大跨径连续桥梁施工技术分析

2023-06-28 09:13陈万鹏
运输经理世界 2023年9期
关键词:跨径挂篮悬臂

陈万鹏

(山东省路桥集团有限公司,山东济南 250014)

0 引言

当前,我国基建事业不断发展,桥梁工程技术也随之不断提高,如大跨径连续桥梁结构形式的出现,该技术有效满足了桥梁工程的多样化发展需求,使桥梁工程建设水平迈上了新台阶。桥梁工程是交通运输体系的重要组成部分,其工程质量和社会经济发展、公众的生命安全息息相关。为此,建设团队需要加强对桥梁工程建设技术的重视,如应用大跨径连续桥梁结构形式,以提高桥梁工程结构的稳定性和可靠性,保证工程质量,满足后期交通运输需求。

1 大跨径连续桥梁概述

大跨径连续桥梁是一种多孔连续钢结构组合形式,其上部结构是分离单式箱梁,预应力结构体系是横向、纵向和竖向三向结构。其中,主梁采用混凝土和悬臂现浇法施工工艺,主桥墩和过渡型桥墩分别采用不同的混凝土结构。大跨径连续桥梁主要采用整体式承台结构,这种结构形式可以提升桥梁主墩台的抗击性能,主墩台可采用单薄墙壁分离式空心墩,一般需要将空心段设置在承台上方。主墩台基础是一种钻孔灌注桩,在承台合龙段处需要设置不同的浇筑点,这些点需要设置在吊架上,在具体施工时还要遵循一定的原则,先进行边跨施工,后进行中间跨施工,以有效完成整个合龙施工。在此过程中需要采用千斤顶顶推、逐级加载,有效控制荷载,并对桥墩和主梁结构的变形情况进行监测和分析,确保施工活动开展[1]。

2 大跨径连续桥梁施工技术的特点

2.1 容易受到自然环境的影响

大跨径连续桥梁工程建设难免会遇到地质地形条件复杂、水文水系条件复杂的情况,有时甚至会修建在环境复杂的河面上,导致施工难度大、风险大、周期长,无法顺利搭建施工支架。然而,由于大跨径连续桥梁施工对地基条件的要求高,因此需要施工团队科学分析施工现场的地质地形条件、环境特点,把握现场情况,根据规范要求科学采用大跨径连续桥梁技术。

2.2 需要科学搭设支架

在大跨径连续桥梁工程建设中,施工单位需要重视支架的搭设,因为这项工作是重难点任务,一般来说,支架搭设高度越高,难度越大、风险越大、要求越高。这主要是由于大跨径连续桥梁施工范围大、跨越距离大,因此需要搭建多个支架,导致现场管理难度高。并且,支架搭设高度受现场环境影响大,一般支架搭建容易受滑坡地段和河道深度的影响[2]。所以,在大跨径连续桥梁工程建设中,施工单位需要综合多方面因素,合理制订施工方案,科学搭设支架,以降低施工风险,保证工程质量。

3 大跨径连续桥梁施工技术分析

3.1 制备与吊装挂篮

在大跨径连续桥梁施工中,需要科学设置悬臂挂篮。第一,根据工程要求和现场实际情况制备挂篮,制备完成后运送到现场吊装。制备挂篮时需要根据设计方案和技术规范进行,制备完成后需要详细检查挂篮的质量、性能、形状、尺寸等,确保其满足施工要求,保证挂篮的稳定性和安全性。第二,在吊装挂篮前需要做好相关准备工作,仔细检查施工现场的具体情况,进而科学配置人员、机械设备和材料,检查吊装机械设备的性能和状态,确保其稳定。对调查方案和环境影响因素都要分析到位,确保满足挂篮吊装条件。第三,在实际吊装过程中需要做好现场监测和控制,确保吊装作业安全进行,做好挂篮周围的防护工作,如图1 所示。

