谈浅桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用

谈浅桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的应用

宁夏公路工程监理咨询公司宁夏银川750002

摘要:公路桥梁是城市基础建设的重要组成部分,是社会经济发展的命脉,对强化区域联系,拉动内需增长具有重要影响。在现代化的大跨径连续桥梁施工中,主要分为基础施工、索塔施工和桥梁上部结构施工三个方面,只有做好每个施工环节的技术控制,才能保证桥梁工程建设的整体质量。本文将对大跨径桥梁施工中的关键技术进行分析,并结合某工程实例,探讨桥梁施工中大跨径连续桥梁施工的技术控制措施。

关键词:桥梁施工;大跨径;连续桥梁;施工技术

前言:

随着现代化城市建设水平不断提高。公路桥梁是城市基础设施建设的主要内容,对地区经济发展有直接影响。桥梁施工对工程质量有更高要求,一旦施工质量出现问题,会给桥梁使用留下严重安全隐患。合理应用施工技术,是保证桥梁施工质量的前提。本文将对大跨径连续桥梁施工技术进行研究,以期为此类工程建设提供参考。

一、大跨径连续桥梁施工的关键技术分析

(一)基础施工技术

1.深水台施工技术

在深水台施工过程中,主要受水流影响,会导致承台孔桩的间距逐渐缩小,给施工带来较大难度。目前深水台施工技术主要采用钢吊箱施工和钢套箱施工等方法。采取钢吊箱施工方法在施工过程中,首先将钢吊箱进行整体吊装,然后在水下进行封底和安装,可以保证施工的精确度。大型深水钻孔平台的承台土层比较松软,再加上深水水流急、钢吊箱与河面距离较远,会增加施工难度。这种情况下应在筒顶安装顶板并进行加固[1]。

2.大型沉井施工技术

大型沉井施工的主要特点是尺寸大,施工精确度要求高,因此应采用钢混合的施工方式。在施工过程中,首先根据土质情况采取最有利的下沉措施,如采用井外高压射水、降低井内水位、空气幕、泥浆润滑套等方法助沉,下沉时随时进行纠偏,保持竖直下沉,每下沉1m检查1次。下沉至设计高程后,检验基底地质情况是否与设计相符,检验合格后及沉降稳定后及时进行封底,水下混凝土封底宜全断面一次性连续灌注完成,封底混凝土原材料、配合比按照钻孔灌注桩水下混凝土相关要求执行。水下混凝土面的灌注高度比设高出15cm以上,待混凝土强度达到设计要求后,再抽水早出表面松弱层。施工过程以助沉措施作为引导,做好相关的测量工作,做好清基封顶和接高等关键技术控制,在保证安全施工的基础上,提高施工质量[2]。

3.地下连续墙施工技术

地下连续墙是桥梁基础施工中的核心组成部分,施工技术具有较高的复杂性,涉及到混凝土浇筑、钻孔成槽等多项施工工艺,其主要作用是防摩、防渗、防噪音和振动,是桥梁稳定性的基础保障[3]。在进行混凝土浇筑施工前,要对地下连续墙的钢筋框架结构进行严格检查,采用泵送浇筑方式,并指派专业的技术人员采用专用仪器对其进行检查,做好混凝土浇筑的技术质量控制。为防止支架发生沉降导致混凝土结构出现裂缝,浇筑应遵循从下到上的顺序,并且尽量一次性完成浇筑,如果必须停顿,应保证间隔时间不超过混凝土初凝时间差。

