鋼構(gòu)橋施工技術(shù)研究

1、鋼構(gòu)橋施工技術(shù)研究 【摘要】隨著國家政策的調(diào)整，高速公路建設(shè)中修建了越來越多大跨度的橋梁。隨著我國高速公路施工技術(shù)日趨成熟，大跨度橋梁的施工技術(shù)也逐漸完善。目前，在我國已經(jīng)修建成的大跨度橋梁中，混凝土連續(xù)鋼構(gòu)橋的比例最大。雖然施工技術(shù)日趨成熟，許多工程的設(shè)計施工還不到位，致使橋梁在后期項目營運過程中出現(xiàn)了較多問題，危及橋梁使用安全，也危及社會安全。本文主要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)特大橋的具體施工案例，從不同方面分析特大橋梁中連續(xù)鋼構(gòu)橋施工關(guān)鍵技術(shù)，以期對今后橋梁建設(shè)做出更大貢獻。 【關(guān)鍵詞】高速公路；鋼構(gòu)橋；施工技術(shù) 1引言 本文主要以橋梁案例為主進行具體分析，其中以某高速公路的鋼構(gòu)大橋為研究背景。該鋼構(gòu)大

2、橋的主跨部分采用65m+2120m+60m的連續(xù)鋼構(gòu)，跨中的梁高度為9m，箱梁根部的梁高度為3m，其結(jié)構(gòu)屬于單箱單室的橋梁結(jié)構(gòu)。其中，全梁總共有4個主橋墩，共有8個T結(jié)構(gòu)，每個T結(jié)構(gòu)含有19個懸澆節(jié)段，主橋長共652m。橋梁的主梁懸臂澆筑梁段的劃分為2種，分別為4m和3m，其中，最大的重量為138t。橋梁箱梁預(yù)應(yīng)力采用的為橫、縱、豎向三類。該工程采用懸臂澆筑法，混凝土等級為C55。 2墩頂0#塊的施工技術(shù) 墩頂0#塊的施工技術(shù)為大跨橋梁施工的關(guān)鍵技術(shù)，主要采用墩頂扇形托架進行施工，并且完成與墩兩側(cè)懸臂混凝土的連接，為后期的掛籃懸臂澆筑的施工創(chuàng)造良好的條件。2.1托架構(gòu)造。鋼筋混凝土橋墩澆筑過程

3、中，剛性托架一般由兩個主要受力體系組成。其中一部分是形如“W”的萬能桿，另一部分是承受剪力的預(yù)埋工字鋼牛腿。施工荷載、橋梁自重直接傳給橋墩，另外可將墊梁和配梁依次鋪設(shè)在托架上方，此時托架可視為上部結(jié)構(gòu)的支撐點和工作平臺。對托架進行受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要全面考慮可能對其產(chǎn)生的不利或有利因素。比如在結(jié)構(gòu)安裝和支模澆筑混凝土?xí)r所產(chǎn)生的施工荷載和模板作用力及混凝土和鋼筋的自重等不利荷載；恒荷載長期作用所產(chǎn)生的下沉變形及由循環(huán)荷載導(dǎo)致的疲勞破壞等不利因素。根據(jù)托架所需的抗力大小選擇合適的鋼材，比如采用C級鋼是應(yīng)對金屬疲勞破壞的有效技術(shù)手段。如圖1所示為托架結(jié)構(gòu)見連續(xù)剛構(gòu)0號段托架結(jié)構(gòu)示意圖。2.2托架

4、的正確安裝。對于類似托架的桁架或者是鋼結(jié)構(gòu)，比較成熟的施工技術(shù)是首先在工廠加工、組裝，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場進行吊裝就位，校正位置后進行焊接或者螺栓連接。托架安裝時應(yīng)嚴(yán)格按托架設(shè)計圖加工，為保證焊接質(zhì)量，托架與連接綴板處的焊縫應(yīng)采用坡口焊，坡口為45，焊縫表面不得有裂縫、焊瘤、燒穿、焊弧等缺陷；對于精軋螺栓應(yīng)采用雙螺帽。為了滿足實際施工需求，一般采用懸掛水箱注水的技術(shù)手段來模擬托架的承載方式，另一方面設(shè)計人員必須對托架的受力節(jié)點的受力狀況進行精確計算。通用的實驗加載方式為三級加載，加載前所有受力螺栓必須擰緊，所有焊縫必須能夠保證不因加載而先于結(jié)構(gòu)破壞。加載時采用N1005A高精度水準(zhǔn)器對托架的變形

