1、运输经理世界隧道与桥梁工程0引言目前,在我国的系杆拱桥施工中,钢管混凝土是必要的施工材料,其应用效果非常好,完全可以达到工程的建设标准和要求,对于提高我国桥梁工程的施工技术水平具有积极的意义。1工程概况某桥梁项目工程建设时,设计人员原选择应用承台与钻孔桩的基础形式,上部结构采用钢管混凝土系杆拱桥的形式。经过对设计方案的深入分析,设计人员选用悬链式拱轴线形式,结构组成比较简单,现场施工也比较方便。桥梁的主钢梁结构包含多个结构,挑梁、系梁、横梁等都满足工程要求,才能提高结构的总体性能。因为桥梁工程的跨径比较大,所以现场施工单位经过分析确定应用支架法进行施工。施工单位根据工程的情况,对钢梁结构选用分
2、段作业的方式,结构性能合格,达到工程的标准和要求,并选用支架的方式在河道上施工,支架施工后立即应用泵送顶升的方式灌注作业,有序组织开展主桥钢拱肋结构施工,确保工程质量达标。2系杆拱桥主要施工流程和施工技术2.1 施工流程第一,做好现场的各项施工准备工作,有效处理支架基础结构,确保基础的性能合格,避免给项目带来不利影响。之后,进行支架预压处理。第二,预压达到标准后,工作人员把支架分配梁架设到规定部位,然后安装横梁,系梁与中横梁焊接结束后,进行小纵梁吊装作业,并且开展桥面的铺装施工。第三,按照施工工艺方案要求,落实现场施工工艺,明确工作标准和要求。第四,灌注拱肋后,立即组织开展拱肋支架的灌注施工。
3、第五,吊杆安装完成后,将桥面板拆除,再应用吊杆完成张拉施工。第六,经过第一次张拉,工作人员进行浇缝的灌注施工,然后拆除河道的横梁,铺设桥梁结构表面。第二次吊杆张拉施工后,对桥面进行全面验收1。2.2 主桥钢梁和钢管拱肋分段考虑到现场的具体施工情况和施工需要,施工单位确定采用分段施工的方式,结构自重最大 80.5t,现场吊装、运输以及安装都非常便利。根据现场连接的需要,采取拱脚的方式,总计 4 处,整个桥梁的东西两侧每侧有拱肋 11 段、系梁 5 段。将上述各个结构按照设计方案在工厂内预制加工,同时组织人员展开试拼作业,符合要求才能继续施工,使得现场作业可以有效展开,提升施工效率。2.3 主桥钢
4、梁支架施工施工单位的技术人员应用先进技术模型展开分析,落实各个结构尺寸的管控,详细计算支架结构,使受力条件符合要求,预防发生结构变形或者损坏的问题。根据工程的设计方案,上部应用贝雷钢横梁结构,并设置微调装置,便于调整结构的安装位置。在现场焊接施工中,工作人员应用钢板墩支撑辅助结构,提高施工效率。2.3.1支架下部施工以驳船作为主要的运载工具,把钢管柱运输到施工部位。通过浮吊将其吊装到规定的部位,完成架设施工。使用振动打桩机打设施工。桩顶根据工程的要求架设工字钢作为分配梁,结构的性能达到标准要求,发挥支撑作用。2.3.2支架上部施工支架结构设计为贝雷梁,结构尺寸为 3m1.5m。设置双层贝雷梁对
5、通航孔 72m 范围内施工,单个长度钢管混凝土系杆拱桥施工技术研究张军(分宜县交通运输局,江西 分宜 336600)摘 要:为了确保系杆拱桥的质量合格,提高钢管混凝土系杆拱桥的施工质量,以某桥梁项目为案例,分析系杆拱桥主要施工流程和施工技术,提出施工技术要点,为今后同类型工程的建设提供基础和依据。关键词:施工流程;系杆拱桥;钢管混凝土中图分类号:U445.4文献标识码:A121运输经理世界隧道与桥梁工程为 15m,经过拼装制成两组。同时,在钢管柱架设的环节,使用浮吊把支架设置在 40 工字钢分配梁上,将各个接口都布置在梁体上,贝雷梁安装精度合格。一跨拼装完成后,工作人员进行下弦杆的加固处理,每
