復(fù)雜條件下跨越鐵路連續(xù)梁支架法施工技術(shù)

韓東來

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傳統(tǒng)的全樓蓋梁由于其受力大、適用范圍窄，得到了許多科學(xué)家和工程師的優(yōu)化和改進(jìn)后，組合支護(hù)作為一種新型的支護(hù)布置方式，能夠適應(yīng)不同橋梁跨距的施工要求，大大提高交通條件下的施工進(jìn)度。由于復(fù)合支架的力學(xué)性能和變形性能不同于其他類型的支架，因此充分了解復(fù)合支架的應(yīng)力和變形規(guī)律非常重要。

1 工程概況

某市域鐵路工程制梁場地處某村，占地面積290.6畝，位于CK59+400線路右側(cè)400m處。梁場承擔(dān)著736孔梁生產(chǎn)預(yù)制任務(wù)。其中25m梁96孔，30m梁640孔[1]。

2 連續(xù)梁施工前提

2.1 連續(xù)梁施工的要點

近年來，在建筑施工中，連續(xù)梁施工的應(yīng)用較為廣泛，在一定程度上可以看出連續(xù)梁施工在建筑工程施工中的重要作用。在筑結(jié)構(gòu)中，連續(xù)梁是承載力的主要控制點。在建筑工程施工中，對連續(xù)梁的施工要求進(jìn)行滿足，能夠?qū)こ痰馁|(zhì)量起到了十分重要的作用。只有對連續(xù)梁按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行施工，才能保證整體建筑工程的質(zhì)量[2]。

2.2 連續(xù)梁施工的條件

因為連續(xù)梁施工是一項規(guī)模巨大的工程，整個施工過程中涉及的部門比較多。在具體實施施工計劃的過程中，很多因素都會對施工以及最后的質(zhì)量產(chǎn)生影響。連續(xù)梁施工的過程中施工技術(shù)要求的高低十分重要，這就要求在施工過程中對施工工藝有一定的要求，除了施工工藝外，施工檢測時。由于各種外部條件都存在著誤差，還有是由于設(shè)備不精準(zhǔn)或者方法不準(zhǔn)確造成的。這就會使最后得到的數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，這樣的偏差也會影響最后的施工質(zhì)量。無論是對哪種橋梁進(jìn)行施工，結(jié)構(gòu)參數(shù)都是施工過程進(jìn)行分析的基本資料。它對分析的結(jié)果起到直接的影響，因為連續(xù)梁的具體參數(shù)和設(shè)計中的參數(shù)絕對會存在一定的偏差，所以，如何在施工的過程中把偏差降到最低，也是施工過程中需要解決的基本問題。

除了這些數(shù)值差和時間上存在的問題，還有一些外部條件也會影響連續(xù)梁的施工。在鐵路連續(xù)梁的施工中，施工的場地會在高速公路、國道以及省道中進(jìn)行建設(shè)，如果繼續(xù)沿用之前的門洞法施工不但受到了跨度的限制，也會難免影響原有道路原本的正常運(yùn)行，不僅如此，還需要相關(guān)部門對時間進(jìn)行調(diào)節(jié)，牽涉了一些手續(xù)的審批，并且在施工的過程中也會受到鐵路和公路的限制，施工的過程更是十分不方便[3]。

3 連續(xù)梁施工方法以及工藝

3.1 支架現(xiàn)澆法施工

支架現(xiàn)澆法在施工中經(jīng)常會應(yīng)用到。此種方法是在支架上放置模板，進(jìn)行緊固處理并放置鋼框架，預(yù)留預(yù)應(yīng)力孔，現(xiàn)場澆筑混凝土?xí)r，要等到混凝土強(qiáng)度滿足要求后再施加預(yù)應(yīng)力，然后對模扳拆除的方法進(jìn)行有效拆除。因為施工中模板和支座數(shù)量較多，通常用于小跨徑橋梁。當(dāng)前，橋梁的結(jié)構(gòu)類型逐漸的多樣化，近幾年又出現(xiàn)了一些復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu)，如需要加寬的異形橋、小半徑曲線橋等，當(dāng)其他施工方法在建設(shè)中難以實施時，就會有更多的施工方法對出現(xiàn)的問題進(jìn)行解決。中大型橋梁內(nèi)梁的制造有時采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備梁法，現(xiàn)場施工配套施工方法進(jìn)展迅速。在這一期間可以進(jìn)行多跨橋梁的施工，這種施工的方法較為簡便，在施工的過程中不能進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換，在對施工的控制中比較簡單，但在工程的施工中需要支撐和模板的數(shù)量很多，當(dāng)塔的高度和寬度較大時，成本會顯著增加，支撐系統(tǒng)需要進(jìn)行優(yōu)化以獲得更廣泛的使用[4]。

