一、大跨度橋梁施工關(guān)鍵技術(shù)

1、橋梁基礎(chǔ)施工

(1)大型深水群樁基礎(chǔ)施工

①鉆孔平臺(tái)搭設(shè)。對(duì)大型深水樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工時(shí),近年來(lái)發(fā)展出了不少具有代表性的新技術(shù)和新工藝,如鋼護(hù)筒平臺(tái)和鋼吊箱平臺(tái)技術(shù),這兩種新工藝較之傳統(tǒng)施工工藝在技術(shù)上更具有先進(jìn)性。鋼吊箱圍堰工程是通過(guò)精確定位的鋼吊箱加裝鋼護(hù)筒,以形成鉆孔平臺(tái),當(dāng)承臺(tái)地面與河床基層較高時(shí),或承臺(tái)高程以下土層結(jié)構(gòu)較為松軟時(shí),可采用此種方法進(jìn)行施工。而鋼護(hù)筒平臺(tái)結(jié)構(gòu)則是完全以鋼護(hù)筒作為豎向承重荷載的支撐結(jié)構(gòu),通過(guò)打樁船和打樁機(jī)具的精確施工技術(shù),可將鋼護(hù)筒準(zhǔn)確打入足夠深度的土層,并在鋼護(hù)筒頂部安裝支撐、不知平臺(tái)板和安裝相應(yīng)鉆孔施工機(jī)械進(jìn)行作業(yè)。

②鉆孔樁施工。大跨度橋梁群樁基礎(chǔ)一般具有樁徑大、入土深、根數(shù)多、規(guī)模大等特點(diǎn),鉆孔施工主要應(yīng)從泥漿配置、鉆孔垂直度控制以及鋼筋籠預(yù)制下放、水下混凝土澆筑等環(huán)節(jié)進(jìn)行質(zhì)量控制。

③大型鋼吊箱施工。大型鋼吊箱近年來(lái)較為先進(jìn)的是整體吊裝和現(xiàn)場(chǎng)整體同步控制下放兩種工藝。a.大型鋼吊箱水上浮運(yùn)、現(xiàn)場(chǎng)整體吊裝工藝。岸上基層使用整體鋼吊箱技術(shù),通過(guò)滑道、預(yù)制管道或水上浮運(yùn)等措施將鋼吊箱運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng),并在已完成的樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場(chǎng)使用吊裝、定位和水下封孔等措施進(jìn)行施工。采用此種施工技術(shù)具有施工進(jìn)度快、作業(yè)精度高、施工安全性好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。b.計(jì)算機(jī)控制整體同步下方技術(shù)。鋼吊箱在施工中采用了計(jì)算機(jī)控制的整體同步下放技術(shù),改善了以往鋼吊箱下放施工受到結(jié)構(gòu)質(zhì)量和規(guī)模的制約,此種技術(shù)的應(yīng)用對(duì)大跨度橋梁施工的發(fā)展具有十分廣闊的發(fā)展前景。此種方法可以利用已完成的樁基礎(chǔ)工程為支撐,在橋墩結(jié)構(gòu)處加裝鋼吊箱整體,并使用大功率千斤頂連續(xù)作業(yè),通過(guò)計(jì)算機(jī)控制全部千斤頂同步下方鋼吊箱至水中設(shè)計(jì)位置。

(2)沉井基礎(chǔ)施工

沉井基礎(chǔ)大量應(yīng)用與大跨度橋梁的基礎(chǔ),如主塔基礎(chǔ)及懸索橋的錨釘基礎(chǔ)等。沉井基礎(chǔ)施工主要包括沉井基礎(chǔ)處理、鋼殼沉井的加工、安裝及混凝土澆筑、混凝土沉井的接高及下沉、清基及封底等步驟。其中大部分沉井下沉均采用部分降排水施工。

(3)地下連續(xù)墻施工

地下連續(xù)墻具有場(chǎng)地適應(yīng)能力強(qiáng)、施工噪聲小、對(duì)底層結(jié)構(gòu)破壞小和防滲性能好、剛度大等優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外地下連續(xù)墻施工的主要技術(shù),我國(guó)的地下連續(xù)墻施工在大跨度橋

梁基礎(chǔ)的施工應(yīng)用中也得到了快速發(fā)展。地下連續(xù)墻工程主要由基層處理、鉆孔成槽、底部清理、接頭工程和混凝土的澆筑與養(yǎng)護(hù)施工等。

2、索塔施工

大跨度橋梁索塔一般主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)塔柱。索塔施工主要包括塔柱施工(鋼筋、模板、勁性骨架、混凝土)、橫梁施工(鋼筋、模板、混凝土、預(yù)應(yīng)力)以及附屬設(shè)施施工。

