【摘要】隨著國家政策的調(diào)整，高速公路建設(shè)中修建了越來越多大跨度的橋梁。隨著我國高速公路施工技術(shù)日趨成熟，大跨度橋梁的施工技術(shù)也逐漸完善。目前，在我國已經(jīng)修建成的大跨度橋梁中，混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋的比例最大。雖然施工技術(shù)日趨成熟，許多工程的設(shè)計(jì)施工還不到位，致使橋梁在后期項(xiàng)目營運(yùn)過程中出現(xiàn)了較多問題，危及橋梁使用安全，也危及社會(huì)安全。本文主要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)特大橋的具體施工案例，從不同方面分析特大橋梁中連續(xù)鋼構(gòu)橋施工關(guān)鍵技術(shù)，以期對(duì)今后橋梁建設(shè)做出更大貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】高速公路；鋼構(gòu)橋；施工技術(shù)
1引言
本文主要以橋梁案例為主進(jìn)行具體分析，其中以某高速公路的鋼構(gòu)大橋?yàn)檠芯勘尘�。該鋼�?gòu)大橋的主跨部分采用65m+2×120m+60m的連續(xù)鋼構(gòu)，跨中的梁高度為9m，箱梁根部的梁高度為3m，其結(jié)構(gòu)屬于單箱單室的橋梁結(jié)構(gòu)。其中，全梁總共有4個(gè)主橋墩，共有8個(gè)T結(jié)構(gòu)，每個(gè)T結(jié)構(gòu)含有19個(gè)懸澆節(jié)段，主橋長(zhǎng)共652m。橋梁的主梁懸臂澆筑梁段的劃分為2種，分別為4m和3m，其中，最大的重量為138t。橋梁箱梁預(yù)應(yīng)力采用的為橫、縱、豎向三類。該工程采用懸臂澆筑法，混凝土等級(jí)為C55。
2墩頂0#塊的施工技術(shù)
墩頂0#塊的施工技術(shù)為大跨橋梁施工的關(guān)鍵技術(shù)，主要采用墩頂扇形托架進(jìn)行施工，并且完成與墩兩側(cè)懸臂混凝土的連接，為后期的掛籃懸臂澆筑的施工創(chuàng)造良好的條件。
2.1托架構(gòu)造。鋼筋混凝土橋墩澆筑過程中，剛性托架一般由兩個(gè)主要受力體系組成。其中一部分是形如“W”的萬能桿，另一部分是承受剪力的預(yù)埋工字鋼牛腿。施工荷載、橋梁自重直接傳給橋墩，另外可將墊梁和配梁依次鋪設(shè)在托架上方，此時(shí)托架可視為上部結(jié)構(gòu)的支撐點(diǎn)和工作平臺(tái)。對(duì)托架進(jìn)行受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要全面考慮可能對(duì)其產(chǎn)生的不利或有利因素。比如在結(jié)構(gòu)安裝和支模澆筑混凝土?xí)r所產(chǎn)生的施工荷載和模板作用力及混凝土和鋼筋的自重等不利荷載；恒荷載長(zhǎng)期作用所產(chǎn)生的下沉變形及由循環(huán)荷載導(dǎo)致的疲勞破壞等不利因素。根據(jù)托架所需的抗力大小選擇合適的鋼材，比如采用C級(jí)鋼是應(yīng)對(duì)金屬疲勞破壞的有效技術(shù)手段。如圖1所示為托架結(jié)構(gòu)見連續(xù)剛構(gòu)0號(hào)段托架結(jié)構(gòu)示意圖。
2.2托架的正確安裝。對(duì)于類似托架的桁架或者是鋼結(jié)構(gòu)，比較成熟的施工技術(shù)是首先在工廠加工、組裝，然后運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行吊裝就位，校正位置后進(jìn)行焊接或者螺栓連接。托架安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按托架設(shè)計(jì)圖加工，為保證焊接質(zhì)量，托架與連接綴板處的焊縫應(yīng)采用坡口焊，坡口為45°，焊縫表面不得有裂縫、焊瘤、燒穿、焊弧等缺陷；對(duì)于精軋螺栓應(yīng)采用雙螺帽。為了滿足實(shí)際施工需求，一般采用懸掛水箱注水的技術(shù)手段來模擬托架的承載方式，另一方面設(shè)計(jì)人員必須對(duì)托架的受力節(jié)點(diǎn)的受力狀況進(jìn)行精確計(jì)算。通用的實(shí)驗(yàn)加載方式為三級(jí)加載，加載前所有受力螺栓必須擰緊，所有焊縫必須能夠保證不因加載而先于結(jié)構(gòu)破壞。加載時(shí)采用N1005A高精度水準(zhǔn)器對(duì)托架的變形進(jìn)行觀測(cè)而要有效測(cè)量托架的變形狀況，主要觀測(cè)點(diǎn)為托架的節(jié)點(diǎn)和加載下方位置，根據(jù)預(yù)加載所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形來有效消除托架的彈性變形。
