摘要:近年来,随着我国市场经济的不断发展,政府逐年加大对道路桥梁基础工程的建设力度,并取得诸多显著成果。大跨径连续施工技术作为道路桥梁工程中的一项关键性技术,其应用情况直接影响到工程建设合理性与桥梁结构性能质量,对工程建设有着重要现实意义。因此,为进一步提高施工水平,建设优质道路桥梁工程,本文对道路桥梁大跨径连续施工技术的受力特点、技术特点、工序流程、施工要点进行简要叙述,并提出技术质量控制措施,为同类工程提供技术参考。
关键词:道路桥梁;大跨径连续桥梁;施工技术
引言:与传统道路桥梁结构相比,大跨径连续桥梁结构具有良好的稳定性、超载性能与整体性,且刚度较大、桥面伸缩缝少、内力状态均匀合理,结构使用安全得到有力保障,逐渐成为道路桥梁工程中的桥梁结构主体类型。但大跨径连续施工技术的工艺流程较为复杂,技术水平较高,在工程施工中时常出现各类技术问题,难以充分发挥技术应用效能。
一、道路桥梁大跨径连续施工技术概述
1.连续桥梁受力特点
在多数道路桥梁工程中,普遍采用大跨径连续钢构桥,将连续梁体为主梁,由梁体与桥墩固结而形成的桥梁结构体系。这类桥梁结构的主要受力特点为:将桥墩与梁体进行固结,使得桥上部结构与下部结构可同时承受外部荷载,大幅降低了墩顶负弯矩。同时,在桥梁结构施工中,由于采用柔性墩,桥梁结构所承受荷载变化影响系数得到有效降低,侧面强化了桥梁结构的安全度以及可靠性能,整体受力状态较为合理。当桥梁结构受到地震力等不可抗力因素影响时,大跨径连续钢构桥具有优异的抗扭性能与抗震性能。大跨径连续钢构桥归属于多次超静力结构,在外力条件的作用下,将产生一定的附加应力,进而对结构稳定性与安全度造成不利影响。例如,当外界温度大幅升降时,受到环境温度影响,有一定可能出现混凝土收缩以及墩台下沉等现象。
2.施工技术特点
(1)基础施工。道路桥梁基础施工内容及技术主要分为沉井施工、连续墙施工与深水承台施工。不同技术的特点及施工要点都有所不同。
沉井施工技术具有尺寸大、定位精确等特点,施工人员可选择采用钢混结合方式开展施工作业,遵循相关施工规范依次开展着床施工、锚墩深井定位、井底清理、钢壳沉井、基础处理及安装、浇筑封底等施工作业。同时,施工人员应综合分析水潮、水流冲刷等施工因素,合理设定着床时间与高度,遵循分舱分孔封底施工原则开展终沉施工作业,预防沉井超沉施工问题的出现。
在连续墙施工环节,技术具有环境干扰系数低的优势,实现了对共振与施工噪音污染问题的解决,且连续墙结构具有良好的防渗性能以及刚性。这项技术的具体工艺流程为,清理河床-开槽钻孔-接头施工-钢筋笼制作及放置-混凝土施工。
在深水承台施工中,技术人员应综合分析水流速、水压值等影响因素,避免承台基础在被深水覆盖时受到明显影响。同时,结合实际施工情况,合理设定各处打孔桩点间隔距离以及承台尺寸,并选择恰当的施工技术,如钢吊箱或是钢套箱,将深水承台施工难度控制在合理范围内。最后,在承台土层相对较软、且水流较为湍急时,技术人员应优先将护筒在适当深度进行放置,并于筒顶端加设顶板,对钻柱进行加固处理。
(2)上部施工。桥梁上部施工内容分为梁段施工以及斜拉桥斜拉索施工。其中,在梁段施工环节,应结合实际情况,选择合理的梁段浇筑施工方法,如就地浇筑法、逐孔施工法与顶推施工法等等。同时,优先选择将钢管支架法技术,与混凝土箱梁进行组合施工,针对PK断面箱梁,则采取分块浇筑法。在中跨合龙环节,为切实满足工程的受力设计要求以及线形设计要求,技术人员应组合采用合龙以及顶推施工技术。