(1)斜塔柱的抗傾措施

傾斜塔柱在大懸臂狀態(tài)下,自重和施工荷載等會(huì)造成塔柱底部混凝土出現(xiàn)較大拉應(yīng)力而出現(xiàn)開(kāi)裂。因此,在施工過(guò)程中須設(shè)置一定的水平支撐或約束來(lái)減小上述影響,來(lái)保證傾斜塔柱的受力、變形和穩(wěn)定性。橫向內(nèi)傾大柱國(guó)內(nèi)外普遍運(yùn)用的方法是逐段設(shè)置主動(dòng)支撐,成塔后拆除所有主動(dòng)支撐。橫向塔身外傾時(shí),應(yīng)考慮每隔一定的高度設(shè)置受拉桿件,或在塔柱外側(cè)設(shè)置受壓支架來(lái)保證斜塔柱的受力、變形和穩(wěn)定性。

(2)大跨徑橋梁混凝土索塔的施工

索塔施工主要施工設(shè)備為塔吊和電梯。橫梁的施工順序一般有柱梁同步施工和異步施工兩種方法。橫梁一般采用鋼管落地支架法進(jìn)行施工。橫梁施工根據(jù)橫梁尺寸,一般分成、分塊澆筑,預(yù)應(yīng)力一次張拉完成。橫梁高度較低,一般高度低于5m時(shí)可一次澆筑,一次張拉。大跨徑橋梁鋼索塔一般在鋼結(jié)構(gòu)加工廠加工完成后,利用駁船分解運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),然后利用塔吊等大型設(shè)備吊裝,分節(jié)接高,完成索塔的施工。

3、超長(zhǎng)斜拉索施工

大跨度斜拉橋斜拉索最長(zhǎng)索的長(zhǎng)度達(dá)到500m左右,單根索重達(dá)到50t左右。因此,斜拉索的施工根據(jù)索長(zhǎng)的變化,采用不通達(dá)牽引、張拉方式。通常在梁段安裝完畢,第一次張拉,橋面吊機(jī)行走到下一節(jié)段后,第二次張拉。塔柱附近短索采用塔吊提升、塔端掛索,梁內(nèi)手拉葫蘆牽引梁端錨頭入索套管錨固并且在塔端張拉;長(zhǎng)斜拉索采用橋面吊索桁車(chē)起吊索盤(pán)、塔吊展索。塔頂?shù)鯔C(jī)進(jìn)行塔端掛設(shè),橋面卷?yè)P(yáng)機(jī)、連續(xù)千斤頂牽引梁端錨頭入索套管錨固,長(zhǎng)斜拉索可在塔端或者梁端張拉。

二、工程實(shí)例

1、工程概況

某主橋?yàn)榇笮碗p塔雙索面混凝土斜拉橋跨度為(180+400+180)m,結(jié)構(gòu)支承體系為漂浮體系,塔高210m,主梁采用牽索掛籃懸臂澆筑灌筑法施工。

2、施工關(guān)鍵要點(diǎn)控制及措施

因?yàn)楸拘崩瓨蚓哂锌缍却、塔高、施工臨時(shí)荷載多及混凝土澆筑段長(zhǎng)等特點(diǎn),使得在施工過(guò)程中控制相對(duì)比較困難。施工中各參數(shù)偏差,尤其是具有累計(jì)性的標(biāo)高偏差等都會(huì)嚴(yán)重影響施工監(jiān)控和橋梁最終質(zhì)量。

(1)牽索掛籃的模擬。為了消除牽索掛籃施工中掛籃與已澆梁體及牽索間相互作用的影響,提高施工中結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形計(jì)算的準(zhǔn)確性,必須在計(jì)算模型中輸入掛籃,并精確模擬其剛度及其與主梁、牽索的連接。掛籃的前移就位、分次張拉牽索和混凝土的澆筑等都需要參與施工模型的計(jì)算。

(3)張拉索力的確定。已澆梁段混凝土內(nèi)力應(yīng)控制在案范圍內(nèi),不允許出現(xiàn)較大拉壓應(yīng)力。掛籃在施工中處于良好的受力狀態(tài),主梁前端撓度變化不宜太大。

(4)無(wú)應(yīng)力狀態(tài)在索力調(diào)整中的應(yīng)用;炷翝仓^(guò)程中將索力作為調(diào)索的依據(jù)很難取得良好效果,無(wú)應(yīng)力狀態(tài)索力調(diào)整法是根據(jù)索力值與斜拉索無(wú)應(yīng)力長(zhǎng)度的關(guān)系確定錨頭的拔出量,此方法在索力調(diào)整中取得了良好效果。在主梁合龍過(guò)程中采用此方法,不但提高了調(diào)索精度,而且優(yōu)化了施工方法,加快了施工進(jìn)度。

3、控制成果

斜拉橋成橋線形測(cè)量的70個(gè)斷面,156個(gè)觀測(cè)點(diǎn)中,偏差在10mm內(nèi)的有71個(gè),占45.5%,偏差大于30,mm的有28個(gè),占17.9%,由此可看出此橋梁施工合龍線形基本平順,滿足規(guī)范要求。單根實(shí)測(cè)斜拉橋索力與理論值偏差基本都在10%以?xún)?nèi),索力狀態(tài)良好。