徐韜
摘要:簡述了連續(xù)梁橋發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題,詳細闡述了鋼筋混凝土連續(xù)梁在安裝波紋管、鋼絞線穿束、混凝土澆筑、施工過程質(zhì)量控制等方面的施工技術(shù),通過工程實例對連續(xù)梁拱肋的軸向應(yīng)力和彎矩作用程度進行測試,驗證了該施工技術(shù)的有效性和質(zhì)量控制的良好結(jié)果。
關(guān)鍵詞:高速鐵路;連續(xù)梁橋;施工技術(shù);質(zhì)量控制
0? ?引言
混凝土連續(xù)梁橋的建設(shè),要根據(jù)地質(zhì)、地形和地貌等情況對混凝土連續(xù)梁橋工程進行規(guī)劃設(shè)計,制定明確的工程目標和安全保障措施。要做好施工項目開工的準備工作,根據(jù)不同施工環(huán)境實施具體的施工方案。要在混凝土連續(xù)梁橋施工過程中,針對其結(jié)構(gòu)特點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行合理澆筑。要結(jié)合施工進展情況,對連續(xù)梁橋進行施工監(jiān)控,保證成橋達到設(shè)計要求。要通過對建筑材料進行嚴格控制,改善連續(xù)梁橋的受力狀態(tài),節(jié)約原材料。本文通過高速鐵路連續(xù)梁橋施工實例,研究其施工技術(shù)和質(zhì)量控制方法,并進行測試與分析。
1? ?連續(xù)梁橋發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題
我國現(xiàn)代化交通正在快速發(fā)展,混凝土連續(xù)梁橋在橋梁工程中得到較好應(yīng)用。在高速鐵路連續(xù)梁橋施工過程中,各種結(jié)構(gòu)形式的梁拱組合,為施工帶來更多便利??沙浞职l(fā)揮梁拱的作用,提升施工過程的安全性,保證連續(xù)梁橋施工的正常進行。為了增加連續(xù)梁橋的使用壽命,需改進其受力結(jié)構(gòu),實時監(jiān)測橋梁受力狀態(tài),消除存在的安全隱患,使得混凝土結(jié)構(gòu)的承載力能夠達到預(yù)期值[1]。現(xiàn)有連續(xù)梁橋的施工方法難以符合不斷發(fā)展的技術(shù)質(zhì)量要求。例如在連續(xù)梁的某一施工階段,由于材料的可控性差、主梁截面尺寸不合理等因素,使得工程的預(yù)測值與實際值存在較大偏差;在施工過程中存在的測量誤差、橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力的不可控狀態(tài)、施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集難度大等,均可導(dǎo)致施工質(zhì)量難以符合預(yù)期;連續(xù)梁拱肋的軸向受力大于鋼材的許用應(yīng)力,拱頂處彎矩無法滿足剛度需求等。
2? ?連續(xù)梁施工技術(shù)要點
2.1? ?安裝波紋管
在高速鐵路連續(xù)梁施工中,常使用預(yù)埋波紋管的方式預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼絞線管道。在鋼筋綁扎過程中,使用定位筋將管道固定,并將波紋管與鋼筋骨架進行綁扎[2]。當波紋管與鋼筋出現(xiàn)線路碰撞時,要結(jié)合設(shè)計方案來調(diào)整鋼筋位置,使得波紋管和鋼絞線能夠合理排布。需在波紋管的最高點設(shè)置排氣孔。采用PVC管將接頭板用膠帶捆綁在波紋管的端頭,使其連接牢固。選擇合適的鋼筋插入波紋管中,保證不會發(fā)生波紋管堵塞情況,以提升承載力,防止波紋管受外力發(fā)生破壞。在波紋管最低位置設(shè)置泄水孔,使用特制的出水管引出并布置在波紋管外側(cè)。
2.2? ?鋼絞線穿束
在預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入波紋管之前,將波紋管里的雜物進行干凈。將鋼絞線牽引端設(shè)置為圓型,防止在穿入鋼絞線時阻力過大或者被孔道卡住。在牽引鋼絞線的過程中,要保證進度合理,工作人員要進行人工操作,這樣能夠減少阻力,降低預(yù)應(yīng)力鋼絞線在管道內(nèi)的摩擦力。
