大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

李國鋒

【摘? 要】論文對大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的特征進(jìn)行簡要分析與闡述，并以某橋梁工程為實(shí)際研究案例，從不同層面對大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在橋梁施工中的具體應(yīng)用進(jìn)行了分析與探討，以期為后續(xù)的大跨徑連續(xù)橋梁施工提供一定的理論參考。

【Abstract】This paper briefly analyzes and expounds the characteristics of long-span continuous bridge construction technology， and takes a bridge engineering as an actual research case， analyzes and discusses the specific application of long-span continuous bridge construction technology in bridge construction from different levels， so as to provide certain theoretical reference for the follow-up long-span continuous bridge construction.

【關(guān)鍵詞】大跨徑連續(xù)橋梁;施工技術(shù);橋梁施工;質(zhì)量控制措施

【Keywords】long-span continuous bridge; construction technology; bridge construction; quality control measures

【中圖分類號】U445.4? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2021）09-0194-03

1 引言

現(xiàn)階段，在日益提升的交通運(yùn)輸要求的影響下，橋梁工程建設(shè)數(shù)量在逐年增加的同時，實(shí)際橋梁建設(shè)規(guī)模也在持續(xù)擴(kuò)大。大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)作為當(dāng)前大規(guī)模橋梁施工中常用的施工技術(shù)，具有質(zhì)量優(yōu)秀、適應(yīng)力強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)任務(wù)較少、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)勢，不過為保障橋梁后續(xù)運(yùn)營中的安全性和穩(wěn)定性，必須對大跨徑連續(xù)橋梁施工質(zhì)量進(jìn)行有效控制。因此，通過對大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，進(jìn)而提出相應(yīng)的大跨徑連續(xù)橋梁施工質(zhì)量控制措施，有著一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 大跨徑連續(xù)橋梁施工的特征

大跨徑連續(xù)橋梁屬于應(yīng)力橋梁，其主體結(jié)構(gòu)是連續(xù)剛構(gòu)橋，此種結(jié)構(gòu)主要由橋墩和梁體2部分共同組成，并且橋墩和梁體之間通過直接固結(jié)的方式進(jìn)行連接，相對于傳統(tǒng)橋梁結(jié)構(gòu)來說，連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)中的橋墩可以更大程度地分擔(dān)梁體壓力，保障梁體的安全性和穩(wěn)定性。綜合分析來看，采用連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)的大跨徑連續(xù)橋梁具有質(zhì)量優(yōu)秀、適應(yīng)力強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)任務(wù)較少、實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)勢[1]。但同時，因?yàn)檫B續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)屬于多次超靜定結(jié)構(gòu)體系，在后續(xù)運(yùn)營過程中，由于各類外力因素的不斷影響，其在實(shí)際應(yīng)用過程中將會產(chǎn)生更多的附加內(nèi)力，進(jìn)而對大跨徑連續(xù)橋梁的整體質(zhì)量造成影響。例如，在自然環(huán)境的影響下，混凝土?xí)霈F(xiàn)膨脹收縮現(xiàn)象，而相關(guān)現(xiàn)象所產(chǎn)生的應(yīng)力將會對整個大跨徑連續(xù)橋梁的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性造成影響，進(jìn)而影響到大跨徑連續(xù)橋梁的實(shí)際質(zhì)量[2]。對此，技術(shù)人員應(yīng)結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，科學(xué)選擇橋梁施工技術(shù)，進(jìn)而降低各類附加內(nèi)力對橋梁整體質(zhì)量造成的影響。

現(xiàn)階段，我國大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)已經(jīng)較為成熟，各種類型的大跨徑連續(xù)橋梁施工設(shè)計(jì)可以滿足不同鐵路、公路的運(yùn)行要求。現(xiàn)有大跨徑連續(xù)橋梁種類如表1所示。

3 大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)在橋梁施工中的應(yīng)用

3.1 工程概況

某高速公路橋梁工程總長度1.8km，屬于大跨徑連續(xù)梁橋。在施工過程中，為保障橋梁整體強(qiáng)度，橋梁和封端均會采用強(qiáng)度等級為C50的混凝土進(jìn)行施工，而橋梁的防護(hù)墻則會采用強(qiáng)度等級為C40的混凝土，具體施工過程中還會根據(jù)橋梁實(shí)際情況加入適量的膨脹劑。橋梁工程具體施工流程如圖1所示。

