摘要 隨著掛籃懸澆施工工藝的改進(jìn)和升級,使連續(xù)梁剛構(gòu)橋在橋梁工程領(lǐng)域得以發(fā)展,無論是市政橋梁、山區(qū)橋梁及跨越江河湖海橋梁,均應(yīng)用廣泛。文章通過山區(qū)橋梁工程實(shí)例概述了連續(xù)剛構(gòu)橋的施工技術(shù),并分析了施工技術(shù)要點(diǎn),重點(diǎn)探討了我國連續(xù)剛構(gòu)橋結(jié)構(gòu)施工過程中的質(zhì)量問題,提出對應(yīng)的管理措施,確保工程質(zhì)量達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求。
關(guān)鍵詞 山區(qū);連續(xù)剛構(gòu)橋;施工技術(shù)
中圖分類號 U445.559 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949(2022)06-0105-04
引言
山區(qū)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋的工程技術(shù)管理是大橋建設(shè)過程中的基本保障,有效的施工技術(shù)管理可保障大橋的施工質(zhì)量、安全和效益。工程建設(shè)管理者若要確保大橋正常運(yùn)營, 須加強(qiáng)大橋施工階段管理工作, 使施工順利進(jìn)行,確保大橋的工程質(zhì)量。文章結(jié)合當(dāng)前連續(xù)剛構(gòu)橋施工過程中存在的問題著重分析,有針對性地對連續(xù)剛。
1 工程概況
芒鞏2號大橋位于元江至蔓耗高速公路土建十分部芒鞏村段,為跨越寬V字形山谷及元江回水灣而設(shè),中心里程K101+890,是該項(xiàng)目的控制性工程之一。大橋位于分離式的路線段,單幅橋?qū)挒?2.5 m。左幅橋跨布置為:(73+130+73)m連續(xù)剛構(gòu)+(4×30)+(4×30)+(3×
30)m預(yù)制T梁, 里程:K101+717~K102+331,橋長為614 m。右幅橋跨布置為(73+130+73)m連續(xù)剛構(gòu)+(2×30)m預(yù)制T梁,里程: K101+718~K102+062,橋長為344 m。主橋布置圖如圖1所示。
2 連續(xù)剛構(gòu)橋施工方法
2.1 主梁掛籃懸臂澆筑施工
懸臂梁段采用三角掛籃懸臂對稱澆筑施工,全橋配置8套掛籃同步施工。懸澆施工工序包括掛籃安裝就位→掛籃驗(yàn)收→預(yù)壓試驗(yàn)→模板調(diào)整→鋼筋及預(yù)應(yīng)力孔道安裝→混凝土澆注及養(yǎng)護(hù)→預(yù)應(yīng)力張拉→孔道注漿、封錨→下一循環(huán)(掛籃前移、調(diào)模及錨固)。采用液壓輕型三角掛籃,主要構(gòu)件由桁架、底板模板平臺、模板系統(tǒng)、吊桿(帶)系統(tǒng)、錨固系統(tǒng)及走行系統(tǒng)六大部分構(gòu)成[1]。詳見圖2掛籃結(jié)構(gòu)示意圖。
掛籃組裝且就位后,需要進(jìn)行預(yù)壓載荷試驗(yàn)以評價(jià)掛籃的真實(shí)承載能力和測定節(jié)段載荷作用下的形變量值。預(yù)壓試驗(yàn)時(shí),須按施工過程掛籃受力最不利的工況載重進(jìn)行等效分級加載,測定掛籃在各級載荷作用下產(chǎn)生的變形和控制桿件的受力情況[2]。依據(jù)分級載荷作用下掛籃產(chǎn)生的變形繪出荷載—變形曲線,根據(jù)掛籃控制桿件的受力可以推算實(shí)際承載能力和安全系數(shù)[3],安全可靠,為大橋懸臂施工的線形調(diào)控提供可靠的依據(jù)。
掛籃前移:在上節(jié)段施工完成后,解除釋放各吊點(diǎn),使模板與箱梁之間脫離,解除后錨點(diǎn)約束,進(jìn)行錨固體系轉(zhuǎn)換,軌道小車持力轉(zhuǎn)移在滑軌上[4]。在掛籃軌道梁上設(shè)置反力結(jié)構(gòu)及千斤頂,通過鋼絞線與主桁前支點(diǎn)反力座連接,利用千斤頂拖曳主桁使整個(gè)掛籃前移動至下塊段位置。
2.2 鋼筋及預(yù)應(yīng)力材料加工