2.30號(hào)段模板支立及鋼筋綁扎。橋梁的底模分為托架上底模和墩內(nèi)的底模兩個(gè)部分。托架上底模通常是由平整的鋼板制作而成，其特點(diǎn)是面積大，可重復(fù)使用；墩內(nèi)底模一般采用的木模板，其特點(diǎn)是輕便，便于安裝，容易裁剪組合，并且后期無需拆除。對(duì)于鋼筋混凝土梁，一般支好受力底部模板后對(duì)受力鋼筋、架立筋及箍筋進(jìn)行綁扎，并且同時(shí)需要預(yù)埋預(yù)應(yīng)力構(gòu)件及波紋管。對(duì)于內(nèi)部的木模板，安裝完成后，需要進(jìn)行位置校正及標(biāo)高調(diào)整，最后根據(jù)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)規(guī)程支撐側(cè)模板，在波紋管安裝完成后需要及時(shí)澆筑混凝土。
2.4混凝土澆筑。在對(duì)墩頂0#橋梁進(jìn)行混凝澆筑時(shí)，為了避免因大體積混凝土水化所產(chǎn)生的水化熱導(dǎo)致混凝土開裂需要進(jìn)行分層分段澆筑。首先澆筑箱型橋梁的底板，然后澆筑梁體腹板，最后進(jìn)行頂板澆筑。在混凝土澆筑時(shí)必須嚴(yán)格按照相關(guān)施工技術(shù)規(guī)程對(duì)其進(jìn)行振搗以保證混凝土的密實(shí)性，在底板灌滿混凝土后必須及時(shí)進(jìn)行密封。
3安裝掛籃的工藝要點(diǎn)
掛籃施工安裝前，首先要根據(jù)測(cè)量放樣對(duì)鋼枕進(jìn)行鋪設(shè)，然后將其后部錨固在豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋上，最后將掛籃的相關(guān)構(gòu)件正確安裝。掛籃的設(shè)計(jì)需要滿足多項(xiàng)技術(shù)要求，比如掛籃的重量需要控制在梁段混凝土重量的0.3～0.5倍；吊籃的最大豎向變形需要控制在20mm以內(nèi)；抗傾覆安全系數(shù)、自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)及限位系統(tǒng)的安全系數(shù)不得小于2等。通過結(jié)構(gòu)測(cè)試能夠保證懸澆段立模標(biāo)高的順利完成。此外，為了便捷的獲得主桁的受力狀況，施工現(xiàn)場(chǎng)一般通過張拉千斤頂進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，并結(jié)合變形參數(shù)和材料的彈性模量換算出桁架桿件的剛度和強(qiáng)度。在掛籃組裝完成后，必須全面檢查安裝質(zhì)量，最后依據(jù)設(shè)計(jì)荷載做載重試驗(yàn)，以消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形。
3.1測(cè)量放樣。測(cè)量放樣就是對(duì)任一空間物體的三維定位測(cè)量，它的具體工作，均反映在對(duì)距離、角度（方向）、高程三個(gè)量的測(cè)定上，不論采用什么樣的方法放樣，總是離不開運(yùn)用各類不同的儀具將這三個(gè)量測(cè)量的結(jié)果在施工現(xiàn)場(chǎng)予以標(biāo)定。其中，在特大橋梁的施工中，首先進(jìn)行的是鋼枕的鋪設(shè)，在滑軌安裝完成后并將其錨固在鋼筋上，在墩底進(jìn)行掛籃拼裝，為了加固橋梁，提高其穩(wěn)定性，利用附墩塔吊分片進(jìn)行穩(wěn)固支撐，并將其后部固定在豎向的預(yù)應(yīng)力筋上面，最后安裝掛籃的其他桿件。其次是進(jìn)行懸吊系和橫梁系的安裝，之后與安裝完成的側(cè)模和底模進(jìn)行連接，并對(duì)安裝的側(cè)模和底模進(jìn)行校正，確保施工的安全。
3.2掛籃測(cè)試。為保證橋梁施工安全，需對(duì)其進(jìn)行掛籃測(cè)試，主要對(duì)橋梁掛籃結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行全面驗(yàn)證分析，并對(duì)掛籃的非彈性變形起到消除效果，同時(shí)向懸澆段立模標(biāo)高提供可靠的依據(jù)。進(jìn)行掛籃安裝之前，應(yīng)根據(jù)實(shí)際主桁受力情況而定，采用張拉千斤頂于加工場(chǎng)地之內(nèi)進(jìn)行主桁強(qiáng)度及剛度的測(cè)試。
