基于桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的研究李鹏

基于桥梁施工中大跨径连续桥梁施工技术的研究李鹏

中交第三公路工程局有限公司北京100124

摘要:随着当前我国工业化、城市化水平的持续提升,人们出行的需求也不断的增长,桥梁工程的数量及规模也因此不断的增加,尤其是在一些地形特殊的地区,因地形条件方面的限制,必须采取大跨径连续桥梁的施工来提升公路运输的便利性。为了使此类桥梁施工的质量得到保证,必须对此方面施工技术进行加强,从而使此类桥梁工程得以有效、顺利的完成。本文将系统的对大跨径连续桥梁进行介绍,并对此类桥梁在施工的过程中存在的风险进行有效的评估,并对其应对策略进行研究,最后,通过研究此类桥梁施工技术方面的控制要点,对其具体的技术应用进行研究。

关键词:桥梁施工;大跨径连续桥梁;施工技术;控制要点

随着我国当前城市的发展逐渐步向现代化,国内的桥梁建设在质与量方面也在不断的提升,在对桥梁进行施工建设的过程中,大跨径连续桥梁的施工建设是桥梁施工建设中较为常见的一种,并且此类项目目前正在不断的增加,而在这种形势下,此类桥梁的施工的经济性、安全性、适用性以及可靠性等要求也在不断的提升,为了使此类桥梁的施工技术能够在应用的过程中走向完善,并保证桥梁施工建设的质量,应该对其施工特点进行分析,从而使施工过程中存在的风险得以有效的规避,使施工流程更加规范化,进而保证施工技术得以走向完善,并使此类桥梁工程得以顺利完成。

1大跨径连续桥梁工程施工的相关概述

1.1大跨径连续桥梁受力的主要特点

大跨径连续桥梁主要为连续的钢结构桥,其梁体与桥墩之间通过固结形成的一种结构体系,此类桥梁结构主要是基于连续梁结构而发展形成的。连续钢结构桥梁的主梁就是连续梁体,其与桥墩之间直接形成固结,所以此类桥梁受力的主要特点也便成为了T型钢结构桥与连续梁之间的综合体现,大跨径连续桥梁受力的主要特点一般体现在以下方面:

1.1.1主要优点

桥墩与梁体之间直接固结,能够保证桥梁上部结构与下部结构都能够承受一定的作用力,从而使墩顶形成的负弯矩得以减小;在施工的过程中,将柔性墩予以采用,能够保证桥梁承受较大变化,从而使桥梁的可靠性与安全性得到保证;此类桥梁在结构受力方面比较科学合理,所以在抗扭性、抗震性方面都具备明显的优势。

1.1.2主要缺点

由于此结构属于多次超净定的体系,所以在混凝土收缩、预应力作用、温度变化以及桥墩台发生的不均匀性沉降都产生附加内力,这会导致结构稳定性受到不良影响。

1.2施工工艺流程探究

大跨径连续桥梁施工时所采用的技术为悬臂施工法,这种技术具体指桥墩完成之后,应在其上方沿两个邻近的跨径方向,平衡、对称的将工程施工逐渐完成的一种方法。同时,这种施工方法存在两种形式,其一为悬臂浇筑式;其二为悬臂拼装式。前者主要指的是在桥墩两侧的位置加设工作平台,以平衡的方式向跨中逐段的进行混凝土梁体的浇筑,并以逐段的方式对预应力进行施加;后者主要指的是分别于桥墩的两侧位置进行加设吊架,并以“平衡”作为施工原则,向跨中逐段的进行混凝土梁体的浇筑,并以逐段的方式对预应力进行施加。

其悬臂混凝土浇筑的流程见图1。

图1大跨径悬臂混凝土浇筑的流程图

1.3施工技术的主要特点分析

根据当前此类桥梁施工的现状而言,此项施工技术的主要特点包括三个方面,分别为基础施工、上部结构施工以及索塔施工。

1.3.1基础施工

此类施工一般指的是对深水承台、地下连续墙以及大型的沉井进行施工。深水承台的施工通常应该对水流与水压对孔桩产生的影响加以全面考虑,此项施工一般包括两种,即钢吊箱及钢套箱;地下连续墙则是此类桥梁建设过程中的基础性施工,一般来讲,其施工的工序相对比较繁杂,主要工序有钻孔成槽、混凝土浇筑、接头工程等,地下连续墙在施工时,能够产生防渗、防噪音、防磨、防振动等作用;大型沉井的主要流程包括基础处理、清基封顶、下沉及接高等,在进行施工时,还应该将测量及定位工作做好,从而使沉井施工的稳定性及安全性得到保证。

