大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工技術(shù)分析
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摘要：近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，擴(kuò)大了工程的建設(shè)規(guī)模。橋梁施工作為工程建設(shè)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其建設(shè)規(guī)模呈現(xiàn)出不斷增大發(fā)展趨勢(shì)。大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁作為橋梁建設(shè)中的一項(xiàng)重要施工類(lèi)型，由于橋梁工程的施工難度較大，為了提升工程的施工質(zhì)量，確保施工的安全性，應(yīng)加大對(duì)施工技術(shù)進(jìn)行深度研究。文章對(duì)大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要概述，分析大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的具體施工技術(shù)，以龐公橋施工為例對(duì)工程所取得的施工效果進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁；支架架設(shè)法；轉(zhuǎn)體施工法；行走吊機(jī)架設(shè)法；懸臂架設(shè)施工法
1大跨度鋼結(jié)構(gòu)概述
橋梁在交通中尤為重要，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到人們的生命安全及財(cái)產(chǎn)完整，因此應(yīng)合理選擇施工材料。鋼結(jié)構(gòu)作為一種主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型，本身具有自重輕、強(qiáng)度高及抗震性能好等優(yōu)勢(shì)，能夠承受較大的重量，在橋梁及各大場(chǎng)地建設(shè)中取得了良好的應(yīng)用效果。大跨度鋼結(jié)構(gòu)作為一種橫向跨越長(zhǎng)度＞30m的建筑，該種建筑結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、折板結(jié)構(gòu)、充氣結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)中。進(jìn)入到20世紀(jì)之后，鋼筋混凝土被廣泛應(yīng)用于建筑工程施工中，出現(xiàn)了多種形式的大跨度結(jié)構(gòu)建筑。現(xiàn)階段，化學(xué)合成、高強(qiáng)輕質(zhì)材料被廣泛應(yīng)用于大跨度建筑中，使建筑的自重大大減輕，創(chuàng)新了空間結(jié)構(gòu)，在建筑中使用的覆蓋面越來(lái)越大。大跨度鋼結(jié)構(gòu)在橋梁工程施工中，具有景觀效應(yīng)好、強(qiáng)度高、造型美觀等優(yōu)勢(shì)，符合不同大型建筑的建設(shè)要求，是橋梁工程建筑中一種常見(jiàn)的應(yīng)用類(lèi)型。
2大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工案例
襄陽(yáng)市龐公大橋位于漢江大橋下游約780m處，工程起于長(zhǎng)征路大慶路路口，止于星光大道龐公路路口，包括主縱梁的過(guò)江橋梁工程、兩岸的接線及疏解工程，路線全長(zhǎng)2.6km。襄陽(yáng)龐公大橋采用雙向六車(chē)道，行車(chē)速度60km/h，跨江段考慮非機(jī)動(dòng)車(chē)、行人通過(guò)，橋面總寬34.5m，匝道橋橋面總寬8.5m。主橋采用三塔兩跨懸索橋方案，跨度布置為2*378m，主纜采用預(yù)制平行鋼絲束股法（PPWS）形成，矢跨比1/9，每根主纜由127股索股組成，每根索股由127絲直徑為5.2mm的鋅-鋁合金鍍層高強(qiáng)鋼絲組成，鋼絲標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度1860MPa。索股在工廠成單束預(yù)制成型，采用套筒式熱鑄錨。主纜錨固采用型鋼錨固系統(tǒng)吊索縱向間距9m，橫向間距35.5m，每吊點(diǎn)布置兩根吊索，單根吊索由109根Φ5mm鋅-鋁合金鍍層高強(qiáng)鋼絲組成，鋼絲標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度1860Mpa，上下兩端錨頭采用熱鑄錨。主梁采用鋼板結(jié)合梁，兩跨簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)體系，在中塔處梁端設(shè)橫向活動(dòng)支座約束豎向位移和縱向位移；在邊塔處梁端多向活動(dòng)支座，僅約束豎向位移；主梁與各主塔間設(shè)橫向抗風(fēng)支座。