何明亮
(中鐵二十四局集團(tuán)南昌鐵路工程有限公司,江西南昌 330000)
濁漳河特大橋位于山西省潞城市辛安泉鎮(zhèn)南馬莊附近,中心里程Z2K759+401,此處分離新建Z2線需要跨越濁漳河,地形為U形河谷,高差較大,且要跨越原高速公路,路線線位較高,橋墩高度平均超過60 m,橋梁全長1 534 m。
上部結(jié)構(gòu)采用4×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁+(45+75+45)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)+30×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土先簡支后連續(xù)T梁,其中主橋75 m主跨跨越既有高速公路,45 m邊跨跨越西五線,40 m跨徑引橋跨濁漳河及其漫灘,下部結(jié)構(gòu)采用薄壁矩形空心墩+承臺+群樁基礎(chǔ)。
(1)墩量牢固穩(wěn)定。
連續(xù)剛構(gòu)橋梁具有多個墩柱,可以均勻受力,柔度強(qiáng)。
(2)維護(hù)方便。
相較于傳統(tǒng)的橋梁結(jié)構(gòu),連續(xù)剛構(gòu)橋梁無須設(shè)置伸縮縫,可以有效降低成本支出,在后續(xù)使用過程中也無須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)與保養(yǎng)作業(yè)。
(3)具有較強(qiáng)的抗震能力。
橋梁受到地震等自然力的影響使,能夠?qū)⑺降卣饝?yīng)力向所有墩柱分散,無須單獨(dú)設(shè)置防震裝置,可以有效節(jié)約項(xiàng)目建設(shè)成本的投入,降低建設(shè)施工難度。
(4)超靜定框架。
連續(xù)剛構(gòu)是多次超靜定框架,砼的變形繩索在內(nèi)外氣溫的改變、預(yù)應(yīng)力功能、墩臺不均勻等情況下會發(fā)生內(nèi)力與位移變化,為了避免各種因素的影響導(dǎo)致彎矩變化,連續(xù)剛構(gòu)中通過采用空心高墩或雙薄壁墩形式。
橋梁框架參量是橋梁建設(shè)內(nèi)容中的重要內(nèi)容之一,對于施工的有序開展、橋梁建設(shè)的精準(zhǔn)性都具有極大影響,框架參量會影響設(shè)計(jì)理想分析結(jié)論。通過結(jié)合實(shí)際工程案例的情況,可以發(fā)現(xiàn)在實(shí)際工作中難以實(shí)現(xiàn)框架參量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)完全統(tǒng)一,無法避免偏差。為了實(shí)現(xiàn)框架參量與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一,必須深入施工現(xiàn)場進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與論證,保證數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。在橋梁施工中,橋梁框架參量主要的內(nèi)容包括設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力、彈性模量、物料容重、橋梁的負(fù)荷以及受外界因素影響系數(shù)等多個方面的內(nèi)容。
濁漳河特大橋連續(xù)剛構(gòu)立面如圖1所示。
圖1 濁漳河大橋主橋(45+75+45)m連續(xù)剛構(gòu)立面(單位:cm)
施工監(jiān)控是橋梁建設(shè)施工過程中重要環(huán)節(jié)之一,嚴(yán)格的施工監(jiān)控可以保證建設(shè)施工有序進(jìn)行的同時提升工程質(zhì)量。但在橋梁建設(shè)實(shí)際施工過程中,會受到多個方面的影響,導(dǎo)致在施工監(jiān)控環(huán)節(jié)中產(chǎn)生較大偏差,偏差主要出現(xiàn)在測量過程、儀表安裝過程、信息采集過程中,需要通過嚴(yán)格的施工監(jiān)控降低偏差發(fā)生的概率。
氣溫環(huán)境對于連續(xù)剛構(gòu)橋梁也具有較大影響,具體主要表現(xiàn)為局域溫差與年溫差兩個方面的隱性。橋梁建設(shè)施工周期較長,所以在外部溫度環(huán)境會不斷發(fā)生變化,溫度環(huán)境的變化無法通過人為的方式進(jìn)行控制與干擾,存在許多未知的影響因素,氣溫的控制無法實(shí)現(xiàn)。要求設(shè)計(jì)人員、施工人員在實(shí)際工作過程中能夠充分考慮溫度變化對于橋梁結(jié)構(gòu)的影響,合理制定相關(guān)的解決措施與應(yīng)對策略,有效降低溫度環(huán)境變化對連續(xù)剛構(gòu)橋梁的建設(shè)與使用的影響。
橋梁建設(shè)領(lǐng)域中,由于施工經(jīng)驗(yàn)、施工人才儲備等多方面的影響使得不同企業(yè)的施工技術(shù)與工藝存在較大的差別。施工技術(shù)與工藝會在較大程度上對橋梁質(zhì)量形成影響,在具體施工過程中,施工企業(yè)應(yīng)當(dāng)針對施工環(huán)境、施工標(biāo)準(zhǔn)、施工目標(biāo)等有清晰認(rèn)識,以此為基礎(chǔ)合理選擇施工技術(shù)與工藝,為橋梁建設(shè)施工的有序開展以及質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障。
(1)注重原材料的監(jiān)控與管理,合理地配置砼的配合比,通過采用低水化熱的水泥或煤灰粉,降低出現(xiàn)砼水化熱的概率。
(2)墩柱承臺內(nèi)部設(shè)置降溫裝置與溫度監(jiān)測點(diǎn),利用降溫裝置合理控制混凝土內(nèi)部的溫度,有效降低混凝土內(nèi)部與外部的溫差,可以實(shí)現(xiàn)對混凝土裂縫的有效控制。根據(jù)相關(guān)的施工標(biāo)準(zhǔn)與要求規(guī)定,橋墩承臺混凝土施工中,應(yīng)保證混凝土內(nèi)外溫差不得超過25 ℃,通過不同的溫度監(jiān)測點(diǎn)采集混凝土內(nèi)部溫度的變化情況。如果遇到混凝土內(nèi)部溫度突然升高的情況,應(yīng)及時啟動降溫裝置,保證溫差能夠控制在合理的范圍內(nèi)。
