田俊
(江蘇省邗江交通建設(shè)工程有限公司,江蘇揚(yáng)州 225000)
大跨徑連續(xù)橋梁的施工技術(shù)具有兩個(gè)特點(diǎn),即地理環(huán)境會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響,大跨徑橋梁建設(shè)技術(shù)的繁雜性[1]。
首先,橋梁建設(shè)大都在河面上,且地勢較為復(fù)雜,對(duì)勘探的要求較高,地形的變化性也較強(qiáng)。因此,在橋梁建設(shè)前,應(yīng)做好地勢調(diào)查工作,因地制宜地制定橋梁施工方案。
其次,大跨徑橋梁的建設(shè)技術(shù)較為復(fù)雜,在建設(shè)過程中會(huì)涉及較多領(lǐng)域,施工內(nèi)容包括基礎(chǔ)施工、沉井施工、上部結(jié)構(gòu)施工、懸索橋施工、斜拉橋施工等,因此應(yīng)在施工環(huán)節(jié)做好評(píng)估與定位工作,為施工的順利開展做好鋪墊。此外,橋梁支架的搭建難度也較大,它對(duì)地基要求較高,尤其在地理環(huán)境復(fù)雜的區(qū)域,建設(shè)大跨徑連續(xù)橋梁的難度更大。
1.2.1 地形復(fù)雜,支架基底處理難度大
由于大多數(shù)橋梁都是沿著河流地區(qū)的地形建設(shè)的,而這些地區(qū)變化較大的,因此,其支撐難度也進(jìn)一步增大。在斜坡上進(jìn)行橋梁施工,對(duì)支撐件的順利完成帶來了困難,單憑人工難以控制滑坡部位。在復(fù)雜的地形條件下,采用大跨度連續(xù)橋施工技術(shù),無疑會(huì)給橋梁建設(shè)帶來更大的困難。
1.2.2 高支架搭設(shè)難度大
采用大跨度連續(xù)橋梁施工技術(shù)進(jìn)行支架安裝,存在著施工難度大、支架數(shù)量大等問題。支架的加高主要是因?yàn)橹苓叺貐^(qū)的斜坡和河流的深度。
1.2.3 撓度變化大,梁體線性難以控制
大跨度連續(xù)橋梁的施工工藝,因其實(shí)際問題,很難很好地控制其變形。這就增加了維持直線的困難,妨礙了橋梁的建設(shè)。
1.2.4 預(yù)應(yīng)力體系復(fù)雜,管道長而曲線多
在橋梁工程中,整個(gè)結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)非常復(fù)雜。同時(shí),由于管線長度大、受力強(qiáng),給大跨度連續(xù)橋梁的施工帶來了諸多問題。另外,還有許多橋梁的施工,是通過索道進(jìn)行的,由于索道管道占地面積較大,所以要進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和施工是一件非常困難的事情。
從宏觀視角分析,風(fēng)險(xiǎn)問題難以避免,其具有著復(fù)雜性和不確定性,由于風(fēng)險(xiǎn)問題和施工期間的變化存在一定的聯(lián)系,因而在施工期間,風(fēng)險(xiǎn)問題是否發(fā)生并不確定,但若發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)問題,則會(huì)直接影響橋梁施工的質(zhì)量,甚至危及人員的安全。在此情況下,對(duì)風(fēng)險(xiǎn)問題進(jìn)行識(shí)別,制定出有效的措施,對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)問題實(shí)施防范就顯得尤為必要。
以大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別來說,則主要體現(xiàn)在以下內(nèi)容中:其一,需先對(duì)所存在的風(fēng)險(xiǎn)問題加以歸類;其二,應(yīng)明確風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的重要原則;其三,應(yīng)確定好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的理論基礎(chǔ);其四,應(yīng)具有風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別的有效方式。以風(fēng)險(xiǎn)類型層面上來分析,在橋梁施工中易于產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)問題,針對(duì)人為方面的因素,被劃分為方案、施工以及資金方面的風(fēng)險(xiǎn)問題,而針對(duì)自然方面因素所導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)問題來說,包括滑坡、暴雨、地震以及冰雹等方面的風(fēng)險(xiǎn)問題。