2.3? ?混凝土澆筑
2.3.1? ?澆筑方法
高速鐵路的梁體混凝土,分節(jié)段整體一次性澆筑[3]。為保證混凝土澆筑質(zhì)量,在澆筑過程中需要嚴格控制混凝土的溫度,保證混凝土入模溫度為5~25℃。同時,調(diào)整混凝土的表面溫度與大氣溫度的內(nèi)外差,使得混凝土的表面溫度與大氣溫度的溫差不大于20℃。在達到標準溫度范圍后,采用縱向分段、水平分層方式進行澆筑??v向分段的長度為8~10m,縱向斜度在35~38°,水平分層的厚度不大于30cm。澆筑過程中,控制不同節(jié)段的混凝土澆筑時間小于混凝土初凝時間。在混凝土澆筑過程中,通過分段分層澆筑能夠使得澆筑結(jié)果更加優(yōu)化?;炷练謱訚仓慕孛婧蛥^(qū)域如圖1所示。
2.3.2? ?澆筑過程
先對1、2區(qū)進行澆筑,澆筑時可將混凝土直接沿著外側(cè)模板澆筑。當腹板澆筑到可控高度時,從頂板位置將泵管伸入3區(qū)進行底板澆筑[4]。對4、5、6區(qū)的混凝土進行澆筑時,要在頂板中央間隔2.5m開天窗,以保證通風(fēng)順暢。天窗在腹板混凝土澆筑后密封。在混凝土澆筑時,設(shè)置振搗窗口,澆筑后關(guān)閉該窗口。澆筑頂板混凝土?xí)r,嚴格控制橋面標高并及時整平。在箱梁的鋼筋密集處要加強振搗,檢查波紋管、預(yù)埋件等施工質(zhì)量,保證不同位置的質(zhì)量均能夠達到要求??刂茡v固時間,防止發(fā)生漏搗現(xiàn)象。在澆筑完成后,為保持混凝土表面濕潤需要進行養(yǎng)護,養(yǎng)護的時間為2個星期?;炷琉B(yǎng)護時,混凝土表面的溫度差為16℃。
2.4? ?施工過程質(zhì)量控制
2.4.1? ?加密測量控制點
在進行高速鐵路連續(xù)梁混凝土澆筑施工之前,對施工區(qū)域中的質(zhì)量控制點及其數(shù)量進行設(shè)置[5]。通過GPS靜態(tài)加密法對施工區(qū)域中的控制點進行加密測量,在測量過程中按照設(shè)計要求,嚴格執(zhí)行控制指標,滿足測量標準。
2.4.2? ?場地平整和搭建支架
在施工場地整平后對地面進行加固。針對軟基部分,需要通過合理科學(xué)的方式進行填補,以增加地基的承載能力,當?shù)鼗_到荷載標準時停止施工。在處理完成施工場地后,由測量人員需要放線。施工場地修建合理的排水設(shè)施,對排水溝進行布置。在地基地面處置符合要求、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后,搭建支架。為了能夠提升支架搭建的質(zhì)量,在搭建支架時,將U型支托安裝在支撐桿的頂部,并在支托中放置墊木。
2.4.3? ?模板施工管控
在模板安裝前要對板面進行修整,保證板面清潔。清理所有的連接處,防止出現(xiàn)粉塵或者污染使得施工質(zhì)量下降。在進行模板清理后,開始安裝模板。在進行連續(xù)梁模板安裝時,先鋪設(shè)底模和邊模。安裝模板后,要對其連接的牢固性能進行檢查,避免出現(xiàn)剩余材料等問題[6]。在澆筑的混凝土經(jīng)檢查合格后,要對模板進行拆除。通常使用卷揚機進行模板拆除,這樣能夠保證施工安全,還能提升設(shè)備在施工中的運行穩(wěn)定性。在拆除模板時,要按照一定的拆除順序,減少混凝土的結(jié)構(gòu)變形,尤其是邊角處。完成拆除后,需對模板的工作面進行清理,并及時做好模板保養(yǎng)。
2.4.4? ?混凝土水分控制
混凝土的配合比通常較為固定。但是在配制混凝土材料時,要對所用材料的含水量進行檢測,隨時控制材料和用水參數(shù)。在混凝土澆筑且初凝后,鋪設(shè)土工布,進行灑水養(yǎng)生,等待混凝土強度達標后方可停止養(yǎng)生。
3? ?實測與分析
3.1? ?工程概況
