大跨徑連續橋梁施工技術

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大跨徑連續橋梁施工技術

1案例介紹

某橋梁工程的總建設長度為430m,橋面寬度為25.3m。橋梁上部使用預應力混凝土連續箱梁結構,下部使用樁基礎結構。橋墩為整體式結構,大小為14.0m×25.3m×4.0m,使用鉆孔灌注樁作為基礎結構,直徑為1.9m。

2工程自身特點

該橋具有一系列特點,首先就是在建立橋梁的山谷位置地勢險峻,整個河谷兩側山體陡峭,形成一個“V”字形,其次是橋面所在的位置非常高,與地面有高達112m的落差,橋體上半部分采用鋼構的形式,跨度可達135m之多,下半部分采用空心墩的形式,橋墩高達104m,這座橋具有梁結構復雜、環境險峻、高度較大等一系列特點。

3大跨徑連續橋梁的施工方法

3.1橋墩建設

1)橋體施工控制點。一般建設一座大橋建立3個控制點即可,但是此案例的橋梁環境特殊,施工條件艱苦,建立在陡峭的山谷之內,同時考慮到放樣精確以及通視條件,在一般的基礎之上進行了控制點加密,又增加了4個控制點(M、N、G和H點)。建設橋梁一般需要的時間比較長,控制點有可能發生移動,所以,在控制點布置好之后,每隔一段時間對控制點進行修正和復測,保證控制點的準確。

2)精確定位及復核。橋墩是整個橋梁的基礎,決定著整個橋梁的穩定和牢固性,所以在施工過程中需要頻繁地測量,對精度的要求也非常高,不允許有任何錯誤甚至是誤差。因此,在測量過程中必須選擇精密的測量儀器和嚴謹的測量方法。例如,在7#橋墩的施工過程中,對H點進行精確的定位后,必須再次用N點進行校正和復測,保證5個點的放樣結果一致或者誤差在一定范圍內,這樣可以保證放樣點的精確度??赡苡捎谧匀画h境因素導致儀器產生誤差,例如風力過猛、外界溫度低于常溫或高于常溫,以及其他自然因素導致儀器產生誤差,這時候需要從后視放心重新放樣,反復校對,若發現問題當場解決,避免任何錯誤的發生。

3)高程的精確測量。這座橋梁的8#和6#橋墩是橋梁的主墩,高度相對7#橋墩要高出一些,所以在測量橋墩的高度時必須采用精密的測量方法。在這兩個橋墩的上方引入一個共同并且固定不變的控制點,然后再找到其他控制點進行校正,保證誤差在一定范圍之內。

3.2懸吊技術在邊跨施工中的應用

3.2.1橋體施工原理

本橋在鋼構橋面的設計上采用了吊架設計,即在橋墩的一側預埋一個托架,用來支撐主橋架,同時邊墩的蓋梁部位也能夠起到支撐作用,這個設計主要技術點在于大大減輕了懸臂終端上面的壓力,同時也使邊墩的偏心壓力大大減小,這一設計不但能夠防止懸臂端因壓力產生的變形,還能夠減輕墩身的壓力,這是其他橋梁在建設過程中所不具備的優點,也是在特殊環境之下運用的有效設計。

3.2.2橋梁施工方法

1)柱墩外側預埋承力架。在柱墩的外側預埋一個托架,能夠減小懸臂端的壓力,壓力變小之后墩身變形的幾率也會大大減小,托架的制作材料為工字鋼,不同型號的工字鋼承受的荷載不同,所以選擇型號先要確定壓力的大小。

2)主橋架的安裝。在懸臂澆筑完成之后,將掛籃前移,使主橋架和墩柱原有的橋架進行焊接,原有的橋架經過精確計算能夠承受最大的變形壓力,是由貝雷片組裝而成,掛籃的另一側以鋼管樁為連接處,與墩柱焊接在一起,并且保證焊接的牢固度。

3)主橋架前移至工字鋼前端。主橋架和原有橋架連接完成后,將主橋架前移至工字鋼的前端支撐托架,這個結構有效通過傳遞壓力的原理使得懸臂端最終承受的荷載僅為外露箱梁質量的1/4,并且即使是在橋架部位,承受的荷載是箱梁質量的1/2,所以通過這種結構有效減小了懸臂端的荷載,墩身變形的可能也降到了最低,這為整座橋梁的建造提供了保障。

4)外側模和底板的固定。外側模的大小不是固定不變的,可以根據現場實際情況制作,外側模位置固定后進行加固處理。底板的鋪設是在析架固定之后進行的一個結構安裝,采用定制鋼模或者是竹膠板都可以。最后必須保證底板和外側模緊密接觸。