在斜拉桥斜拉索施工环节,应采取张拉施工方式,确保斜拉桥斜拉索具有良好性能,可有效承受牵引力。同时,企业需配置适当型号的梁端牵引导向以及桥面吊机等施工机械设备,将悬臂前端荷载控制在合理范围内,从而起到强化斜拉索弯曲半径控制力度的作用。唯有如此,方可确保斜拉索钢丝的受力情况与工程设计要求相符合。
(3)索塔施工。在这一环节中,企业与技术人员应结合实际情况,配置适当规格型号的塔吊设备,并对钢索塔开展吊装、分节截稿与螺栓连接作业。同时,同步配置电梯设备,为后续塔柱模板爬升、混凝土施工作业的开展提供设备支持与基础条件。
(4)支护施工。部分大跨径连续桥梁结构周边环境的地形结构较为复杂恶劣,例如当桥梁分布于河滩区域时,区域内地形地貌结构差异性较大,且部分地质结构稳固性不足,这将对桥梁结构支护体系的性能质量提出较高要求。
二、道路桥梁大跨径连续施工技术的具体应用
1.悬索桥
悬索桥也被称作为吊桥,是一种在桥梁两端缆索上锚固索塔的一种桥梁结构,受到桥梁平衡条件因素的干扰影响,缆索普遍保持为类似抛物线的几何形状。与其他桥梁结构相比,悬索桥具有施工用料少、环境适应性强、结构布置灵活等优势。
在大跨径连续悬索桥结构施工中,企业与技术人员应重点对构件吊装、索力调整、大体积混凝土施工等灌浆工序环节进行质量管控。结合实际施工情况,严格遵循相关施工规范与技术标准,合理设定塔顶安装顺序。同时,开展施工监测作业,实时对合龙段长度进行监测,当监测到实际长度与工程设计要求存在出入时,对长度进行修正处理,并预留出阶段修正间隙;在锚道面架设环节,企业应在施工场地适当位置布设监测点,重点对塔体的偏移量以及承重索安装垂直度进行测量、纠偏,将偏差量控制在允许范围内;在索力调整环节,严格遵循工程设计要求开展索力调整作业。同时,技术人员应结合实际施工情况,对索力设计参数进行适当调整,消除施工方案与实际施工情况之间所产生的差异;在大体积混凝土施工环节,施工人员应做好混凝土温度检测工作,并采取有效温控措施,避免所浇筑混凝土受到温度影响,内部产生应力而引发混凝土开裂质量问题的出现。常见温控包括、洒水降温、添加适量外掺剂。
2.斜拉桥
在大跨径连续斜拉桥结构施工中,应选择恰当的施工方式。例如在主梁施工环节,企业可选择采取挂篮悬浇方式,定期对挂篮开展试拼、质量检测以及预压操作,确保挂篮性能质量与工程设计要求完全相符后,方可开展后续混凝土主梁浇筑作业。同时,实时监测温度与支承力情况,在必要时采取有效处理措施;在钢主梁施工环节,提前做好选材工作,确保材料规格尺寸、性能质量与施工要求相符合,并考虑到施工场地环境温度因素对材料所造成的影响系数;在索塔施工环节,优先采取爬模法,搭建爬升体系,借助机械力持续提升所支设模板,从而提高施工效率;在合龙梁段施工环节,时常出现裂缝质量通病。因此,企业可选择使用预埋连接钢构件,预防这类施工问题的出现;在长拉索环节,全面考虑桥梁结构的抗震性能以及抗风性能,针对性采取有效控制措施。
3拱桥
在我国桥梁事业发展过程中,拱桥是一种历史较为悠久的桥梁结构,以及常用的大跨径桥梁结构类型,主要分为下承式、上承式以及中承式拱桥结构,不同结构类型的结构特点、主要施工材料材质也有所不同。与其他桥梁结构相比,在垂直荷载作用影响下,拱桥普遍具有良好的承重性能以及抗压性能,桥梁整体结构较为稳固。而在大跨径连续拱桥结构施工中,技术人员及施工人员应合理设定拱桥结构的极限负载承受力,使得拱桥底座结构具有同时承受水平拉力以及垂直压力的使用功能。同时,在施工条件允许前提下,可适当提高地基质量以及牢固系数。