儀征特大橋位于江蘇省儀征市、南京市六合區(qū)境內(nèi),跨越胥浦河及S353省道,跨越方式分別采用(38+64+40)m和(40+56+40)m鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。設(shè)有1-6×32m雙線夾渡線道岔梁,83#~84#為單孔1~40m簡支箱梁,其余橋梁孔跨均以24m、32m簡支箱梁跨越農(nóng)田、灌溉水渠與鄉(xiāng)村道路。箱梁為柱狀截面,在混凝土灌注過程中,當混凝土用量較大時,在腹板處容易產(chǎn)生脫空,使得混凝土無法達到多向受力狀態(tài)。運用Midas civil(橋梁結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計軟件)對混凝土拱肋進行施工階段分析,按照施工順序?qū)M合截面進行應(yīng)力分析,查看不同位置的受力情況。其中,拱肋鋼材的容許應(yīng)力為95MPa,拱頂處最大彎矩為-3000kNm。
3.2? ?測試結(jié)果
對該工程拱肋的軸向應(yīng)力和彎矩作用程度進行測試。在二期恒載作用下,通過測量得到連續(xù)梁拱橋拱肋受力截面A-1的軸向應(yīng)力變化情況,具體數(shù)值如表1所示。
從表1中可以看出,隨著施工進度增加,拱肋不同截面壓應(yīng)力也在增加。當移動荷載作用時,經(jīng)過計算得到截面 A-1處的拱肋鋼管壓應(yīng)力最大為90MPa,小于拱肋鋼材的容許應(yīng)力,結(jié)果滿足預(yù)期。同時,針對二期恒載作用下拱肋彎矩如圖2所示:
由圖2可以看出,當二期恒載作用時,在拱頂處彎矩為-2390.0k·Nm,完全滿足抗彎能力和剛度需求,在受力中形成的組合截面能夠較好應(yīng)用于實際施工中。
綜上所述,在橋面二期恒載作用后,主梁整體能夠滿足最大應(yīng)力,受壓程度符合預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)特點。通過組合截面的方式協(xié)同受力,防止施工中發(fā)生失穩(wěn)破壞的風(fēng)險,提升了施工的安全性。嚴格按照施工質(zhì)量控制標準進行施工監(jiān)控,獲得橋梁受力的真實狀態(tài),為后續(xù)項目提供經(jīng)驗支持,最大限度地提升工程的經(jīng)濟效益,使得施工質(zhì)量得到提升。
4? ?結(jié)束語
本文從高速鐵路連續(xù)梁橋施工技術(shù)入手,深入研究了連續(xù)梁橋施工中的具體問題。將本文研究的通過研究連續(xù)梁橋施工技術(shù)應(yīng)用于實際工程中,驗證該施工技術(shù)的有效性和質(zhì)量控制的良好結(jié)果。
該項研究還存在一些不足之處,例如后期運營狀態(tài)荷載問題、連續(xù)梁內(nèi)部空氣流通問題、混凝土收縮和徐變問題等,今后應(yīng)進一步研究和完善。
0? ?引言
混凝土連續(xù)梁橋的建設(shè),要根據(jù)地質(zhì)、地形和地貌等情況對混凝土連續(xù)梁橋工程進行規(guī)劃設(shè)計,制定明確的工程目標和安全保障措施。要做好施工項目開工的準備工作,根據(jù)不同施工環(huán)境實施具體的施工方案。要在混凝土連續(xù)梁橋施工過程中,針對其結(jié)構(gòu)特點和關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行合理澆筑。要結(jié)合施工進展情況,對連續(xù)梁橋進行施工監(jiān)控,保證成橋達到設(shè)計要求。要通過對建筑材料進行嚴格控制,改善連續(xù)梁橋的受力狀態(tài),節(jié)約原材料。本文通過高速鐵路連續(xù)梁橋施工實例,研究其施工技術(shù)和質(zhì)量控制方法,并進行測試與分析。
1? ?連續(xù)梁橋發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題
我國現(xiàn)代化交通正在快速發(fā)展,混凝土連續(xù)梁橋在橋梁工程中得到較好應(yīng)用。在高速鐵路連續(xù)梁橋施工過程中,各種結(jié)構(gòu)形式的梁拱組合,為施工帶來更多便利??沙浞职l(fā)揮梁拱的作用,提升施工過程的安全性,保證連續(xù)梁橋施工的正常進行。為了增加連續(xù)梁橋的使用壽命,需改進其受力結(jié)構(gòu),實時監(jiān)測橋梁受力狀態(tài),消除存在的安全隱患,使得混凝土結(jié)構(gòu)的承載力能夠達到預(yù)期值[1]?,F(xiàn)有連續(xù)梁橋的施工方法難以符合不斷發(fā)展的技術(shù)質(zhì)量要求。