劉文濤
(山東卓瓴招標(biāo)代理有限公司, 山東 濰坊 262500)
我國橋梁建設(shè)工程有著悠久的歷史,比如歷史上典型的代表趙州橋經(jīng)過了多年的洗滌仍然屹立在趙縣的洨河上。近現(xiàn)代受到歷史等因素的影響,我國橋梁事業(yè)發(fā)展滯后。近些年隨著社會經(jīng)濟(jì)水平的提升、橋梁工程建設(shè)數(shù)量的增多、規(guī)模的擴(kuò)大,我國橋梁建設(shè)工程取得了新的發(fā)展。根據(jù)受力特點(diǎn)我們可以將橋梁分為五種基本類型,分別為梁式橋、拱式橋、鋼架橋、懸索橋以及斜拉橋。橋梁在交通系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位,通過橋梁,可以跨越山川河流,形成四通八達(dá)的交通,促進(jìn)各個地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,推動我國社會發(fā)展的腳步。我國近些年在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下,橋梁形式也得到進(jìn)一步豐富。當(dāng)前公路橋梁中重要的一種結(jié)構(gòu)形式就是大跨徑連續(xù)橋。我國在連續(xù)梁橋的建設(shè)方面已經(jīng)有著較為成熟的技術(shù),并且這種形式的橋梁已經(jīng)在我國多地廣泛應(yīng)用,預(yù)應(yīng)力技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提高了連續(xù)橋的性能。預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的變形小,有著更大的結(jié)構(gòu)剛度,無需設(shè)置過多伸縮縫,無論是穩(wěn)固性還是抗震性都有著十分明顯的優(yōu)勢,此外,養(yǎng)護(hù)工作也十分便捷。在橋梁結(jié)構(gòu)中應(yīng)用預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁能夠?qū)蛄旱目缭侥芰Υ蟠筇嵘?。所謂的大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋梁,是連續(xù)梁橋的單跨跨徑超過了100m。如圖1為我國某跨江大橋。大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋是預(yù)應(yīng)力技術(shù)高速發(fā)展的產(chǎn)物,也是我國公路橋梁中有著極大生命力的橋梁,未來發(fā)展前景廣闊,各界已經(jīng)越來越關(guān)注大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋梁工程[1]。
圖1 大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋梁
橋梁工程大多處于河面地段有著十分復(fù)雜的外界環(huán)境,加上較大的地形地勢變化,導(dǎo)致大大增加了支架的難度。很多橋梁需要面臨較大的滑坡坡度,加上地段地質(zhì)條件不佳,導(dǎo)致支架工作十分艱難。大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋需要面臨著更大的跨徑,復(fù)雜的地形進(jìn)一步加大了工程施工的難度,所以,大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋施工的最大特點(diǎn)也是難點(diǎn)之一就是支架難度大。
大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋往往需要跨越較寬的河道或者山川,需要設(shè)置較多的支架,且支架高度較大。在橋梁工程中,河道、山川等滑坡地段往往需要通過設(shè)置支架保證交通建設(shè),這就導(dǎo)致需要設(shè)置較高的支架,進(jìn)而造成大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋施工難度大大增加[2]。
大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋建設(shè)需要應(yīng)用到較為復(fù)雜的預(yù)應(yīng)力技術(shù),加上橋梁施工中撓度變化沒有有序的規(guī)律導(dǎo)致難以充分控制梁體的線性,進(jìn)而增加了橋梁的施工難度。