5、進行觀測而要有效測量托架的變形狀況，主要觀測點為托架的節(jié)點和加載下方位置，根據(jù)預(yù)加載所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形來有效消除托架的彈性變形。2.30號段模板支立及鋼筋綁扎。橋梁的底模分為托架上底模和墩內(nèi)的底模兩個部分。托架上底模通常是由平整的鋼板制作而成，其特點是面積大，可重復(fù)使用；墩內(nèi)底模一般采用的木模板，其特點是輕便，便于安裝，容易裁剪組合，并且后期無需拆除。對于鋼筋混凝土梁，一般支好受力底部模板后對受力鋼筋、架立筋及箍筋進行綁扎，并且同時需要預(yù)埋預(yù)應(yīng)力構(gòu)件及波紋管。對于內(nèi)部的木模板，安裝完成后，需要進行位置校正及標(biāo)高調(diào)整，最后根據(jù)設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)程支撐側(cè)模板，在波紋管安裝完成后需要及時澆筑混凝土。2.

6、4混凝土澆筑。在對墩頂0#橋梁進行混凝澆筑時，為了避免因大體積混凝土水化所產(chǎn)生的水化熱導(dǎo)致混凝土開裂需要進行分層分段澆筑。首先澆筑箱型橋梁的底板，然后澆筑梁體腹板，最后進行頂板澆筑。在混凝土澆筑時必須嚴(yán)格按照相關(guān)施工技術(shù)規(guī)程對其進行振搗以保證混凝土的密實性，在底板灌滿混凝土后必須及時進行密封。 3安裝掛籃的工藝要點 掛籃施工安裝前，首先要根據(jù)測量放樣對鋼枕進行鋪設(shè)，然后將其后部錨固在豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋上，最后將掛籃的相關(guān)構(gòu)件正確安裝。掛籃的設(shè)計需要滿足多項技術(shù)要求，比如掛籃的重量需要控制在梁段混凝土重量的0.30.5倍；吊籃的最大豎向變形需要控制在20mm以內(nèi)；抗傾覆安全系數(shù)、自錨固系統(tǒng)的安全系數(shù)

7、及限位系統(tǒng)的安全系數(shù)不得小于2等。通過結(jié)構(gòu)測試能夠保證懸澆段立模標(biāo)高的順利完成。此外，為了便捷的獲得主桁的受力狀況，施工現(xiàn)場一般通過張拉千斤頂進行相應(yīng)的測試，并結(jié)合變形參數(shù)和材料的彈性模量換算出桁架桿件的剛度和強度。在掛籃組裝完成后，必須全面檢查安裝質(zhì)量，最后依據(jù)設(shè)計荷載做載重試驗，以消除結(jié)構(gòu)的非彈性變形。3.1測量放樣。測量放樣就是對任一空間物體的三維定位測量，它的具體工作，均反映在對距離、角度（方向）、高程三個量的測定上，不論采用什么樣的方法放樣，總是離不開運用各類不同的儀具將這三個量測量的結(jié)果在施工現(xiàn)場予以標(biāo)定。其中，在特大橋梁的施工中，首先進行的是鋼枕的鋪設(shè)，在滑軌安裝完成后并將其錨固

8、在鋼筋上，在墩底進行掛籃拼裝，為了加固橋梁，提高其穩(wěn)定性，利用附墩塔吊分片進行穩(wěn)固支撐，并將其后部固定在豎向的預(yù)應(yīng)力筋上面，最后安裝掛籃的其他桿件。其次是進行懸吊系和橫梁系的安裝，之后與安裝完成的側(cè)模和底模進行連接，并對安裝的側(cè)模和底模進行校正，確保施工的安全。3.2掛籃測試。為保證橋梁施工安全，需對其進行掛籃測試，主要對橋梁掛籃結(jié)構(gòu)的安全性進行全面驗證分析，并對掛籃的非彈性變形起到消除效果，同時向懸澆段立模標(biāo)高提供可靠的依據(jù)。進行掛籃安裝之前，應(yīng)根據(jù)實際主桁受力情況而定，采用張拉千斤頂于加工場地之內(nèi)進行主桁強度及剛度的測試。 4懸臂澆筑施工 掛籃安裝測試完畢后，進行懸臂段進行灌筑施工。主要工