鋼筋制品加工在鋼筋棚集中進(jìn)行,加工成半制品,運(yùn)送到施工現(xiàn)場安裝。鋼筋加工前需要清理表面銹蝕、油脂等異物。鋼筋原材料進(jìn)場后應(yīng)堆放在底層墊有枕木上,確保原材料堆放底層離地面高30 cm,底部保持通風(fēng)排水。原材料堆放存放,需遮蓋進(jìn)行防雨防塵。嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)及規(guī)范要求進(jìn)行鋼筋加工,鋼筋加工前由現(xiàn)場技術(shù)員做鋼筋下料單,經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)人審核通過,才能照單下料。主筋加工前須調(diào)直,調(diào)整后彎曲度應(yīng)小于長度的1%,局部不能出現(xiàn)彎折。
該橋主梁縱、橫向預(yù)應(yīng)力采用Φs15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線,豎向預(yù)應(yīng)力采用Φs15.2高強(qiáng)度低松弛鋼絞線以及D32 mm高強(qiáng)度精軋螺紋粗鋼筋。預(yù)應(yīng)力束下料時(shí)采用砂輪機(jī)切割,嚴(yán)禁采用切割刀或電焊切割。預(yù)應(yīng)力束下料時(shí)應(yīng)考慮其張拉時(shí)的工作長度[5]??v向預(yù)應(yīng)力波紋管有三種規(guī)格,由于梁高呈拋物線變化,需注意預(yù)應(yīng)力筋的下料長度不一樣。
2.3 混凝土澆筑
大橋結(jié)構(gòu)混凝土配合比的確定,應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級、箱梁抗拉強(qiáng)度、齡期、彈性模量及混凝土施工性能的要求進(jìn)行,并應(yīng)符合合理使用材料和經(jīng)濟(jì)的原則?;炷辆鶆虬韬希珴梢恢?,不能出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象,采用攪拌車運(yùn)輸,密切關(guān)注混凝土運(yùn)輸途中的路況,以保障混凝土澆筑連續(xù)性,現(xiàn)場采用混凝土泵進(jìn)行泵送。
在混凝土澆筑前,應(yīng)對模板、鋼筋、預(yù)應(yīng)力孔道、預(yù)埋件及掛籃錨固預(yù)留孔位置等按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求進(jìn)行查驗(yàn),并辦理簽證手續(xù)后,方可開盤澆筑。全截面整體一次澆筑成型工藝,振搗工序:先底板、再腹板、后頂板,腹板混凝土搗固后,不得再進(jìn)行底板混凝土振搗,避免腹板混凝土滑陷形成空洞或裂縫。
2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)
混凝土澆筑完畢后轉(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)階段。夏季施工時(shí),采用灑水養(yǎng)護(hù)。冬季施工時(shí),由于當(dāng)?shù)貎?nèi)外溫差較大,在施工中采用保濕蓄熱法養(yǎng)護(hù),模板外側(cè)采用保溫帆布封閉包裹。拆模時(shí)選擇在溫度比較高的時(shí)間段,拆模過程中保持灑水養(yǎng)護(hù),拆模后,涂抹養(yǎng)護(hù)液進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中,須應(yīng)用溫濕度記錄儀對結(jié)構(gòu)陰陽面、內(nèi)外腔環(huán)境溫、濕度進(jìn)行檢測,根據(jù)檢測結(jié)果,制定并優(yōu)化養(yǎng)護(hù)措施。
2.5 掛籃脫模