例如在連續(xù)梁的某一施工階段,由于材料的可控性差、主梁截面尺寸不合理等因素,使得工程的預(yù)測值與實際值存在較大偏差;在施工過程中存在的測量誤差、橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力的不可控狀態(tài)、施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集難度大等,均可導(dǎo)致施工質(zhì)量難以符合預(yù)期;連續(xù)梁拱肋的軸向受力大于鋼材的許用應(yīng)力,拱頂處彎矩無法滿足剛度需求等。
2? ?連續(xù)梁施工技術(shù)要點
2.1? ?安裝波紋管
在高速鐵路連續(xù)梁施工中,常使用預(yù)埋波紋管的方式預(yù)留預(yù)應(yīng)力鋼絞線管道。在鋼筋綁扎過程中,使用定位筋將管道固定,并將波紋管與鋼筋骨架進行綁扎[2]。當波紋管與鋼筋出現(xiàn)線路碰撞時,要結(jié)合設(shè)計方案來調(diào)整鋼筋位置,使得波紋管和鋼絞線能夠合理排布。需在波紋管的最高點設(shè)置排氣孔。采用PVC管將接頭板用膠帶捆綁在波紋管的端頭,使其連接牢固。選擇合適的鋼筋插入波紋管中,保證不會發(fā)生波紋管堵塞情況,以提升承載力,防止波紋管受外力發(fā)生破壞。在波紋管最低位置設(shè)置泄水孔,使用特制的出水管引出并布置在波紋管外側(cè)。
2.2? ?鋼絞線穿束
在預(yù)應(yīng)力鋼絞線穿入波紋管之前,將波紋管里的雜物進行干凈。將鋼絞線牽引端設(shè)置為圓型,防止在穿入鋼絞線時阻力過大或者被孔道卡住。在牽引鋼絞線的過程中,要保證進度合理,工作人員要進行人工操作,這樣能夠減少阻力,降低預(yù)應(yīng)力鋼絞線在管道內(nèi)的摩擦力。
2.3? ?混凝土澆筑
2.3.1? ?澆筑方法
高速鐵路的梁體混凝土,分節(jié)段整體一次性澆筑[3]。為保證混凝土澆筑質(zhì)量,在澆筑過程中需要嚴格控制混凝土的溫度,保證混凝土入模溫度為5~25℃。同時,調(diào)整混凝土的表面溫度與大氣溫度的內(nèi)外差,使得混凝土的表面溫度與大氣溫度的溫差不大于20℃。在達到標準溫度范圍后,采用縱向分段、水平分層方式進行澆筑??v向分段的長度為8~10m,縱向斜度在35~38°,水平分層的厚度不大于30cm。澆筑過程中,控制不同節(jié)段的混凝土澆筑時間小于混凝土初凝時間。在混凝土澆筑過程中,通過分段分層澆筑能夠使得澆筑結(jié)果更加優(yōu)化。混凝土分層澆筑的截面和區(qū)域如圖1所示。
2.3.2? ?澆筑過程
先對1、2區(qū)進行澆筑,澆筑時可將混凝土直接沿著外側(cè)模板澆筑。當腹板澆筑到可控高度時,從頂板位置將泵管伸入3區(qū)進行底板澆筑[4]。對4、5、6區(qū)的混凝土進行澆筑時,要在頂板中央間隔2.5m開天窗,以保證通風(fēng)順暢。天窗在腹板混凝土澆筑后密封。在混凝土澆筑時,設(shè)置振搗窗口,澆筑后關(guān)閉該窗口。澆筑頂板混凝土?xí)r,嚴格控制橋面標高并及時整平。在箱梁的鋼筋密集處要加強振搗,檢查波紋管、預(yù)埋件等施工質(zhì)量,保證不同位置的質(zhì)量均能夠達到要求??刂茡v固時間,防止發(fā)生漏搗現(xiàn)象。在澆筑完成后,為保持混凝土表面濕潤需要進行養(yǎng)護,養(yǎng)護的時間為2個星期?;炷琉B(yǎng)護時,混凝土表面的溫度差為16℃。
2.4? ?施工過程質(zhì)量控制
2.4.1? ?加密測量控制點
在進行高速鐵路連續(xù)梁混凝土澆筑施工之前,對施工區(qū)域中的質(zhì)量控制點及其數(shù)量進行設(shè)置[5]。通過GPS靜態(tài)加密法對施工區(qū)域中的控制點進行加密測量,在測量過程中按照設(shè)計要求,嚴格執(zhí)行控制指標,滿足測量標準。
2.4.2? ?場地平整和搭建支架
