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[摘 要]伴随着我国城市化的发展,我国桥梁建设的规模也在不断的加快,在桥梁建设中应用比较普及的施工技术就是大跨径连续桥梁施工技术,为能确保大跨径连续桥梁施工技术能更好地应用,满足桥梁施工的质量要求,深入分析大跨径连续桥梁的施工特点,规避施工风险,规范施工流程,也是目前需注意的重点。基于此,本文主要对大跨径连续桥梁施工技术进行分析探讨。
[关键词]大跨径连续桥梁;施工技术
中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0163-01
1、前言
从当前我国公路桥梁施工建设情况来看,大跨径连续桥梁施工技术的应用范围广,成为一种常见的施工技术。为了提升大跨径桥梁施工建设的质量与水平,必须要着眼于大跨径连续桥梁施工技术的特点,通过对其施工特点的深入剖析来提高建筑施工的质量,进而有效的避免桥梁建筑施工的风险,实现大跨径连续桥梁的安全运营。
2、大跨径连续桥梁施工技术相关理论概述
2.1 连续桥梁施工技术的特点
基础施工指的是地下连续墙、大型沉井以及深水承台的施工,其中最为基础的部分是地下连续墙。地下连续墙作为大跨径桥梁施工中的基础项目,其施工工艺是比较复杂的,不仅包括钻孔成槽,而且还包括混凝土浇筑以及接头工程。在大跨径连续桥梁施工中,地下连续墙的主要作用是防噪音、防振动、防渗以及防磨。大型沉井的主要施工内容有基础处理、清基封顶、接高以及下沉等,所以在实际的大型沉井施工中,需要做好相关量测工作,确保沉井施工的安全。承台施工主要有两种,一种为钢套箱施工,另一种为钢吊箱施工,在两种施工中需要重点关注水压以及水流对孔桩的影响。
2.2 连续桥梁施工的工艺流程
悬臂施工法指的是在桥墩上沿相邻跨径方向平衡对称的逐阶段施工的方法,包括两种形式,即悬臂浇筑及悬臂拼装。
悬臂拼装指的是在桥墩两侧设立吊架,以平衡原理逐步向跨中进行混凝土梁体预制件的悬臂拼装,并分阶段施加预应力的一种施工措施。悬臂浇筑指的是在桥墩的两侧设立工作平台,并且同样遵循平衡原则逐步向跨中悬臂浇筑混凝土梁体以及施加预应力的一种施工方法。根据实践以及先前的研究表明,悬臂浇筑是大跨度连续桥梁施工中应用最常见的方法。
大跨度连续桥梁施工技术覆盖的范围较广,因此在施工中要严格遵守各项工艺的实施。
3、大跨径连续桥梁基本施工技术
3.1 基础施工
在当前大跨径连续桥梁施工中,基础施工主要包括以下三方面内容:
3.1.1 深水承台施工。在施工过程中,深水承台
时刻受到水流的影响,导致其孔桩间距不断缩小,且承台尺寸过大,导致施工难度不断上升。在现阶段的深水承台施工中,其主要施工方法为钢吊箱施工、钢套箱施工等,其主要施工流程为:(1)在钢吊箱施工中,大型钢吊箱采用整体吊装法,在水下封底,并进行安装,该方法的精准度较高;(2)在深水大型钻孔平台施工时,由于承台地层土较为松软,且水流急,再加之钢吊箱平台与河面之间存在较大距离,导致其在施工中可能会面临较大难度。需要将筒顶处安装顶板,并做好固定工作。
3.1.2 地下连续墙施工
地下连续墙是大跨度桥梁的基础,其施工内容主要涉及到钻孔、清底等。与传统施工技术相比,地下连续墙施工技术的优点十分明显,主要表现在噪音小、振动小、防渗性强等。
3.1.3 大型沉井施工
沉井施工的精度高且尺寸大,主要通过钢混合方式进行施工。一般在大型沉井施工中,其施工工序主要包括清底、钢壳沉井、处理基础等。在整个施工过程中,主要依靠助沉措施进行导向,并制定科学的着床实际。
3.2 索塔施工