三、道路桥梁大跨径连续施工工艺流程及技术要点
1.地基架构整治
在这一环节,施工人员应提前做好各项施工准备工作,为后续地基架构支设作业的开展提供良好施工条件,以及稳定的施工环境。
例如,开展施工场地硬化处理以及清理作业,适当提高地基承载性能、并清除地基表面所分布各类杂物,避免后续出现支架失稳、倾斜倒塌等施工问题。
2.模板支设
在模板支设环节,施工人员应沿大跨径连续桥梁结构中心轴线支设模板,实时监测模板对接缝隙,确保对接缝隙与桥梁边缘线稳定保持为垂直状态,监测垂直度偏差值。在差值临近或超过最大允许值后,及时对模板进行校正处理。待二者保持垂直状态、模板结构支设完毕后,方可对模板进行固定处理。同时,对所支设模板的平滑度以及整齐性进行控制。当模板平滑度不足时,有可能导致梁体出现裂缝质量通病。而在模板整齐性不足时,将使得后续混凝土浇筑质量与工程设计要求产生出入。
3.钢筋结构施工
在钢筋结构施工环节,管理人员应提前对所配置钢筋材料的规格参数、数量以及结构完好性进行检查,更换、退回存在质量问题,或是与采购清单及施工方案不符的钢筋材料。随后,随机抽取少量钢筋材料作为样本,送至实验室进行质量检验,待检验结果与工程设计要求、相关施工规范完全符合后,将钢筋材料投入使用。此外,在钢筋定型环节,施工人员应对钢筋材料进行调直、整形处理,再按照施工图纸开展钢筋构件连接作业。在钢筋材料存在生锈问题时,需提前对钢筋进行除锈处理,清除表面结构所残留锈迹与各类污渍,并涂刷适量的防腐涂剂。最后,对钢筋结构质量进行检测,重点检查钢筋间距大小、分布密度与搭接长度。待检测通过后,方可组织开展后续施工活动。
4.混凝土浇筑及养护
在混凝土浇筑环节,施工人员及技术人员应提前对所搭设各结构体系的完好程度、结构稳固性与使用性能进行检查,如模板结构、钢筋结构等等;优先使用泵送灌筑方式开展混凝土浇筑作业;结合施工情况与设计要求,科学编制配合比方案,并组织开展小规模试生产作业,基于试品质量检验报告,对配合比方案进行优化调整;严格控制混凝土浇筑速度与浇筑量,避免水泥浆浇筑过快而出现模板支架下陷、桥梁结构开裂等施工问题;施工人员应遵循自下至上施工原则,并采取分层浇筑方法开展连续性浇筑作业。而在出现各类突发施工问题、导致掺合料浇筑中断时,应及时分析问题成因、采取有效解决措施,恢复浇筑施工。如若施工中断时间过长、混凝土浆体固化初凝时,应重复开展浇筑作业,预防施工缝问题的出现。待混凝土浇筑完毕后,为预防混凝土开裂等质量问题的出现,充分发挥水泥水热化作用,及时开展混凝土养护作业,结合实际情况制定养护方案,做好混凝土结构温控工作,将内外温差与水分蒸发量控制在合理范围内。
5.预应力钢筋张拉
在预应力钢筋张拉环节,由于张拉技术难度较高,受到人为因素影响,钢筋结构的实际应力参数往往与工程设计要求存在一定出入,且肉眼难以有效识别这一施工问题。针对于此,在预应力钢筋张拉环节,应同步开展监测作业,使用适当型号的张拉型仪器设备,定期对钢筋构架的应力数据进行检测核定,并将检测结果与技术标准、设计要求进行对照分析,明确了解实际应力数据与设计要求之间的具体差异点,分析问题成因,采取有效解决措施,为预应力钢筋张拉质量、大跨径连续桥梁结构性能提供有力保障。同时,对张拉测试设备的使用,也将为预应力钢筋张拉作业的开展提供明确参照与技术指导,便于张拉施工作业的开展。