图1 制备与吊装挂篮

3.2 挂篮钢筋混凝土浇筑施工

在大跨径连续桥梁施工中,需要进行悬臂挂篮钢筋混凝土浇筑。浇筑时需要严格控制各个流程和环节,处理好细节问题,可采用分层浇筑的方法,确保一次性浇筑完成,满足基本施工要求。在悬臂挂篮钢筋混凝土浇筑前,施工人员需要根据现场情况、设计规范,制订合理的施工方案,而后对钢筋端头和锚头,以及施工材料等进行检查,相关检查达标后才可以进行浇筑施工。考虑到浇筑现场的环境、温度等因素对浇筑质量和进度有较大影响,因此在浇筑时需加强对环境和温度的控制,确保浇筑施工满足规范要求[3]。

3.3 张拉施工

在大跨径连续桥梁悬臂挂篮施工中,需要重视张拉工艺,并详细计划和安排。张拉前需要做好施工准备工作,需要检查施工现场所用机械设备的性能和质量,仪表参数等,确保其正常才可以进行张拉作业。张拉作业对时间的控制要求较高,需要在混凝土浇筑后,其强度达到设计规范和标准的情况下进行。

3.4 桥墩施工

第一,明确桥体施工控制点。在大跨径连续桥梁施工中一般需要设置三个控制点,考虑到施工环境的复杂、多变,为满足放样精准度和通视要求,需要对控制点进行加密处理,临时增加预备控制点。考虑到桥梁工程周期长、工程量大,控制点的位置可能发生移动,发生在布设控制点后需要对相隔的控制点进行校正、复测,以确保控制点位置准确。第二,精准定位、复测。桥墩是桥梁的基础,桥墩的质量直接影响桥梁工程的稳定性和耐久性,因此需要在施工中多次测量,满足精度要求,避免出现较大的偏差。测量时需要科学选择精密度高的测量仪器和专业的测量方法。比如,在桥墩施工中,通过精准定位后需要对控制点进行调整和复测,确保点位放样结果满足要求,将误差控制在标准范围内,提高放样点的精准度。考虑到现场环境的影响,如果风力大、温度降低均会对仪器产生影响,因此需要重新放样,反复测试,及时发现问题。第三,高程精度测量。一般来说,桥梁的主桥墩高度会高于其他桥墩,为保证测量的精确性,需要科学选择测量方法,如在两个桥墩上侧引入固定的控制点,然后选择其他控制段作为参照物进行调整,以有效控制误差[4]。

4 大跨径连续桥梁施工技术的应用

4.1 科学设计参数指标

在大跨径连续桥梁施工中,需要科学应用施工技术,科学设计混凝土力学性能指标,合理进行参数分析和优化,有效进行参数取值设计。

4.2 基础施工技术的应用

第一,深水承台。在大跨径连续桥梁施工中,承台基础结构主要设置在深水区,其间需要对水压和水流速进行测试,确保其正常,以免影响孔桩间距。此外,需要对承台尺寸和形状进行观测,避免误差超出允许范围,影响施工顺利开展。承台基础结构施工一般选择钢吊梁和钢套箱形式,操作时需要有效控制钢吊箱安装工艺和流程,确保安装精准,保证施工质量和进度。然而,由于承台基础层施工可能会遇到软土地基,这种情况下,水流急速旋转时会对钢基础承台产生冲击影响。为解决这一问题,需要设置保护筒,并对顶板进行固定,以确保承台深度满足要求,保证施工的顺利进行。

第二,地下连续墙和大型深井。在大跨径连续桥梁施工中,连续墙是基础结构,起支撑作用,可以保证施工活动顺利进行,有效预防施工噪声和振动污染,确保桥梁结构更加稳定和安全,提高桥梁结构的刚度和防渗性。连续墙施工需要按照一定的顺序进行:底部清理、钻孔、挖槽、接头处理、钢筋笼制作、混凝土浇筑等。此外,在基础施工中有时会涉及大型深井施工,这种沉井尺寸大,对位置的精准度要求高。为保证尺寸科学、合理,需要采用钢混结合施工方式,按照加工钢壳沉井施工工艺进行,具体包括基础层处理、接高、下沉、安装、浇筑施工等。在施工过程中,还需要对各个环节和细节进行控制、调整和处理,科学应用相关技术方法,明确定位和方向,有效控制着床高度和时间[5]。