梁段組裝與預(yù)拼裝是模擬現(xiàn)場(chǎng)安裝線形進(jìn)行，總拼時(shí)主要完成主縱梁節(jié)段間組拼、主縱梁和橫梁拼接板配鉆、主縱梁頂板肋板螺栓孔配鉆、主縱梁ZL2與ZL3/ZL4連接處配鉆孔、主縱梁與橫梁、橫梁與小縱梁及連接板組裝、工地測(cè)控點(diǎn)布置、桿件唯一標(biāo)識(shí)碼處理。主縱梁制造時(shí)已安裝的吊點(diǎn)，在預(yù)拼裝時(shí)，通過(guò)先前刻劃的輔助定位點(diǎn)，復(fù)測(cè)檢查定位坐標(biāo)；標(biāo)記、標(biāo)識(shí)、檢測(cè)點(diǎn)的勘劃等。主橋梁本身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，并且支架數(shù)量較多，剛度較大，若在實(shí)際的施工期間，未能對(duì)支架中的重力進(jìn)行均勻分配，會(huì)引發(fā)嚴(yán)重安全事故的產(chǎn)生。
3大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工技術(shù)
3.1軟土基處理
需要將臨時(shí)支架搭設(shè)在軟土基處，在實(shí)際的施工期間，需要將吊裝中的最大鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制段重量控制在280t。對(duì)于一些土基較為軟弱且持力性與吊裝要求不相符的地區(qū)，應(yīng)使用土基置換法對(duì)場(chǎng)地軟土進(jìn)行處理，將填土基的深度控制在3m，使用分層挖掘方式對(duì)軟土基進(jìn)行處理，并放入4%的砂石及生石灰，填筑方式采用層層填充法，并逐漸壓實(shí)土基，當(dāng)壓實(shí)工作結(jié)束后，檢測(cè)軟土基，檢測(cè)結(jié)果顯示壓實(shí)度為87%以上時(shí)則說(shuō)明滿足了相關(guān)的要求。應(yīng)使用鋼管樁對(duì)起重機(jī)履帶的行走處進(jìn)行加固處理，在每隔1.8m處的位置安裝一根管樁，應(yīng)保證鋼板與鋼管樁之間的中心線位置保持一致，最后將混凝土澆筑在場(chǎng)地上，當(dāng)處理完軟土基后，若土基于相關(guān)的吊裝需求相符合，并且在實(shí)際的施工期間未出現(xiàn)沉降則說(shuō)明本次軟土基處理工作成功[1]。
3.2支架架設(shè)法
一般在一些跨徑較小的鋼桁架拱橋建設(shè)中主要是采用支架架設(shè)法，有助于確保鋼結(jié)構(gòu)受力的明確性，降低橋梁施工難度。需要將支架架設(shè)法應(yīng)用于陸地、水深較淺、對(duì)航運(yùn)要求不高的橋梁施工中，橋梁施工方式主要是采用滿堂臨時(shí)支架施工法，如，貴港大橋主要是使用該種施工方法，需要將支架現(xiàn)澆施工工藝應(yīng)用于橋梁建設(shè)中的塔柱及墩身施工中，在橋面以上塔柱施工中主要是采用爬模工藝施工方法。支架現(xiàn)澆工藝一般應(yīng)用于下橫梁施工中，分塊吊裝應(yīng)用于塔頂鞍座施工中。在實(shí)際的施工過(guò)程中，以橋面掛鎖及線型控制、加勁梁自身的跨越能力為出發(fā)點(diǎn)，將臨時(shí)支墩之間的距離控制在85m。在架梁施工中，由主橋永久墩和8個(gè)臨時(shí)墩構(gòu)成，一般將鋼管柱應(yīng)用到臨時(shí)墩中，需要將直徑為1.2m的4個(gè)鋼管柱設(shè)置在墩上下游中，采用水平連接法對(duì)鋼筋進(jìn)行連接，以此來(lái)提升墩的穩(wěn)定性。需要將鋼箱梁牽引設(shè)備、鋼支承、調(diào)節(jié)裝置及滑道系統(tǒng)應(yīng)用于墩頂布置中[2]。
3.3轉(zhuǎn)體施工法
轉(zhuǎn)體施工法主要是指將整個(gè)上部結(jié)構(gòu)及拱圈分成兩個(gè)半跨，分別將其放在河的兩岸，在將其裝配成半拱時(shí)應(yīng)借助支架灌注、地形及與之裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)。在動(dòng)力裝置下，將半拱轉(zhuǎn)動(dòng)至橋軸線部位處，以此來(lái)形成拱。在半拱轉(zhuǎn)體期間，要求相關(guān)的技術(shù)人員應(yīng)加大對(duì)扣縮拉力的應(yīng)用，以此來(lái)提升拱片水平推力量。3.4行走吊機(jī)架設(shè)法行走吊機(jī)架設(shè)法作為橋梁工程施工中的一種有效施工方法，包括步履式及移動(dòng)式兩種形式。其牽引行走需要在卷?yè)P(yáng)機(jī)及千斤頂?shù)膮f(xié)助下進(jìn)行，通過(guò)使用后平衡裝置以此來(lái)維持平衡，外伸應(yīng)逐節(jié)段進(jìn)行安裝。在開(kāi)展起吊安裝工作時(shí)，應(yīng)做好主體結(jié)構(gòu)及吊機(jī)的安裝工作，以促進(jìn)結(jié)構(gòu)整體更具穩(wěn)定性，確保構(gòu)建定位的準(zhǔn)確性，為安裝工作提供更多的便利[3]。