3.2 支架體系安裝

安裝時應(yīng)嚴(yán)格控制管道的垂直度，特別是法蘭連接的垂直度。必須用小鋼板連接系統(tǒng)和連接墻應(yīng)與管柱的所有部件同時安裝。單管垂直度不得大于H/500，垂直度沿整個高度偏差不得大于20mm。鋼管柱放置完畢后，依次測量標(biāo)高，并根據(jù)測量的高度確定箱體高度，砂箱的下表面焊接到樁的頂部。上表面必須水平，同排沙箱上表面高度必須完全相同，貝雷梁在地面組裝，然后吊起來安裝，安裝下模系統(tǒng)時，應(yīng)根據(jù)梁的預(yù)緊力報告設(shè)置預(yù)應(yīng)力。

3.3 頂推施工

頂推的施工方法根據(jù)施工位置和水平受力方式分為單點吊裝和多點吊裝。頂推施工法是一種發(fā)展起來的施工方法，其方法是在橋臺后路基上對預(yù)制場地沿橋縱軸方向進(jìn)行開辟，連接的預(yù)制混凝土梁的橫截面縱向預(yù)應(yīng)力梁，通過對水平液壓千斤頂進(jìn)行有效的應(yīng)用，施加水平荷載，使用阻力較小的滑動裝置，把梁向?qū)Π俄斶M(jìn)，在梁體到達(dá)規(guī)定的位置后，它就會脫落并取代正式的支撐來完成橋梁。當(dāng)橋梁通過深谷、連續(xù)鐵路、高速公路和河流交通線路等重要非倒塌結(jié)構(gòu)時，可采用起重機(jī)施工方法完成高空工程。與頂推施工方法的特點相比，具有現(xiàn)場固定、生產(chǎn)集中、管理簡單、質(zhì)量管理得當(dāng)、頂推設(shè)備只需要專用滑道，沒有大型起重設(shè)備、經(jīng)濟(jì)效益好等特點。梁段在橋臺后較高的機(jī)械化程度的預(yù)制場中進(jìn)行制作，使用的場地偏小，需要的面積不大，建設(shè)不受氣候的影響，頂推過程受到嚴(yán)格控制，如果出現(xiàn)偏位就很難進(jìn)行糾正，若對混凝土梁不能進(jìn)行有效的處理，就會導(dǎo)致混凝土開裂[5]。

3.4 懸臂施工

懸臂施工法是在橋柱頂部沿橋跨對稱澆筑混凝土截面的施工方法，因此，又將其稱為分段施工法。對于建筑進(jìn)行施工的每個部分，在混凝土達(dá)到一定的強(qiáng)度之后，對現(xiàn)有的建筑整體施加一定的預(yù)應(yīng)力。根據(jù)施工方法的不同，對稱懸臂施工可分為懸臂施工和懸臂澆筑。懸臂組件使用起重機(jī)對稱地吊起橋柱兩側(cè)的預(yù)制塊，預(yù)應(yīng)力筋作為一個整體被拉伸，懸臂梁被連續(xù)拉伸直到閉合。橋身兩側(cè)懸臂澆筑柱吊籃，對稱澆筑混凝土，保持混凝土澆筑的基本平衡，一旦混凝土達(dá)到抗拉的強(qiáng)度之后，預(yù)應(yīng)力筋被拉伸，然后將掛籃進(jìn)行有效的移動至下一個階段，混凝土被連續(xù)澆筑。在懸臂澆筑或懸臂拼裝過程中，柱頂處應(yīng)采取臨時加固措施。支座施工完成后，將相鄰支座完全封閉，張拉預(yù)應(yīng)力筋，取消臨時支座加固并采取加固措施，完成體系對橋梁的改造。這是一種沒有支架的施工方法，不會影響橋下的交通，適用于深谷或繁忙水道等特殊情況。除此之外，本發(fā)明專利技術(shù)的分段施工方法有利于梁高的設(shè)計，連續(xù)梁橋可以根據(jù)不同的姿態(tài)布置在三維空間中，從而設(shè)計出輕巧美觀的橋梁。每一施工階段均在吊籃內(nèi)進(jìn)行，減少環(huán)境因素的影響，保證施工的連續(xù)性。也可根據(jù)橋柱的布置，在多個工作面上同時進(jìn)行平行作業(yè)，各道工序互不干擾，施工速度快，對進(jìn)度有一定的保障[6]。

