設計、制作、安裝等環(huán)節(jié)都非常重要,應當做好對這些環(huán)節(jié)工作的檢查和監(jiān)控工作,培養(yǎng)專業(yè)的人員按照操作流程開始技術的使用和檢測,確保臨時支座強度和剛度都滿足要求,達到橋梁工程質量控制。
其次,重視現澆梁施工各個時期混凝土緊密連接,在施工中發(fā)現,現澆與前期澆筑的混凝土間必然存在邊界,連接處是工程使用期間出現裂縫的高發(fā)區(qū)域,為減少這一事故,應當增加其緊密程度,可對預制板的端頭部位鑿毛,減少逐步凝結過程中產生的塑性變形,控制橋梁整體性能。
本文以某橋梁的施工過程對先簡支后結構連續(xù)橋梁施工技術的應用進行實踐介紹,此橋梁上部為三跨結構,橋寬 12m,荷載為公路一級,在施工開始就對周邊環(huán)境、土質地理條件進行了分析,還采用有限元分析模型分析橋梁施工內力情況,最終確定采用先簡支后結構連續(xù)橋梁施工技術。其后的施工步驟為:①預制主梁并且張拉預應力鋼束;②主梁預制完成且檢測達標,開始澆筑混凝土中間橫隔板層;③張拉鋼束并開始灌漿;④澆筑接縫位置;⑤體系轉換;⑥鋪裝護欄和橋面;⑦統(tǒng)計徐變和收縮影響。最終工程在工期內高效率、高質量的完成,未發(fā)生安全事故,后期使用舒適,應用良好。
先簡支后結構連續(xù)橋梁施工技術是橋梁施工的重要技術之一,能促進橋梁技術高質量、高效率的完成,了解其技術優(yōu)勢和工藝特點有助于促進其廣泛應用發(fā)展。