摘要 文章以探討高速公路橋梁橋臺(tái)施工的關(guān)鍵技術(shù)為研究目的,采用理論與實(shí)踐相結(jié)合的方法,選擇邯港高速工程為例,對(duì)該項(xiàng)目橋梁橋臺(tái)施工技術(shù)進(jìn)行了分析,詳細(xì)闡述了橋臺(tái)施工過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié),包括地基處理、鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑等,并總結(jié)了橋臺(tái)施工中的質(zhì)量控制措施。結(jié)果顯示,該項(xiàng)目橋臺(tái)施工技術(shù)應(yīng)用具有良好效果,且施工期間未出現(xiàn)安全事故,對(duì)類似工程具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞 高速公路;橋梁工程;橋臺(tái)施工;技術(shù)分析;質(zhì)量控制
中圖分類號(hào) U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949(2025)03-0063-03
0 引言
橋臺(tái)作為橋梁的關(guān)鍵支撐結(jié)構(gòu),其施工技術(shù)對(duì)于橋梁的整體性能和使用壽命具有決定性影響。然而,當(dāng)前高速公路橋梁橋臺(tái)施工中仍存在諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn),如施工質(zhì)量控制難度大、傳統(tǒng)施工技術(shù)效率低下等。因此,開展高速公路橋梁橋臺(tái)施工技術(shù)研究具有重要意義。該文旨在通過(guò)對(duì)橋臺(tái)施工技術(shù)的深入研究,為高速公路橋梁橋臺(tái)的施工提供科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)和建議,推動(dòng)橋臺(tái)施工技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展,為高速公路橋梁的安全、穩(wěn)定、順暢運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障。
1 基本概念
1.1 高速公路橋梁橋臺(tái)的定義與分類
高速公路橋梁橋臺(tái)是指位于橋梁兩端,用于支撐橋梁上部結(jié)構(gòu)并將荷載傳遞至基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)體。橋臺(tái)不僅承受橋梁的縱向和橫向荷載,還起到防止橋梁位移和保持橋梁穩(wěn)定性的關(guān)鍵作用。高速公路橋梁橋臺(tái)的分類主要依據(jù)其結(jié)構(gòu)形式和功能特點(diǎn)進(jìn)行劃分。常見(jiàn)的橋臺(tái)類型包括重力式橋臺(tái)、懸臂式橋臺(tái)、輕型橋臺(tái)等[1]。
(1)重力式橋臺(tái)。這類橋臺(tái)主要依靠自身重量抵抗外力和提供穩(wěn)定性,一般采用大塊石或混凝土建造,具有較大的體積和重量。
(2)懸臂式橋臺(tái)。懸臂式橋臺(tái)的特點(diǎn)是橋臺(tái)的一部分嵌入河岸或路基中,另一部分則懸挑出來(lái)支撐橋梁。
(3)輕型橋臺(tái)。輕型橋臺(tái)通常采用鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),具有體積小、重量輕、施工方便等特點(diǎn)。
1.2 橋臺(tái)在高速公路橋梁中的作用
橋臺(tái)作為高速公路橋梁的關(guān)鍵組成部分,對(duì)橋梁的整體性能、穩(wěn)定性及安全性具有至關(guān)重要的作用,具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[2]:
(1)橋臺(tái)是橋梁上部結(jié)構(gòu)的主要支撐點(diǎn),承受著來(lái)自橋梁上部結(jié)構(gòu)的各種荷載,包括恒載、活載及風(fēng)、地震等自然力產(chǎn)生的附加荷載。這些荷載通過(guò)橋臺(tái)有效地傳遞到基礎(chǔ)及地基中,確保橋梁結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。
(2)橋臺(tái)在橋梁的縱向和橫向位移控制中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過(guò)橋臺(tái)的合理設(shè)計(jì)和施工,可以有效地限制橋梁在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中由于溫度變化、交通荷載等因素引起的伸縮和位移,從而維護(hù)橋梁的線形和使用性能。