脫模的強(qiáng)度要求:箱梁端模處應(yīng)不小于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%;內(nèi)模不低于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的75%。混凝土達(dá)到脫模強(qiáng)度的齡期,應(yīng)由抗壓試件試驗(yàn)獲得方能保證其表面各部位不致因拆模而受損,承重模板以其強(qiáng)度能承受自重及附屬荷載時(shí)方可拆除。脫模順序:梁端部模板→箱腹內(nèi)模板→箱腹內(nèi)頂模板→箱梁腹板外?!装迥0?。脫模時(shí)結(jié)構(gòu)內(nèi)表溫差宜不大于15 ℃。脫模時(shí),嚴(yán)禁損傷混凝土結(jié)構(gòu)表面及棱角,頂板模板脫模時(shí),注意不應(yīng)破壞預(yù)應(yīng)力孔道口邊緣。混凝土結(jié)構(gòu)表面的殘存施工廢料等應(yīng)及時(shí)清理干凈,所有混凝土結(jié)構(gòu)表觀缺陷,箱梁節(jié)段接縫處錯臺均應(yīng)補(bǔ)強(qiáng)找平,保持混凝土梁體表觀光亮、潔凈和美觀。
2.6 預(yù)應(yīng)力張拉
大橋預(yù)應(yīng)力張拉施工采用智能張拉系統(tǒng)。預(yù)應(yīng)力體系張拉施工采取張拉力值與伸長量雙控原則,以張拉力值為主控,并注意梁體兩端同步進(jìn)行,張拉實(shí)際伸長量與理論伸長量差值應(yīng)控在±6%以內(nèi),混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定值90%以上時(shí)方可張拉[6],張拉控制應(yīng)力為1 395 MPa,施工控制張力應(yīng)加上錨圈口損失,但不得大于0.8fpk(fpk =1 860 MPa)即1 488 MPa,張拉作業(yè)工序嚴(yán)格遵循設(shè)計(jì)與規(guī)范要求實(shí)施。是否采取補(bǔ)張拉措施,要對伸長量不滿足要求的需查明原因并做分析,依據(jù)分析結(jié)果而定,同步查看有無滑絲、斷絲情況,并做好張拉作業(yè)記錄。
2.7 預(yù)應(yīng)力壓漿及封錨
預(yù)應(yīng)力束張拉結(jié)束后,應(yīng)在48 h內(nèi)完成對預(yù)應(yīng)力管道的壓漿。所有的預(yù)應(yīng)力管道均采取真空循環(huán)智能壓漿。利用封端混凝土對錨具進(jìn)行保護(hù),當(dāng)錨具需長時(shí)間外露時(shí),應(yīng)采用防銹措施。對于橫向預(yù)應(yīng)力,封錨外的主梁鋼筋應(yīng)根據(jù)具體情況移動、彎折、斷開。若橫向預(yù)應(yīng)力束錨固端周邊鋼筋斷開,應(yīng)將鋼筋留長開槽口內(nèi)一定長度,待橫向預(yù)應(yīng)力束張拉完畢后,用鋼筋搭接點(diǎn)焊后方可封錨。
2.8 掛籃拆除
主梁懸臂節(jié)段施工完成后,便可進(jìn)行掛籃拆除。拆除順序?yàn)椋合鋬?nèi)模板→箱梁腹外側(cè)模系統(tǒng)→底板模板系統(tǒng)→主桁架及附屬構(gòu)件,吊帶(吊桿)、行走軌道梁、錨固系統(tǒng)在其工序中交替進(jìn)行拆除。箱梁內(nèi)模支架采取分解取出,采用卷揚(yáng)機(jī)整體吊放腹外側(cè)模板、底模系統(tǒng),主桁架及附屬構(gòu)件先退回至墩頂附近利用塔吊進(jìn)行拆解吊放。
3 連續(xù)剛構(gòu)橋的施工監(jiān)測控制
混凝土收縮徐變、溫度差異、預(yù)應(yīng)力施工工藝等因素引起的橋梁線型變化,使得施工測量時(shí)的橋梁線型控制數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)線型存在一定差異, 掛籃施工時(shí)要準(zhǔn)確地考慮各項(xiàng)因素的預(yù)拱度, 這就需要對大橋的施工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,并及時(shí)將監(jiān)測的結(jié)果上報(bào)給監(jiān)控單位,監(jiān)控單位根據(jù)實(shí)測的應(yīng)力、變形、彈性模量、溫度等和環(huán)境條件,確定各節(jié)段主梁的立模標(biāo)高,同時(shí)根據(jù)具體情況,及時(shí)對前階段施工誤差提出必要的修正措施,以確保大橋的線形和順利合攏。通過對關(guān)鍵斷面內(nèi)力的監(jiān)測,保障大橋施工安全與質(zhì)量。
