桥梁施工技术的探讨与研究
摘要:随着经济的高速发展,作为现代交通工具中的元素,桥梁工程的施工技术是很难掌握
的,也是很多变的。近50年来,新中国桥梁建设取得了突飞猛进的发展,公路铁路两用桥向着大跨度、重荷载、高时速方向发展。桥梁施工是桥梁建设的关键环节,桥梁施工技术水平的高低直接影响到桥梁建设的发展。本文对桥梁施工技术进行了简单的探讨与分析。
关键词:桥梁;施工技术;建造;方法
Abstract: with the rapid economic development,as a moderntraffictoolsin theelement,the construction technology of bridgeengineeringare difficult to grasp,but also a lot ofchange.In the past 50 years,the newChinesebridge constructionhasmake a spurt of progressof development,road and rail bridgetoward the development oflong-span,heavy load,highspeeddirection.Bridge construction is the key linkof the construction of the bridge,the level of bridgeconstruction technology directly affectsthe development of bridge construction.This paperdiscusses and analyzes thesimple to thebridge construction technology.
Keywords: bridge;construction technology;construction;methods
1.桥梁施工技术发展简史
1.1 桥梁施工技术悠久的历史
我国在桥梁建造技术上有着悠久的历史和光辉的成就根据史料考证,在三千年前的周文王朝代,就有在渭河上架设浮桥和建造粗石桥的文字记载。 隋、唐时期,是我国古代桥梁的兴盛年代,其间在桥梁型式、结构构造方面有着很多创新,可谓“精心构思,丰富多姿”。 宋代之后,建桥数量大增,桥梁的跨越能力、造型和功能又有所提高,在桥梁施工方面充分表现了我国古代工匠的智慧和艺术水平, 成为我国桥梁建造史上的宝贵财富。 初期,我国的公路、城建部门在恢复、改造和新建公路与城市道路上改建和新建了数量可观的桥梁, 使通车里程比前有了成倍的增长。 但由于起重设备的,装配式桥仅在简支梁桥上使用, 其他类型桥梁的施工仍多采用土牛胎、竹木支架、拱架现浇或砌筑施工。 随着科学技术的进步,施工机具、设备和建筑材料的发展,桥梁施工技术得到了不断地改进、提高。
1.2 现代桥梁施工技术的发展促进了桥梁结构的迅猛发展
从武汉长江大桥到南京长江大桥, 在桥梁工程技术发展上是一个大进步。
在南京长江大桥桥梁施工中,通过试验研究并设计制造了一系列关键性的施工机具设备, 创造了一些新的施工工艺,如管桩下沉、钻孔洗壁、循环压浆、悬拼调整、高强螺栓安装等,保证了工程按质量要求完成。 60 年代中期,悬臂施工的方法从钢桥施工引入到预应力混凝土桥施工以后,摆脱了建造预应力混凝土梁桥只能采用预制装配和在支架上现浇施工的单一局面,促进了预应力混凝土桥梁结构的发展,相继有预应力混凝土 T 型刚构桥、连续梁桥、斜拉桥等结构如雨后春笋般地在全国各地出现, 从而使预应力混凝土桥成为我国桥梁工程的主要类型。桥梁的其他施工方法,如转体法、顶推法、逐孔施工法、横移及浮运法等都在 70 年代中得到应用。 90 年代以来,我国的交通事业和桥梁建设出现了一个全新的时期, 突出体现在高速公路建设和国道系统的畅通以及桥梁技术、桥型、跨越能力和施工管理水平的升华。
2.桥梁施工技术的方法
2.1 桥梁下部结构的施工技术
2.1.1扩大基础施工
第一,测量放样。首先对施工现场进行场地平整,然后根据设计单位交付的经复测后合格的导线点和水准点,使用全站仪和水准仪进行施工放样。桥位勘测阶段所建立的控制网,在精度方面能满足桥梁定线放样要求时,应复测后使用。放样点不满足时要补充。桥梁的施工控制网,除了精密测定长度外,还要用它来放样各个桥墩(基)的位置,即定出基础轴线、边线位置及地面标高。并经监理工程师验收合格后,进行下一步的施工作业。第二,挖基和排水。挖基施工尽量安排在枯水或少雨季节进行。施工前按计划投入劳力、材料、机具,根据工程的施工期限、工地环境及地质情况,基坑拟用机械进行开挖,在机械开挖不到的部位由人工突击挖除,及时检验,随时进行基础浇筑。对埋置深度较大的基础,采取连续作业一气呵成。
2.1.2基坑开挖方法