3.2 基礎(chǔ)施工

3.2.1 大型沉井和上部結(jié)構(gòu)施工

大型沉井作為大跨徑連續(xù)橋梁施工工藝中的關(guān)鍵技術(shù)，其在某高速公路橋梁工程施工過程中必須結(jié)合工程項(xiàng)目的實(shí)際情況，綜合分析大型沉井的結(jié)構(gòu)尺寸、所處位置以及結(jié)構(gòu)相對位置，進(jìn)而科學(xué)設(shè)置大型沉井的具體參數(shù)。此外，因?yàn)轫?xiàng)目中的大型沉井均較深較大，所以在實(shí)際施工過程中必須加強(qiáng)監(jiān)督管理，并要求施工人員時刻關(guān)注大型沉井施工時的注漿速度以及整體施工進(jìn)程[3]。大跨徑連續(xù)橋梁的上部結(jié)構(gòu)處于上部開口區(qū)域周邊位置，相關(guān)結(jié)構(gòu)包括支撐結(jié)構(gòu)、通道結(jié)構(gòu)等。項(xiàng)目上部結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中主要采用轉(zhuǎn)體施工法，在實(shí)際施工過程中主要通過現(xiàn)澆施工和裝配施工2個方面來進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)銜接施工優(yōu)化。

3.2.2 深水承臺

本橋梁項(xiàng)目的施工范圍包含水域，其中部分橋梁結(jié)構(gòu)將會深入水體內(nèi)，所以該部分橋梁結(jié)構(gòu)在施工和運(yùn)營過程中將會受到水體的影響，必須對相關(guān)因素進(jìn)行充分考慮，以此來保證施工質(zhì)量以及后續(xù)橋梁的安全性和穩(wěn)定性。對此，在實(shí)際施工過程中將會采用深水承臺工藝，并在施工前對水體的深度、流速以及地質(zhì)環(huán)境等諸多基礎(chǔ)參數(shù)進(jìn)行全面收集，然后根據(jù)收集的參數(shù)結(jié)構(gòu)來對深水承臺工藝進(jìn)行優(yōu)化完善，確保深水承臺工藝在項(xiàng)目中應(yīng)用時能夠真正滿足實(shí)際要求。此外，為進(jìn)一步提高項(xiàng)目施工質(zhì)量，水下施工過程中還會采用水下成樁工藝來加強(qiáng)橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高橋梁施工質(zhì)量。

3.2.3 鋼絞線與預(yù)制結(jié)構(gòu)連接

預(yù)制結(jié)構(gòu)處理需要選擇生產(chǎn)資質(zhì)充足、市場口碑優(yōu)秀、綜合性較強(qiáng)的生產(chǎn)商達(dá)成合作，然后安排專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo)生產(chǎn)商對預(yù)制結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接、拼接。在完成焊接、拼接以后，需要對所有連接點(diǎn)質(zhì)量進(jìn)行仔細(xì)檢查，確定連接點(diǎn)質(zhì)量符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之后，測試預(yù)制結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)的實(shí)際抗拉伸性能，并將測試結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)和預(yù)期參數(shù)進(jìn)行匹配對比，進(jìn)而及時發(fā)現(xiàn)和解決其中存在的各類問題。最終在連接鋼絞線的過程中，技術(shù)人員應(yīng)指導(dǎo)施工人員進(jìn)行鋼絞線穿束和混凝土澆筑作業(yè)，其中混凝土澆筑作業(yè)則需要在完成預(yù)壓測試的24h內(nèi)進(jìn)行，所以在實(shí)際施工過程中技術(shù)人員必須對施工時的天氣情況進(jìn)行充分考慮，避免在實(shí)際施工過程中出現(xiàn)超出規(guī)定時間范圍的情況[4]。

3.3 施工監(jiān)控

在項(xiàng)目中，施工監(jiān)控主要分為應(yīng)力監(jiān)控和溫度監(jiān)控2部分，具體內(nèi)容如下。

3.3.1 應(yīng)力監(jiān)控

大跨徑連續(xù)橋梁施工過程中將會受到多種應(yīng)力的影響，相關(guān)影響因素不僅會影響到項(xiàng)目施工進(jìn)度，還可能會對項(xiàng)目施工質(zhì)量造成影響。因此，為有效且及時發(fā)現(xiàn)各類應(yīng)力所造成的影響，并及時進(jìn)行處理，需要加強(qiáng)對橋梁應(yīng)力的監(jiān)測工作。首先，技術(shù)人員需要結(jié)合橋梁施工設(shè)計(jì)，綜合分析橋梁應(yīng)力集中點(diǎn)，然后在實(shí)際施工過程中，在這些應(yīng)力集中點(diǎn)處設(shè)置在線監(jiān)測設(shè)備，并通過在線監(jiān)測設(shè)備來實(shí)時采集橋梁應(yīng)力變化情況;其次，將在線監(jiān)測設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)入BIM軟件中，構(gòu)建橋梁三維立體結(jié)構(gòu)模型，將該模型與預(yù)期模型進(jìn)行對比分析，判斷當(dāng)前施工中存在的問題，對相關(guān)問題進(jìn)行針對性解決。

