桥梁钢构 [钢构桥施工技术研究]

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钢构桥施工技术研究

钢构桥施工技术研究【摘要】随着国家政策的调整，高速公路建设中修建了越来越多大跨度的桥梁。

随着我国高速公路施工技术日趋成熟，大跨度桥梁的施工技术也逐渐完善。目前，在我国已经修建成的大跨度桥梁中，混凝土连续钢构桥的比例最大。虽然施工技术日趋成熟，许多工程的设计施工还不到位，致使桥梁在后期项目营运过程中出现了较多问题，危及桥梁使用安全，也危及社会安全。本文主要结合钢结构特大桥的具体施工案例，从不同方面分析特大桥梁中连续钢构桥施工关键技术，以期对今后桥梁建设做出更大贡献。

【关键词】高速公路；
钢构桥；
施工技术 1引言本文主要以桥梁案例为主进行具体分析，其中以某高速公路的钢构大桥为研究背景。该钢构大桥的主跨部分采用65m+2×120m+60m的连续钢构，跨中的梁高度为9m，箱梁根部的梁高度为3m，其结构属于单箱单室的桥梁结构。其中，全梁总共有4个主桥墩，共有8个T结构，每个T结构含有19个悬浇节段，主桥长共652m。桥梁的主梁悬臂浇筑梁段的划分为2种，分别为4m和3m，其中，最大的重量为138t。桥梁箱梁预应力采用的为横、纵、竖向三类。该工程采用悬臂浇筑法，混凝土等级为C55。

2墩顶0#块的施工技术墩顶0#块的施工技术为大跨桥梁施工的关键技术，主要采用墩顶扇形托架进行施工，并且完成与墩两侧悬臂混凝土的连接，为后期的挂篮悬臂浇筑的施工创造良好的条件。2.1托架构造。钢筋混凝土桥墩浇筑过程中，刚性托架一般由两个主要受力体系组成。其中一部分是形如“W”的万能杆，另一部分是承受剪力的预埋工字钢牛腿。施工荷载、桥梁自重直接传给桥墩，另外可将垫梁和配梁依次铺设在托架上方，此时托架可视为上部结构的支撑点和工作平台。对托架进行受力分析和结构设计时需要全面考虑可能对其产生的不利或有利因素。比如在结构安装和支模浇筑混凝土时所产生的施工荷载和模板作用力及混凝土和钢筋的自重等不利荷载；
恒荷载长期作用所产生的下沉变形及由循环荷载导致的疲劳破坏等不利因素。根据托架所需的抗力大小选择合适的钢材，比如采用C级钢是应对金属疲劳破坏的有效技术手段。如图1所示为托架结构见连续刚构0号段托架结构示意图。2.2托架的正确安装。对于类似托架的桁架或者是钢结构，比较成熟的施工技术是首先在工厂加工、组装，然后运输到施工现场进行吊装就位，校正位置后进行焊接或者螺栓连接。托架安装时应严格按托架设计图加工，为保证焊接质量，托架与连接缀板处的焊缝应采用坡口焊，坡口为45°，焊缝表面不得有裂缝、焊瘤、烧穿、焊弧等缺陷；
对于精轧螺栓应采用双螺帽。为了满足实际施工需求，一般采用悬挂水箱注水的技术手段来模拟托架的承载方式，另一方面设计人员必须对托架的受力节点的受力状况进行精确计算。通用的实验加载方式为三级加载，加载前所有受力螺栓必须拧紧，所有焊缝必须能够保证不因加载而先于结构破坏。加载时采用N1005A高精度水准器对托架的变形进行观测而要有效测量托架的变形状况，主要观测点为托架的节点和加载下方位置，根据预加载所产生的结构变形来有效消除托架的弹性变形。2.30号段模板支立及钢筋绑扎。桥梁的底模分为托架上底模和墩内的底模两个部分。托架上底模通常是由平整的钢板制作而成，其特点是面积大，可重复使用；
墩内底模一般采用的木模板，其特点是轻便，便于安装，容易裁剪组合，并且后期无需拆除。对于钢筋混凝土梁，一般支好受力底部模板后对受力钢筋、架立筋及箍筋进行绑扎，并且同时需要预埋预应力构件及波纹管。对于内部的木模板，安装完成后，需要进行位置校正及标高调整，最后根据设计及施工技术规程支撑侧模板，在波纹管安装完成后需要及时浇筑混凝土。2.4混凝土浇筑。在对墩顶0#桥梁进行混凝浇筑时，为了避免因大体积混凝土水化所产生的水化热导致混凝土开裂需要进行分层分段浇筑。首先浇筑箱型桥梁的底板，然后浇筑梁体腹板，最后进行顶板浇筑。在混凝土浇筑时必须严格按照相关施工技术规程对其进行振捣以保证混凝土的密实性，在底板灌满混凝土后必须及时进行密封。