第一,垂直坑壁基坑:对天然湿度接近最佳含水量、构造均匀、不发生塌滑、移动、松散或者不均匀下沉的基土,基础开挖可采用垂直坑壁基坑开挖法。第二,斜坡和梯形坑壁基坑:基坑深度在 5 米以内,土的湿度正常、土层结构均匀。采用斜坡开挖或按相应斜坡高、宽比值挖成梯形坑壁。第三,变坡度坑壁基坑:基坑开挖穿过不同土层时,坑壁边坡可按不同土质采用不同坡度。当下层为密实粘质土或岩石时,下层可采用垂直坑壁基。
2.1.3基础浇筑
中桥墩柱基础钢筋运到现场绑扎,并预埋墩柱身联接钢筋;桥台基础采用 15# 片石混凝土。混泥土由拌合站供应,混凝土罐车运送,片石混凝土掺配片石在小于 25%,混凝土送入模内后,用振捣棒震动密实,浇筑时注意做好石笋以便上下层连接同时片石摆放位置上下左右均相隔 20~30cm。
2.1.4桥台浇筑
桥台浇筑装模采用钢模装模,斜面和转弯处不好装模处用竹胶板配合装模。浇筑时水平分层,一般浇筑厚度在 30cm 以内。混凝土送入模内后,用振捣棒震动密实,保证表面没有蜂窝麻面现象。台帽施工测量放样一定要精确,采用 25# 钢筋混凝土浇筑,钢筋在现场绑扎,台帽支座顶面浇筑时控制好横坡度。
2.1.5墩柱浇筑
施工前,拉毛基础和墩柱接触面,并把基础预留的连接钢筋和墩柱钢筋笼焊接。中低墩柱采用预制好的圆形钢模桶一次浇筑成型,模板用吊车安装,模板上口高于混凝土面不少于10~15cm,模柱四周用缆风绳对拉,浇筑时用输送泵输或者吊车送入模内,用振动棒震动密实,保证表面没有蜂窝麻面现象。混凝土灌注完毕后,顶面砼应高出设计标高 3~5cm。排柱式墩身,各立桩应保持一致。混凝土强度达到 0.2~0.5Mpa 后,方可脱侧模,采用塑料薄模包裹保水养护。
2.1.6桥墩盖梁浇筑
墩柱顶预留钢筋和墩盖梁连接,桥梁盖梁桥浇筑装模采用钢模装模,斜面和转弯处不好装模处用竹胶板配合装模,采用钢管和木头配合搭建脚手架,并搭建临时工作台,装好底模后便现场绑扎钢筋,再安装侧模。浇筑时用输送泵输或吊车输入模内,浇筑时水平分层混凝土送入模内后,用振捣棒震动密实,保证表面没有蜂窝麻面现象,顶面浇筑时控制好横坡度。
2.2桥梁上部结构的施工技术
桥梁上部结构的施工方法,上世纪 70 年代以后随着预应力混凝土的广泛应用,已经得到了迅速发展,并发生了重大的变革。在钢筋混凝土桥梁的时代,可以说主要是现场浇筑的施工方法。由于桥梁类型增加与跨径增大,构件生产的预制化,结构设计方法的进步、机械设备的发展,由此而引起施工方法的进步和发展,形成了多种多样的施工方法。主要有:就地浇筑法、预制安装法、悬臂施工法、转体施工法、顶推法施工、移动模架逐孔施工法、横移施工法、提升与浮云施工法。
3.桥梁病害
随着交通运输业的发展,交通量大幅度的增加,行车密度和车辆的载重也越来越大,尤其是拖挂运输、私人载重货车运输等重型车辆数量大增,使得已建的桥梁不堪重负,导致桥梁不同度的损伤。根据病害的成因可以将它分为两大类:由环境作用引起的混凝土结构破坏和损伤由于混凝土自身存在的缺陷(如裂缝、孔、气泡等),环境中的水及一些具有侵蚀性的介质就可能会渗进混凝土的内部,与其中的某些成分发生化学反应或者物理反应,使得混凝土受到损伤,从而影响到结构的受力性能和耐久性。例如混凝土的中性化反应,氯离子对混凝土的侵蚀;
水泥中的碱和骨料中的活性硅发生的化学反应也会造成混凝土产生开裂现象;通过裂缝或者孔洞渗入到混凝土内部的水以及混凝土存在于气泡中的水会在低温条件下结冰膨胀,继而从内部破坏混凝土的结构;钢筋在有水的环境下很容易受到锈蚀,最终导致混凝土结构的完全破坏。由长期荷载作用或者设计施工不合理造成的混凝土结构损伤由于现在已建的桥梁是以当时的经济、交通状况来修建的,如今由于交通量的不断增加,加上重型车辆的不断出现,造成这些桥梁的负载远远超出它们的设计承载能力,从而使得混凝土结构遭受严重的损伤。而且在桥梁施工过程中,桥梁设计计算错误、施工图不完善、施工方法不当、材料的质量出现问题、施工质量问题都会导致桥梁混凝土结构的损害。
4.桥梁病害的处理措施
综合上述桥梁出现的问题,提出以下三点建议:对现有的桥梁进行全面的“体检”,了解其各个部位的损伤程度,核实并确定其承载能力,统计好数据,为桥梁的维修与加固提供有效的指导信息。另外对于那些在地震或洪水灾害中遭到破坏的桥梁要对其进行检查,记录当时的破坏程度及桥梁的承载能力等各方面的信息,为后续的桥梁建设提供可靠的依据。做好桥梁加固维修。主要的方法有①增大构件的截面尺寸、增加配置的主筋数量,从而提高桥梁的承载能力;②采用粘结剂和锚栓把钢板黏贴固定在混凝土结构的受拉一面或者其他比较薄弱的部位,使钢板与加固后的混凝土结构形成一个整体,达到提高其承载力和耐久性的目的;③对钢筋混凝土或者预应力混凝土的梁或者板的受拉区域施加体外预应力进行加固,这样既可以抵消部分自重应力,也可以很大程度地提高梁的承载能力。对在建的桥梁进行严格的质量控制,研究发展新技术、新方法提高桥梁的承载能力和耐久性能。对在设计阶段的桥梁进行严格设计把关,争取设计方案最优,设计计算和图纸无误。
5 结语
在桥梁建设中,我们应该根据实际情况来选择适宜的施工方法和技术。现代桥梁建设的施工技术发展突飞猛进,不断地涌现出了先进的技术、设备和高科技材料。当然在建设的过程中,我们仍会遇到各种新问题,这就需要我们不断探求新方法、新技术。