大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋施工中需要應(yīng)用到復(fù)雜的預(yù)應(yīng)力體系,需要涉及到較多長度較大的管道,管道曲線也多,導(dǎo)致大大增加了橋梁工程施工的難度。此外,在施工中需要安裝大量索導(dǎo)管,難以精確地定位索導(dǎo)管的位置,這也是大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋施工的主要難點(diǎn)。
某大跨度連續(xù)鋼構(gòu)橋在區(qū)域有著較為穩(wěn)定的條件,以工程區(qū)為圓心的55km范圍內(nèi)不存在強(qiáng)烈地震地質(zhì)背景,但是所在區(qū)域局部覆蓋層較薄,大約為30-50m,局部區(qū)域?yàn)?-5m,有著十分豐富的地下水。在具體施工中,關(guān)鍵施工技術(shù)如下。
施工人員在安裝掛籃前首先將墩頂清理干凈,鑿平混凝土面,然后測量放線,明確主桁架和橫梁中線。準(zhǔn)確測量后,將滑移梁主線位置墊梁鋪設(shè)、找平并且安裝好主桁架掛籃、支點(diǎn)和后錨等部件。最后,依次安裝后前橫梁。為了充分保證掛籃主桁架施工能夠和設(shè)計(jì)要求相符合需要通過加載監(jiān)測明確施工效果。在完成掛籃后,為了避免掛籃發(fā)生非彈性形變,需要加強(qiáng)對掛籃系統(tǒng)穩(wěn)定性、強(qiáng)度、剛度等性能指標(biāo)的檢查檢測[3]。如圖2為橋梁掛籃施工作業(yè)現(xiàn)場圖。
圖2 橋梁掛籃施工
3.2.1 施工工藝流程
施工人員在將掛籃移動到位后需要調(diào)整外側(cè)模和底模,并且牢固地綁扎好鋼筋。在安裝預(yù)應(yīng)力管道時將掛籃吊桿相應(yīng)的孔位預(yù)留出來,將混凝土表面的軟弱層和水泥鑿除干凈,徹底清理干凈鋼筋上的混凝土渣,然后開始澆筑作業(yè)并且進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)。當(dāng)養(yǎng)護(hù)結(jié)束后監(jiān)測混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,強(qiáng)度達(dá)標(biāo)可以開展張拉作業(yè),張拉施工要堅(jiān)持先縱后橫的原則。在完成張拉作業(yè)后放松掛籃吊桿,從箱梁上移開掛籃的頂板以及底板,繼續(xù)完成掛籃移動作業(yè),將其移至梁端。在各個節(jié)段都澆筑完成后可以合攏。
3.2.3 壓漿施工
施工人員要注意加強(qiáng)監(jiān)測環(huán)境的溫度、管道的溫度、漿液的溫度,當(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求后方可開展壓漿作業(yè)。
第一,需要加熱漿液。施工人員可以利用鍋爐房整齊加熱冷水,當(dāng)達(dá)到60℃水文后可以在封閉的保溫棚環(huán)境下拌制漿液,按照15℃的標(biāo)準(zhǔn)控制漿液的溫度。
第二,波紋管加熱。在灌漿前預(yù)熱沒有達(dá)到施工要求的波紋管,按照不低于10℃的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)熱波紋管確保漿液入孔溫度,然后方可開展壓漿作業(yè)。
第三,保溫處理澆筑段。在初期養(yǎng)護(hù)階段,需要重點(diǎn)關(guān)注溫度養(yǎng)護(hù),可采用蒸汽養(yǎng)護(hù)的方式同時達(dá)到保溫保濕的效果,還可以在梁面上覆蓋保溫篷布。如果環(huán)境溫度較低那么為了保證壓漿的質(zhì)量需要采取相應(yīng)的加熱保溫措施。
第四,嚴(yán)格控制漿液的溫度和強(qiáng)度。在施工中技術(shù)人員要注意加強(qiáng)對漿液配合比進(jìn)行嚴(yán)格控制,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,同時在波紋管內(nèi)部設(shè)置測溫元件從而實(shí)時監(jiān)測管內(nèi)溫度。
第五,箱梁封閉和通汽。將箱梁梁端和相關(guān)孔道封閉后方可開展壓漿作業(yè),為了保證壓漿質(zhì)量還要注意用蒸汽保證壓漿管內(nèi)的溫度,通常按照5-30℃的標(biāo)準(zhǔn)控制箱內(nèi)梁體、壓漿道溫度。
第六,加強(qiáng)溫度監(jiān)測。在頂板、腹板以及底板的外側(cè)設(shè)置監(jiān)控元件從而實(shí)時監(jiān)測內(nèi)部溫度[4]。