6、跨使用 5 根水平撑。此外,还要在现场应用微调钢板墩进行调整,确保安装精度合格2。2.3.3支架预压及同步观测支架体系在施工完成后,工作人员应该进行压载试验。预压试验包含下述几个部分:第一,钢管柱预压。在对单根钢管柱预压时,应用 100t 千斤顶,检测承载性能,达到设计标准要求。第二,钢管柱群与贝雷梁钢架预压。在现场按照设计方案进行钢纵梁的拼接作业,并进行钢管柱群与通航孔部位贝雷梁的预压作业,通常预压载荷为设计载荷的 1.1 倍,从而可以准确掌握受力条件和正常投入使用的效果。第三,开展钢桥面预压施工。钢梁结构经现场拼装组合后,进行结构构件、桥面板的安装,并做好承载力检测与试验工作,掌握其总体的
7、稳定性和安全性。在预压过程中,执行规范化的标准,并对数据展开详细的计算分析,合理布置测量点,开展预压环节检测确定,分析标高变形。2.4 主桥钢结构安装施工2.4.1安装钢梁按照施工工艺方案要求施工,将各个部位安装到规定的位置。应用驳船展开运输作业,通过 110t 浮吊进行施工,然后焊接连接。在安装工作完成后,应用龙门吊施工,达到架设施工的要求,然后进行临时桥面板的架设,并安装钢拱架支架结构,期间需要保证安装钢梁性能和质量满足设计规范。2.4.2钢拱肋安装支架施工将钢管拱肋支架设置在临时面板结构上,并将其底部焊接在系梁顶板上。在顶部布置防护栏、托盘、分配梁等结构,应用钢桁架组合形成整体。此外,工
8、作人员按照设计方案进行构件加工,然后开展拼装,达到标准要求后即可进入现场施工。工作人员按照施工顺序的要求在临时桥面上吊设拼装与焊接作业。焊接前,工作人员进行拱肋管道、泄水孔、排气孔检查。在安装作业中,工作人员将系梁、端横梁、钢拱脚连 接 形 成 整 体,下 部 应 用 精 轧 螺 纹 钢 连 接,具 体 可见图 1。2.5 钢管拱肋混凝土灌注及吊杆安装2.5.1钢管拱肋混凝土灌注钢管拱肋按照设计标准进行生产加工,主要指的是下弦管、上弦管等,施工材料为 C50 无收缩微膨胀混凝土,施工总量是 897m3。在现场钢管拱肋施工结束后,由专业人员组织落实现场施工作业,通过输送泵完成灌注施工。在现场灌注
9、的阶段,应做好各个环节的控制,每项技术参数必须符合工程的要求,预防产生结构损坏或者性能不合格的问题。但是在施工现场极易发生鼓管、爆管等问题,应根据现场的要求组织落实灌注到顶的施工方式,然后将隔仓布置在临时钢管支撑结构上,灌注时间在 10h 以内。在灌注施工中,按照下弦管、上弦管、缀板腹腔的顺序进行施工。灌注作业前,工作人员把地泵布置在拱脚的位置上,从下到上逐步进行灌注施工,从南到北保持连续灌注作业。每一个结构施工都要做好控制,并且使各位置灌注长度差不超过 2m,对于冒出的材料要及时清理,以达到结构性能和标准要求3。图 1 钢管拱肋安装2.5.2吊杆安装从桥梁项目来说,其整体表现为东西两侧对称,
10、每一侧设置 20 根82mm 的吊杆,相邻吊杆距离 7m。生产单位按照设计方案进行加工制作,保证拉索材料性能合格,且吊杆张拉端现场施工时,工作人员应用吊车完成作业,直接放入吊杆锚固段与拱肋预埋管,然后传入系梁预埋套管,应用锚固段进行固定处理。按照工艺方案要求在吊杆内安装传感器,检测应力参数是否符合设计标准。一般来说,吊杆张拉端布置在拱肋部位上,应用销接式吊耳进行固定处理,再根据方 案 要 求 进 行 收 紧、分 次 张 拉 作 业,吊 杆 总 体 性 能达标。2.6 施工监控在桥梁施工中,为了更好地满足工程的安全性要求,应加强监控管理,随时做好技术参数的控制。在监控工作阶段,工作人员加强测量和
11、控制,及时纠正偏差和问题,在确保工程安全性合格的基础之上,提升桥梁的稳定性与强度。3施工技术要点对于钢管混凝土拱桥结构施工,加强混凝土配合比控制极为重要。合理优化技术参数,确保在灌注环节监测应力与质量数据达到混凝土施工连续性的要求,满足施工技术标准和要求。3.1 混凝土配合比的优化在钢管柱施工中,混凝土材料的性能是人们关注的重点,尤其是流动性、密实性,这些指标和参数对于工程的质量影响最为直接。为了使这些指标符合要求,加强混凝土的配合比设计极为重要,必须综合分析各种因素,并有效优化和改进。该工程案例选择使122运输经理世界隧道与桥梁工程用微应力混凝土形式,在材料内加入一定量的膨胀剂,主要的作用是