在大跨径连续桥梁施工中,其索塔施工主要包括以下几个方面:①钢索塔的施工:对索塔的施工必须要根据施工的内容选择负载能力相当的塔吊。钢索塔的施工要进行吊装、分节接高及高强螺栓连接等环节的施工。②混凝土施工。在索塔的混凝土施工中,必须要具备塔吊和电梯两种设备。其中,塔吊是实现塔柱模板的爬升与逐段施工的重要配合手段,并通过设置主动支承,不仅能有效预防塔柱受力变形,还能有效保证索塔的稳定。同时,对索塔横梁的施工可采用落地钢管作为支承,从而实现对索塔横梁的分块与分层浇筑,从而实现有效的预应力张拉效果。
3.3 上部结构施工
上部结构施工主要分为以下两方面内容:(1)梁段施工。在该项施工中,可采用悬臂施工法、浇筑法等常规方法,逐孔进行施工浇筑,而在大跨径连续桥梁施工中,除上述方法外,也可以采用混凝土箱梁结合支架等方法实现施工。对于PK断面箱梁,采用分块浇筑法进行施工,以避免裂纹产生;而在整体式箱梁施工中,可采用整体浇筑的方法实现施工;(2)在斜拉桥斜拉索施工中,由于其所要承受的牵引力过大,因此在施工中可采用张拉施工法。在整个施工过程中,由桥面吊机与梁端引导装置实现施工,悬臂前段荷载不断减少,确保能有效控制拉索弯曲半径,以保证斜拉索受力情况良好。
4、桥梁工程实例分析
4.1 工程概况
本次研究活动以湖北鄂东长江公路大桥为主要对象,该大桥工程位于长江湖北黄石水道上游,属于交通部重点工程,也是湖北省公路主骨架的重要组成部分。该桥于2006年8月18日正式启动建设,于2010年9月28日已经全面建成通车。该大桥工程的主桥采用桥跨布置为3×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5的九跨连续半漂浮双塔混合梁斜拉桥,主桥长约1476m,边跨设置有1个过渡墩与3个辅助墩。桥梁桥面全宽36m,属于双向六车道,设有2%双向横坡。
4.2 施工设计方案
(1)该桥梁工程中,主梁中跨采用PK断面钢箱梁,边跨采用混凝土PK箱梁,斜拉索采用平行钢丝斜拉索,主跨钢混结合梁段采用整体节段吊装,其余梁段采用悬臂拼装,边跨混凝土梁采用支架现浇施工。索塔选择“凤翎”式结构,包括上塔柱及上中塔柱连接段、中塔柱及中下塔柱连接段、下横梁与下塔柱。索塔施工采用C50混凝土,上塔柱索塔锚固区内设置钢锚箱,属于钢-砼组合结构,上中塔柱连接段与下横梁属于预应力混凝土结构,中下塔柱属于普通钢筋混凝土结构。在主梁的索塔下横梁处、过渡墩处以及辅助墩处均设有竖向支座,包括限位支座、抗风支座、挡块等,根据实际要求合理设置,以便能起到施工时临时纵向约束与成桥阶段限位作用。
(2)对该桥梁工程的特点分析可见,其具有桥面宽度大,边中跨施工方法差异大,主梁结构跨度大、变形大、刚度小等特点。在实际施工中,必须充分注意到工程的施工特点以及相关风险,并采取有效的技术措施进行处理优化,以保证大跨径连续桥梁施工技术的应用效果。
4.3 桥梁有限元仿真模拟
基于湖北鄂东长江公路大橋的特点,建立于设计所确定的施工方案基础上,进行桥梁有限元仿真模拟。静力分析计算采用空间杆系结构分析理论,主梁应用单梁式“脊骨梁”进行离散,同时充分考虑到几何非线性效应,利用恩斯特系数修正性模量分析斜拉索的垂度效应。在标准仿真模型建立的基础上,根据实际施工过程中所发生的临时荷载信息,对仿真模型进行更新,便可完成计算。
5、结语
如上所述,大跨径连续桥梁施工技术具有技术性、协调性、时间性等特点,在桥梁施工设计中占有绝对的优势。从目前应用情况来看,大跨径连续桥梁施工技术对促进我国现代桥梁施工建设发展起到了积极作用。相信随着科技的不断发展,大跨径连续桥梁施工技术也会不断改进与完善,最终提高桥梁施工质量,为实现桥梁效益最大化打好基础。
参考文献
[1] 曹西才.浅谈大跨径连续桥梁施工技术在桥梁施工中的应用[J].科技与企业,2013,19(9):202.
