孙鹏飞
(中铁十四局集团有限公司市政工程分公司,山东 青岛 266000)
近年来,连续梁在建筑工程中的应用愈来愈广泛,这也就奠定了连续梁施工在建筑工程中的重要性。连续梁是筑结构的重要组成部分,是承载力的主要控制点。对于建筑工程来说,连续梁的施工是否能达到相关的规范要求,对整个建筑工程的的质量起到了十分重要的作用。只有连续梁达到相关的规范和要求,才能保证整体建筑工程的质量。
因为连续梁施工是一项规模巨大的工程,整个施工过程中涉及的部门比较多。在具体实施施工计划的过程中,很多因素都会对施工以及最后的质量产生影响。连续梁施工的过程中施工技术要求的高低十分重要,这就要求在施工过程中对施工工艺有一定的要求,除了施工工艺外,施工检测时。由于各种外部条件都存在着误差,还有是由于设备不精准或者方法不准确造成的。这就会使最后得到的数据出现偏差,这样的偏差也会影响最后的施工质量。无论是对哪种桥梁进行施工,结构参数都是施工过程进行分析的基本资料。它对分析的结果起到直接的影响,因为连续梁的具体参数和设计中的参数绝对会存在一定的偏差,所以,如何在施工的过程中把偏差降到最低,也是施工过程中需要解决的基本问题。
除了这些数值差和时间上存在的问题,还有一些外部条件也会影响连续梁的施工。铁路建设项目连续梁施工的过程中,不可避免要跨越建设项目所在地的高速公路、国道、省道、地方道路等,如果继续沿用之前的门洞法施工不但受到了跨度的限制,也会难免影响原有道路原本的正常运行,不仅如此,还需要相关部门对时间进行调节,牵涉了一些手续的审批,并且在施工的过程中也会受到铁路和公路的限制,施工的过程更是十分不方便。
连续梁施工方法概述。
(1)支架现浇法施工。支架现浇法是一种常用的施工方法,该法是在支架上安装模板,绑扎及安装钢筋骨架,预留预应力孔道,并在现场浇筑混凝土,待混凝土达到所要求的强度后施加预应力,再拆除摸板的施工方法。由于在施工中需要的模板和支架较多,所以该方法一般常在小跨径桥梁采用。随着桥梁结构型式的多样化发展,近年来,出现了一些需要变宽的异型桥、小半径弯桥等复杂的混凝土结构,在其他施工方法都比较困难或难以实施时,而目前又有很多制式器材支架,有时也在中大桥梁中采用支架现浇的施工方法。支架现浇施工法的施工进度快,根据期间可以同时进行多跨桥梁的施工,施工工艺比较简单,在施工中一般无体系转换,施工控制相对简单;但是,施工中需要使用大量支架和模板,墩高跨度大时造价增加明显,需要通过优化支架体系才能得以更大范围的应用。
(2)顶推施工法。顶推施工法按水平力的施加位置和施加方法分为单点顶推和多点顶推。顶推施工法是发展的一种施工方法,这种方法是在桥台后路基上开辟预制场地沿桥纵轴方向,分节段预制混凝土梁体,通过纵向预应力束连成整体,利用水平液压千斤顶施加水平荷载,借助摩阻力小的滑动装置将梁逐段向对岸顶进,待梁体就位后落架,更换正式支座完成桥梁施工的方法。当桥梁跨越深谷、不可间断的铁路、公路、河道运输线等重要不能拆迁的设施时,可采用顶推施工方法从空中完成跨越作业。顶推施工法的特点相比较有以下几种特点:施工场地固定,生产集中,便于管理,方便质量管理;顶推设备仅需要专用千斤顶和滑道,不需要大型起重机械设备,经济效益较好;梁段集中在桥台后机械化程度较高的小型预制场内制作,占用场地相对较小,不需要大面积征地,施工受气候影响较小;顶推过程控制比较严格,出现偏位纠正比较麻烦,混凝土梁,处理不当容易引起局部混凝土开裂。
