浅谈斜拉式桥梁的施工与养护
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浅谈斜拉式桥梁的施工与养护
摘要公路桥梁建设作为国家的基础设施建设,其质量是工程的根本,工程质
量的关键又主要来源于其技术水平。桥梁施工技术水平的高低直接影响到桥梁建
设的发展。本文主要对斜拉式桥梁施工技术进行了探讨。
关键词斜拉式桥梁;施工技术;施工与养护
斜拉桥又称为斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是
由承压的塔,受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。其可看作是拉索
代替支墩的多跨弹性支承连续梁。其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻
了结构重量,节省了材料。斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。本文主要对斜拉
式桥梁深水施工、主塔施工和索力的形成方法进行了分析。
1斜拉桥梁深水施工
1.1钻孔桩的施工
1)钢护筒的制作。一般在斜拉桥梁的设计中,大部分钢护筒都是采用1cm 厚
的钢板卷制,内径一般会比钻孔桩大0.2m,并且在其底部还要设置1.2cm厚、
50cm 宽的钢带作为刃脚。然后在进行钢护筒的焊接时候,应该尽量采用坡口双
面焊接的方式,同时要注意保持焊缝的连续性,以免发生漏水。特别是在钢护筒
的最上一节要焊上牛腿,使其与钢吊箱内的吊带共同承担承台混凝土和钢掉箱的
重力。钢护筒长度的选择要以满足稳定性和承载力作为标准,在沉入水下并深入
粘土层1m~1.5m的前提下,钢护筒的顶部要比河床表面局部冲刷线低1m~1.5m、
比潮水位高0.5m。由于河床大多属于高液限粘土,厚度在11.5m~33.6m之间,
且钢护筒必须穿过淤泥层,因此一般会将钢护筒的长度拟定为28m,待工程地质
勘探结束后,在依据现场施工的实际情况进行适当调整,再对钢护筒进行沉放时,
要先在平台桩的位置设置下沉导向定位架,将钢护筒吊入导向架内,然后将振动
锤吊放至钢护筒的米字形架上,开动振动锤使钢护筒下沉并同时对下沉位置进行
测量,以确保其水平与竖直位置能够符合设计要求。然后再对护筒下沉位置进行
精确测量的基础上,将下一节钢护筒吊入导向架内叠放到前一节护筒上并进行固
定,将这两节护筒焊接成为一个整体,在焊接过程中要注意包装护筒的密封性和
垂直度。如此往复循环操作,直到完成了全部的焊接任务为止。
2)钢护筒的定位。在进行钢护筒的沉放前,首先要用大型型钢制作米字形
架,以便在进行打桩时振动锤的力量能够均匀的分布到钢护筒的筒壁上,以免高
达160t的振动力对护筒造成损伤。而且要在平台桩的位置设置下沉导向定位架,
将焊接结束的钢护筒吊入导向架内并将振动锤吊至护筒上部的米字形架上,在开
动振动锤使护筒不断下沉的同时要做好测量定位工作,以确保护筒的沉放能够满
足设计标准。如此往复循环,直到护筒的刃部下沉到河床面位置,再通过打桩机
将其打入预定深度,然后就可以按照常规的钻孔桩施工方法进行施工。
1.2沉箱基础
在进行沉箱前,要先通过水下爆破的方式使施工位置的底层岩石和堆积层变
得松散,再利用挖泥船或疏浚船对其进行清理。然后,要对地基面进行加工磨削
及平整清理,待清理结束后将预制的大型沉箱通过船运或浮运等方式运送到施工
现场并沉放到指定位置,最后通过水上灌注船只将混凝土灌入沉箱内,使其与沉
箱连接成为一个整体。
2斜拉桥梁混凝土主塔施工
1)施工测量。斜拉式桥梁的混凝土主塔基本上由基础部分、承台塔座、塔
柱、横梁及拉索锚固区组成,斜拉式桥梁主塔形式虽然多种多样,但对于施工精
度的要求却都非常严格。为了确保主塔各部分的几何尺寸和技术标准满足设计要
求,必须要建立独立的、具有一定测量精度的控制网,同时注意做好该局部测量
网与整体控制网的衔接。对主塔的测量时间最好选在每日清晨日出之前或傍晚日
落之后,以便降低光照所导致的变形影响。