[2] 廖东生.大跨径连续刚构桥梁施工中的监控措施分析探讨[J].中外建筑,2010,23(8):200~202.
[关键词]大跨径连续桥梁;施工技术
中图分类号:U445.4 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)07-0163-01
1、前言
从当前我国公路桥梁施工建设情况来看,大跨径连续桥梁施工技术的应用范围广,成为一种常见的施工技术。为了提升大跨径桥梁施工建设的质量与水平,必须要着眼于大跨径连续桥梁施工技术的特点,通过对其施工特点的深入剖析来提高建筑施工的质量,进而有效的避免桥梁建筑施工的风险,实现大跨径连续桥梁的安全运营。
2、大跨径连续桥梁施工技术相关理论概述
2.1 连续桥梁施工技术的特点
基础施工指的是地下连续墙、大型沉井以及深水承台的施工,其中最为基础的部分是地下连续墙。地下连续墙作为大跨径桥梁施工中的基础项目,其施工工艺是比较复杂的,不仅包括钻孔成槽,而且还包括混凝土浇筑以及接头工程。在大跨径连续桥梁施工中,地下连续墙的主要作用是防噪音、防振动、防渗以及防磨。大型沉井的主要施工内容有基础处理、清基封顶、接高以及下沉等,所以在实际的大型沉井施工中,需要做好相关量测工作,确保沉井施工的安全。承台施工主要有两种,一种为钢套箱施工,另一种为钢吊箱施工,在两种施工中需要重点关注水压以及水流对孔桩的影响。
2.2 连续桥梁施工的工艺流程
悬臂施工法指的是在桥墩上沿相邻跨径方向平衡对称的逐阶段施工的方法,包括两种形式,即悬臂浇筑及悬臂拼装。
悬臂拼装指的是在桥墩两侧设立吊架,以平衡原理逐步向跨中进行混凝土梁体预制件的悬臂拼装,并分阶段施加预应力的一种施工措施。悬臂浇筑指的是在桥墩的两侧设立工作平台,并且同样遵循平衡原则逐步向跨中悬臂浇筑混凝土梁体以及施加预应力的一种施工方法。根据实践以及先前的研究表明,悬臂浇筑是大跨度连续桥梁施工中应用最常见的方法。
大跨度连续桥梁施工技术覆盖的范围较广,因此在施工中要严格遵守各项工艺的实施。
3、大跨径连续桥梁基本施工技术
3.1 基础施工
在当前大跨径连续桥梁施工中,基础施工主要包括以下三方面内容:
3.1.1 深水承台施工。在施工过程中,深水承台
时刻受到水流的影响,导致其孔桩间距不断缩小,且承台尺寸过大,导致施工难度不断上升。在现阶段的深水承台施工中,其主要施工方法为钢吊箱施工、钢套箱施工等,其主要施工流程为:(1)在钢吊箱施工中,大型钢吊箱采用整体吊装法,在水下封底,并进行安装,该方法的精准度较高;(2)在深水大型钻孔平台施工时,由于承台地层土较为松软,且水流急,再加之钢吊箱平台与河面之间存在较大距离,导致其在施工中可能会面临较大难度。需要将筒顶处安装顶板,并做好固定工作。
3.1.2 地下连续墙施工
地下连续墙是大跨度桥梁的基础,其施工内容主要涉及到钻孔、清底等。与传统施工技术相比,地下连续墙施工技术的优点十分明显,主要表现在噪音小、振动小、防渗性强等。
3.1.3 大型沉井施工
沉井施工的精度高且尺寸大,主要通过钢混合方式进行施工。一般在大型沉井施工中,其施工工序主要包括清底、钢壳沉井、处理基础等。在整个施工过程中,主要依靠助沉措施进行导向,并制定科学的着床实际。
3.2 索塔施工
在大跨径连续桥梁施工中,其索塔施工主要包括以下几个方面:①钢索塔的施工:对索塔的施工必须要根据施工的内容选择负载能力相当的塔吊。钢索塔的施工要进行吊装、分节接高及高强螺栓连接等环节的施工。②混凝土施工。在索塔的混凝土施工中,必须要具备塔吊和电梯两种设备。其中,塔吊是实现塔柱模板的爬升与逐段施工的重要配合手段,并通过设置主动支承,不仅能有效预防塔柱受力变形,还能有效保证索塔的稳定。同时,对索塔横梁的施工可采用落地钢管作为支承,从而实现对索塔横梁的分块与分层浇筑,从而实现有效的预应力张拉效果。