5)預壓。預壓是指在鋼筋綁扎之前進行的一個模板荷載測試過程,一般在方案中要求預壓的壓力大概是梁體質量的一半為宜,施加壓力之后對支架進行觀測,一般會出現非彈性變形和彈性變形兩種變化,將彈性變形的數據作為理論數據進行記錄,在后續工程中起到參考價值。

6)加工鋼筋和綁扎鋼筋。在進行鋼筋綁扎之前,對設計方案進行仔細查看,確認設計方案中需要的型號和工藝,綁扎交叉點可以采用鋼絲捆綁的方式,也可以采用焊接的方式。非焊接鋼筋之間可以采用短鋼筋進行支墊。

3.3合龍段的施工過程

對合龍段進行施工是一個類似掛籃施工的過程,主要在是在中跨和邊跨處進行澆筑,在澆筑過程中盡量減小溫度對混凝土的影響,在澆筑之前,查看近幾日的天氣預報,一般選擇在日溫差相對比較小的日子,時間可以選在當天氣溫最低的時間段進行,一般澆筑盡量在2h左右完成,為了減小熱脹冷縮對混凝土的影響,可以在材料中適當加入膨脹劑。澆筑時,首先澆筑邊跨段,待此段的混凝土達到一定強度后,拆除支撐物體及輔助結構。用同樣的方法對中跨進行澆筑,最后將四跨進行合龍,完成整個橋體的合龍。主橋在建設過程中一般分為兩個階段進行,第一個階段是邊跨的澆筑合龍,第二個階段是中跨的澆筑合龍,施工中必須嚴格按照規范執行。特別是焊接處,不能出現施工裂縫或者是收縮裂縫,保證整個橋梁建設的線性的要求。正常情況下,對于中跨部分的合龍處來說兩側的懸臂具有對稱性,特別是在合龍的過程中,兩端受到的荷載基本一樣大小,合龍處起到輔助作用的支撐承受的荷載相對較小,對于邊跨而言,合龍口兩端是不同的,一側是懸灌梁,一側是現澆梁,所以在受到其他外部因素影響時,兩端所受的荷載必然不會相同,所以會對混凝土產生一定的彎矩,對彎矩必須經過精確的計算和認識,保證橋梁的結構穩定性,但是計算方法一般比較復雜,在實際中大部分采用了電算的手段。此方法為首先假定兩端全部為懸臂梁,在沒有任何其他外力影響的情況下的角變位和撓度,然后計算彎矩的大小,但是這種情況下,合龍口會受到剪切。大量的實際經驗證明,這種剪切產生的作用不是很明顯,一般可以忽略不計。完成鋼筋的綁扎以及一些相應的管道的預埋后,可以對合龍段進行一個臨時鎖定,這個過程必須在混凝土澆筑前一天中的某個特定時刻完成,那就是溫度最低的時候,首先是用一定力頂推梁,然后用支撐牢固撐緊,把槽鋼和剪力撐焊接在一起,形成一個堅固的具有安全功能的結構。

4大跨徑連續橋梁關鍵施工技術的應用

1)在進行斜拉橋施工時,要重點控制好合龍梁段、索塔段和主梁段的施工,在進行混凝土主梁施工時,使用掛籃懸挑的方式進行施工,并定期檢測掛籃的安全性。在進行索塔使用時,主要使用勁性骨架和爬模法進行施工。施工人員要結合索塔的結構和材料科學進行選擇。合龍梁段施工時,為防止出現裂縫,要對臨時連接的鋼構件進行預埋。

2)在進行懸索橋施工時,要重點做好大體積混凝土、錨道架設的控制。在架設錨道面時,要注意監測錨索的垂直度以及塔身的移動量。結合橋梁的設計參數,在施工現場進行測量,保證索力的準確性及合理性。吊裝施工時,要根據測量出的位移數據以及規定要求,對安裝順序進行合理安排。對橋梁合龍段各個節段之間的預留間隙進行修正和調整,提高橋梁施工的安全性。此外,在對大體積混凝土施工時,為避免出現裂縫,要對施工溫度進行重點控制,采用分層施工、澆水冷卻等措施來提高混凝土工程的施工質量。

5結論

在現代社會不斷發展的形勢之下,交通行業發生了翻天覆地的變化,運輸業也得到了巨大發展。橋梁的建造一座接著一座,施工工藝越來越復雜。大跨徑連續橋梁是現代橋梁的基礎橋梁,這種施工技術也將會成為一種普遍的施工工藝,可保證橋梁的質量并使得我國交通行業健康有序發展。

作者:吳國慶 陳寶元 單位:山東明德市政園林工程有限公司 濟寧市市政工程處

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