以風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別主要原則這一方面來分析,施工企業(yè)在開展施工的過程中,要根據(jù)綜合、科學(xué)、系統(tǒng)化識(shí)別的重要原則來積極開展好識(shí)別工作,以理論基礎(chǔ)方面來分析,由于橋梁施工技術(shù)較為具備復(fù)雜性,因此施工企業(yè)為更為精準(zhǔn)的識(shí)別出風(fēng)險(xiǎn)問題,所以要將相應(yīng)的理論當(dāng)做重要的根據(jù)。如以風(fēng)險(xiǎn)分類方面上來分析,將風(fēng)險(xiǎn)管理方案、計(jì)劃和歷史問題等方面當(dāng)做重要的理論根據(jù),積極進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,則可產(chǎn)生顯著的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別效果。以風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別方式來說,對(duì)于橋梁建筑企業(yè)來說,在實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別時(shí),所主要運(yùn)用的方式即為邀請(qǐng)此方面的專家,對(duì)于工程總體實(shí)施充分的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)問題實(shí)施預(yù)估,并結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別。
深水承臺(tái)施工是大跨徑連續(xù)橋梁施工中的基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)。由于橋梁施工是在水面上進(jìn)行,所以,施工中應(yīng)充分考慮水壓、水流等問題。比如,在鋼吊箱施工過程中,需要吊起整個(gè)鋼吊箱,而這一施工活動(dòng)需要在水中進(jìn)行,包括封底作業(yè),相較在陸地施工,水中施工的要求更高[2]。承臺(tái)的尺寸普遍較大,在鋼吊施工過程中,應(yīng)通過整體吊裝技術(shù),處理和運(yùn)輸大體積吊箱,保證水下封底效果,并注意調(diào)整相鄰孔樁的間距,以確保橋梁基地的穩(wěn)固性。
在橋梁施工過程中,深水承臺(tái)的作用是深遠(yuǎn)的,但實(shí)際問題是,水流對(duì)其產(chǎn)生的負(fù)面作用也很大。如果孔樁間的密度太低,地基上的承臺(tái)太大,就會(huì)造成工程質(zhì)量的下降。
目前,國內(nèi)普遍采用的深水承臺(tái)法有鋼吊箱、鋼套箱等。具體的施工步驟如下:在吊裝時(shí),大型的鋼吊箱通常采用整體吊裝,特別是在水下封底和安裝時(shí)效果顯著。在某大型深水鉆井平臺(tái)工程中,橋墩施工中存在的問題主要有承臺(tái)底部土壤的密實(shí)度不足、水流湍急、鋼吊箱與水面的間距較大等。為了解決上述問題,需要先將頂板部分的管頂安裝起來,確保其穩(wěn)定。
沉井是橋梁工程中的重要環(huán)節(jié),它對(duì)精度要求很高,其大尺寸問題需要用鋼材來解決。通常,在正常的沉井施工過程中,要做的就是清理地基。而輔助沉樁的方法則貫穿施工全過程。大型沉井施工在大跨徑連續(xù)橋梁施工中占比較大,沉井的施工規(guī)模也較大,所以,應(yīng)在施工前做好施工規(guī)劃,勘察周邊環(huán)境。由于周圍地質(zhì)情況會(huì)對(duì)沉井工程施工造成較大影響,沉井施工應(yīng)按照工序和流程進(jìn)行,并密切關(guān)注環(huán)境變化。
同時(shí),應(yīng)將沉井棱角處做成鈍角或圓角,需分解制作沉井,確保沉井長短邊比例大小,比例越小,其施工效果越好。同時(shí),沉井基礎(chǔ)工程施工又包括加工、安裝、澆筑混凝土、下方混凝土沉井、對(duì)基底的清理及封閉??梢允褂蒙渌⒔蹬潘?、空氣幕等技術(shù)輔助下沉施工,并利用空氣幕進(jìn)行施工糾偏。此外,還應(yīng)利用岸邊錨地的臨時(shí)錨固結(jié)構(gòu),接高鋼沉井。在橋檢環(huán)節(jié),應(yīng)重點(diǎn)檢查伸縮裝置,并清理縫隙雜物。對(duì)于伸縮縫出現(xiàn)病害的情況,應(yīng)進(jìn)行更換或維修。
大跨徑連續(xù)橋梁上部結(jié)構(gòu)施工應(yīng)按照一定的順序進(jìn)行:
3.3.1 立模,對(duì)臨時(shí)支撐柱進(jìn)行澆筑,將鋼固支座在其上層進(jìn)行安裝。
3.3.2 利用主墩墩身對(duì)陰陽頭、貝雷片、鋼板、型鋼進(jìn)行預(yù)埋,并搭建型鋼及貝雷片的組合現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)平臺(tái)。
3.3.3 安裝墩掛籃,對(duì)使用各段塊梁體進(jìn)行懸澆。
3.3.4 在墩處安裝導(dǎo)梁或搭設(shè)支架。