(3)橋臺(tái)還起到連接橋梁與路堤的作用,它使得橋梁與路堤能夠平滑過(guò)渡,保證行車的舒適性和安全性。同時(shí),橋臺(tái)的設(shè)計(jì)也考慮排水和防護(hù)的需要,以防止水流對(duì)橋梁和路堤的沖刷和侵蝕。
2 高速公路橋梁橋臺(tái)施工技術(shù)應(yīng)用分析
2.1 項(xiàng)目概況
邯港高速TJ1合同項(xiàng)目起訖樁號(hào)為K61+588.348~K82+000,全段均在東光縣境內(nèi),起點(diǎn)位于衡水和滄州交界處,終點(diǎn)位于東光縣找王鎮(zhèn)吳莊村,線路全長(zhǎng)20.411 km。按雙向四車道的高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)速度為120 km/h,設(shè)特大橋514.982 m/1座(該橋全長(zhǎng)1 414 m,其中滄州境內(nèi)為514.982 m),大橋954 m/2座,中橋652 m/9座,通道橋44 m/2座;分離式立交1 406.88 m/6座,匝道橋1 143.3 m/9座;天橋219 m/2座。涵洞63道,樞紐互通1座,互通式立交2座,停車區(qū)1處,收費(fèi)站2處。全線樁基共37 296 m/806根,墩柱3 633.973 m/462根,預(yù)制梁板共計(jì)996片。全線最長(zhǎng)墩柱為16.225 m,最短墩柱為1.744 m。
2.2 橋臺(tái)施工工藝流程
該項(xiàng)目橋臺(tái)以樁柱式橋臺(tái)和肋板式橋臺(tái)為主,其中樁柱式橋臺(tái)的施工流程圖如圖1所示[3]:
2.3 橋臺(tái)施工關(guān)鍵技術(shù)分析
2.3.1 測(cè)量放線
根據(jù)設(shè)計(jì)要求及施工規(guī)范確定放坡率,開挖前應(yīng)先測(cè)出基坑的中心位置、方向和高程,再結(jié)合基礎(chǔ)形式、尺寸、開挖深度確定基坑開挖方案,同時(shí)為便于立模及施工操作方便,需在基坑開挖每邊加寬0.8 m。將樁頭混凝土浮漿全部鑿除,裸露出新鮮混凝土,并沖刷干凈,保證樁基與臺(tái)帽混凝土聯(lián)結(jié)牢固。按照施工設(shè)計(jì)圖紙定出臺(tái)帽的各個(gè)角點(diǎn),測(cè)量各個(gè)角點(diǎn)的高程,計(jì)算出各個(gè)點(diǎn)的模板支護(hù)高度,根據(jù)放樣點(diǎn)定出模板的支護(hù)范圍,并保證模板支護(hù)鋼筋的保護(hù)層厚度。
2.3.2 基坑開挖
(1)基坑開挖
根據(jù)地質(zhì)條件和地形情況確定開挖方式,該項(xiàng)目施工中的基坑采用挖掘機(jī)開挖方式。放坡開挖的坡度為1∶0.5~1∶1,當(dāng)開挖通過(guò)不同的土層時(shí)可選用不同的坡度,但應(yīng)預(yù)留不小于1.5 m的平臺(tái);基坑深度大于5 m時(shí)應(yīng)放緩坡并加設(shè)平臺(tái)?;禹攽?yīng)做成2%的反坡,并做好防排水措施,疏通排水渠道,防止雨水或地表水匯集浸入基坑。同時(shí),在距坑頂緣2.0 m內(nèi)應(yīng)防止堆放過(guò)重物資等,防止塌壁?;涌拥酌窟叿艑挷恍∮?0 cm。當(dāng)開挖至基坑坑底20~30 cm時(shí),應(yīng)采用人工清底,以免擾動(dòng)原基,棄土不得妨礙施工,棄土堆的坡角離基坑頂緣的距離應(yīng)不小于基坑的深度,基坑頂緣應(yīng)留出1 m寬的護(hù)道[4]。
(2)基坑排水
在基坑施工時(shí),在四周設(shè)排水溝匯于集水坑,水量少時(shí)可采用人工桶裝排水,水量多時(shí)應(yīng)采用潛水泵排除基坑內(nèi)的積水,保證基坑底在基礎(chǔ)范圍內(nèi)無(wú)明水和流水。
2.3.3 橋臺(tái)臺(tái)身施工
臺(tái)身是橋臺(tái)的主要組成部分,應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求對(duì)其進(jìn)行施工。在臺(tái)身施工過(guò)程中,需要注意以下幾個(gè)方面:一是鋼筋安裝,根據(jù)設(shè)計(jì)要求安裝臺(tái)身所需的鋼筋,并保證其正確的位置和間距;二是模板安裝,根據(jù)設(shè)計(jì)要求完成安裝,確保模板的平整度、整體性及完好性;三是混凝土澆筑,在鋼筋、模板安裝完成后,進(jìn)行混凝土澆筑,保證混凝土的質(zhì)量和密實(shí)度;四是混凝土養(yǎng)護(hù),完成混凝土澆筑后,進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù),確保其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
(1)鋼筋加工及安裝
