李現(xiàn)飛
(山東省路橋集團(tuán)有限公司,山東濟(jì)南 250000)
現(xiàn)代城市建設(shè)中,橋梁工程建設(shè)是一項(xiàng)非常重要的工作,也是影響我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,橋梁工程建設(shè)也迎來了新的發(fā)展機(jī)遇,橋梁建設(shè)數(shù)量不斷實(shí)現(xiàn)新突破,呈顯著增長趨勢。為推進(jìn)城市化建設(shè),實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸事業(yè)的順利發(fā)展,需要基于先進(jìn)科學(xué)技術(shù),不斷升級橋梁施工技術(shù)水平。特別是對施工要求較高的大跨徑連續(xù)橋梁,施工技術(shù)水平會直接影響工程質(zhì)量。因此,需要科學(xué)合理地選擇大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù),并基于現(xiàn)有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及基礎(chǔ)條件對大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)進(jìn)行更加深入的研究,促進(jìn)我國橋梁工程建設(shè)向更加規(guī)范化、專業(yè)化的方向發(fā)展。
大跨徑連續(xù)橋梁是一類預(yù)應(yīng)力橋梁,它的整體結(jié)構(gòu)大多是連續(xù)的,橋墩與橋梁的整體協(xié)調(diào)度十分關(guān)鍵。受益于這種結(jié)構(gòu)形式,大跨徑連續(xù)橋梁的整體受力均勻,剛度較好,能適應(yīng)公路交通和軌道交通等不同交通類別的需要。隨著我國橋梁建設(shè)數(shù)量的不斷增加,大跨徑連續(xù)橋梁的施工技術(shù)日趨成熟,相關(guān)人員可以根據(jù)實(shí)際情況選擇相應(yīng)的施工技術(shù)。
近年來,大跨徑連續(xù)橋梁質(zhì)量高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、壽命長的特點(diǎn)日益凸顯。大跨徑連續(xù)橋梁的鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)方式對控制和減輕施工中的負(fù)彎矩有很大幫助,使橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、耐受性和抗震性都有較大提升。此外,由于大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)是一項(xiàng)以連續(xù)梁施工技術(shù)為基礎(chǔ)的施工工藝,其自然也具備連續(xù)梁施工技術(shù)的諸多優(yōu)點(diǎn),因此逐漸在橋梁工程中被采用[1]。
不過目前國內(nèi)仍有很多工程采用靜定結(jié)構(gòu),該施工方式容易對橋梁的應(yīng)力水平與承受能力產(chǎn)生影響,后續(xù)運(yùn)營過程中混凝土膨脹收縮等問題出現(xiàn)的頻率及可能性更高,不利于橋梁整體穩(wěn)定性的提升。因此,在橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目的開展中,相關(guān)人員需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境對施工技術(shù)進(jìn)行合理選擇并持續(xù)優(yōu)化,最大限度地滿足項(xiàng)目需求,避免施工技術(shù)不合理對橋梁施工產(chǎn)生負(fù)面影響。
支架是橋梁工程的基礎(chǔ)工程,也是保證橋梁安全施工的關(guān)鍵。但在項(xiàng)目實(shí)際開展過程中,部分水域的水體會出現(xiàn)流動現(xiàn)象,這會在一定程度上對支架基礎(chǔ)產(chǎn)生沖擊。持續(xù)的沖擊與震蕩會對安全措施的設(shè)置與應(yīng)用產(chǎn)生影響,增加橋梁施工及支架應(yīng)用的安全隱患。
應(yīng)力控制是大跨徑連續(xù)橋梁施工的重要注意事項(xiàng)。合理的應(yīng)力控制可以為橋梁的后續(xù)施工提供安全保障,也能充分發(fā)揮大跨徑連續(xù)橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)用性能。但在技術(shù)應(yīng)用方面,仍然存在工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力均衡度不達(dá)標(biāo)等應(yīng)力控制問題。這些問題會降低工程整體施工水平,甚至?xí)斐山Y(jié)構(gòu)坍塌、結(jié)構(gòu)變形等不良現(xiàn)象,嚴(yán)重影響橋梁的運(yùn)行安全,也會增加橋梁建設(shè)的投入成本。
結(jié)構(gòu)設(shè)計是大跨徑連續(xù)橋梁施工的重要環(huán)節(jié)??茖W(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠在源頭上避免橋梁施工過程中線性結(jié)構(gòu)、撓度變化等問題的出現(xiàn)。在橋梁工程建設(shè)過程中,撓度普遍較大,此時橋梁工程的整體預(yù)應(yīng)力也會相應(yīng)提升,且隨著橋梁撓度的不斷增加,橋梁結(jié)構(gòu)也會受到一定的影響。由于橋梁施工中撓度變化是無規(guī)則的,因此需要施工人員具備豐富的施工經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)的技術(shù)水平,以更好地控制撓度。此外,在大跨徑連續(xù)橋梁施工中,通常存在撓曲變形的問題,這會影響預(yù)期結(jié)構(gòu)位置,導(dǎo)致其出現(xiàn)較大位移,橋面的閉合程度也會受到影響。