12、提升混凝土的性能。加入微膨胀剂也要加强质量控制,特别是保证膨胀率合理,做好精确性试验分析,保证混凝土结构的施工质量合格。3.2 混凝土的灌注在应用顶升灌注处理方法时,混凝土灌注必须通过规定压力进行,且灌注作业采取对称方式施工,从而提高施工质量水平。为了达到这一要求,应重点做好如下几个方面的工作:首先,对现场开孔必须精准测量,对称设置,精度合格。其次,对现场施工情况实时测量,焊接施工的质量符合要求,为后续灌注作业顺利开展提供基础和标准。在该工程项目的实施中,灌注作业尤为重要,重点关注拱下各个标段不一的情况,如果存在问题要立即采取措施。根据工艺方案的要求,从较高侧开始灌注,随时关注变形情况,拱两侧
13、的控制点标高达到设计标准后及时灌注。但是也要注意,两侧同时进行灌注施工,确保灌注量合格。然后关闭混凝土止回阀。在该环节保持严密、谨慎的态度,从而使得结构施工更加稳定、高效,结构的性能和质量合格,避免对桥梁结构的性能带来很大的负面影响4。3.3 确保混凝土灌注的连续性为 了 确 保 混 凝 土 灌 注 的 连 续 性,应 一 次 灌 注 成型。工作人员对现场环境展开全面的勘察和分析,由于扁拱形梁极易发生变形的问题,所以该桥梁工程案例采取两级的灌注施工方式,达到一次成型的施工效果。所以在现场应合理分配两级灌注时间,确保施工连续进行,工程质量和效果满足要求。4钢管混凝土拱桥稳定性4.1 拱的面内失稳
14、在外部荷载以及自重同时作用下,拱桥截面受到多个方面作用力的影响,如剪力、弯矩、轴向压力等。轴向压力是主要的作用力,在内部形成合力拱轴线,对于桥梁结构产生较大的作用力。在特殊的工作条件以及环境下,如在拱轴线与荷载应力作用线完全重合的情况下,拱截面内力也会以轴向压力的形式存在。拱截面设计如果处于理想的条件,即使只存在轴向压力存在,截面稳定性和线形、矢跨比存在直接关系。所以技术人员综合分析上述各项参数,消除不利因素的影响,以达到运行的标准要求,预防出现质量问题。4.2 拱的侧倾失稳拱桥结构由于内部存在吊杆连接拱肋与系梁的结构,吊杆结构部件会限制屈曲的发生,从而有效预防结构出现屈曲失稳。经过现场对比分
15、析了解到,系杆拱桥的侧向失稳是关键性问题,必须加强分析和控制。在系杆拱桥的设计过程中,拱肋结构形式应用二次抛物线的设计形式,而横撑一般都会选择平式或者立式的结构形式,并且桥面系对系杆拱桥稳定性产生影响,也是人们研究的重点。如果设计人员忽视这一问题,或者设计不合理,极易造成结构性能不达标。就目前工程的具体情况分析,拱的外屈曲面临界荷载较为严重,极大危害工程的质量与安全。因此,设计人员根据要求选择合适的线形,确定具体荷载分布状态,并分析抗弯强度参数,掌握拱座的约束状态,应用科学合理的措施消除负面因素干扰,从而提升拱桥的性能,达到安全、稳定的标准5。5结语钢管混凝土系杆拱桥施工是通过应用泵送顶升灌注
16、法、支架法展开施工,分析现场的系杆拱桥施工技术,严格落实现场施工各个环节的控制,保证大跨径桥梁施工顺利完成,缩短项目工期,降低施工成本,实现综合效益的提升。参考文献:1岳忠文,黄翔.钢管混凝土系杆拱桥临时系杆法 拆 除 技 术 J.黑 龙 江 交 通 科 技,2020(1):143-145+147.2金崇强.大跨度钢管混凝土系杆拱桥系梁施工技术研究J.工程技术研究,2020(3):99-100.3乔叶伟.钢管混凝土系杆拱桥先梁后拱施工控制研究J.科技视界,2020(26):55-59.4李超群,夏宇,罗临建,等.市政钢管混凝土系杆拱桥施工监控要点及对策J.中阿科技论坛,2020(10):54-57.5付理想,赵宏伟,王君燕.BIM 技术在钢管混凝土系杆拱桥施工及运维阶段中的应用J.江西建材,2020(9):167-168.作者简介:张军(1989-),男,江西新余人,本科,工程师,从事公路桥梁项目管理工作123