(西安市軌道交通集團有限公司,陜西西安 710000)
通常所說的城市軌道交通包含了地鐵或者輕軌,在城市中心或者城市的發(fā)展區(qū)來修建城市軌道交通,不僅對工程質(zhì)量嚴要求、高標準,對于地上線高架區(qū)間,還要求梁體造型優(yōu)美,建設(shè)過程中對周圍環(huán)境影響小。因此,軌道交通高架橋項目的技術(shù)要求比較高,在這種情況下,節(jié)段預制拼裝施工技術(shù)應運而生。節(jié)段預制拼裝工技術(shù)是根據(jù)項目施工方拼裝工具以及運輸車輛的運力,在項目附近或者廠房進行具體制作,根據(jù)既定設(shè)計要求完成生產(chǎn)后,運用交通工具將預制節(jié)段運至施工現(xiàn)場進行安裝。
橋梁節(jié)段預制拼裝工法最早出現(xiàn)在德國等一些歐洲國家,當時為了快速重建二戰(zhàn)中被損毀的橋梁,創(chuàng)新產(chǎn)出一批全新的橋梁施工工法,節(jié)段預制拼裝便是其中之一。我國使用節(jié)段預制拼裝技術(shù)始于近些年,運用初期經(jīng)過試驗研究,然而效果并不是十分理想,主要原因是節(jié)段預制拼裝對工程機械精度要求較高,對項目施工技術(shù)、現(xiàn)場管理等要求也較高,此外,考慮現(xiàn)場建設(shè)實際因素,該技術(shù)并沒有得到推廣。隨著我國城市軌道交通項目的不斷地發(fā)展,施工技術(shù)及相關(guān)條件的不斷完善,該技術(shù)在我國逐漸得到了運用。
鑒于目前我國城市的發(fā)展速度與態(tài)勢,軌道交通已然是城市發(fā)展中不可缺少的一個環(huán)節(jié),是市民公共交通出行的不二選擇。高橋線路是城市軌道交通建設(shè)的選擇之一,相比于傳統(tǒng)的地下交通線路,高架線路在工程造價和施工工期方面獨有的優(yōu)勢,使得高架線路方式在現(xiàn)實中得到大力發(fā)展。在施工工法方面,城市軌道橋梁具有整體寬度小、活荷載離散性小等優(yōu)勢,有利用實現(xiàn)預制節(jié)段拼裝。此外,預制節(jié)段拼裝橋梁綠色、便捷、節(jié)能、高效,可適用于城市軌道交通建設(shè)[1]。
節(jié)段預制拼裝適用范圍十分廣泛,只需滿足2點基本都可以運用此技術(shù):(1)橋梁跨經(jīng)應該在20m~180m,其經(jīng)濟跨徑為30m~45m;(2)橋梁長度至少在500m以上,經(jīng)濟橋長至少3000m以上。
(1)施工靈活性。采用分節(jié)段工廠預制,化整為零,將一片梁分解若干節(jié)段,降低梁體運輸質(zhì)量,適應長距離運輸要求。相比于整孔預制來說,節(jié)段預制模板小,通過提高利用效率,可降低工程投資占比。(2)質(zhì)量優(yōu)勢。節(jié)段梁的生產(chǎn)加工都是在預制場內(nèi)進行的標準化生產(chǎn),可最大程度避免在生產(chǎn)過程中由于不良天氣等外界因素對建設(shè)工期的影響。同時,在生產(chǎn)加工的過程中,一般采用自動化的生產(chǎn),生產(chǎn)效率大幅度提升,產(chǎn)品質(zhì)量也能得到相應保障,在減少施工的誤差的同時,降低施工過程風險。(3)安全和適用性優(yōu)勢。相較傳統(tǒng)的現(xiàn)澆梁施工時高人力、高勞動強度、高風險,現(xiàn)場管理難度大,工程質(zhì)量難以控制等問題,架橋機作業(yè)因其較高的安全性、較強的適用性等具有明顯優(yōu)勢。架橋機自動化作業(yè),極大減少現(xiàn)場施工人員數(shù)量,同時,避免了傳統(tǒng)模式下模板支撐拆裝而帶來的施工風險。對于一些項目建設(shè)場地有限的情況,節(jié)段預制拼裝通過在已有成橋上行走來運送材料,大大提高運輸效率,降低運輸成本,可顯著降低因為施工對城市運行的影響。(4)經(jīng)濟跨距較大。若項目施工時采用的是連續(xù)鋼梁,其經(jīng)濟跨經(jīng)有可能達到兩百米或者更高。運用該工法,即使使用其他的簡支梁,也比其他工法更具優(yōu)勢。(5)選型及幾何形狀的限制較小。鑒于預制節(jié)段模板設(shè)計的可控性較高,可以滿足多數(shù)的工程需要。對于一些具有特殊要求的工程,可以利用該工法,制造出滿足設(shè)計要求的幾何圖形。