論鋼管混凝土拱橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)

鄒蓉

摘? ? 要：鋼管混凝土拱橋是近年來我國(guó)橋梁建筑發(fā)展過程中出現(xiàn)的一種新型技術(shù)，具有結(jié)構(gòu)受力合理、外形美觀、結(jié)構(gòu)獨(dú)特的特點(diǎn)，是對(duì)傳統(tǒng)拱橋弊端的一種改進(jìn)和突破，在承載力提升、施工便捷度提高和成本節(jié)約方面均取得了突出進(jìn)展。由于其施工技術(shù)直接影響著工程的整體質(zhì)量。鑒于此，本文從鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)入手，通過對(duì)鋼管混凝土拱橋施工養(yǎng)護(hù)中存在的主要問題的分析，提出了幾點(diǎn)施工中應(yīng)加以控制的關(guān)鍵技術(shù)。希望能為同類工程建設(shè)提供有益的借鑒和思考。橋梁施工要保證工程質(zhì)量，就必須運(yùn)用得當(dāng)?shù)氖┕けO(jiān)控方法，加強(qiáng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)施工中在受力和變形等方面的形態(tài)、成橋線性受力狀態(tài)等方面的全面監(jiān)控。與此同時(shí)，為確保橋梁施工的質(zhì)量安全，更應(yīng)重視對(duì)施工關(guān)鍵技術(shù)的控制。

關(guān)鍵詞：鋼管混凝土;拱橋;施工控制技術(shù)

1? 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，是一種通過向薄壁鋼管內(nèi)填充混凝土的組合結(jié)構(gòu)，其作用在于提升核心混凝土的抗壓性及塑性變形能力。從鋼管混凝土的本質(zhì)來看，它屬于套箍混凝土的范疇，其特點(diǎn)主要包括混凝土強(qiáng)度高、塑性好、質(zhì)量輕、耐疲勞和耐沖擊的特點(diǎn)，相比較其他結(jié)構(gòu)，其在拱橋施工中的優(yōu)勢(shì)主要有如下幾個(gè)方面：

1.1? 受壓抗拉性能好

鋼管作為一種耐側(cè)壓的模板，在混凝土澆筑施工中就減少了支模、拆模的麻煩，且施工中可選用泵送混凝土的施工技術(shù)，由于鋼管本身又同時(shí)承擔(dān)著縱、橫向箍筋的作用，所以，其受壓能力和抗拉性能都非常好。

1.2? 強(qiáng)度高，經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)

鋼管通常是作為勁性承重骨架來應(yīng)用的，在施工過程中對(duì)整體結(jié)構(gòu)的承重作用十分突出。在其應(yīng)用過程中可減少了搭建腳手架等程序，有效縮短了工期、節(jié)約了施工占地面積，同時(shí)也節(jié)約了工程成本，有效降低了工程造價(jià)施工成本，實(shí)現(xiàn)了施工企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

1.3? 節(jié)約材料成本，減少結(jié)構(gòu)自重

在受壓構(gòu)件中選用鋼管混凝土施工，能有效節(jié)約材料，經(jīng)大量理論分析和工程實(shí)踐證明，與鋼結(jié)構(gòu)工程相比，在保持承載力不變的情況下，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)能節(jié)約用鋼約近一半，與此同時(shí)焊接工作量也銳減，而相比較普通的鋼筋混凝土，當(dāng)鋼材用量相同時(shí)，構(gòu)件的橫截面積降幅超五成，混凝土和水泥等建筑材料的用量也大幅下降，結(jié)構(gòu)自重降低。

2? 鋼管混凝土拱橋施工養(yǎng)護(hù)中存在的主要問題

2.1? 施工控制方面的問題

在鋼管混凝土拱橋施工及控制過程中，近年來所收獲的成果也很豐碩，但其中所暴露的問題也越來越多。主要體現(xiàn)在：

第一，鋼管拱的纜索吊裝、轉(zhuǎn)體施工應(yīng)用研究方面。近年來我國(guó)在纜索吊裝千斤頂斜拉扣掛懸拼技術(shù)施工技術(shù)研究和應(yīng)用方面已經(jīng)取得了良好進(jìn)展，如大噸位水平轉(zhuǎn)體的成套技術(shù)、豎向轉(zhuǎn)體的液壓同步控制技術(shù)等，先后被應(yīng)用到鋼管混凝土拱橋施工中，將我國(guó)鋼管混凝土拱橋建設(shè)推向了一個(gè)新的發(fā)展高度。但在這些技術(shù)的應(yīng)用中，還存在設(shè)備采購成本花費(fèi)高、技術(shù)水平要求高、工序復(fù)雜操作困難等現(xiàn)實(shí)問題。由此可見，我國(guó)在鋼管拱的架設(shè)施工技術(shù)方面還有很大的提升空間。以纜索吊裝施工為例，未來應(yīng)將技術(shù)研究重點(diǎn)放在如何減少和優(yōu)化扣鎖方面。

第二，監(jiān)測(cè)控制方面。當(dāng)前，鋼管混凝土拱橋施工中對(duì)檢測(cè)控制管理工作都極為重視，也在一定程度上促進(jìn)了施工安全和質(zhì)量保證。然而，當(dāng)前的施工檢測(cè)監(jiān)控技術(shù)通常是從斜拉橋施工引入的，因而在對(duì)鋼管混凝土拱橋施工監(jiān)測(cè)中的針對(duì)性并不強(qiáng)，未來，我國(guó)更應(yīng)加強(qiáng)在這方面的研究。此外，因受管內(nèi)混凝土的材料性能和施工工藝特點(diǎn)等實(shí)際情況的影響，當(dāng)前的施工技術(shù)應(yīng)用中，在鋼管和混凝土的結(jié)合密實(shí)度方面還存在較大問題，鋼管和混凝土脫空等問題較為高發(fā)，因此，未來應(yīng)加強(qiáng)咋混凝土性能提升方面的研究，以保證工程質(zhì)量和施工安全。