3.3.2 溫度監(jiān)控

項(xiàng)目溫度監(jiān)控主要分為年溫度差影響監(jiān)測和局部溫度差影響監(jiān)測2部分。其中，年溫差若是存在于水平約束結(jié)構(gòu)，那么便會造成橋梁結(jié)構(gòu)的均勻伸縮，但不會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度應(yīng)力。若是橋梁結(jié)構(gòu)存在均勻伸縮約束，那么年溫差便會對橋梁造成溫度應(yīng)力影響。局部溫差影響主要體現(xiàn)在沿界面高度方向的日照溫差影響。在實(shí)際溫度監(jiān)控過程中，技術(shù)人員需要在橋梁頂板、腹板、梁體等不同位置設(shè)置相應(yīng)的溫度監(jiān)控設(shè)備，并由此來實(shí)時收集橋梁溫度變化，計(jì)算出溫差因素可能會對橋梁所造成的影響，進(jìn)而提出相應(yīng)的應(yīng)對措施，避免年溫差和局部溫差對橋梁質(zhì)量所造成的影響。

3.4 支架法施工

橋梁工程項(xiàng)目的現(xiàn)澆施工作業(yè)需要在支架的幫助下進(jìn)行。在具體支架架設(shè)過程中將會采用碗扣腳手架，并且為提高支架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，還需要結(jié)合大跨徑連續(xù)橋梁的梁體建設(shè)要求，綜合計(jì)算支架的實(shí)際承載力，并根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)要求對支架進(jìn)行優(yōu)化完善。實(shí)際施工過程中，支架需要架設(shè)在平整、硬化的施工區(qū)域，相鄰兩支架之間的間隔應(yīng)控制在60cm左右，通過壁厚為10mm的Φ630mm鋼管柱進(jìn)行支架架設(shè)，每個施工段共設(shè)置5排支架，每根鋼管柱支架則會通過12號槽鋼進(jìn)行連接。支架的布置方向則需要與橋向保持一致，在支架的橫向范圍則需要增設(shè)剪刀撐，并以此來合理調(diào)整支架立桿，在立桿下側(cè)墊設(shè)長度為15cm的竹膠板。此外，為有效避免支架施工出現(xiàn)支架非彈性形變情況，需要使用沙袋完成支架的預(yù)壓作用，進(jìn)而通過水準(zhǔn)儀等設(shè)備來觀察支架的沉降情況。

3.5 掛籃施工

在項(xiàng)目中，掛籃施工主要分為主體桁架、軌道吊裝、內(nèi)模吊裝、翼板吊裝、底板模板吊裝等部分。具體施工控制方法如下所示：

①通過吊車吊裝軌道和墊木，并通過夾子、錨定鋼棒等工具對軌道進(jìn)行有效固定，以此來加強(qiáng)掛籃施工過程中的線性控制效果。

②桁架吊裝時需要借助吊車在導(dǎo)軌上進(jìn)行主構(gòu)架固定，然后再進(jìn)行推進(jìn)設(shè)備、千斤頂、錨定設(shè)備的組裝及固定，最終通過錨定鋼棒進(jìn)行掛籃固定，以此來不斷降低結(jié)塊所承擔(dān)的重量。

③內(nèi)模需要先在地面處進(jìn)行底模拼接，然后通過吊車進(jìn)行吊裝，將內(nèi)模底板安裝在掛籃桁架區(qū)域，以便于后續(xù)結(jié)塊安裝時的尺寸控制。

④在完成內(nèi)模安裝之后，技術(shù)人員需要結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，科學(xué)控制掛籃的實(shí)際尺寸，并將掛籃與初始模板進(jìn)行相互連接。

3.6 梁體結(jié)塊施工

3.6.1 混凝土澆筑及養(yǎng)護(hù)