工作人員在張拉前首先要嚴(yán)格檢查混凝土的強(qiáng)度,當(dāng)強(qiáng)度和設(shè)計(jì)強(qiáng)度差在10%以內(nèi)時方可進(jìn)行預(yù)應(yīng)力箱梁張拉施工。可通過同時監(jiān)控張拉力和引申量的方式保證張拉工作嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求,確保嚴(yán)格控制鋼束張拉力。在張拉過程中首先要確定管道的位置,按照50cm的距離標(biāo)準(zhǔn)定為鋼筋間距。工程施工中如果發(fā)生預(yù)應(yīng)力管不一致的情況,為了避免混凝土澆筑發(fā)生質(zhì)量問題可以加密定位。在預(yù)應(yīng)力管道敷設(shè)全部完成前應(yīng)當(dāng)完成焊接作業(yè)。處理好預(yù)應(yīng)力縱向管道確保其干凈整潔然后進(jìn)行安裝,同時在管道內(nèi)設(shè)置直徑稍小的內(nèi)襯管,用膠布緊密地纏繞管道接頭處確保施工中不會發(fā)生漏漿的情況,然后按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確地安裝預(yù)應(yīng)力筋、錨具、豎向管道,將鋼筋僅僅地固定住并且密封好管道的兩端。
低溫灌注鋼構(gòu)橋合攏施工方法同時為了避免開裂要臨時固接懸臂。具體合攏包括邊跨和空和中跨合攏。
3.4.1 合攏邊跨
工作人員應(yīng)當(dāng)平衡好掛籃、懸澆段同時加強(qiáng)施工溫度監(jiān)測??梢詫⒑蠑n段骨架和邊跨縮梁牢固地焊接在一起,將合攏段鋼筋牢固地綁扎在一起然后澆筑合攏段混凝土,同時按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)依次低沉張拉,完成張拉作業(yè)后檢查其質(zhì)量是否達(dá)標(biāo),確認(rèn)無誤后可以拆卸掛籃和配重,將支座鎖定,同時檢測箱梁線性、標(biāo)高等實(shí)際情況是否能夠滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中參數(shù)要求。
3.4.2 合攏中跨
通過微膨脹混凝土合攏中跨能夠有效減少混凝土中的氣泡,填充混凝土內(nèi)部控制,從而預(yù)防發(fā)生收縮裂縫,達(dá)到提高混凝土整體耐久性的作用[5]。如圖3為某工程合攏施工示意圖。
圖3 合攏施工
應(yīng)力控制主要是根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)定檢查大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋施工后的受力情況是否合格。應(yīng)力控制是監(jiān)控橋梁施工質(zhì)量的重要工作內(nèi)容,通常應(yīng)力控制主要通過控制截面完成。工作人員要借助專門的設(shè)備進(jìn)行橋梁受力情況檢查。如果檢測結(jié)果和規(guī)定數(shù)值之間差異較大那么需要及時分析原因并且采取有效的處理措施。在應(yīng)力控制階段難度較高的工作為結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制,結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制難度甚至超過變形控制,這和結(jié)構(gòu)應(yīng)力不容易被發(fā)現(xiàn)有著很大的關(guān)系。為此,工作人員要注意檢測結(jié)構(gòu)應(yīng)力[5]。
橋梁安全的關(guān)鍵因素就是穩(wěn)定性。在大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋施工后需要嚴(yán)格控制好結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形,同時加強(qiáng)控制局部和整體的穩(wěn)定性。當(dāng)前我國橋梁跨徑朝著逐漸增大的趨勢發(fā)展,如果橋梁失穩(wěn)必然會產(chǎn)生較大的安全事故和社會影響,會嚴(yán)重影響橋梁工程的進(jìn)一步發(fā)展。這就要求檢測人員要制定快速反應(yīng)及時,準(zhǔn)確地檢測并分析橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力情況,對橋梁的穩(wěn)定性、安全性進(jìn)行綜合、客觀地分析和評價[6]。
大跨徑連續(xù)鋼構(gòu)橋在我國交通系統(tǒng)中必然會占據(jù)越來越重要的地位,其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。相關(guān)工作者要明確橋梁施工技術(shù),加強(qiáng)優(yōu)化施工流程和工藝,進(jìn)而提高工程的整體質(zhì)量。