第三，缺乏統(tǒng)一的施工技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前，雖然不少鋼管混凝土拱橋施工單位都在組織施工之前制定了相應(yīng)的施工技術(shù)規(guī)定，但當(dāng)前我國(guó)尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，在這方面的研究還有很多空白，因而施工單位自行制定的技術(shù)規(guī)范難免存在不科學(xué)和合理之處，要求過高可行性過低、施工難度和施工費(fèi)用增多都是其中較為常見的問題，還有一些單位走過場(chǎng)把技術(shù)監(jiān)測(cè)當(dāng)擺設(shè)，這也是造成鋼管混凝土拱橋工程存在質(zhì)量和安全隱患的重要因素之一。

2.2? 施工養(yǎng)護(hù)方面的問題

鋼管混凝土拱橋的出現(xiàn)至今不過十余年，但在使用和養(yǎng)護(hù)方面出現(xiàn)的問題卻越來越多。

此前因此而出現(xiàn)的橋梁?jiǎn)栴}不在少數(shù)，如廣東佛陳大橋，就因系桿銹蝕問題斷裂，由于這一問題該橋梁僅營(yíng)運(yùn)了5年就被迫關(guān)閉，而因設(shè)計(jì)時(shí)選用的不可更換系桿，致使更換難度增加，工程成本也無形中增加。因斷交施工問題，更是給投資者帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重阻礙了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的向前發(fā)展。

當(dāng)前，鋼管混凝土拱橋鋼管外表層的防腐層多選用刷油漆的方式，這就注定在應(yīng)用幾年后要重新刷漆，還有一部分鋼管混凝土拱橋選用朝金屬表面噴防腐劑的方法，因這是一種新型技術(shù)，要檢驗(yàn)其應(yīng)用成效還有待時(shí)間的進(jìn)一步驗(yàn)證。

3? 鋼管混凝土拱橋施工控制的關(guān)鍵技術(shù)

3.1? 混凝土的調(diào)配控制關(guān)鍵技術(shù)

在鋼管混凝土拱橋施工過程中，要將混凝土調(diào)配成延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間、提升密度強(qiáng)度和泵性的微應(yīng)力混凝土，就必須向混凝土原材料中加入適量的膨脹劑，以滿足其坍落度和收縮要求，混凝土的初凝時(shí)間則可根據(jù)押注速度計(jì)算得出，一般情況下不小于6天。為減少微應(yīng)力設(shè)置期間的出現(xiàn)裂縫，還必須提升鋼管拱的承載力。否則，一旦在施工中出現(xiàn)不當(dāng)操作或其他施工問題，則極易引發(fā)安全事故，因而要求設(shè)計(jì)人員和工程師必須在工程正式組織施工之前做好前期試驗(yàn)，以確?；炷恋奈⑴蛎浟Ψ鲜┕ぴO(shè)計(jì)方案要求標(biāo)準(zhǔn)，保證工程施工質(zhì)量。

3.2? 應(yīng)力控制和幾何變形控制關(guān)鍵技術(shù)

在應(yīng)力控制監(jiān)測(cè)中，必須保證成橋狀態(tài)的受力情況和施工設(shè)計(jì)要求一致，嚴(yán)格執(zhí)行施工技術(shù)規(guī)范，采取跟蹤計(jì)算施工方法，利用各斷面應(yīng)力得出實(shí)際應(yīng)力，實(shí)際應(yīng)力與要求狀態(tài)差距明顯時(shí)，必須及時(shí)查找原因并進(jìn)行技術(shù)調(diào)控，確保其達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在控制幾何變形時(shí)，為保證橋梁結(jié)構(gòu)位置與預(yù)期狀況相符，能順利合攏，保證成橋線形符合設(shè)計(jì)方案要求。

3.3? 穩(wěn)定控制和安全控制關(guān)鍵技術(shù)

在鋼管混凝土拱橋施工中，變形和應(yīng)力控制是決定施工各環(huán)節(jié)構(gòu)件局部及整體穩(wěn)定性的重要內(nèi)容，當(dāng)前多利用穩(wěn)定分析計(jì)算法來確定結(jié)構(gòu)的應(yīng)力和變形情況，以確定其穩(wěn)定性。在安全控制方面，其控制關(guān)鍵在于三個(gè)方面，即變形控制、應(yīng)力控制和穩(wěn)定控制的綜合控制，需要注意的是，因其鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)形式的差異化，在施工中其安全影響因素是不同的，因此必須找準(zhǔn)重點(diǎn)，因地制宜的抓好施工控制關(guān)鍵技術(shù)。

4? 結(jié)束語

綜上，根據(jù)我國(guó)現(xiàn)行的《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)上合計(jì)與施工規(guī)程》中對(duì)橋梁建設(shè)施工的有關(guān)要求，我們對(duì)鋼管混凝土拱橋施工中，只有在充分了解其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，找準(zhǔn)現(xiàn)存問題，抓住施工控制關(guān)鍵技術(shù)，才能提升施工質(zhì)量，保證施工安全，打造品質(zhì)工程。

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