6.孔道压浆及端头封堵
待预应力钢筋张拉完毕后,即可组织开展孔道压浆作业,向水泥净浆内掺入适量外添加剂,并使用清水对压浆孔道进行清洗处理。随后,将水泥浆体自孔道一端持续压入,直至孔道另一端持续排出浓度较高的水泥浆体后,即可封闭注浆孔,完成孔道压浆作业。施工人员应注重将注浆压力控制在0.5-0.7MPa区间范围内,并持续开展4min左右的压浆作业即可。在端头封堵环节,施工人员应提前对梁体结构上所残留浮浆与各类杂质进行清理。待清理完毕后,方可对端头进行封堵处理。
7.模板拆除及落架
在模板拆除环节,技术人员提前对混凝土试块强度进行检测,当试块强度达到脱模标准后,方可组织开展模板拆除作业;结合施工情况,合理制定模板拆除方案、明确拆模顺序;禁止施工人员野蛮拆除混凝土模板,避免对混凝土成型质量、模板结构造成破坏;及时对所拆除模板板面进行清理,清除板面所残留混凝土浮浆,并将模板进行分类堆置。在落架环节,为确保支架具有良好的承载性能,施工人员可选择对支架采取二次加固处理措施,进而为梁体安全提供必要保障。同时,待预应力施加完毕后,再开展落架施工作业,按照特定顺序开展落架操作。在常规施工条件下,自外至梁底模进行落架。
四、道路桥梁大跨径连续施工质量控制分析
1.应力控制
在道路桥梁工程施工中,大跨径连续桥梁结构的应力主要由温度计收缩应力、荷载应力等加以组成。在桥后受力阶段及施工环节开展桥梁应力控制工作,即可有效保证桥梁结构性能质量与工程设计要求相符合。同时,桥梁应力控制关键点在于,对桥梁断面结构进行控制。例如,技术人员在断面结构中埋设应力应变件,从而对大跨径连续桥梁结构的应力情况加以检测。如若检测结果显示桥梁应力理论指以及实际测量值二者误差值过大时,则基于误差值分析问题成因,采取有效措施即可。
2.安全控制
近年来,在道路桥梁工程施工中,虽然工程施工质量呈现稳步提升态势,但工程施工规模及难度系数也有所提升,容易出现各类施工安全事故及突发问题,造成严重经济损失与人员伤亡,最终导致工程施工质量与设计要求存在出入。因此,在大跨径连续桥梁施工过程中,企业与工程参建人员需严格遵循相关施工规范条例,严格控制各施工环节质量,禁止开展违章施工作业,并强化施工现场安全监管与技术管理力度,从而提高工程项目安全控制水平,有效预防各类施工安全事故及质量问题的出现。
3.线形控制
在大跨径连续桥梁施工中,受到多方面因素影响,偶尔出现桥梁挠曲变形等施工质量问题,导致桥梁结构位置出现偏离现象,桥梁结构难以正常合拢,与工程设计要求不符。应严格遵循相关施工规范与技术标准,规范化、标准化开展施工测量工作,及时发现并校正各项施工参数误差值。同时,为强化结构应力与主梁标高管控力度,企业可选择构建配套仿真模拟系统,持续采集工程相关信息,开展模拟施工,分析后续施工阶段的各项参数。最后,运用全站仪量测系统、校核计算软件与水准仪等设备,共同组建监测系统,在桥梁施工中持续监测线形施工误差。
结语:
综上所述,大跨径连续施工技术作为控制道路桥梁工程质量的关键点,技术人员要应结合工程情况,掌握大跨径连续桥梁施工工序流程,严格控制各施工环节质量,深入了解技术施工要点、技术特点与结构受力特点,保证道路桥梁工程的顺利建设,并推动大跨径连续施工技术的规范化和标准化发展。
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