(3)悬臂施工法。悬臂施工是在已建桥墩顶部,沿桥梁跨径方向,对称逐段浇筑混凝土的施工方法,所以也称为分段施工法。每向前施工一段,待混凝土达到强度后施加预应力与已成部分形成整体。悬臂对称施工根据施工方法的不同可分为悬臂拼装和悬臂浇筑两类。悬臂拼装是利用吊机将预制块在桥墩两侧对称吊装,张拉预应力筋后形成整体并使悬臂不断接长,一直到合龙。悬臂浇筑是在桥墩两侧安装挂篮,对称浇筑混凝土,保持基本平衡,待混凝土达到张拉强度后张拉预应力筋,而后将挂篮移动到下一节段,继续循环浇筑混凝土。在悬臂浇筑混凝土或悬拼施工过程中,在墩顶需采用临时固结措施,待悬臂施工结束、将相邻悬臂端合龙成整体并张拉预应力筋后,然后,卸除支座的临时固结措施,完成体系转换成桥。这是一种无支架施工方法,不妨碍桥下的交通,适用于深谷或者交通通航要道等特殊情况。而且采用了分段施工方法,便于梁体设计的高度,可以使连续桥的立体布置千姿百态,设计出轻巧、美观的桥梁。每个阶段施工均在挂篮里进行,减少环境因素的影响,保证施工连续进行,还可以根据桥墩布置同时多工作面进行平行作业,各个作业之间互不干扰,施工速度快,进度有保障。
首先,要进行地基处理,因为整个施工的过程的各种负荷都会通过支架反映到地基基础上,因此,地基是做好建筑工程的基础。为了确保天然地基能够承受和满足施工建设要求。在进行地基处理前,应该首先计算出地基承受的垂直荷载,计算出总体的受力情况。对地基的承载力进行实测,采用换填法对地基进行加固。做好地基处理后,要进行支架搭建,这也是支架施工连续梁中比较重要的环节。所以必须控制好施工质量。之后再用竹胶板进行底模铺设、支架预压、钢筋制作和安装。
施工过程中,用于搭设支架结构的材料应符合国家现行规范标准中的有关规定要求,支架基础应具备足够的承载力,不得发生不均匀沉降现象。基础类型及其面积应按照支架结构型式、实际受力状况以及地基承载力等条件进行确定,并认真做好地面的排水工作。拆除模板时应按照规范的操作程序进行,严禁野蛮施工,不得采用重击或是硬撬的方式,要控制好模板拆除的时间,不得影响混凝土养护。拆除支架时,应对梁体的变化情况予以密切关注,一旦发现梁体发生较大的位移时,必须停止拆卸,查明原因后采取相应的措施进行处理。
西部交通建设科技项目“大跨度斜连续梁桥顶推新技术及施工控制研究”目前通过验收鉴定。项目成果在斜梁桥顶推施工全过程仿真计算与分析、顶推施工的钢导梁优化设计、大跨度斜梁桥顶推施工控制技术和施工工艺研究方面具有创新性和实用价值。
西部地区多山谷沟壑,对道路的要求比较高,增加了一定的施工难度。大跨度斜连续梁桥曲线梁桥及坡桥是较适合的桥型。在此类桥型的施工技术中,尤其是在水流湍急的河水中施工作业,顶推施工技术具有明显优势,但其中还存在许多技术难题。为破解大跨度斜连续梁桥顶推施工中的技术难题,由交通部公路科学研究院联合长沙理工大学等单位承担的“大跨度斜连续梁桥顶推新技术及施工控制研究”,历时5年,取得了钢导梁的优化设计方法等新成果,编制了斜连续梁桥顶推施工工艺指南,对于保证施工质量、提高功效和安全性具有指导作用。这不仅是我国连续梁建设上的重大成就,也是我国不断发展,不断克服各种难题的重要标志。
近年来,大跨度连续刚构桥得到了迅猛发展,桥梁结构设计和受力性能不断提升,促使主跨跨径不断增大,极大地满足了当前桥梁工程项目的建设要求,并在高等级公路和铁路建设中得到了广泛应用;同时,我们也注意到,大跨度连续刚构桥施工要求更加严格,若在施工过程中控制不到位将出现一些质量病害,影响公路桥梁的运输安全。因此,做好工程项目的施工控制,保证桥梁工程的施工质量和施工安全,对我国交通运输体系的建设与完善具有十分重要的意义。以上连续梁施工总结,是对连续梁现浇支架施工进行了归纳整理,有其局限性,但在实际操作中,基本达到了预期目的,施工实践证明,以上施工工艺及质量控制是成功的,在类似桥梁施工中具有一定借鉴价值。