4 大跨度連續(xù)橋梁施工技術(shù)

4.1 施工的相關(guān)流程

首先，要進(jìn)行地基處理，因為在地基的基礎(chǔ)上，對將施工的過程進(jìn)行一定的反饋，因此，地基是做好建筑工程的基礎(chǔ)。為了能夠使得對地基的處理能夠?qū)κ┕さ囊筮M(jìn)行滿足，在進(jìn)行地基處理前，應(yīng)該首先計算出地基承受的垂直荷載，計算出總體的受力情況。對地基的承載力進(jìn)行實測，采用換填法對地基進(jìn)行加固。做好地基處理后，要進(jìn)行支架搭建，這也是支架施工連續(xù)梁中比較重要的環(huán)節(jié)。所以必須控制好施工質(zhì)量。之后再用竹膠板進(jìn)行底模鋪設(shè)、支架預(yù)壓、鋼筋制作和安裝[7]。

4.2 施工注意事項

在施工過程中，支撐結(jié)構(gòu)所使用的材料要符合國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，支架的基礎(chǔ)要具有一定的承載能力，對于不均勻沉降的現(xiàn)象不允許發(fā)生。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型、基礎(chǔ)的實際受力狀態(tài)和承載力，確定了基礎(chǔ)及其表面的類型。模板的移除必須按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)操作程序報告。無現(xiàn)場施工，無沉重的打擊或壓力，并控制拆除時間，在一定程度上避免影響混凝土養(yǎng)護(hù)。拆卸支座時，應(yīng)特別注意梁體的變化，一旦發(fā)現(xiàn)梁體位移較大，應(yīng)立即停止拆卸，查明原因后應(yīng)采取相應(yīng)措施，以免出現(xiàn)事故。

4.3 大跨度連續(xù)梁施工技術(shù)成就

西部交通建設(shè)科技項目“大跨度斜連續(xù)梁橋頂推新技術(shù)及施工控制研究”目前通過驗收鑒定。項目的成果在斜梁橋頂推的施工過程中有一定的實用價值，對其全過程進(jìn)行分析與計算，對施工的技術(shù)以及施工的工藝進(jìn)行有效的控制[8]。

西部地區(qū)多山谷溝壑，對道路的要求比較高，增加了一定的施工難度。大跨度斜連續(xù)梁橋曲線梁橋。在施工的技術(shù)選擇中，特別是在水流湍急的環(huán)境下進(jìn)行施工時，頂推施工技術(shù)有其一定的優(yōu)勢，但其中還存在許多技術(shù)難題。為了能夠?qū)Υ罂缍刃边B續(xù)梁橋頂推施工中的困難進(jìn)行有效的解決，由相關(guān)的部門以及理工大學(xué)等單位進(jìn)行合作，對“大跨度斜連續(xù)梁橋頂推新技術(shù)及施工控制研究”，歷時5年，在鋼導(dǎo)梁的優(yōu)化設(shè)計以及方法等方面有一定的效果，編制了斜連續(xù)梁橋頂推施工工藝指南，對施工的質(zhì)量進(jìn)行保障，對施工的安全性進(jìn)行有效的提升。這不僅是我國連續(xù)梁建設(shè)上的重大成就，也是我國不斷發(fā)展，不斷克服各種難題的重要標(biāo)志[9]。

5 結(jié)語

近年來，隨著大跨度剛架連續(xù)梁橋的快速發(fā)展，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計和力學(xué)性能不斷提高，導(dǎo)致橋梁主跨度增大。同時，我們也注意到剛性框架長壽命橋梁的施工要求更加嚴(yán)格。如果在施工過程中沒有進(jìn)行控制，就會出現(xiàn)一些質(zhì)量問題，影響道路運(yùn)輸橋梁的安全。因此，控制工程項目的施工，保證橋梁施工的質(zhì)量和安全，對我國交通運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)和完善具有重要意義。以上對連續(xù)梁施工的總結(jié)概述了現(xiàn)場腳手架連續(xù)施工安裝，雖然其存在局限性，但在實際工作中基本達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。施工實踐證明，對施工技術(shù)的應(yīng)用是有效的，能夠?qū)κ┕さ馁|(zhì)量進(jìn)行控制，對類似橋梁的施工具有一定的參考價值。