冯荣 卢超
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桥梁建设是市政基础建设的重要组成部分,直接关系着城市的整体建设与发展。而大跨径连续桥梁是众多桥梁中施工难度较大的一种,它对施工技术的要求很高,若想切实保障大跨径连续桥梁施工质量,必须先对相关工艺理论、难点问题、控制要点以及实际应用等进行深入分析[1]。
大跨径连续桥梁的最主要优势是能够有效稳固桥墩与梁体固结结构间的联系。分析大跨径连续桥梁的受力特点来看,其是通过将桥墩与梁体紧密联系在一起,从而使桥梁的上部结构与下部结构共同承担受力作用,这样就可以减小桥墩顶部的受力,而从整体上增强桥梁的结构强度、提高桥梁的抗震性与抗压性。同时,由于在大跨径连续桥梁中采用了超静定结构体系,因此能够在很大程度上减轻传统混凝土施工中的温差问题和不均匀沉淀问题。
在大跨径连续桥梁施工中,最主要的施工工艺是悬臂挂篮施工法,即先将桥梁按照每2-5m 进行分段,再利用挂篮进行悬臂对称浇筑施工。挂篮是一种相对独立、可自由移动的承重机具,它被悬挂在经张拉施工后的前端梁段处,施工人员可在挂篮上继续开展下个梁段的施工作业。悬臂挂篮施工法的主要优势在于:结构轻巧,可有效降低运输成本,提高实用性;操作简单,无须复杂的操作步骤和专业性的操作方法;灵活性强,可摆脱大吊车的束缚,具有更好的操作性。在悬臂挂篮施工中,注意需控制好结构挠度、压浆与预应力张拉及浇筑质量。
大跨径连续桥梁施工技术的要点主要在于以下三点:一是在基础施工中,应合理安排施工工序,进行全面的定位与测量,并做好防震动、防噪声、防渗等工作;二是在索塔施工(包括钢索塔施工和泥土塔施工)中,应对施工情况进行全面分析,合理选择塔吊,做好前期塔吊的安装工作,保障塔柱的承载能力与安全系数;三是在上部结构施工中,应合理应用悬臂挂篮施工法,做好顶推、钻孔、悬臂等工作。
在大跨径连续桥梁施工中,遇到的一项重要难点问题是预应力体系复杂,并且由于管道较长、曲线较多,所以进一步提高了管道应力情况的复杂程度。为此,在实际施工过程中,必须要充分结合大跨径连续桥梁的实际特点来综合分析预应力体系,找出有效的解决方案,对预应力体系进行有效细化,确保将每个节点的预应力都掌握清楚,并制定出具有针对性的措施[2]。
在挠度变化方面,大跨径连续桥梁要远大于普通桥梁,这是大跨径连续桥梁施工技术的难点问题之一。在实际施工过程中,为了降低桥梁挠度的影响,必须要充分结合大跨径连续桥梁的实际挠度变化情况制定具有针对性的挠度控制措施,以提高桥梁的稳定性。
支架基底处理难度大也是大跨径连续桥梁施工技术的一项难点问题。由于大跨径连续桥梁的基础的地形往往比较复杂,所以加大了其支架基底处理难度,尤其在沿河区域,基底的底部承载力往往较低、稳定性往往较差,所以必须先有效解决这一问题。一般多是采用专业桩基技术来处理支架基底,并根据基底特点及地质条件进行优化。
在大跨径连续桥梁施工中,应有效把控好温度应力、收缩应力以及施工荷载应力等问题,以切实保障施工符合规范。在实际施工过程中,应当先确定桥梁结构的断面,然后加以有效控制;其次,还要准确计算桥梁结构,合理调整实际应力与理论值之间的偏差。
就大量实践经验来看,在大跨径连续桥梁施工中很容易出现桥梁失稳问题,从而大大影响到桥梁质量与使用性能,因此必须在实际施工中有效做好稳定控制工作,以保障桥梁质量与使用性能。具体来说,若想有效进行稳定控制,需要在施工前先根据桥梁结构的高度、变形情况以及结构应力等对结构的稳定性情况进行综合分析,还要由专业人员对结构的稳定性进行评估,并提出有效的解决方案。
线形控制也是大跨径连续桥梁施工技术的控制要点之一。在进行线形控制时,需要重点考虑桥梁桡曲变形的控制问题。具体来说,首先应严格根据大跨径连续桥梁施工的相关控制标准来全面进行风险识别管控;其次,应在循环管控过程中有效控制好主梁标高的对应应力,并采集准确的数据,以为后续施工工作打好坚实的基础;最后,还应采用精准的水准仪器有效勘测实地数据,并优化测量算法。
悬索桥是大跨径连续桥梁的主要形式之一。在悬索桥的大跨径连续桥梁施工过程中,主要应注意以下几点问题:首先,要对悬索桥进行有效的吊装,严格按照科学的施工顺序进行吊装,从中心点开始再到两边,不得随意改换顺序,并且还要合理分析索桥的位移情况,合理调整实际偏移量,以及科学进行安装,确保长度符合相关标准;其次,要架设好锚道面,在架设锚道面前先综合分析桥两侧的水平压力,在确保符合相关设计要求的前提下再进行边跨锚道面与中跨锚道面的架设;最后,还要有效调整好索力,在调整索力的过程中严格参照设计参数,预防出现测量误差[3]。
斜拉桥在大跨径连续桥梁中比较常见,它是由主梁、索塔、斜拉索这三个主要部分构成的,特点是在使用中需承受较大的牵引力。在斜拉桥的大跨径连续桥梁施工过程中,主要应注意以下几点问题:首先,要充分考虑到张拉与梁段牵引间的工艺差别,做好施工检测,以最大限度地满足结构应力要求,避免斜拉索钢丝遭受拧断;其次,在施工设计时要充分考虑到桥面吊机的使用情况,降低悬臂的前端压力,严格管控主梁误差,以切实保障斜拉桥的施工质量;最后,在主梁悬浇施工时还要合理控制就轴线的偏移误差。斜拉桥施工中的主梁误差详见表1。
表1 斜拉桥施工中的主梁误差
拱桥也是大跨径连续桥梁的一种常见形式,它在施工中需应用到系杆拱,系杆拱是一种由系梁、拱脚、拱肋、吊杆以及横称等组成的特殊结构,优势是跨度大且施工效率高。在拱桥的大跨径连续桥梁施工过程中,主要应注意以下几点问题:首先,要在施工中做好对预制拱肋强度的检测,以保证后续吊装悬挂作业的有序开展;其次,要选择少支架吊装法或无支架吊装法;最后,还要优先采用横向连接法进行施工。
在大跨径连续桥梁施工中,必须要对桥面宽度高度的变形量问题进行充分考虑。在这方面,可以先运用先进的计算机信息系统建立出有限元仿真模拟,再利用有限元仿真模拟来分析和计算。在建立标准仿真模拟之时,应将实际施工中产生的临时荷载信息充分考虑进去,对大跨径连续桥梁施工技术应用的合理性进行准确判断。通过有限元仿真模拟的应用,可以显著提高大跨径连续桥梁施工质量和工程效益。
综上所述,大跨径连续桥梁施工技术的工艺理论比较复杂,在实际施工中遇到的难点问题也较多,例如预应力体系复杂、挠度变化大、支架基底处理难度大等,并且还需要有效控制好应力问题、稳定问题及线形问题等。在大跨径连续桥梁施工技术的实际应用中,根据具体桥梁形式的不同,在施工中需注意的事项也各有不同,只有把握好施工技术要点和关键问题,才能够切实保障施工质量。