1.3.2上部结构施工

桥梁的上部结构主要包括梁段和斜拉桥拉索,其中,梁段的浇筑方式一般较多,例如,悬臂施工法、逐孔施工法、顶推施工法等,在本课题研究的桥梁类型中,主要应用悬臂施工法;斜拉桥拉索是对牵引力承受的重要支撑,其施工的方式一般为梁段牵引及张位来进行的。

1.3.3索塔施工

索塔施工一般分为泥土索塔施工和钢索塔施工。泥土索塔施工过程中,应该备置电梯和塔吊,从而使塔柱自身的承受力得以增强,并使索塔的安全性得到提升;钢索塔施工过程中,应该以具体的实情作为根据,对塔吊进行合理选择,而施工所使用的钢材料一般是经加工厂完成加工之后,运至施工现场直接使用的。

2桥梁施工风险的科学评估

2.1工程施工风险的含义

从建设工程施工的角度来讲,风险的出现与即将施工的工程活动存在密切的关联,而且风险是变化不定的,因此,工程施工时产生的损失、费用以及与两者相关的方面具有一定的不确定性,并且风险普遍存在于工程施工之中,通常是不能够确定的,人们只能够通过预测、评估等手段对其进行预定。风险在工程施工之中可能会发生,也可能销声匿迹,当风险发生后,将对施工的工程以及施工人员造成严重的损失和伤害,容易引发安全事故,因此,从工程施工方面来讲,应该在整个工程的全生命周期之中,对各种风险进行全方位的评估,并采取有效措施对其进行防范,以免出现严重损失。

2.2桥梁工程施工风险的主要特点

桥梁工程一般具有难度大、施工工期长、规模大、结构复杂、工序多、施工所处环境复杂、期限长以及营动期之内承重大等特点,所以桥梁工程与其他工程相比较容易出现风险事故,并且桥梁工程施工存在的风险具有客观性强、丰富多样、规律性强以及全局性影响强烈等特点,因此,在工程施工时,应该对其风险进行全方位的评估。

2.3桥梁工程施工风险的有效识别

2.3.1风险类别划分

根据桥梁工程施工时出现的各类风险来看,可划分为自然风险和人为风险,自然风险一般包含滑坡、洪水、泥石流、地震以及气候灾害等,这一部分风险具有一定的不可抗性;人为风险主要包括技术、经济、行为、政治、组织、设计等方面的风险,这一部分风险是可控可防的。

2.3.2风险识别应坚持的原则

在对桥梁工程存在的风险进行识别的过程中,应该坚持“侧重性、科学性、综合性以及系统性”等原则。

2.3.3风险识别的主要依据

因桥梁工程施工时的复杂性较强,为保证风险识别更为有效准确,应该在识别的过程中参照相关的依据。例如,在风险类型划分的基础上,根据桥梁工程的管理计划、概况、历史风险材料等作为依据,并通过执行风险管理指导性文件来对风险进行有效识别。

2.3.4风险识别的主要方法

在风险识别过程中,常见的方法主要包括头脑风暴法、经验数据法、情景分析法、专家调查法、核对表法等。在风险识别的过程中应该根据工程实际情况来进行方法的选择。

3大跨径连续桥梁工程施工技术的控制要点分析

由于桥梁工程施工过程中存在风险,因此,需要在人为因素方面进行控制,尤其是工程施工技术方面,对风险及工程质量的影响非常重要,因此,应该从以下方面掌握其控制要点。

3.1稳定控制

从当前来看,国内大跨径连续桥梁的施工数量逐渐增多,且跨径的数量也越来越多,这便容易出现桥梁失稳现象,而桥梁稳定性直接影响后期投入使用的质量和安全性,因此需要进行稳定控制,需要在进行施工时,将结构刚度、变形情况、永久、临时支撑情况以及结构应力等方面的相关资料进行整理,并对稳定性进行计算分析,从而使桥梁施工结构的稳定性得到有效的评估,并依据评估来采取相关控制措施。