(二)索塔施工技术

索塔施工技术主要包括钢索塔和混凝土索塔的施工。索塔的施工方法宜根据结构特点、施工环境和设备能力等综合确定。索塔施工期间必须具有必要的起重设备和安全通道。索塔施工时应对其平面位置、断面尺寸、倾斜度、应力和线形进行监测和控制。钢索塔的构件在工厂制作时进行试拼装,合格后方可启运,并根据不同的运输方式对构件进行必要的临时加固和保护。安装施工前应编制详细的节段构件吊装施工工艺,核对各节段构件的编号和起吊重量,在吊装前对各节段构件起吊的稳定性进行验算,对各节段临时加固后试吊,确认无误后方可正式起吊安装。钢索塔架设安装,根据高空作业、天气影响的特点制定安全施工专项方案,保证施工安全。混凝土施工主要包括塔柱、塔座、横梁和拉索锚固区预应力的施工。塔柱节段长度划分,应根据索塔结构形式、钢筋长度、施工条件等因素确定,模板必须有足够的强度、刚度、稳定性,高塔且风力较大的地区模板要进行抗风稳定性验算。塔座和塔柱实心段施工要控制倾斜度,混凝土采取降低水化热和温度控制措施,适当缩短塔座与承台、塔柱与塔座之间浇筑混凝土的间隔时间,间歇期小于10天。索塔与主梁不宜交叉施工,必须交叉施工时,采取保证质量和安全的措施。索塔施工时宜设置型钢制作的劲性骨架,不得使用管材。横梁施工应设置可靠的支架系统,支架系统专门设计,其强度、刚度和稳定性满足要求,体积过大的横梁沿高度方向分次浇筑,其间隔时间小于10天,对施工接缝处的收缩裂缝采取必要的措施,分次浇筑时的支架系统设计要考虑横梁的全部自重。塔柱和横梁可同步或异步施工,异步施工时塔柱与横梁之间浇筑混凝土间隔时间小于30天,接缝可靠连接,不得产生收缩裂缝。混凝土施工根据索塔高度和混凝土的供应能力选择输送方式,采用输送泵时应一泵到顶。索塔横梁和拉索锚固区预应力的施工严格按照预应力规范要求施工,对拉索锚固区曲率半径较小的环向预应力钢束,应进行模型试验,取得经验数据后方可正式施工。[4]

(三)桥梁上部结构施工技术

桥梁上部施工主要包括梁段施工和斜拉索施工两个方面。主梁施工期间应使塔梁临时固结,主梁悬臂施工,应保持两端的施工荷载对称平衡,最大不平衡荷载不得超过设计允许范围。主梁0号梁段及相邻梁段浇筑施工应设置可靠的支架系统,支架系统进行专门设计,其强度、刚度、稳定性满足使用要求。同时考虑支架变形、地基不均匀沉降和日照温差的不利影响,对支架进行预压。其他梁段施工的挂篮进行专门设计,梁段应对称、平衡逐孔浇筑,严格控制梁段间高程、线形和应力。合龙段施工时,采取措施将合龙段两侧悬臂端临时刚性连接,再浇筑合龙段混凝土,宜在一天气温最低且稳定的时段浇筑。合龙桥面设置的全部临时施工荷载应符合施工控制要求。对预应力混凝土连续梁,合龙后在规定的时间内拆除墩梁临时固结装置,按设计规定程序完成体系转换和支座反力调整。在斜拉索施工过程中,拉索的安装施工按设计和施工控制要求进行,在安装和张拉拉索时应采用专门设计制作的施工平台及辅助设施进行操作,保证施工安全,慰施工配备的张拉几句,其能力大于最大拉索所需张拉力。拉索可在塔端或梁端单端进行张拉,张拉时应按索塔的顺桥向两侧和横桥向两侧对称同步进行。拉索张拉顺序、级次数和量值应符合设计和施工控制规定,张拉以测定的索力或油压表量值为准,以延伸值作为校核。斜拉桥上部结构主要控制施工过程,保证结构始终处于安全范围内,成桥后的线形、内力和索力符合设计要求。施工控制方法根据结构特点、施工方案和环境条件等因素综合确定。斜拉桥施工控制原则:在主梁悬臂施工阶段以高程控制为主,二期恒载阶段以控制索力为主。施工控制除按规定程序进行外,对各类施工荷载加强管理,对变形、应力和温度等参数进行监控测试,采集数据准确可靠[5]。

二、某工程实例概述

某工程位于长江上游,是交通运输的重点建设项目,在2015年竣工投入使用。桥梁总长1096.5m,宽35m,共有32跨,是混凝土连续桥。以PK断面钢箱作为桥梁主梁,斜拉索的材质为钢丝,采用混凝土PK箱作为边跨。桥梁主跨的钢混梁段施工采用整体节段吊装技术,其他梁段则采用悬臂拼装技术。在边跨混凝土梁施工中采用现浇法,索塔连接段均采用凤翎结构[6]。