3.3 上部结构施工
上部结构施工主要分为以下两方面内容:(1)梁段施工。在该项施工中,可采用悬臂施工法、浇筑法等常规方法,逐孔进行施工浇筑,而在大跨径连续桥梁施工中,除上述方法外,也可以采用混凝土箱梁结合支架等方法实现施工。对于PK断面箱梁,采用分块浇筑法进行施工,以避免裂纹产生;而在整体式箱梁施工中,可采用整体浇筑的方法实现施工;(2)在斜拉桥斜拉索施工中,由于其所要承受的牵引力过大,因此在施工中可采用张拉施工法。在整个施工过程中,由桥面吊机与梁端引导装置实现施工,悬臂前段荷载不断减少,确保能有效控制拉索弯曲半径,以保证斜拉索受力情况良好。
4、桥梁工程实例分析
4.1 工程概况
本次研究活动以湖北鄂东长江公路大桥为主要对象,该大桥工程位于长江湖北黄石水道上游,属于交通部重点工程,也是湖北省公路主骨架的重要组成部分。该桥于2006年8月18日正式启动建设,于2010年9月28日已经全面建成通车。该大桥工程的主桥采用桥跨布置为3×67.5+72.5+926+72.5+3×67.5的九跨连续半漂浮双塔混合梁斜拉桥,主桥长约1476m,边跨设置有1个过渡墩与3个辅助墩。桥梁桥面全宽36m,属于双向六车道,设有2%双向横坡。
4.2 施工设计方案
(1)该桥梁工程中,主梁中跨采用PK断面钢箱梁,边跨采用混凝土PK箱梁,斜拉索采用平行钢丝斜拉索,主跨钢混结合梁段采用整体节段吊装,其余梁段采用悬臂拼装,边跨混凝土梁采用支架现浇施工。索塔选择“凤翎”式结构,包括上塔柱及上中塔柱连接段、中塔柱及中下塔柱连接段、下横梁与下塔柱。索塔施工采用C50混凝土,上塔柱索塔锚固区内设置钢锚箱,属于钢-砼组合结构,上中塔柱连接段与下横梁属于预应力混凝土结构,中下塔柱属于普通钢筋混凝土结构。在主梁的索塔下横梁处、过渡墩处以及辅助墩处均设有竖向支座,包括限位支座、抗风支座、挡块等,根据实际要求合理设置,以便能起到施工时临时纵向约束与成桥阶段限位作用。
(2)对该桥梁工程的特点分析可见,其具有桥面宽度大,边中跨施工方法差异大,主梁结构跨度大、变形大、刚度小等特点。在实际施工中,必须充分注意到工程的施工特点以及相关风险,并采取有效的技术措施进行处理优化,以保证大跨径连续桥梁施工技术的应用效果。
4.3 桥梁有限元仿真模拟
基于湖北鄂东长江公路大橋的特点,建立于设计所确定的施工方案基础上,进行桥梁有限元仿真模拟。静力分析计算采用空间杆系结构分析理论,主梁应用单梁式“脊骨梁”进行离散,同时充分考虑到几何非线性效应,利用恩斯特系数修正性模量分析斜拉索的垂度效应。在标准仿真模型建立的基础上,根据实际施工过程中所发生的临时荷载信息,对仿真模型进行更新,便可完成计算。
5、结语
如上所述,大跨径连续桥梁施工技术具有技术性、协调性、时间性等特点,在桥梁施工设计中占有绝对的优势。从目前应用情况来看,大跨径连续桥梁施工技术对促进我国现代桥梁施工建设发展起到了积极作用。相信随着科技的不断发展,大跨径连续桥梁施工技术也会不断改进与完善,最终提高桥梁施工质量,为实现桥梁效益最大化打好基础。
参考文献
[1] 曹西才.浅谈大跨径连续桥梁施工技术在桥梁施工中的应用[J].科技与企业,2013,19(9):202.
[2] 廖东生.大跨径连续刚构桥梁施工中的监控措施分析探讨[J].中外建筑,2010,23(8):200~202.