3.3.5 立模,并澆筑分隔墩及塊狀現(xiàn)澆段。同時(shí),上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力施工也是整個(gè)主體箱梁的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主體梁箱施工采用了三向預(yù)應(yīng)力體系,其中,埋設(shè)波紋管可以根據(jù)施工需求,與綁扎鋼筋骨架共同進(jìn)行,也可以在形成非預(yù)應(yīng)力緊固加形成后進(jìn)行;若預(yù)應(yīng)力各自接管,可選用大一級(jí)的波紋管,孔道采用鍍鋅波紋管。還應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙要求,對(duì)鋼筋及波紋管的位置進(jìn)行定位,對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道位置進(jìn)行控制。此外,還應(yīng)注意,非張拉端螺母應(yīng)露出30mm 于螺紋鋼筋。應(yīng)保證工作墊板與孔道間的密封性,謹(jǐn)防漏漿,可以用膠布纏繞各孔道間。在進(jìn)行澆筑之前,應(yīng)注意將預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)設(shè)置較小的波紋管PVC 內(nèi)襯管,應(yīng)比預(yù)應(yīng)力孔道小5mm,謹(jǐn)防孔道澆筑混凝土的環(huán)節(jié)出現(xiàn)變形。
在進(jìn)行主橋梁箱合龍施工的過程中,應(yīng)注意按照施工圖紙要求進(jìn)行施工,在吊架環(huán)節(jié),應(yīng)確保待安裝混凝土壓重量的平衡,并在開始澆筑前,移除相應(yīng)壓重,保證混凝土的存放應(yīng)>4d,混凝土強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的85%,然后,才可以進(jìn)行鋼束合龍施工。同時(shí),應(yīng)監(jiān)控箱梁懸臂的內(nèi)、外溫差,避免由于溫差使施工質(zhì)量下降。還需依據(jù)國家規(guī)定,選擇精軋螺紋鋼筋,并進(jìn)行張拉實(shí)驗(yàn),理論值達(dá)到95%的材料,才能在施工中應(yīng)用。
同時(shí),由于連續(xù)鋼橋合龍?jiān)跍囟?、混凝土收縮等因素的影響下,會(huì)出現(xiàn)整體向中跨移動(dòng)的問題,且在張拉跨中底板束的情況下,會(huì)出現(xiàn)水平位移的情況,這會(huì)對(duì)橋墩受力產(chǎn)生影響,也會(huì)造成梁體開裂等問題。因此,應(yīng)在合龍施工前,對(duì)其施加一個(gè)水平頂推力。例如,全長為17km 的大橋,其中應(yīng)含有2 聯(lián)鋼構(gòu)橋,可以將右線連續(xù)鋼構(gòu)孔跨布置為(88+146+88)m,將左線連續(xù)鋼構(gòu)孔布置為(81+132+81)m,同時(shí),設(shè)計(jì)均應(yīng)采用掛籃懸臂施工模式。
懸索橋施工應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注錨道面架及吊裝施工控制。施工應(yīng)分為上部和下部兩個(gè)層面,上部施工包括索塔、懸索、加勁梁的使用,索塔施工應(yīng)通過翻模、分段建筑的方式進(jìn)行,并對(duì)主塔的垂直度進(jìn)行控制;懸索架的調(diào)整和施工過程包括安裝索夾、安裝吊桿;加勁梁的施工則應(yīng)從橋兩端開始,逐步朝著橋中間靠攏開展施工。下部施工包括螺旋錨基礎(chǔ)施工、錨體施工、塔柱基礎(chǔ)的使用,上述施工過程都會(huì)涉及大體積混凝土施工,因此,為確保有效控制混凝土的內(nèi)部應(yīng)力,避免混凝土產(chǎn)生裂縫,應(yīng)做好混凝土的養(yǎng)護(hù)工作,并控制好混凝土的溫度。
同時(shí),懸索橋施工的開展,應(yīng)注意按照以下順序進(jìn)行:
3.5.1 地錨,又分為錨墻、拉帶施工、巖錨成孔、錨索的安裝及制作、巖錨的壓漿、錨索張拉。其中,錨墻施工應(yīng)依據(jù)巖錨中心位置開展施工,可以通過拉線將錨墻位置進(jìn)行放樣,然后開始清表、綁扎鋼筋。在拉帶施工環(huán)節(jié),還應(yīng)保證拉帶間凈空間>26cm,每根拉帶厚度為5cm、寬度為35cm、埋深為2.5m。在巖錨成孔環(huán)節(jié),需要錨墻混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度大于85%,并直接在預(yù)留位置進(jìn)行鉆孔。在安裝環(huán)節(jié),錨固段應(yīng)每隔77cm 設(shè)置擴(kuò)張和收縮設(shè)置。在巖錨壓漿階段,其注漿液壓力為0.9~1.1MPa,注漿液為1∶0.4。錨索的張拉過程,確保壓漿漿體強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)張拉強(qiáng)度,并以分級(jí)加荷方式開展,保證每次加荷時(shí)間>2min,最后以此加荷應(yīng)在5min 后鎖定。