預(yù)應(yīng)力控制是大跨徑連續(xù)橋梁施工中的一個重要監(jiān)測指標(biāo)。橋梁施工過程中有效解決預(yù)應(yīng)力問題,能夠提升橋梁整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用性能。然而,當(dāng)前部分大跨徑連續(xù)橋梁結(jié)構(gòu)中的預(yù)應(yīng)力還未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),存在組件性能難以得到充分發(fā)揮、存在應(yīng)力沖突等問題,這會影響組件之間的應(yīng)力安全,也會降低應(yīng)力的平衡性。
由于大跨徑連續(xù)橋梁建設(shè)難度較大、施工內(nèi)容復(fù)雜,為了提升工程質(zhì)量,方便之后的管理和維護(hù),需要做好前期的準(zhǔn)備工作。
第一,工程建設(shè)之前需派遣專家對工程所在地的地質(zhì)、水文等條件進(jìn)行考察。根據(jù)實(shí)地考察結(jié)果確定施工工藝,以保證設(shè)計圖紙、設(shè)計方案與現(xiàn)場的實(shí)際情況相符合,或者結(jié)合實(shí)地勘察結(jié)果對先前的圖紙有針對性地進(jìn)行調(diào)整,為以后的施工創(chuàng)造有利條件。第二,對比施工方案與規(guī)劃圖紙,并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇施工材料的規(guī)格、類別,以及相應(yīng)的施工設(shè)備,還需要借助多種手段對所選用的施工材料及設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢查,確保其符合施工條件,避免不符合施工要求的材料、設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場。第三,注重施工交底,幫助施工人員更加詳細(xì)地掌握各施工環(huán)節(jié)的技術(shù)要點(diǎn),避免后續(xù)施工過程中出現(xiàn)技術(shù)應(yīng)用不當(dāng)?shù)葐栴}[2]。
地基處理是橋梁施工過程中的重要一環(huán),對后續(xù)施工效果有重要影響。因此,相關(guān)人員應(yīng)高度重視地基處理工作。實(shí)際工作中,施工人員應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況清除雜物,使地表保持平整,同時根據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況選擇處理技術(shù)。在施工現(xiàn)場地質(zhì)狀況不佳、易出現(xiàn)軟土地基的情況下,可采用強(qiáng)夯技術(shù)進(jìn)行地基處理,或在機(jī)械設(shè)備等外力的輔助下對軟地基進(jìn)行挖掘,并使用碎石、卵石等進(jìn)行回填,以有效提升地基的穩(wěn)定性與強(qiáng)度。
應(yīng)用模板支撐操作技術(shù)不僅能為后續(xù)橋梁施工帶來許多便利,保證后續(xù)工程的連續(xù)開展,還能提升工程建設(shè)的安全性。應(yīng)用模板支撐操作技術(shù)時,需注意以下幾點(diǎn):第一,對模板進(jìn)行整體鋪裝,結(jié)合橋梁中心的具體情況,制訂相應(yīng)的設(shè)計方案。第二,使橋梁邊線與模板的邊緣保持垂直。另外,施工人員要嚴(yán)格控制模板的接縫高度,通常在橋梁工程中,接縫高度差須保持在1~2mm 范圍內(nèi)。在保證結(jié)構(gòu)美觀的前提下,提高模板的平整度和光滑度,降低結(jié)構(gòu)開裂的概率,也是重要任務(wù)之一。第三,模板支撐完成后,施工者對模板進(jìn)行再次檢驗(yàn),此時的工作重心在檢查模板設(shè)計方面。若發(fā)現(xiàn)模板松動、破損等問題,應(yīng)及時上報,并由相關(guān)人員根據(jù)施工要求進(jìn)行整改。
大跨徑連續(xù)橋梁建設(shè)不僅對鋼筋材料的需求量較大,而且對鋼筋的性能、質(zhì)量、規(guī)格等都有很高的要求。因此,在大跨徑連續(xù)橋梁建設(shè)中,需要投入大量的人力物力。為提高橋梁施工質(zhì)量,在施工之前,需根據(jù)設(shè)計圖紙,對工程方案的合理性和可行性進(jìn)行判斷和深度分析。還要按照工程既定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),對鋼筋進(jìn)行檢查,并向采購單位核實(shí)鋼筋來源、規(guī)格型號等。如果發(fā)現(xiàn)鋼筋存在銹蝕現(xiàn)象,要進(jìn)行特殊檢查,并及時進(jìn)行除銹處理。在鋼筋布設(shè)環(huán)節(jié),需要將鋼筋錯開排列,以此提升橋梁的承載能力。按照上述要求完成鋼筋布置后,需要及時對鋼筋進(jìn)行固定、捆扎,以免受外部因素影響,出現(xiàn)鋼筋脫落等問題。