第三,索塔施工。在混凝土索塔施工时需要采用塔吊和电梯等施工机械设备,一般通过塔吊将塔柱和模板提升到索塔高度处,后采用其他工序来设置支撑,塔吊一般可以升降模板和塔柱,有效控制施工进度,有效发挥自身的作用。其也可以设置支撑平台,提高混凝土索塔的稳定性和坚固性、安全性。另外,人们还需要加强混凝土索塔横梁施工的控制,科学设置落地钢管支撑,一般需要通过分层和分块混凝土浇筑施工工艺进行,有效提高桥梁结构预应力和张拉力,保证质量。

第四,上部结构施工。在当前的大跨径连续桥梁施工中,具体会涉及悬臂施工、顶推施工和就地浇筑施工等方法,这些方法的应用流程和标准都是不同的。第二种和第三种都需要通过设置混凝土箱梁和钢管支架来提高大跨径连续桥梁结构的稳定性、安全性和耐久性。在断面箱梁施工中,需要进行分层、分块浇筑,这样可以有效预防裂缝的产生。在大跨径连续桥斜拉索施工中,需要提高桥梁本身的牵引力。一般可以通过大跨径连续桥梁段张拉和牵引力的施加,以及桥梁层吊机、梁端牵引力等导向设置,调整斜拉索弯曲半径等参数,降低悬臂梁端荷载,确保满足设计要求、达到设计指标。其间需要注意,待斜拉索钢丝稳定,才可以对其受力性和索长度进行复测[6]。

第五,标高施工。在大跨径连续桥梁施工中,需要对预抛标高进行测量、计算。标高高度主要由各个桥梁段自重挠度总和、张拉预应力挠度总和、挂篮自重挠度总和、混凝土收缩挠度总和、静载和活载挠度总和组成,需要根据固定公式进行计算。计算后需要根据结果建立模型,以保证后期施工质量。当前,大跨径连续桥梁斜拉桥结构主要包括混凝土主梁、钢主梁、索塔施工、合龙段、长拉索、大跨径连续桥梁等。其中,混凝土主梁段施工需要采用挂篮悬臂施工方法,主要包括拼装测试、预压、检测、施工温度测试等环节,其间需要有效加强质量控制,以保证工程整体质量。此外,需要科学选择原材料,材料的质量、尺寸、类型等都需要满足设计规范和相关标准。

4.3 悬吊技术的应用

在大跨径连续桥梁钢构桥面的设计上,可以采用吊架设计。需要在桥墩的一侧预埋托架,以支撑主桥架或边墩盖梁,采用该技术可以降低悬臂顶端的压力,降低边墩偏心压力,确保桥梁的稳定性,也可以预防悬臂顶端变形,降低桥墩的自重力,且该技术在复杂施工环境下也适用。该技术主要包括以下几个环节:第一,先在主桥墩外侧预埋承力架,以降低悬臂端压力,托架材料主要为工字钢,由于不同规格和类型的工字钢承受的荷载不同,需要根据实际情况科学选择。第二,安装主桥架。悬臂浇筑完成后需要移动挂篮,将主桥架和墩柱桥架进行焊接,使桥架可以承受最大变形压力。主桥架由贝雷片组成,将挂篮一端和钢管柱连接,另一端和墩柱焊接,该环节需要保证焊接的牢固性。第三,将主桥架移动到工字钢前侧。在主桥架焊接后,需要将主桥架移动到工字钢前端,以传递压力,降低悬臂端荷载[7]。

5 结语

总之,在当前桥梁工程不断发展的背景下,工程技术也在不断进步。其中大跨径连续桥梁作为现代桥梁施工技术的代表,其未来会有越发广泛的应用。应用该技术时,需要科学分析施工特点和要点,同时加强分析现场施工情况、科学调整施工方案、规范操作,以有效满足施工要求,保证工程质量,最大化地发挥大跨径连续桥梁技术的优势。

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