3.5.2 塔架拼裝環(huán)節(jié),每個(gè)塔架應(yīng)保證價(jià)高為12.5m,立柱可以采用4 根14×460cm 的無縫鋼管,橫橋向鋼管間距為1.5m,順橋向鋼管間距為3m,應(yīng)在塔頂門架外側(cè)進(jìn)行布置。在施工過程中,應(yīng)先清理塔頂預(yù)埋鋼板,并鋪設(shè)4I45 工鋼分配梁2 排,安裝牛腿斜撐及2I56 工鋼承重梁4 排。此外,還應(yīng)注意施工中按照焊接順序進(jìn)行焊接,并注意不同焊縫的尺寸。再者,應(yīng)在塔架頂部設(shè)置工鋼承重梁,其型號(hào)為2I56 型。在承重梁頂面鋪設(shè)I45 型工鋼,2 道工鋼間距應(yīng)≥3m,以此作為支撐平臺(tái)的支撐索鞍。在施工結(jié)束后,可以利用塔頂門架進(jìn)行支持,確保塔架整體的穩(wěn)定。
在現(xiàn)階段的橋梁建設(shè)中,了解到對(duì)于大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)所具備的需求越發(fā)強(qiáng)烈起來,所以受到荷載因素影響而致使的橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差這一問題就越發(fā)受到關(guān)注,橋梁的穩(wěn)定與否,會(huì)對(duì)橋梁的安全性和質(zhì)量等方面產(chǎn)生極大的影響,因此對(duì)于施工企業(yè)而言,要充分實(shí)施穩(wěn)定性控制策略,保障其具備較高程度的穩(wěn)定性,這對(duì)于我國大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的持續(xù)性發(fā)展有著顯著的價(jià)值。
在開展大跨徑連續(xù)橋梁施工的過程中,需做到綜合性整合橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、高度以及變形等方面的情況,而后針對(duì)整合后的各項(xiàng)數(shù)據(jù),對(duì)于橋梁的穩(wěn)定性進(jìn)行合理的預(yù)估,并結(jié)合預(yù)估的結(jié)果,制定出更具可行性的施工策略,以便真正保障對(duì)于橋梁穩(wěn)定性的大力控制[3]。
由于個(gè)別人員的安全意識(shí)有待提高,受到安全管理力度不足的影響,同時(shí)也由于在材料施工期間易于產(chǎn)生較多的風(fēng)險(xiǎn)問題,因而會(huì)導(dǎo)致施工企業(yè)在具體施工期間易于產(chǎn)生安全事故問題,而為在最大程度上保障人員的施工安全性和確保橋梁施工的質(zhì)量,那么對(duì)于施工企業(yè)來說,則要重視實(shí)施安全性控制策略,切實(shí)保障整個(gè)施工過程的安全性。為此,則能夠在相應(yīng)的環(huán)節(jié)中充分結(jié)合相關(guān)的法規(guī)以及條例內(nèi)容,從而提高安全控制管理的總體水平,防范產(chǎn)生安全事故問題,同時(shí)保障大跨徑連續(xù)橋梁施工的效率和質(zhì)量。
在大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的控制中,需將應(yīng)力控制作為一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容,主要是控制橋梁的受力程度,在施工過程中的結(jié)構(gòu)預(yù)加應(yīng)力及溫度應(yīng)力等均為橋梁應(yīng)力之中的內(nèi)容,控制橋梁應(yīng)力的目標(biāo),即為確保在結(jié)束橋梁施工后,其質(zhì)量可符合相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。在具體操作中,一方面需明確橋梁的真實(shí)承受力,施工企業(yè)需善于應(yīng)用預(yù)埋應(yīng)力測試方式,其能夠作為對(duì)橋梁承受力實(shí)施測試的重要方式之一。另一方面若應(yīng)用上述方式所測得的數(shù)據(jù)和原定的數(shù)據(jù)二者之間存在顯著的差異,就應(yīng)認(rèn)真探析差異問題產(chǎn)生的主要因素,而后結(jié)合于此,制定出有效地應(yīng)對(duì)措施,以便控制好差異因素。
總之,大跨徑連續(xù)橋梁的施工技術(shù)越復(fù)雜,對(duì)施工技術(shù)提出的要求就越高。雖然在施工過程中會(huì)遇到一定的技術(shù)困難,但施工人員應(yīng)深入研究該結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方式,突破大跨徑連續(xù)橋梁的施工技術(shù)難題,進(jìn)而有效提高我國橋梁建設(shè)的施工質(zhì)量,爭取創(chuàng)新運(yùn)用更優(yōu)質(zhì)的施工方案。