3.5懸臂架設(shè)施工法
懸臂架設(shè)施工法是大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁中的一種有效施工技術(shù)，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，使用移動(dòng)式剛腿轉(zhuǎn)臀起重機(jī)，在拼裝過(guò)程中不斷向前推進(jìn)。該種施工方法在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，不受季節(jié)、流水季節(jié)通航等因素影響，被廣泛應(yīng)用于輔助設(shè)備及輔助結(jié)構(gòu)中，花費(fèi)的費(fèi)用較少。在多跨連續(xù)桁架剛性拱橋施工中應(yīng)用懸臂架設(shè)施工法，使橋梁結(jié)構(gòu)受力更加明確，工程的施工工期明顯縮短，工程建設(shè)成本明顯降低。
3.6浮吊架設(shè)法
在大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工中使用浮吊架設(shè)法，要求相關(guān)的施工人員需要將門(mén)吊設(shè)置在橋梁的上方位置處，將已經(jīng)安裝好及待安裝的主梁逐個(gè)吊起來(lái)，在橋臺(tái)及橋墩之間放置主梁，并對(duì)橋面系及平縱聯(lián)進(jìn)行依次安裝。浮吊架設(shè)法在大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工中應(yīng)用，在對(duì)剛桁架進(jìn)行拼接時(shí)應(yīng)在岸上進(jìn)行安裝，使高空作業(yè)次數(shù)明顯減少。隨著鋼桁架拱橋跨度的不斷增加，對(duì)運(yùn)輸設(shè)備及起重設(shè)備的質(zhì)量提出了較高的要求，進(jìn)而導(dǎo)致操作難度也隨之而增加。另外，還應(yīng)加大對(duì)浮吊架設(shè)法進(jìn)行應(yīng)用，應(yīng)保證能夠滿足天氣及地形要求，為橋面掛鎖、加勁梁跨越能力及線型控制工作的實(shí)施及開(kāi)展提供較大的便利。一般需要將臨時(shí)支墩之間的距離控制在85m，應(yīng)使用分段浮運(yùn)吊裝方法，充分利用大型浮吊船[4]。
3.7纜索吊裝架設(shè)法
在大跨度鋼結(jié)構(gòu)施工中應(yīng)用纜索吊裝架設(shè)法，為吊機(jī)拆卸及安裝工作提供了較大的便利，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中建議使用多種拼裝方法，對(duì)于梁橋的運(yùn)輸?shù)攸c(diǎn)及運(yùn)輸方式無(wú)硬性要求。纜索吊裝架設(shè)法在實(shí)際的施工過(guò)程中，主要是由橋兩端向中間對(duì)稱(chēng)進(jìn)行施工，使用纜索吊機(jī)垂直起吊拱圈節(jié)段構(gòu)件，當(dāng)一段的拱圈懸掛起來(lái)后，需要調(diào)整各連接節(jié)點(diǎn)的位置，放松節(jié)點(diǎn)，拱圈自行來(lái)承受力量，將帶扣纜索取出來(lái)。
4結(jié)束語(yǔ)
大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁本身具有較高的施工難度，在實(shí)際的施工過(guò)程中，應(yīng)不斷改進(jìn)施工方法及施工工藝，考慮施工地周?chē)沫h(huán)境對(duì)鋼結(jié)構(gòu)施工所造成的影響。由于大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁構(gòu)件本身的體積和重量較大，進(jìn)而增加了施工難度，導(dǎo)致施工風(fēng)險(xiǎn)較高。因此，為了提升大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁施工質(zhì)量，在施工前，要求相關(guān)的技術(shù)人員需要對(duì)施工地進(jìn)行勘察和分析，找出影響施工問(wèn)題產(chǎn)生的因素，并采取合理化的應(yīng)對(duì)措施，以確保工程施工能夠按質(zhì)及按期完成。
參考文獻(xiàn)：
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[2]黃永旺.關(guān)于大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)探究[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2018（05）：145-146.
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[4]江浩.淺談大跨度鋼結(jié)構(gòu)橋梁的施工技術(shù)[J].智能城市，2016，2（12）：188.
作者：陳東方 林仕楠 單位：中交二航局結(jié)構(gòu)工程有限公司