混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)是橋梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),各部門及施工人員都應(yīng)重視該環(huán)節(jié)工作的開展,以及混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)技術(shù)的規(guī)范性[3]。在工程正式開始之前,施工人員應(yīng)對模板的質(zhì)量和鋼筋特性進(jìn)行檢驗(yàn),同時對混凝土混合物進(jìn)行全面的檢驗(yàn),確認(rèn)以上各項(xiàng)都沒有問題,才能進(jìn)行混凝土澆筑。施工期間,管理人員應(yīng)向施工人員講解混凝土澆筑規(guī)范,特別強(qiáng)調(diào)混凝土澆筑厚度,并要求其在后續(xù)施工過程中嚴(yán)格落實(shí),最大程度地縮小設(shè)計要求與實(shí)際澆筑厚度之間的偏差。澆筑完成后,為保證橋梁工程整體效果,必須結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù),周期約為15 天,其間可以針對性地調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施,這樣可以有效降低后期混凝土結(jié)構(gòu)開裂問題的發(fā)生概率。
應(yīng)用預(yù)應(yīng)力筋張拉技術(shù)前,施工人員需要對橋梁工程的預(yù)期狀態(tài)及設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,歸納存在的問題,加強(qiáng)對應(yīng)力狀態(tài)的管理。此外,應(yīng)用預(yù)應(yīng)力筋技術(shù)的過程中,必須重視對預(yù)應(yīng)力筋的控制,不斷完善質(zhì)量管理措施,為施工順利進(jìn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),使橋梁整體施工質(zhì)量朝預(yù)期方向發(fā)展。例如,考慮到結(jié)構(gòu)自身重量,必須嚴(yán)格控制應(yīng)力和設(shè)計值的偏差,通常需要將這一數(shù)據(jù)偏差維持在5%以內(nèi)。不僅如此,還需要將與參數(shù)應(yīng)力變化相關(guān)的結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力層參數(shù)維持在安全范圍內(nèi)。
斜拉橋是一種特殊性較強(qiáng)的橋型,其主要作用是連接主梁拉索與主塔,目前大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在斜拉橋施工中的應(yīng)用也極為廣泛[4]。在斜拉橋建設(shè)過程中,斜拉索會受到較大的拉力,需要施工人員采取合理的牽拉技術(shù),以滿足橋梁建設(shè)的承載需求。另外,為保證施工質(zhì)量,施工過程中不能隨意調(diào)整鋼索,需保證拉索長度滿足工程需求。施工過程中可借助梁端牽引機(jī)、整體式橋面起重機(jī)等設(shè)備開展作業(yè),盡可能降低前部懸臂的荷載。此外,要控制主梁偏差,如懸臂過程中,需要將軸線偏差維持在-10~10mm之間,線形誤差以-40~40mm 為宜,其他管理項(xiàng)的偏差控制范圍如表1 所示。
表1 斜拉橋施工誤差控制范圍
在大跨徑連續(xù)橋梁工程中,監(jiān)測技術(shù)主要用于應(yīng)力監(jiān)測和溫度監(jiān)測。無論是應(yīng)力監(jiān)測還是溫度監(jiān)測,都要求施工人員根據(jù)現(xiàn)場的具體情況,同時借鑒以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在施工現(xiàn)場建立相應(yīng)的應(yīng)力、溫度監(jiān)測點(diǎn)[5]。為了實(shí)現(xiàn)對大跨度連續(xù)橋梁應(yīng)力的實(shí)時監(jiān)測,施工人員可利用BIM 技術(shù)構(gòu)建三維模型,并將基于施工實(shí)際的模型與預(yù)想狀態(tài)下的仿真模型進(jìn)行對比,并計算二者之間的偏差,從而總結(jié)目前施工中已經(jīng)出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的應(yīng)力問題,為橋梁建設(shè)工程優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。在溫度監(jiān)測中,必須借助溫度監(jiān)測裝置,收集橋梁橋面、底板等多部位的溫度數(shù)據(jù),觀察不同部位的溫度變化及溫度差,進(jìn)而推斷應(yīng)力裂縫問題發(fā)生的可能性,為橋梁整體建設(shè)水平的提升提供保障。
在大跨徑連續(xù)橋梁施工過程中,施工單位需要采用適宜的處理技術(shù)對主橋橋墩進(jìn)行處理[6]。從材料方面來說,要根據(jù)工程建設(shè)要求,選擇相應(yīng)材料,并確定混凝土配比,增強(qiáng)材料品質(zhì),確保滿足施工要求。在混凝土材料建模施工、入模處理過程中,要對溫度進(jìn)行控制,避免發(fā)生不必要的風(fēng)險,如裂縫問題等,為橋墩結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升奠定基礎(chǔ)?,F(xiàn)場作業(yè)過程中,需要專業(yè)人員記錄橋墩建設(shè)過程中產(chǎn)生的所有有效數(shù)據(jù),并使用智能化技術(shù)進(jìn)行整體評估,為后續(xù)施工計劃的落實(shí)及針對性調(diào)整提供參考。
綜上所述,路橋工程是推動我國經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展的重要力量,合理選擇施工技術(shù)能為橋梁工程建設(shè)質(zhì)量及安全性提供保障。其中,大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)對我國橋梁工程的可持續(xù)發(fā)展有十分重要的意義。為進(jìn)一步提升我國橋梁建設(shè)質(zhì)量,需要對該技術(shù)進(jìn)行更加深入、細(xì)致的研究,為我國交通運(yùn)輸業(yè)的持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造條件。