首先，混凝土在拌和過程中將會產(chǎn)生水化熱現(xiàn)象，在實(shí)際項(xiàng)目施工過程中可以借助此特點(diǎn)來提高混凝土粗料溫度。而想要達(dá)成此目標(biāo)，則需要技術(shù)人員結(jié)合本地區(qū)實(shí)際地質(zhì)水文情況，合理設(shè)計(jì)混凝土配合比，確定各類材料的使用量，但為進(jìn)一步確保此配合比的合理性，技術(shù)人員還需要在施工現(xiàn)場進(jìn)行混凝土配制試驗(yàn)，然后從試驗(yàn)中選擇出最符合本地區(qū)實(shí)際情況的混凝土配合比，然后根據(jù)此配合比確定項(xiàng)目施工中的實(shí)際混凝土配置要求，并嚴(yán)格要求所有施工人員根據(jù)此配合比進(jìn)行混凝土配制。

其次，在混凝土澆筑時，施工人員應(yīng)遵循“由下及上”的順序依次進(jìn)行底板、腹板、頂板的混凝土澆筑作業(yè)，并在澆筑后立刻進(jìn)行混凝土振搗作業(yè)，具體振搗時間、振搗工藝應(yīng)嚴(yán)格按照施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，避免混凝土凝固后存在蜂窩孔等質(zhì)量問題。

最后，在混凝土澆筑階段，施工人員還需要時刻關(guān)注橋梁腹板周邊混凝土的高度差。通常情況下，此高度差應(yīng)控制在2cm以內(nèi)，若是超過此標(biāo)準(zhǔn)，則需要立刻進(jìn)行整改。此標(biāo)準(zhǔn)的控制目的在于促使掛籃的受力更加均勻，確保各施工段連接處的新舊混凝土不會出現(xiàn)明顯錯位情況，保障橋梁整體施工質(zhì)量。在澆筑完成后，施工人員需要及時對混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)作業(yè)，具體養(yǎng)護(hù)作業(yè)方式需要根據(jù)季節(jié)、天氣進(jìn)行選擇。例如，在冬季時分需要對混凝土進(jìn)行保溫覆蓋處理;在夏季時分則需要進(jìn)行澆水保濕或者蒸汽養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

3.6.2 模板工程

模板安裝時，為保障模板的穩(wěn)固性，需要通過方木進(jìn)行支撐。實(shí)際項(xiàng)目施工中主要選用厚度為15mm的竹膠板作為模板，然后通過鋼釘連接的方式對模板和方木進(jìn)行連接固定。翼緣板和側(cè)模底板區(qū)域則需要設(shè)置斜面和支架來進(jìn)行有效支撐，以此來確保底模和側(cè)模之間的固定效果，避免實(shí)際混凝土澆筑過程中出現(xiàn)漏漿情況，必要時還可以通過織物對縫隙進(jìn)行封堵。模板中的內(nèi)模也會采用竹膠板作為主體材料，然后借助方木作為固定支撐。在具體的模板工程中，通常需要在完成底板澆筑以后再進(jìn)行內(nèi)模安裝，此時需要結(jié)合斷面的尺寸情況對內(nèi)模進(jìn)行合理設(shè)置。此外，大跨徑連續(xù)橋梁施工中還需要強(qiáng)化橋面的防水性能，并在橋面上合理設(shè)置伸縮縫。對此，在模板工程中，施工人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)要求在伸縮縫位置通過防水密封膠和瀝青麻絮等材料在橋面上設(shè)置凹槽，相鄰兩凹槽之間的距離通常為2m左右，并在凹槽設(shè)置完成后對防水層的防水性能和抗腐蝕涂層進(jìn)行測試，確保防水層的抗?jié)B透性不超過0.25MPa，抗腐蝕涂層的厚度超過150μm。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，如今大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)也在不斷發(fā)展和成熟。相對于常規(guī)橋梁施工技術(shù)來說，大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)具有穩(wěn)定性強(qiáng)、承載力高等技術(shù)優(yōu)勢，但在實(shí)際應(yīng)用過程中為保障橋梁的整體施工質(zhì)量，還需要從基礎(chǔ)施工、施工監(jiān)控、支架法施工、掛籃施工、梁體結(jié)塊施工這5個角度對大跨徑連續(xù)橋梁施工質(zhì)量進(jìn)行綜合控制，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工過程中存在的各類問題，綜合保障大跨徑連續(xù)橋梁施工質(zhì)量，為橋梁工程的后續(xù)使用安全性和使用壽命提供重要保障。

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