(6)工期優(yōu)勢。目前,項目建設(shè)對于工期有著嚴格的要求,所以施工方總是想盡各種辦法來提高工程進度,那么節(jié)段拼裝可以很好地達到節(jié)省工期的效果。在進行下部結(jié)構(gòu)作業(yè)的同時,可在工廠內(nèi)制作上部結(jié)構(gòu)預制節(jié)段,二者同步開展建設(shè),在保證達到設(shè)計要求的同時還能節(jié)省工期。(7)預力混凝土的干縮徐變較小?;炷料淞涸诠S預制的過程中,具有良好的養(yǎng)生條件,其強度和彈性模量增長較快,在運至施工現(xiàn)場時,其收縮徐變已完成約95%,現(xiàn)場安裝過程中能夠有效的控制梁體成橋線形及梁體施工質(zhì)量。(8)使城市橋梁設(shè)計具有更大的靈活性。在城市建設(shè)項目中,考慮既有建筑物、地下管網(wǎng)以及其他因素的影響,設(shè)計空間冗余度較小。同一條軌道交通線路,考慮到其跨徑的調(diào)整,彎曲半徑的變化,可以使用同一套模具加工出需要的不同種類的梁[2]。
在使用該工法時,因為機具和空間的限制,在場地布局時要特別注意預留足夠的作業(yè)空間,保證進行動態(tài)作業(yè)。作業(yè)時要根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)來進行標準的節(jié)段預制,完成標準節(jié)段預制以后才能進行次一節(jié)段的制作,這樣的操作可以避免設(shè)計理論值和實際產(chǎn)生的誤差,同時也可以保證后續(xù)的拼裝順利完成[3]。
(1)節(jié)段預制順序。在進行簡支梁預制時一般是從第二節(jié)段或者是第四節(jié)段開始,因為這樣可以同時完成兩個方向的預制,可以提高預制速度,縮短工程建設(shè)周期。同時,在標準節(jié)段預制完成以后再進行最后兩端的預制。
(2)節(jié)段梁鋼筋加工、施工方案。1)鋼筋加工。鋼筋是工程項目的重要原材料,在鋼筋進場前必須要做好檢驗工作確保鋼筋質(zhì)量符合施工要求。同時,為防止鋼筋生銹,在鋼筋進場前設(shè)置鋼筋加工區(qū)對鋼筋進行擺放和除銹作業(yè),可避免因為放置時間過長導致鋼筋生銹,同時按照不同的設(shè)計要求,來對鋼筋進行精確下料和加工制作,減少誤差。2)鋼筋安裝。要在鋼筋臺座上把需要的鋼筋綁扎成型,對于成型的鋼筋要進行檢測,合格以后利用機械將整段的梁鋼筋吊裝到位,應采用專業(yè)的吊具,在吊裝過程中間要輕起輕落,避免在吊裝過程中發(fā)生碰撞從而導致變形。
(3)混凝土澆筑?;炷翝仓ぷ鲗τ谡麄€項目施工非常重要,在混凝土澆筑之前,應組織相關(guān)的技術(shù)人員,對于設(shè)計圖紙進行再一次的熟悉,對于澆筑的程序和技術(shù)細節(jié)要再一次的完善。同時,要對模板進行澆水濕潤,對于作業(yè)周邊的環(huán)境進行清掃,對于雜物進行清除。如果在檢查的過程中發(fā)現(xiàn)存在問題,就要立即停止作業(yè),等排除了隱患以后才能再次作業(yè),保證施工質(zhì)量。此外,節(jié)段箱梁混凝土應采用高強水泥,其骨料需滿足配合比要求,選用達到標準的材料進行制作。在混凝土的拌制過程中要充分考慮到強度、坍落度等因素的影響,通過試驗確定。拌制前均需計算實際用量,嚴格把控配比,后進行拌和。同時,要將每次的數(shù)據(jù)都進行記錄,拌制過程中,要對所使用的各種工具進行檢查,確保每項工作都符合項目的要求,拌制完成后應立即澆筑混凝土[4]。需要注意的是,節(jié)段箱梁混凝土澆筑時應按照從中間開始,向左右分層按照順序澆筑,同時澆筑時要盡量使混凝土澆筑均勻。混凝土分層澆筑不得>500mm?;炷琳駬v的時候不能發(fā)生泄漏,振搗棒在工作的時候要注意操作,盡可能的避免鋼筋的碰撞,同時要盡可能的增長振搗的時間,增加混凝土的密實度,這樣可以有效地避免混凝土發(fā)生徐變。
隨著我國城市化步伐的不斷加快,加快布局建設(shè)城市軌道交通線網(wǎng)是滿足城市發(fā)展的需要。在確保工程質(zhì)量的前提下,強化環(huán)境保護,是新時代工程建設(shè)的基本要求。因此,推行綠色、高效的設(shè)計方案勢在必行,相比其他橋梁施工技術(shù),節(jié)段拼裝橋梁施工因其特有建設(shè)屬性,具有廣闊的發(fā)展空間。