2)塔柱的施工。斜拉式桥梁的塔柱主要分为下塔柱、中塔柱和上塔柱3部
分,其中下塔柱的高度约为30m,一般采用支架法进行施工;中塔柱的施工一般
采用爬模法;上塔柱的施工大多采用支架法和爬模法,结构大多为铅直结构。由
于上下塔柱的倾斜方向相反,为了确保在施工过程中塔柱保持稳定的状态并在最
大程度上消除施工所带来的结构初应力的影响,应在中下塔柱设置拉杆和支撑
杆,并施加顶力和预拉力。在塔柱的设计中,大多设有贯穿全塔的劲性骨架。在
现场加工并精确安装后,劲性骨架会发挥其方便索道、绑筋和支模定位的作用。
劲性骨架在斜拉式桥梁倾斜塔的施工中具有重要的作用,在施工过程中应根据现
场的实际情况对其进行适当调整,以便能够更好的完成施工任务。
3)混凝土主塔施工。一般以桥面作为起始点,混凝土主塔的高度大约在100m
左右,因此施工必然会包含泵送大流动混凝土的工艺,为了在进一步提高混凝土
的可泵送性能的同时满足施工设计对于弹性模量和收缩性的要求,可采用低水灰
比、高集料、低水泥用量、使用超细矿粉并添加了泵送外加剂的混凝土,以便在
满足泵送要求的同时确保缓凝、早强、高强的要求。在确保混凝土的各项性能符
合设计要求的前提下,要根据混凝土主塔施工的季节、缓凝时间及泵送高度的不
同选择最为适合的工艺。由于斜拉式桥梁混凝土主塔施工必须要用到泵送工艺,
因此相关人员一定要注意对泵送工艺进行优化。
3斜拉式桥梁索力的形成
斜拉式桥梁索力的形成主要有一次张拉法和多次张拉法两种量相等的原理,
可求得混凝土的出机温度T,说明混凝土的出机温度与原材料的温度成正比,为
此对原材料采取降温措施:将堆场石子连续浇水,使其温度自浇水前的56℃降
至浇水后的29℃,且可预先吸足水分,减少混凝土坍落度损失;黄砂利用地下
水淋水冷却,使之降温。虽混凝土中水的用量较少,但它的比热最大,地下水随
抽随用,这样一来,经计算出机温度T 约为22.8℃,37 次实测的平均实测值
23.2℃,送达现场的实测温度为24.6℃,从而使入模温度大为降低。为不使混凝
土输送管道温度过高,在管道外壁四周用麻袋包裹,并在其上覆盖草包并反复淋
水、降温。
4施工与养护
1)采取阶梯状分层浇筑的方式,每层厚度250mm,以利于混凝土水化热的
散发。加强混凝土的振捣,特别应注意混凝土振捣困难的部位如预留洞的下方、
钢筋密集区、梁柱交叉处等部位的振捣工作。采用合理安排浇筑时间,降低混凝
土入模温度,保证混凝土连续浇筑,选用低热水泥,减少水泥用量等方法,以降
低水化热来减少混凝土内外温差引起的混凝土裂缝。混凝土施工完毕后应特别注
意早期养护,及时用塑料薄膜进行覆盖,保持混凝土表面湿润,养护时间不少于
14d。
2)养护:在混凝土裂缝的防治中,对混凝土的早期养护非常重要。混凝土
抹压后,当人踩在上面无明显脚印时,随即用塑料薄膜覆盖严实,不使透风漏气、
水分蒸发散失并带走热量。且在薄膜上盖两层草包保湿保温养护,以减少混凝土
表面的热扩散,延长散热时间,减少混凝土内外温差。经实测混凝土3 天内表
面温度在48℃~55℃之间,且很少发现混凝土表面有裂缝情况。
3)结构底板和侧壁外防水采用HDPE 高密度聚乙稀防水卷材,该卷材具有
高度的韧性、优良的抗化学性、抗老化性、耐腐蚀、抗渗性高等性能。防水层基
层必须坚固平整、光洁、不起砂、无毛刺、不得有疏松、凸起物和凹坑。有凸凹
不平和质量缺陷部位,将有缺陷的混凝土凿除,用水冲洗干净,直至见到坚硬的
混凝土基层,然后在潮湿的基层表面涂刷水泥基渗透结晶型涂料灰浆,厚约1mm
左右,随后用细石混凝土补平捣实。
5结语
除了本文描述的内容之外,斜拉式混凝土桥梁的施工技术还有很多,虽然在
文中没有对其进行介绍,但它们对于桥梁整体结构的强度和投入运营后的稳定性
都起着重要的作用。就目前的情况看,国内尚处于继续摸索的阶段,所以相关工
作人员除了要积极进行经验的积累和知识的研究外,还要注意技术创新和工艺创
新,从而为我国桥梁建设事业的发展做出自己的贡献。
参考文献
[1]冯云强.斜拉式栈桥设计与施工技术研究[J].重庆建筑,2010.
[2]张国杰,杜丽鹏,徐光海.浅谈我国公路桥梁的发展趋势[J].今日科苑,2010.