在施工場地整平后對地面進行加固。針對軟基部分,需要通過合理科學(xué)的方式進行填補,以增加地基的承載能力,當?shù)鼗_到荷載標準時停止施工。在處理完成施工場地后,由測量人員需要放線。施工場地修建合理的排水設(shè)施,對排水溝進行布置。在地基地面處置符合要求、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后,搭建支架。為了能夠提升支架搭建的質(zhì)量,在搭建支架時,將U型支托安裝在支撐桿的頂部,并在支托中放置墊木。
2.4.3? ?模板施工管控
在模板安裝前要對板面進行修整,保證板面清潔。清理所有的連接處,防止出現(xiàn)粉塵或者污染使得施工質(zhì)量下降。在進行模板清理后,開始安裝模板。在進行連續(xù)梁模板安裝時,先鋪設(shè)底模和邊模。安裝模板后,要對其連接的牢固性能進行檢查,避免出現(xiàn)剩余材料等問題[6]。在澆筑的混凝土經(jīng)檢查合格后,要對模板進行拆除。通常使用卷揚機進行模板拆除,這樣能夠保證施工安全,還能提升設(shè)備在施工中的運行穩(wěn)定性。在拆除模板時,要按照一定的拆除順序,減少混凝土的結(jié)構(gòu)變形,尤其是邊角處。完成拆除后,需對模板的工作面進行清理,并及時做好模板保養(yǎng)。
2.4.4? ?混凝土水分控制
混凝土的配合比通常較為固定。但是在配制混凝土材料時,要對所用材料的含水量進行檢測,隨時控制材料和用水參數(shù)。在混凝土澆筑且初凝后,鋪設(shè)土工布,進行灑水養(yǎng)生,等待混凝土強度達標后方可停止養(yǎng)生。
3? ?實測與分析
3.1? ?工程概況
儀征特大橋位于江蘇省儀征市、南京市六合區(qū)境內(nèi),跨越胥浦河及S353省道,跨越方式分別采用(38+64+40)m和(40+56+40)m鋼筋混凝土連續(xù)箱梁。設(shè)有1-6×32m雙線夾渡線道岔梁,83#~84#為單孔1~40m簡支箱梁,其余橋梁孔跨均以24m、32m簡支箱梁跨越農(nóng)田、灌溉水渠與鄉(xiāng)村道路。箱梁為柱狀截面,在混凝土灌注過程中,當混凝土用量較大時,在腹板處容易產(chǎn)生脫空,使得混凝土無法達到多向受力狀態(tài)。運用Midas civil(橋梁結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計軟件)對混凝土拱肋進行施工階段分析,按照施工順序?qū)M合截面進行應(yīng)力分析,查看不同位置的受力情況。其中,拱肋鋼材的容許應(yīng)力為95MPa,拱頂處最大彎矩為-3000kNm。
3.2? ?測試結(jié)果
對該工程拱肋的軸向應(yīng)力和彎矩作用程度進行測試。在二期恒載作用下,通過測量得到連續(xù)梁拱橋拱肋受力截面A-1的軸向應(yīng)力變化情況,具體數(shù)值如表1所示。
從表1中可以看出,隨著施工進度增加,拱肋不同截面壓應(yīng)力也在增加。當移動荷載作用時,經(jīng)過計算得到截面 A-1處的拱肋鋼管壓應(yīng)力最大為90MPa,小于拱肋鋼材的容許應(yīng)力,結(jié)果滿足預(yù)期。同時,針對二期恒載作用下拱肋彎矩如圖2所示:
由圖2可以看出,當二期恒載作用時,在拱頂處彎矩為-2390.0k·Nm,完全滿足抗彎能力和剛度需求,在受力中形成的組合截面能夠較好應(yīng)用于實際施工中。
綜上所述,在橋面二期恒載作用后,主梁整體能夠滿足最大應(yīng)力,受壓程度符合預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)特點。通過組合截面的方式協(xié)同受力,防止施工中發(fā)生失穩(wěn)破壞的風(fēng)險,提升了施工的安全性。嚴格按照施工質(zhì)量控制標準進行施工監(jiān)控,獲得橋梁受力的真實狀態(tài),為后續(xù)項目提供經(jīng)驗支持,最大限度地提升工程的經(jīng)濟效益,使得施工質(zhì)量得到提升。
4? ?結(jié)束語
本文從高速鐵路連續(xù)梁橋施工技術(shù)入手,深入研究了連續(xù)梁橋施工中的具體問題。將本文研究的通過研究連續(xù)梁橋施工技術(shù)應(yīng)用于實際工程中,驗證該施工技術(shù)的有效性和質(zhì)量控制的良好結(jié)果。
該項研究還存在一些不足之處,例如后期運營狀態(tài)荷載問題、連續(xù)梁內(nèi)部空氣流通問題、混凝土收縮和徐變問題等,今后應(yīng)進一步研究和完善。