鋼筋按照施工圖設(shè)計(jì)在鋼筋加工廠集中加工成半成品,加工前應(yīng)對(duì)鋼筋進(jìn)行檢查,合格后才能使用。嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙下料加工,加工好的鋼筋應(yīng)按規(guī)格、長(zhǎng)度、編號(hào)堆放整齊?,F(xiàn)場(chǎng)鋼筋的安裝綁扎、焊接,應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求進(jìn)行施工,保證搭接長(zhǎng)度、焊接長(zhǎng)度及質(zhì)量,確保鋼筋根數(shù)、間距、保護(hù)層厚度等滿足設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求。
(2)模板制作及安裝
為了保證混凝土質(zhì)量、外觀、尺寸和平整度要求,該項(xiàng)目施工中的模板采用鋼模板。為保證施工質(zhì)量,要求模板表面光滑、平整、順直,連接處應(yīng)牢固穩(wěn)定,密封不漏漿、不錯(cuò)位;并采取加固措施,四周采用三道鋼管抱箍,中間用對(duì)拉螺栓加固,防止模板變形和位移。在安裝模板前,應(yīng)對(duì)模板內(nèi)側(cè)清理干凈后涂抹脫模劑。
在模板安裝時(shí),應(yīng)使用汽車吊配合人工的方式進(jìn)行安裝,模板安裝完畢后需及時(shí)對(duì)模板安裝質(zhì)量進(jìn)行自檢,質(zhì)檢合格后方可進(jìn)行下道工序的施工。模板拼裝圖如圖2所示:
(3)混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)
該項(xiàng)目混凝土采用商品混凝土,由混凝土罐車運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)確?;炷敛话l(fā)生離析、漏漿、嚴(yán)重泌水等現(xiàn)象。當(dāng)混凝土運(yùn)到項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)后,需至少開展3組混凝土試件試驗(yàn),檢查混凝土坍落度是否滿足設(shè)計(jì)要求。
混凝土采用水平分層澆筑,且每層厚度不超過(guò)30 cm。從混凝土罐車或溜槽等高處直接傾卸混凝土入倉(cāng)時(shí),混凝土垂直高度不宜超過(guò)2 m?;炷寥雮}(cāng)后應(yīng)及時(shí)采用插入式振搗器進(jìn)行振搗,為保證混凝土密實(shí)性,振搗過(guò)程中應(yīng)插入下層混凝土50~100 mm,同時(shí)為避免振搗器碰撞鋼筋及模板,振搗器應(yīng)與側(cè)模保持50~100 mm的距離。在混凝土振搗過(guò)程中必須保證振搗密實(shí),密實(shí)的標(biāo)志一般是混凝土停止下沉、不再冒出氣泡,表面呈現(xiàn)平坦、泛漿?;炷恋臐仓?yīng)連續(xù)進(jìn)行,出現(xiàn)中斷時(shí)應(yīng)避免出現(xiàn)混凝土初凝,若超過(guò)規(guī)范的規(guī)定時(shí)間,應(yīng)預(yù)留施工縫。
混凝土澆筑完后進(jìn)行覆蓋灑水養(yǎng)生,當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到2.5 MPa時(shí)方能拆除側(cè)模。側(cè)模拆除后應(yīng)采用塑料薄膜進(jìn)行包裹,灑水養(yǎng)生7 d,每天灑水次數(shù)以能保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤(rùn)狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)。
2.3.4 臺(tái)背、錐坡施工
(1)臺(tái)背回填
在橋臺(tái)施工完畢后,應(yīng)在柱或肋板兩側(cè)對(duì)稱分層回填,分層夯實(shí)。用于回填的全部材料應(yīng)確保充分壓實(shí),具有不透水性且不得含有泥草、腐物等材料?;靥畈牧蠒r(shí),應(yīng)分層填筑并嚴(yán)格控制含水量,分層松鋪厚度宜小于30 cm,碾壓遍數(shù)不小于10遍。當(dāng)采用小型夯具時(shí),應(yīng)充分分層夯實(shí),保證密實(shí)度不得小于95%。每層填筑質(zhì)量均要實(shí)施檢測(cè),透水性材料應(yīng)以干容重或空隙率控制施工質(zhì)量。
(2)錐坡回填
帶錐坡的橋臺(tái),其錐坡填心應(yīng)與臺(tái)背回填同時(shí)進(jìn)行,并按設(shè)計(jì)寬度一次填足。錐坡為橢圓曲線,錐體坡面設(shè)長(zhǎng)軸方向?yàn)?∶1.25,沿短軸方向?yàn)?∶1.5或1∶1.75,錐坡頂應(yīng)與路基外側(cè)邊沿同高,錐體填土應(yīng)分層夯實(shí),錐坡內(nèi)部用砂卵礫填筑夯實(shí)[5]。
1)錐體填土應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)高程及坡度進(jìn)行填足,若混凝土預(yù)制塊厚度不足,需挖去多余土壤,以確保填土量達(dá)標(biāo)。錐坡放樣時(shí),坡頂應(yīng)預(yù)留2~4 cm,以補(bǔ)償填土沉降后的高度損失,確保填土高度滿足設(shè)計(jì)要求。