4 連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)管理要點(diǎn)
4.1 施工準(zhǔn)備
施工前徹底清理便道及場地上的障礙物,轉(zhuǎn)移臨時(shí)停放的設(shè)備、材料,確保便道暢通。安排專人檢查施工用水管道、用電線路是否工作正常,發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)整改,確?;炷翝仓^程中施工用水、用電的連續(xù)供應(yīng)。提前準(zhǔn)備施工資料用表,提前做好掛籃的臨時(shí)結(jié)構(gòu)施工設(shè)計(jì),對現(xiàn)場施工人員進(jìn)行技術(shù)交底。由試驗(yàn)室對主梁施工的C55強(qiáng)度等級混凝土及預(yù)應(yīng)力管道壓漿材料進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)并報(bào)監(jiān)理審批,合格后用于工程施工。提前加工主梁施工所需掛籃的鋼結(jié)構(gòu),并做好臨時(shí)結(jié)構(gòu)的加工驗(yàn)收。提前做好原材料的進(jìn)場工作,保證原料進(jìn)場的及時(shí)性。
4.2 壓漿質(zhì)量控制措施
應(yīng)采用專業(yè)水泥基料及外加劑拌合的漿液施工材料進(jìn)行壓漿。水泥應(yīng)采取品質(zhì)穩(wěn)定、強(qiáng)度等級不小于42.5的低堿(普通)硅酸鹽水泥。注漿管應(yīng)采用強(qiáng)韌性較高的橡膠軟管,抗壓等級≥1 MPa,待注漿過程不能破裂,連接處要穩(wěn)固,不得脫管。嚴(yán)格把控壓漿料配合比,否則會產(chǎn)生泌水現(xiàn)象,易造成預(yù)應(yīng)力孔道頂有空隙。對未及時(shí)注漿而逐漸喪失流動性的漿液,不能利用加水的方式來提高流動性。各種材料的偏差不得大于2%。注漿作業(yè)前須儲備充足漿料,低速儲漿罐的儲存量應(yīng)滿足所要注入預(yù)應(yīng)力孔道內(nèi)的體量,以保證注漿施工的連續(xù)作業(yè)。其更換孔道過程,依然啟動注漿,讓漿液保持循環(huán)流動[7]。結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的溫度及橋址環(huán)境溫度應(yīng)大于5 ℃,否則應(yīng)按冬期施工的要求處理采取保溫措施,漿液中不能摻用防凍劑但可適量摻入引氣劑。當(dāng)橋址環(huán)境溫度大于35 ℃時(shí),注漿作業(yè)宜在夜間實(shí)施。
4.3 施工安全管控
首先應(yīng)對芒鞏2號大橋主橋上部結(jié)構(gòu)施工安全風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行分析,創(chuàng)建橋梁工程建設(shè)危機(jī)監(jiān)管以及安全管理模式,從而采取科學(xué)的安全管理措施,有效地保障橋梁建設(shè)的安全性以及高品質(zhì)。大橋施工作業(yè)現(xiàn)場安全要求、各分項(xiàng)工程現(xiàn)場安全管理、現(xiàn)場消防安全管理、施工臨時(shí)用電安全管理、施工機(jī)械安全管理、施工作業(yè)環(huán)境安全管理以及橋梁施工作業(yè)安全事故的防范。安全生產(chǎn)方針、政策、法規(guī)要認(rèn)真貫徹執(zhí)行,要建立完整安全生產(chǎn)管理體系,貫徹各項(xiàng)安全生產(chǎn)管理制度,安全生產(chǎn)責(zé)任制須督促各項(xiàng)目制定和完善安全管理責(zé)任制及各級單位的人員執(zhí)行,層層簽訂安全生產(chǎn)責(zé)任書。
4.4 工程質(zhì)量管理措施