(3)惡劣環(huán)境下承臺混凝土澆筑施工既要考慮內(nèi)外溫差的變化,還要考慮施工晝夜溫差的變化,需要在混凝土內(nèi)部設(shè)置降溫裝置,在混凝土外部加裝保溫裝置,有效將混凝土內(nèi)部與外部的溫差控制在25 ℃以內(nèi),降低裂縫發(fā)生的概率,為連續(xù)剛構(gòu)橋梁的質(zhì)量提供重要的基礎(chǔ)保障[1]。
連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工過程中,對于高墩施工過程的垂直管理、混凝土外觀有極高的要求。因此,為了避免由于混凝土垂直問題以及外觀問題對于連續(xù)剛構(gòu)橋梁的建設(shè)與使用造成影響,在模板設(shè)計(jì)時需要慎重考慮模板總體剛度。在模板外側(cè)安裝桁架,通過桁架的輔助能夠合理設(shè)置施工作業(yè)平臺,通過合理設(shè)置上下通道,可以實(shí)現(xiàn)施工效率的全面提升。此外,通過桁架的設(shè)置還可以為后續(xù)的施工監(jiān)測提供便利。
連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工過程中掛籃變形值主要以預(yù)壓堆載試驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)為重要的參考數(shù)據(jù)值。在實(shí)際施工過程中,由于橋梁不同節(jié)段以及堆載在掛籃的重量存在較大的差異,會使得標(biāo)高會產(chǎn)生變化。
為了保證橋梁施工的有序進(jìn)行以及為工程質(zhì)量提供基礎(chǔ)保障,在實(shí)際施工過程中可以使用掛籃變形動態(tài)調(diào)整方法。連續(xù)剛構(gòu)橋梁預(yù)應(yīng)力混凝土施工過程中,橋梁緊鄰節(jié)段具有極大的相似度,主要表現(xiàn)為施工人員、施工儀器、外部環(huán)境因素等,掛籃變形的主要影響因素為自重變化量。即橋梁節(jié)段自重可以理解為±1節(jié)段自重,X節(jié)段實(shí)際的掛籃變形值可以理解為該節(jié)段掛籃的變形值。
標(biāo)高的確定需要在獲得±1節(jié)段的實(shí)際變形值的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)置,混凝土澆筑完畢后,連續(xù)剛構(gòu)橋梁懸臂會出現(xiàn)下?lián)锨闆r,與有限元模型進(jìn)行結(jié)合后獲得準(zhǔn)確的實(shí)際變形值。
橋梁建設(shè)領(lǐng)域中線性控制技術(shù)可以分為豎向擾度線性管理與軸向線性管理,在一般連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工中只需要借助豎向擾度管理就可以實(shí)現(xiàn)對于施工周期與施工質(zhì)量的有效控制。特殊橋梁建設(shè)項(xiàng)目中,由于工程的特殊性與復(fù)雜性,豎向擾度管理無法滿足管理需求,還需要借助軸向線性控制技術(shù),結(jié)合實(shí)際建設(shè)項(xiàng)目需求合理的選擇線性控制技術(shù)。
結(jié)合本工程實(shí)際情況,本工程中選擇了豎向擾度線性管理方法,最大懸臂塊段重142.2 t(5號塊)。
合理的施工管理不僅是保證橋梁質(zhì)量的核心工作環(huán)節(jié),也是線性控制技術(shù)應(yīng)用的重要基礎(chǔ),在實(shí)際施工過程中應(yīng)注重施工管理工作。
(1)框架的線性管理。
在橋梁主梁懸臂混凝土灌注施工過程,梁段的設(shè)模高度存在是否影響主梁的平整度、是否滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、是否符合施工要求等問題,一旦出現(xiàn)任何的偏差極易造成橋梁整體的變形,影響橋梁整體的質(zhì)量,對后續(xù)的使用造成極為不利的影響。
在實(shí)際施工過程中,需要注重框架線性管理工作,通過合理調(diào)整與控制主梁標(biāo)高降低變形發(fā)生的概率,通過理論模型與實(shí)際情況進(jìn)行對比分析,得出準(zhǔn)確的偏差后,實(shí)現(xiàn)對主梁標(biāo)高的合理調(diào)整與控制。
連續(xù)梁梁端設(shè)計(jì)如表1所示。
表1 連續(xù)梁梁段設(shè)計(jì)情況
(2)結(jié)構(gòu)應(yīng)力管理。
針對主梁標(biāo)高完成初步的檢測與調(diào)整后,如果框架實(shí)地的應(yīng)力情況與設(shè)計(jì)出現(xiàn)變差,會對橋梁的整體結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重危害。所以在連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)施工過程中,應(yīng)在框架應(yīng)力集中位置與部分具有代表性的位置預(yù)設(shè)應(yīng)力檢測部件,以檢測施工過程的框架應(yīng)力,為連續(xù)剛構(gòu)橋梁的質(zhì)量提供必要的保障。
綜上所述,通過結(jié)合實(shí)際工程案例對連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)施工的特征以及影響因素進(jìn)行分析,可以幫助施工企業(yè)對于施工難點(diǎn)有初步的認(rèn)識與了解,為后續(xù)線性控制技術(shù)的合理應(yīng)用提供重要的理論參考,合理制定應(yīng)用策略,更好地發(fā)揮線性控制技術(shù)在連續(xù)剛構(gòu)橋梁建設(shè)中的重要價值與作用。