大跨度钢结构桥梁的施工技术分析

发表时间:2020/9/3   来源:《基层建设》2020年第11期   作者:覃飞
[导读] 摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,桥梁工程建设越来越多。
        广西建工集团第五建筑工程有限责任公司  广西柳州市  545001
        摘要:近年来,我国的交通行业有了很大进展,桥梁工程建设越来越多。在我国公路桥梁实际建设过程中,大跨度钢结构桥梁占据着十分重要的位置。由于我国交通事业的快速发展,大跨度桥梁工程项目逐步增加,在这样的情况下,需要将施工技术充分运用其中,保证该工程项目实际建设作业的顺利展开。基于此,本文就大跨度钢结构桥梁的施工技术展开探究分析,期望通过研究为将来的有关工程施工提供参考。
        关键词:大跨度钢结构;桥梁;施工技术
        引言
        我国桥梁工程建设数量迅速增长,各地交通网络也在持续完善。钢结构桥梁作为一种特殊的桥梁形式,具有施工效率高、稳定性高、安全性高等诸多优势,我国桥梁建设行政主管部门对桥梁施工的要求越来越高,这就意味着广大从业者必须要深入分析钢结构桥梁施工技术,以为同类工程建设提供可靠参考借鉴。
        1大跨度钢结构桥梁的特点
        钢结构的构件通常在专业化工厂按照设计要求进行加工制造,工厂制造出来的钢构件由于工业化程度较高,因此其结构更加标准、存在的缺陷较少,使用寿命更长,质量更加可靠。同时钢结构在工厂加工大大地减少了施工现场的土地占用,方便施工的进行和施工的管理工作。因钢构件提前进行预制及其重量较轻的特点,也有利于构件的运输及安装,可有效缩短工期。钢材还可以循环利用,减少建筑垃圾,有效节约资源,有利于推进绿色施工。总体来说,钢结构的特点是自重轻、强度高、承载力强、抗震性能好。大跨度连续钢结构桥梁具有以下特征:首先,该桥梁是具有固定墩梁的连续结构形式,墩梁不需要支座进行固结,无需体系转化的工序,减少了施工工序的繁琐性。其次,该桥梁刚度和承载能力较强,其横桥向抗扭刚度及顺桥向抗弯刚度较大,满足了大跨度桥梁的受力需求,桥梁承载性能较高、跨越能力强、变形较小,充分发挥了钢材料高强度的特性。同时,双臂墩或柔性墩的布置大大地提高了大跨度桥梁的抗震性能,利用墩柱的灵活性以适应混凝土收缩、预应力、徐变、外界环境变化带来的位移,同时有利于降低墩顶负弯矩峰值的作用。再次,当桥梁的跨度范围在200~300m时,与相同跨度的拱桥、斜拉桥相对比,其施工和易性强、周期较短,具有一定的竞争优势。最后,大跨度钢结构桥梁的设计及造型新颖、美观,桥梁底下具有较大的空间,桥面上的视野开阔,有良好的景观效应,是具有生命力的桥梁结构形式。
        2大跨度钢结构桥梁的施工技术探
        2.1满堂支架技术
        通常情况下,在我国普通桥梁工程具体建设作业时,经常会使用满堂支架技术,该技术能够为项目建设作业提供充足的平台以及支撑点,有效减少了大型设施设备的实际运用。此技术主要被运用在桥墩或者是钢筋混凝土叠合梁的实际浇筑作业中,并且实现了大跨度桥梁的有效突破。然而,在现阶段的实际建设作业中,此技术也会被运用在钢桁架拱桥工程中,运用支架保证其受力的均衡性,有效提升建设作业的可靠性以及安全性,保证其建设难度的有效降低。但是,该技术的运用对施工现场的具体环境有所约束,只可以被使用在陆地或者是水流比较浅的桥梁工程中。
        2.2转体施工技术
        转体施工技术是大跨度钢结构桥梁施工的典型方法技术,该施工技术的工艺目前为止已经比较成熟,应用频率也比较高。转体施工法就是将桥梁上部结构拆分成2个半跨进行施工,然后再进行转体合龙的方法。