3.2应力控制

桥梁在施工过程中产生的应力主要有收缩应力、温度应力、预加应力、混凝土徐变以及荷载应力等。对桥梁进行应力控制主要是对其结构施工及完成时所产生的受力情况进行有效控制,从而能使桥梁结构合乎相关标准。在实际应力控制过程中,一般是将桥梁结构的若干个断面来当做应力控制截面。一方面,通过预埋应力相关的测试元件来测试实际应力;另一方面,实际应力若与其理论计算的数值存在较大差异,应找出差异存在的原因,并采取有效措施进行调整,从而使差异控制在相应范围之内。

3.3安全控制

由于桥梁工程施工时会存在各种风险,以致于桥梁工程的安全性受到影响,同时国内工程安全管理以及相应的教育比较落后,致使安全事故频发,在施工的过程中需要提升施工人员的安全意识,并通过提升技术来使施工安全得到保证,同时,还应该严格遵守国家颁发的相关法律、法规以及规章制度等,从而降低风险,保证安全施工。

4大跨径连续桥梁在桥梁施工中的技术应用

4.1悬索桥施工应用

目前,悬索桥的结构方式具有一定的多样性,同时,悬索桥在大跨径桥梁之中也是主要的形式之一,在其施工时应该按照以下流程进行:

4.1.1吊装

吊装过程中应该严格按照相应的规范和正确的顺序进行,一般是从跨中心点向两侧吊装,并且,在吊装时还应该对索塔容易出现的移位现象进行实时观察和及时调整。此外,合龙段的安装需要做好相应的准备工作,以使合龙段的长度适宜性得到保证。

4.1.2架设锚道面及调整索力

在架设锚道面过程中,应该相对多塔两侧产生的水平力进行观察,水平力得到保证之后,方能够对中跨、边跨的锚道面进行架设。而在调整索力的过程中,应该保证相关数据达到要求,并严格依照装置测数加以调整。

4.1.3大体积混凝土的锚定

此过程中应对温度进行有效控制,从而防止大体积混凝土出现变形现象。在对混凝土进行配置的过程中,应该注意对配比合理控制,保证混凝土的兹密性,从而使箱梁出现裂缝得到有效预防。同时,在对混凝土浇筑的过程中,还应该控制腹板位置、上下层间距以及混凝土厚度,从而使混凝土浇筑的有效性和连续性得到保证。

4.2斜拉桥施工应用

斜拉桥具有一定的特殊性,此类桥梁是通过很多拉索拉于桥塔之上的,此类桥梁主要是由索塔、主梁以及斜拉索构成,其拉索发挥了桥墩的作用来对桥梁进行支撑。但因斜拉索承受着较大的牵引力,所以在实际施工时,应该采用梁段牵引以及张拉工艺,从而使受力要求得到满足。同时,还应该保证斜拉索钢丝避免扭转,从而使索长得到保证,进而促进施工质量得到保证。

4.3拱桥施工应用

拱桥施工技术已经比较成熟,同时,其也是大跨径连续桥梁的一种,在具体施工过程中,拱桥施工的主要内容有绳索吊装、拱肋安装等。在进行绳索吊装过程中,需要将拱肋进行预制,并对预制的拱肋进行强度检查,从而使后期搁置、吊装、安装以及悬挂等工序的树立进行得到保证;在进行拱肋安装过程中,钢管拱肋的安装方法有很多,例如,无支架吊装、斜拉扣索拼法以及少支架吊装等,在进行成拱时,采取横向连接系安装最适宜,如果没有安装连接系,一定要对阶段完整性进行保证。

5结束语

综上所述,桥梁施工技术在大跨径连续桥梁的施工中作用重大,并且具有协调性、技术性以及时间性等重要特点,在施工技术应用的过程中,需要对各种风险进行掌控,并通过有效方法对风险进行评估和预防,以免桥梁工程出现安全事故。而随着我国桥梁技术的日臻成熟以及行业发展水平不断提升,桥梁施工技术仍会以较快的速度进行发展,这便需要及时对技术进行更新和使用,以促进桥梁工程质量与安全得到保证。

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