2)在砌筑預(yù)制塊時(shí),應(yīng)將拉線張緊并保持表面平順,同時(shí)按規(guī)范在預(yù)制塊背后設(shè)置砂礫石倒濾層,以防錐體土方受水侵蝕變形。
3)錐坡與路肩或地面的連接必須平順,以利排水,避免砌體背后沖刷或滲透坍塌。
4)漿砌混凝土預(yù)制塊錐坡,用砂漿勾縫時(shí),應(yīng)在預(yù)制塊護(hù)坡砌筑完成后間隔一段時(shí)間,待錐體基本穩(wěn)定后再進(jìn)行勾縫,以減少灰縫開裂。
3 高速公路橋梁橋臺(tái)施工質(zhì)量控制措施
高速公路橋梁橋臺(tái)施工的質(zhì)量控制措施,可從設(shè)計(jì)、材料、施工工藝、現(xiàn)場(chǎng)管理等多個(gè)維度進(jìn)行全面且嚴(yán)謹(jǐn)?shù)馁|(zhì)量把控,具體包括以下幾個(gè)方面:
(1)施工準(zhǔn)備階段的質(zhì)量控制。在施工前,應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的地質(zhì)勘察,評(píng)估地基承載力,確保橋臺(tái)基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。同時(shí),對(duì)用于橋臺(tái)建設(shè)的各類建筑材料,如原材料、半成品等,必須嚴(yán)格執(zhí)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收制度,做好檢查把關(guān),不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的材料一律不準(zhǔn)進(jìn)場(chǎng),原材料的型號(hào)、規(guī)格、質(zhì)量、品種須符合設(shè)計(jì)要求,且出廠合格證或試驗(yàn)資料齊全。
(2)施工過(guò)程的質(zhì)量控制。在橋臺(tái)施工過(guò)程中,應(yīng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和質(zhì)量檢驗(yàn),包括但不限于對(duì)混凝土澆筑的溫度、濕度條件進(jìn)行控制,確?;炷琉B(yǎng)護(hù)環(huán)境滿足規(guī)范要求;對(duì)鋼筋焊接、綁扎的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè),防止焊接不牢或綁扎不穩(wěn)固;對(duì)模板安裝的精度進(jìn)行檢查,確保橋臺(tái)幾何尺寸的準(zhǔn)確性。
(3)施工后的質(zhì)量檢驗(yàn)。在橋臺(tái)施工完成后,應(yīng)進(jìn)行全面的質(zhì)量檢驗(yàn),包括靜載試驗(yàn)、動(dòng)載試驗(yàn)等,以驗(yàn)證橋臺(tái)的承載能力和穩(wěn)定性。此外,還應(yīng)檢查橋臺(tái)的防水、排水系統(tǒng)是否完善,以防止水分侵蝕影響橋臺(tái)結(jié)構(gòu)的安全。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述,高速公路橋梁橋臺(tái)施工對(duì)橋梁具有重要作用,該文深入探討了橋臺(tái)施工技術(shù)的理論基礎(chǔ)、施工關(guān)鍵技術(shù)。研究結(jié)果表明,橋臺(tái)施工技術(shù)對(duì)于橋梁的整體性能和使用壽命具有重要影響。在實(shí)際施工中,應(yīng)注重施工前的準(zhǔn)備工作、施工過(guò)程中的關(guān)鍵技術(shù)控制,以及施工質(zhì)量的檢測(cè)與評(píng)估等方面。同時(shí),針對(duì)現(xiàn)有施工技術(shù)的挑戰(zhàn)和問(wèn)題,應(yīng)積極探索創(chuàng)新方向,推動(dòng)橋臺(tái)施工技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展。該文的研究結(jié)果將為高速公路橋梁橋臺(tái)的施工提供有益的參考和借鑒,為推動(dòng)橋臺(tái)施工技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。在未來(lái)的研究中,可進(jìn)一步關(guān)注橋臺(tái)施工技術(shù)的智能化、自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì),以及新材料、新工藝在橋臺(tái)施工中的應(yīng)用前景。
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收稿日期:2024-07-26
作者簡(jiǎn)介:楊沙(1995—),女,本科,助理工程師,主要從事工程質(zhì)檢工作。