转体施工法先根据现场环境选择适合的位置,利用地形进行支架的搭建,然后进行拼装或钢混叠合梁的现浇,完成非设计轴线上转体结构工序的施工,然后进行桥跨转体施工,利用转体结构自身的转体系统将桥跨转至预定设计轴线的位置上,进行精准定位后,再进行转体结构的合龙施工和转动系统的封固。大跨度钢结构桥梁转体施工方法可以分为三种转体方式,分别是竖向转体施工、水平转体施工、竖向和水平转体联合施工。竖向转体施工方法是最早使用的方法,一般适合应用于跨越深山峡谷、跨河、平原跨越的桥梁施工。水平转体施工方法多用于梁式桥。竖向和水平向转体联合施工的方法结合了两个方法的优点,有效进行互补,更加适应于不同自然环境条件下的施工,受限制较少。大跨度钢结构桥梁转体施工具有施工安全可靠、操作方便、设备较简单的优点,避免了大部分的高空作业,与其他施工方法相比能有效地缩短工期,节约成本,同时不会对周围干线交通产生干扰。
        2.3累积连续步进式移送施工技术
        此技术术语我国首创的施工技术,其经过在桥址的两侧位置设置相应的平台,并且对钢箱梁展开相应的拼装作业,之后在两个拼装平台之间的位置需要设置临时性的支墩,在该支墩位置使用顶推设施设备,实现“顶、推、落、回”的交替展开。一方面,经过顶升将整体梁体拖起来,之后将油缸向着一个位置进行顶推平移,最终让梁段不断落下,将其放置在临时性的墩梁上,之后把油缸放回之前的位置上,经过这样的过程便完成了一个循环,接下来展开下一个循环,经过这样不断循环的动作,最后把全部的梁段放到相应的设计位置上。此技术所使用的顶推设施设备至关重要,只有经过平移、顶升以及调整等,才可以对桥梁的具体方向进行调整。此技术具备非常明显的优势,不只是投入比较少,其存有的安全风险也比较低,可以更好地保障施工建设进度,有效提升其自动化水平,在实际建设作业的时候较为简单,应该被运用在我国大跨度钢结构斜拉桥工程施工作业中。
        2.4钢结构焊接
        该工程钢结构相对复杂,节段施工量较大,因此安装需要严格遵从施工组织计划,具体方法为:根据施工组织计划、施工方案、设计工艺、焊接顺序、焊接方向谨慎施焊,同时注意当地行政主管部门下发的工艺文件要求,不得随意焊接,以确保焊接主要熔透的坡口焊缝,在正面焊接完成后,背面采用碳弧气进行处理,打磨处理完成后再进行焊接;针对存在多道焊缝的情况,先将焊缝之间的熔渣清除干净,确定不存在裂纹之后,再继续焊接;为避免气体保护焊在焊接过程中形成焊缝缺陷,施工过程中随时清理焊接产生的飞溅物,气体流量计始终保持在加热状态;在焊接之前,根据实际情况,全面清除焊接区域存在的氧化铁等杂物,焊接完成后清除熔渣等。主梁标准段安装焊接施工顺序为:放线→下桥面定位→两侧主桁定位→焊接主桁焊缝→焊接基准主桁腹板焊缝→上桥面定位→焊接桥面→焊接主桁和桥面之间的缝隙。主桁环口位置在确定后,采用码板进行固定,然后检查无误后开始焊接,值得注意的是,在焊接过程中,应该先焊接竖向焊缝,然后再焊接水平焊缝。
        结语
        综上所述,随着时代进步与社会稳定发展,我国城市化进程不断加快。在这样的新形势下,我国大跨度钢结构桥梁工程项目数量逐步增多,该类桥梁的承载水平比较高,并且具备比较好的抗震性能,具体的施工工序较为简便。在当前的此类桥梁工程项目实际建设过程中,需要结合施工现场的环境以及桥梁设计有关要求选取科学合理的施工技术,不只是可以使用单一的技术,也可以将两种或者是以上的先进技术有效整合起来。经过多个方面建设经验的有效累积,期望能够提升大跨度钢结构桥梁实际建设的能力以及水平,最终推动我国公路桥梁事业的健康可持续发展。
        参考文献:
        [1]吴艺伟,葛桐旭,胡志超.钢结构桥梁的发展与应用趋势[J].科技风,2017(14):96.
        [2]邓达.基于BIM技术的大跨径连续刚构桥施工监控研究[D].吉林:吉林大学,2019.
        [3]邓永华.大跨度连续刚构桥施工技术[J].交通世界,2019(29):149-151.
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