山东邹城市圣城文化旅游开发债权融资计划

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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

     参考文献 【1】梅波.广深沿江高速公路机场特大桥深水承台吊箱围堰施工方案【J】.公路，2013（3）：104~106． 【2】李少方．高速公路刚构特大桥施工技术研究【J】.黑龙江交通科技，2015（1）：159．   已建的混凝土桥梁结构可能会出现承载能力不足、混凝土表面裂缝等问题

    加之旧桥部分老化、破损或受原设计标准的限制，己不能适应现代交通运输的要求

    这些混凝土桥梁中绝大部分可以通过加固改造来提高或改善结构受力性能，重新投入使用

      　　关键词：公路桥梁；加固；施工技术  　　中图分类号：U415.6 文献标识码：A文章编号：  　　1 桥梁需要加固的原因  　　桥梁是公路的咽喉,其使用功能的好坏直接影响整条线路的畅通,既有公路中设计标准较低的桥梁严重制约了公路运输事业的发展

    我国公路桥梁 的设计标准随着国民经济的发展而不断提高:设计荷载由汽- 6 、汽- 8 、汽- 10、汽- 13 发展到汽- 15、汽- 20 及汽- 超20 级;验算荷载也由拖- 30、拖- 60 、拖- 80 发展到挂- 100 和挂- 120

    据调查,全国在20 世纪80 年代前建成的国道、省道和县级公路中永久性大、中型桥梁的设计荷载达到汽- 20 级、挂- 100 标准的仅占6. 53 % ,汽- l0 、履- 50 及以下荷载标准的桥梁占9. 17 % ,其余84. 3 %的桥梁基本上是汽- 13 级和汽- 15 级标准

    由此可见,既有桥梁已不能适应当前的设计标准要求

    同时,随着国民经济的发展,交通量和车辆载重不断加大,公路交通的负荷日趋增大,使部分早期设计修建的桥梁的既有损伤不断加重,加速了桥梁的老化、破损

    特别是修建年代早、设计标准低的桥梁,病害严重, 已不能维持正常使用,而只能限速限载通行,甚至不得不关闭交通,严重影响和制约了交通运输和地方经济的发展

      　　受资金和材料资源的限制,上述桥梁不可能全部拆除重建,而期望尽量利用既有桥梁,通过技术手段对旧桥进行技术改造,恢复和提高其承载能力

      　　2 梁式桥上部结构改造技术  　　梁式桥上部结构加固改造技术主要有以下几种: 一是扩大和增加原结构构件截面,以提高原结构的强度和刚度；二是以新的结构代替原抗力不足的结构；三是改变原结构的受力体系,使原结构受力减少；四是对原结构施加预应力,改善原结构的受力性能

      　　2.1预应力技术

      　　随着荷载等级的不断提高,桥梁工程逐渐向轻型、大跨度方向发展,预应力砼结构的应用越来越广泛,在今后的桥梁加固中,现有加固技术可能在很大程度上受到限制,因此,有必要开发和研究预应力技术在旧桥改造中的应用

      　　用预应力技术对结构进行加固主要是通过后张法中的体外预应力来实现的,其施工工艺:体外预应力的预应力钢束设于砼构件的外侧,钢束穿过设在构件端部的挡块和中部适当位置的转向块进行张拉,从而使砼构件获得预压应力

    此法的主要目的是简化预应力工艺,但结构的受力|考试-大|特性比常规的粘结预应力砼差,钢材用量也较大,目前主要用于较大跨度的桥梁工程或维修加固工程中

      　　2.2下撑式预应力拉杆法

      　　当桥下净空能够满足通车、通航要求时,可采用在梁下设置预应力拉杆的方法进行加固

    设计时一般采用粗钢筋作为拉杆,两端锚固在梁端,中间采用单柱或多柱支撑,使梁受到预应力的作用

    施加预应力的主要方法: ①横向收紧法

    将拉杆分两层布置于梁底两侧,在靠近梁的支座附近向上弯起,与固定在梁端的锚固板焊接

    在拉杆的弯起处用短柱支撑,在纵向每隔一定距离设置一道撑棍和紧锁螺栓, 再通过收紧器将拉杆横向收拢而产生预应力

    ② 纵向张拉法

    将预应力拉杆沿梁底布置,两端向上弯起,锚固于梁端,然后直接张拉梁底的水平拉杆, 使拉杆产生预拉力,梁体因此受到预应力的作用

      　　2.3预应力钢丝束法

      　　沿梁腹侧面按抛物线形敷设预应力钢丝束,在梁底每隔一定距离(50～100 cm) 设置一根定位箍, 用以固定钢丝束的形状,钢丝束的两端穿过梁端翼缘板伸至梁顶锚固

    张拉预应力钢丝束,通过定位箍使梁获得预应力;再通过喷射砼使预应力钢丝束及定位箍与梁体形成整体

    这种加固方法的受力明确,效果明显,但箍圈的构造较复杂

      　　2.4 桥路面层补强加固法

    桥面补强层加固法是通过在梁顶（桥面）上加铺一层钢筋混凝土层，使其与原有主梁形成整体，从而达到增大主梁有效高度和抗压截面，增加桥面整体刚度，提高桥梁承载能力的一种常用且有效的方法