4懸臂澆筑施工
掛籃安裝測(cè)試完畢后，進(jìn)行懸臂段進(jìn)行灌筑施工。主要工藝流程為：①在橋墩頂部托架或膺架上澆筑0號(hào)段并實(shí)施墩頂臨時(shí)固結(jié)措施；②在0號(hào)塊段上安裝懸臂掛籃，并向兩側(cè)依次對(duì)稱分段澆筑主梁至合攏前段；③在支架上澆筑邊跨主梁合攏段；④最后澆筑中跨合攏段形成連續(xù)梁體系。懸臂澆筑混凝土?xí)r，宜從懸臂前段開始，最后與前段混凝土連接。橋墩兩側(cè)梁段懸臂施工應(yīng)對(duì)稱，平衡。
4.1鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道施工。懸臂段混凝土的施工。首先是在受力鋼筋的幫著和預(yù)應(yīng)力管道的安裝。在鋼筋加工棚首先進(jìn)行加工然后根據(jù)設(shè)計(jì)下料。同時(shí)，采用機(jī)械套筒作為主要受力鋼筋的接頭。鋼筋的連接一般采用綁扎方式，并且要根據(jù)抗震等級(jí)和構(gòu)造要求確定塔接長(zhǎng)度。為了提高鋼筋骨架的穩(wěn)定性，焊接和機(jī)械搭接交替進(jìn)行，這在一定程度上能夠提高施工質(zhì)量；模內(nèi)綁扎是目前最為常見的一種方式，施工時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)說明和技術(shù)規(guī)范采用合理的綁扎順序。波紋管施工時(shí)，一般采用砂輪鋸切割，并且按要求存放波紋管以防其受到腐蝕。在波紋管下料時(shí)通常在其內(nèi)部中插入硬塑料管以保證管道的位置。
4.2預(yù)應(yīng)力施工。根據(jù)該橋梁的施工說明，對(duì)于預(yù)應(yīng)力混凝土，在預(yù)應(yīng)力張拉前混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%以上，另外預(yù)應(yīng)力混凝土必須采用C55以上的混凝土，并且混凝土必須養(yǎng)護(hù)7d以上。
4.3數(shù)控智能的合理張拉。
4.3.1縱向鋼絞線張拉。在實(shí)際施工過程中，一般需要根據(jù)鋼筋的方向、長(zhǎng)短及梁的截面或按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行合理的張拉順序。本工程采用后張法對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行張拉，張拉的順序?yàn)橄葟埨L(zhǎng)鋼筋后張拉短鋼筋，另外鋼筋張拉應(yīng)從結(jié)構(gòu)截面中間向四周，對(duì)稱均衡。對(duì)于橫向和縱向的預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線�，F(xiàn)階段成熟的張拉技術(shù)為先拉到初應(yīng)力；然后再張拉到1.05倍的張拉控制應(yīng)力并持續(xù)2min；最后緩慢恢復(fù)到張拉控制應(yīng)力。只有嚴(yán)格按照正確的張拉順序和施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，才能達(dá)到預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的目的。
4.3.2縱向鋼絞線張拉。一般通過對(duì)鋼絞線的伸長(zhǎng)值和張拉控制應(yīng)力來檢測(cè)張拉的進(jìn)程。其中張拉控制應(yīng)力為主要技術(shù)指標(biāo)，伸長(zhǎng)值作為張拉控制應(yīng)力校核控制指標(biāo)。鋼絞線放張并錨固后，測(cè)量?jī)啥沃g鋼絞線的實(shí)際伸長(zhǎng)值，并與理論設(shè)計(jì)要求做對(duì)比，核實(shí)預(yù)應(yīng)力筋的張拉質(zhì)量與設(shè)計(jì)是否相符。
5結(jié)束語
結(jié)合上述案例分析，可以得出工程的施工技術(shù)嚴(yán)重影響其施工質(zhì)量，也會(huì)進(jìn)一步關(guān)系到人民群眾的安全。因此，橋梁設(shè)計(jì)施工相關(guān)人員應(yīng)該在設(shè)計(jì)和施工階段需共同分析危及橋梁安全的因素，并結(jié)合相應(yīng)的工程情況，盡可能的提出相應(yīng)解決措施，為進(jìn)一步提高橋梁安全提供參考，以期實(shí)現(xiàn)施工質(zhì)量的進(jìn)一步提升。
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