3安装挂篮的工艺要点挂篮施工安装前，首先要根据测量放样对钢枕进行铺设，然后将其后部锚固在竖向预应力钢筋上，最后将挂篮的相关构件正确安装。挂篮的设计需要满足多项技术要求，比如挂篮的重量需要控制在梁段混凝土重量的0.3～0.5倍；
吊篮的最大竖向变形需要控制在20mm以内；
抗倾覆安全系数、自锚固系统的安全系数及限位系统的安全系数不得小于2等。通过结构测试能够保证悬浇段立模标高的顺利完成。此外，为了便捷的获得主桁的受力状况，施工现场一般通过张拉千斤顶进行相应的测试，并结合变形参数和材料的弹性模量换算出桁架杆件的刚度和强度。在挂篮组装完成后，必须全面检查安装质量，最后依据设计荷载做载重试验，以消除结构的非弹性变形。3.1测量放样。测量放样就是对任一空间物体的三维定位测量，它的具体工作，均反映在对距离、角度（方向）、高程三个量的测定上，不论采用什么样的方法放样，总是离不开运用各类不同的仪具将这三个量测量的结果在施工现场予以标定。其中，在特大桥梁的施工中，首先进行的是钢枕的铺设，在滑轨安装完成后并将其锚固在钢筋上，在墩底进行挂篮拼装，为了加固桥梁，提高其稳定性，利用附墩塔吊分片进行稳固支撑，并将其后部固定在竖向的预应力筋上面，最后安装挂篮的其他杆件。其次是进行悬吊系和横梁系的安装，之后与安装完成的侧模和底模进行连接，并对安装的侧模和底模进行校正，确保施工的安全。3.2挂篮测试。为保证桥梁施工安全，需对其进行挂篮测试，主要对桥梁挂篮结构的安全性进行全面验证分析，并对挂篮的非弹性变形起到消除效果，同时向悬浇段立模标高提供可靠的依据。进行挂篮安装之前，应根据实际主桁受力情况而定，采用张拉千斤顶于加工场地之内进行主桁强度及刚度的测试。

4悬臂浇筑施工挂篮安装测试完毕后，进行悬臂段进行灌筑施工。主要工艺流程为：①在桥墩顶部托架或膺架上浇筑0号段并实施墩顶临时固结措施；
②在0号块段上安装悬臂挂篮，并向两侧依次对称分段浇筑主梁至合拢前段；
③在支架上浇筑边跨主梁合拢段；
④最后浇筑中跨合拢段形成连续梁体系。悬臂浇筑混凝土时，宜从悬臂前段开始，最后与前段混凝土连接。桥墩两侧梁段悬臂施工应对称，平衡。4.1 钢筋和预应力管道施工。悬臂段混凝土的施工。首先是在受力钢筋的帮着和预应力管道的安装。在钢筋加工棚首先进行加工然后根据设计下料。同时，采用机械套筒作为主要受力钢筋的接头。钢筋的连接一般采用绑扎方式，并且要根据抗震等级和构造要求确定塔接长度。为了提高钢筋骨架的稳定性，焊接和机械搭接交替进行，这在一定程度上能够提高施工质量；
模内绑扎是目前最为常见的一种方式，施工时根据设计说明和技术规范采用合理的绑扎顺序。波纹管施工时，一般采用砂轮锯切割，并且按要求存放波纹管以防其受到腐蚀。在波纹管下料时通常在其内部中插入硬塑料管以保证管道的位置。4.2预应力施工。根据该桥梁的施工说明，对于预应力混凝土，在预应力张拉前混凝土强度必须达到设计强度的 85%以上，另外预应力混凝土必须采用C55以上的混凝土，并且混凝土必须养护 7d以上。4.3数控智能的合理张拉。4.3.1纵向钢绞线张拉。在实际施工过程中，一般需要根据钢筋的方向、长短及梁的截面或按照设计要求进行合理的张拉顺序。

本工程采用后张法对预应力钢筋进行张拉，张拉的顺序为先张拉长钢筋后张拉短钢筋，另外钢筋张拉应从结构截面中间向四周，对称均衡。对于横向和纵向的预应力钢丝、钢绞线。现阶段成熟的张拉技术为先拉到初应力；
然后再张拉到1.05 倍的张拉控制应力并持续2min；
最后缓慢恢复到张拉控制应力。只有严格按照正确的张拉顺序和施工技术规范进行施工，才能达到预应力钢筋张拉的目的。4.3.2纵向钢绞线张拉。一般通过对钢绞线的伸长值和张拉控制应力来检测张拉的进程。

其中张拉控制应力为主要技术指标，伸长值作为张拉控制应力校核控制指标。钢绞线放张并锚固后，测量两段之间钢绞线的实际伸长值，并与理论设计要求做对比，核实预应力筋的张拉质量与设计是否相符。

5结束语结合上述案例分析，可以得出工程的施工技术严重影响其施工质量，也会进一步关系到人民群众的安全。因此，桥梁设计施工相关人员应该在设计和施工阶段需共同分析危及桥梁安全的因素，并结合相应的工程情况，尽可能的提出相应解决措施，为进一步提高桥梁安全提供参考，以期实现施工质量的进一步提升。