    为了减小补强层增加的恒载，常将原有桥面铺装层凿除，而且能使新老结合良好，共同受力

      　　2.5 粘贴钢板加固法

    交通量增加，主梁出现承载力不足，或纵向主筋出现严重腐蚀的情况下，梁板桥的主梁会出现严重的横向裂缝

    粘贴钢板法是公路混凝土桥梁常用的加固方法，一般是采用环氧树脂或专门结构胶将钢板直接粘贴在混凝土构件表面，使之与构件形成受力整体

    土木工程中的新技术往往来自新材料的应用

    自上世纪七十年代末初期，欧洲进行纤维增强复合材料（FRP）在土木工程应用研究以来，具有极好的比强度和比刚度、优秀耐腐蚀性的纤维增强复合材料已广泛用于混凝土结构的粘贴加固工程，形成了纤维增强复合材料补强加固已有混凝土桥梁的新技术，其中碳纤维增强复合材料（CFRP）应用更多

    本文根据国内外关于碳纤维增强复合材料补强加固的工程研究，介绍这一新技术的材料特性、施工方法和技术措施

    粘贴钢板加固是对粘贴部位砼和粘贴用钢板进行表面处理后，用环氧树脂胶浆将钢板粘贴在砼表面，并加压成型，使钢板密贴砼表面，以提高梁的抗弯、抗剪能力的一种加固方法

    采用粘接及几锚栓，将钢板粘贴锚固在混凝土结构的受拉或薄弱部位，使其与结构形成整体，以钢板代替增设的补强钢筋，以达到提高梁的承载能力的目的

    该方法还具有施工简便，快速，不影响结构外形，加固费用低，不减小桥梁净空以及增加荷载不多等优点

    不足之处是粘贴钢板加工成型较困难，需要一定的支护设备，而且在长期使用过程中维修保养工作量大，粘结材料的耐久性能也值得重视

      　　2.6 增加主梁加固法

    增加主梁加固法是在新增主梁位置将原桥面凿开，切断原横隔梁，利用原结构挂设模板，现浇钢筋砼主梁，并连通原横隔梁，保证新旧结构成为整体，共同受力

    这种方法适用于主体结构基本完好、而承载力不能满足要求的情况

    但是，在加固过程中必须中断交通，且工艺复杂，工程量大，对原结构的损伤较大

      　　2.7 锚喷混凝土加固法

    借助高速喷射机械，将新混凝土混合料连续地喷射到以锚固好钢筋网的受喷面上，凝结硬化而成钢筋混凝土，从而增大桥梁的受力断面和补强钢筋，加强结构的整体性，使其能承受更大的外部荷载作用，提高桥梁承载能力

      　　2.8碳纤维增强复合材料补强加固技术

    由于自然环境各种因素的影响施工质量和实际交通组成变化及超载车辆的作用，已建的混凝土桥梁结构可能会出现承载能力不足、混凝土表面裂缝等问题

    这些混凝土桥梁中绝大部分可以通过加固改造就能提高或改善结构受力性能，重新投入使用

       　　3 结语  　　公路桥梁的加固维修技术是最近兴起的一门新技术，是二十一世纪公路桥梁施工领域发展速度最快、用途最广的一门科学技术， 加速我国旧桥加固或改造技术的研究，不仅能更好地、及时地为现代交通运输服务，而且能为国家带来巨大的经济效益和社会效益

    然而加固施工工艺相对较复杂，要求桥梁加固工程取长补短，不仅延长了原桥的使用寿命，同时还增强了原桥的承载能力

    桥梁的加固维修问题已经成为世界普遍关注的课题，加固理论、加固方法也是多种多样，只有遵循一套科学的程序和方法，才能够达到技术可行、经济合理、结构安全的目的

      　　参考文献：  　　【1】张建仁王磊，既有钢筋混凝土桥梁构件承载力估算方法【J】中国公路学报，2006年2期.  　　【2】郝晓燕.浅谈桥梁的加固技术及其应用【J】.山西建筑，2002，28 

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