為落實(shí)質(zhì)量方針,實(shí)現(xiàn)質(zhì)量目標(biāo),項(xiàng)目管理者應(yīng)對施工原材料進(jìn)場檢驗(yàn)、施工過程和工程產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗(yàn)管理等,制定和實(shí)施全程多種管理制度。做到各盡其責(zé),保證在項(xiàng)目施工生產(chǎn)全程,質(zhì)量保證體系正常運(yùn)作來發(fā)揮保障作用。
主要包括:質(zhì)量教育和培訓(xùn)制度;原材料、工序、竣工質(zhì)量檢驗(yàn);工程測量雙復(fù)檢制度;首件工程樣板引路制度;隱蔽工程檢查簽證制度;重點(diǎn)工序的把關(guān)制度;質(zhì)量檢查整改否決制度;質(zhì)量信息反饋制度;崗位質(zhì)量責(zé)任制度;設(shè)備、工裝、計(jì)量管理制度;質(zhì)量事故分析、調(diào)查和處理制度;質(zhì)量評定及獎懲制度;工程質(zhì)量例會制度。
4.5 技術(shù)保障管理
在施工前,項(xiàng)目總工程師組織技術(shù)人員認(rèn)真熟悉、審核施工圖紙,領(lǐng)會設(shè)計(jì)意圖,并分級會審,參與技術(shù)交底[8]。一般由工程項(xiàng)目工程師、施工技術(shù)部長會審;重難點(diǎn)工程由項(xiàng)目工程師、施工技術(shù)部長、項(xiàng)目總工程師會審;地質(zhì)、環(huán)境或水文資料由專業(yè)工程師及總工程師會審;施工坐標(biāo)測控網(wǎng)、高程基準(zhǔn)點(diǎn)由測量工程師、施工技術(shù)部長、項(xiàng)目總工程師會審。會審人員填寫審核意見后,匯總后提交監(jiān)理工程師澄清。
工程施工技術(shù)交底文件應(yīng)依據(jù)已批準(zhǔn)的實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)及施工方案編制,由項(xiàng)目總工程師→項(xiàng)目技術(shù)部長→項(xiàng)目技術(shù)主管→分部分項(xiàng)工程技術(shù)人員逐級開展書面或口頭技術(shù)交底,確保作業(yè)人員掌握各項(xiàng)工程工藝、操作要點(diǎn)、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。根據(jù)管理程序文件的要求,
文件資料安排專職資料員,專人管理資料控制程序和執(zhí)行文件中的相關(guān)規(guī)定,確保施工全程使用的文件資料有效性。工程技術(shù)資料及質(zhì)量控制記錄整理完整、及時(shí)、準(zhǔn)確、齊全。
6 結(jié)語
綜合上述,由于該項(xiàng)目連續(xù)剛構(gòu)橋梁采用三角掛籃懸臂分段澆筑施工。因此,要想達(dá)到設(shè)計(jì)文件的要求,就必須經(jīng)過主墩施工、主梁施工、主梁懸澆分段施工等幾個(gè)階段的工序,并強(qiáng)調(diào)各施工階段的整體、連續(xù)、系統(tǒng)化,繼續(xù)完善其施工質(zhì)量管理是責(zé)無旁貸, 工程項(xiàng)目管理者要不斷探索和實(shí)踐, 提升找出問題和解決問題的能力, 及時(shí)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)施工者的理念, 針對現(xiàn)有問題, 樹立現(xiàn)代科學(xué)的管理意識,注重工程施工實(shí)踐應(yīng)用的要求, 最大限度的完善和發(fā)展山區(qū)大跨度連續(xù)剛構(gòu)橋梁施工的管理水平,為我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更多的貢獻(xiàn)。
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收稿日期:2022-01-17
作者簡介:何毅(1974—),男,本科,副高級工程師,研究方向:道路與橋梁工程。