三、大跨径连续桥梁施工的技术控制措施

(一)安全控制措施

在该工程施工过程中,以安全生产管理为技术控制的首要内容,通过加强安全管理,做好安全生产意识的宣传工作,提高施工人员自身的安全防护意识。根据《建设工程安全生产管理条例》建立健全相关安全生产管理制度,在施工过程中,对危险性较大的工程编制的专项施工进行风险评估,以论证其可行性。建立重大风险源辨识制度,“三类人员”,特种机械作业人员必须持证上岗,分项工程施工前对参建做好安全生产培训和安全交底。安全生产费用专款专用,配备相应的安全器材和劳保用品及专职安全员,落实安全生产岗位责任制,严格执行“党政同责,一岗双责,齐抓共管,失职追责”安全方针,按照公路水运工程安全生产标准化管理指南的要求,现场设置规定的安全标志和重大危险源的警示标志,建立信息化现场安全监控措施,抓好每一作业区人员、机械班前、班后数量统计,杜绝“三违”作业,做到安全生产警钟长鸣,不留死角。

(二)稳定性控制措施

随着现代桥梁使用率的不断提高,对现代桥梁的荷载能力提出了更高要求,荷载能力不足会导致桥梁失稳,给桥梁的使用安全带来较高风险。因此,必须做好技术控制措施,提高桥梁的稳定性。在实际施工过程中,要对桥梁的支撑结构、变形情况和实际刚度等数据资料进行整理分析,利用科学计算公式,对桥梁稳定性作出量化计算,并建立量化评价指标。在施工过程,严格按照设计流程和相关技术要求进行施工。

(三)线形控制措施

桥梁的挠曲变形是桥梁施工的主要风险之一,导致挠曲变形现象产生的原因是多方面的,对给桥梁施工以及竣工后的正常使用带来严重影响。因此,必须采用线形控制措施,避免桥梁挠曲变形现象的产生。在施工过程中,应保证施工技术达到大跨径连续桥梁的施工技术标准,进行循环施工控制,加强对主梁标高和应力的控制。完成前一阶段施工后,应对施工质量进行及时检查,并根据相关数据资料,制定下一阶段的施工方案。采用先进的设备仪器进行线形控制,比如全站仪量测系统和线形监控系统等。

(四)应力控制措施

桥梁的应力控制主要包括结构预加应力、收缩应力、混凝土徐变、温度应力和施工荷载应力等,进行有效的应力控制是确保施工安全和工程质量的重要前提。在该工程设计施工过程中,首先根据桥梁结构对其受力情况进行分析,保证桥梁整体结构设计的合理性。施工时以桥梁断面作为控制截面,对桥梁结构进行应力控制。采用先进的应力应变测试元件,对桥梁结构的应力情况进行实际测量,并对测量结果进行计算分析,将实际计算值与理论值进行比较,若存在较大偏差,说明在设计或施工过程中存在问题,进而及时调整施工方案或施工技术,保证将实际计算值与理论值的偏差控制在允许范围内。

结束语:

总而言之,桥梁施工中,大跨径连续桥梁施工技术具有较高的复杂性,主要包括基础施工、索塔施工和桥梁上部结构施工等方面,应在每个施工环节中,做好施工技术控制,包括安全控制、稳定性控制、线形控制和应力控制,全方位保障桥梁施工安全和工程质量。

参考文献:

[1]董洪波.大跨径连续桥梁施工技术在桥梁施工中的应用分析[J].黑龙江科学,2017,(02):104-105.

[2]李明珠.大跨径连续桥梁悬臂现浇施工技术的应用[J].黑龙江交通科技,2016,(04):77-78.

[3]郭群阳.大跨径连续箱梁拼接技术在桥梁施工中的应用[J].交通世界(运输.车辆),2015,(09):96-97.

[4]王清方.桥梁施工中大跨径连续刚构线性控制技术[J].黑龙江科技信息,2013,(24):215.

[5]汪娟娟.灰色系统理论在大跨径桥梁施工控制中的应用[D].武汉理工大学,2006.

[6]刘正华.高墩大跨预应力混凝土连续刚构桥的施工控制[D].铁道部科学研究院,2005

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