9、藝流程為：在橋墩頂部托架或膺架上澆筑0號段并實施墩頂臨時固結(jié)措施；在0號塊段上安裝懸臂掛籃，并向兩側(cè)依次對稱分段澆筑主梁至合攏前段；在支架上澆筑邊跨主梁合攏段；最后澆筑中跨合攏段形成連續(xù)梁體系。懸臂澆筑混凝土?xí)r，宜從懸臂前段開始，最后與前段混凝土連接。橋墩兩側(cè)梁段懸臂施工應(yīng)對稱，平衡。4.1鋼筋和預(yù)應(yīng)力管道施工。懸臂段混凝土的施工。首先是在受力鋼筋的幫著和預(yù)應(yīng)力管道的安裝。在鋼筋加工棚首先進行加工然后根據(jù)設(shè)計下料。同時，采用機械套筒作為主要受力鋼筋的接頭。鋼筋的連接一般采用綁扎方式，并且要根據(jù)抗震等級和構(gòu)造要求確定塔接長度。為了提高鋼筋骨架的穩(wěn)定性，焊接和機械搭接交替進行，這在一定程度上能夠提

10、高施工質(zhì)量；模內(nèi)綁扎是目前最為常見的一種方式，施工時根據(jù)設(shè)計說明和技術(shù)規(guī)范采用合理的綁扎順序。波紋管施工時，一般采用砂輪鋸切割，并且按要求存放波紋管以防其受到腐蝕。在波紋管下料時通常在其內(nèi)部中插入硬塑料管以保證管道的位置。4.2預(yù)應(yīng)力施工。根據(jù)該橋梁的施工說明，對于預(yù)應(yīng)力混凝土，在預(yù)應(yīng)力張拉前混凝土強度必須達到設(shè)計強度的85%以上，另外預(yù)應(yīng)力混凝土必須采用C55以上的混凝土，并且混凝土必須養(yǎng)護7d以上。4.3數(shù)控智能的合理張拉。4.3.1縱向鋼絞線張拉。在實際施工過程中，一般需要根據(jù)鋼筋的方向、長短及梁的截面或按照設(shè)計要求進行合理的張拉順序。本工程采用后張法對預(yù)應(yīng)力鋼筋進行張拉，張拉的順序為先

11、張拉長鋼筋后張拉短鋼筋，另外鋼筋張拉應(yīng)從結(jié)構(gòu)截面中間向四周，對稱均衡。對于橫向和縱向的預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼絞線?，F(xiàn)階段成熟的張拉技術(shù)為先拉到初應(yīng)力；然后再張拉到1.05倍的張拉控制應(yīng)力并持續(xù)2min；最后緩慢恢復(fù)到張拉控制應(yīng)力。只有嚴(yán)格按照正確的張拉順序和施工技術(shù)規(guī)范進行施工，才能達到預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉的目的。4.3.2縱向鋼絞線張拉。一般通過對鋼絞線的伸長值和張拉控制應(yīng)力來檢測張拉的進程。其中張拉控制應(yīng)力為主要技術(shù)指標(biāo)，伸長值作為張拉控制應(yīng)力校核控制指標(biāo)。鋼絞線放張并錨固后，測量兩段之間鋼絞線的實際伸長值，并與理論設(shè)計要求做對比，核實預(yù)應(yīng)力筋的張拉質(zhì)量與設(shè)計是否相符。 5結(jié)束語 結(jié)合上述案例分析，可以得出工程的施工技術(shù)嚴(yán)重影響其施工質(zhì)量，也會進一步關(guān)系到人民群眾的安全。因此，橋梁設(shè)計施工相關(guān)人員應(yīng)該在設(shè)計和施工階段需共同分析危及橋梁安全的因素，并結(jié)合相應(yīng)的工程情況，盡可能的提出相應(yīng)解決措施，為進一步提高橋梁安全提供參考，以期實現(xiàn)施