武汉市政工程设计研究院有限责任公司
摘要:在现代桥梁建设施工领域当中悬灌梁技术成为比较常见的技术之一,特别是在中大跨预应力砼连续梁的架桥工程当中有大量应用。而在各类桥梁建设工程当中普遍存在工期较长且工艺品质要求高的特点,这意味着在实际施工的过程中难免会遇到各种各样的问题和困难。本文针对大跨预应力混凝土连续梁悬灌节段施工的实际案例进行调研,分析提出施工质量管理和把控的相关对策。
关键词:预应力混凝土;连续梁悬灌;施工;质量控制
本文案例中的大桥工程位于四川地区,是2018年四川地区的高速路建设的重点工程之一。桥梁全长186.3米,结合当地环境以及施工条件整体采用大跨预应力砼连续梁的施工方案,根据实际情况设计了两个桥台,加上两个高度为67米的桥墩,桥墩为空心墩结构,下部扩大基础加单T钢结构梁体。采用采用墩顶托架现浇的工艺建构连续箱梁。多节段均采用挂篮悬臂浇筑的方法进行施工。由于项目在四川地区交通发展中的特殊意义,施工的工期和质量管理任务都有非常高的要求,特别是悬灌梁多个节段的工程质量呈现及管理水平,将直接决定整个工程的最终品质。
一、工程建设过程中的质量问题和面临的难题
(一)预应力管道平顺度不够
首先,在针对桥梁节点隐藏工程的检测方面,项目团队在测量方案的制定方面未考虑到实际的施工需要,相关误差范围过大。特别是管道坐标定位点精确度合格率较低,在进一步调查发现,施工图纸的定位精确度不高加上定位信息不完善,导致施工人员施工的标准化不够,而这样存在的施工质量问题会造成预应力管道平顺度低于合理的水平范围,进而会引发较大的质量风险。
(二)梁体高程大造成的施工难度过高
在原始施工方案当中对施工过程的影响因素考虑不周全,导致在施工途中不得不依次转换悬臂浇筑节段为主梁。而连续梁施工涉及到的技术类别多样且复杂程度高,同时也容易受到人为、环境等多方面因素的影响。特别是在施工的过程当中需要对桥梁梁体相关数据进行采集分析。并且需要实施根据分析结果合理化调整未浇筑的梁体施工方案。这些数据采集和分析都是相关施工工艺当中面临的困难。
二、预应力混凝土连续梁悬灌节段施工质量控制的方法对策
(一)完善优化施工图纸核算数据
首先,施工团队利用CAD软件根据项目设计图纸的相关数据绘制了软件图像,特别是针对管道的相关坐标进行进一步的重新测量,并核算和进行交底。随后以标准化图纸来加强对施工团队和施工现场的监督管控。
通过管道连接安装点坐标的图像化,来解决原始图纸坐标误差大且不详尽的问题。具体来讲,重新绘制的图纸能够提供更详尽施工标准信息,比如对管道施工点定位信息而言,按照管道沿梁长方向,每50cm一个定点,并且在变坡及端头的弧线位置进行加密定点。以对称稳定的模式分别对定点位进行编号。
在定点位置数据都设定好之后,利用Excel工作表,根据编号形成新的坐标施工数据表。然后让悬灌梁施工团队严格按照数据表进行规范化施工。
随后,根据重新绘制的施工图纸的相关位置信息,针对每个梁体节段的喇叭口的管道位置进行重新的精确定位,按照以上方式督促施工团队按标准高质量施工。由此能够很大程度上避免施工节段让管道出现偏位、不平顺的情况,达到了工程施工质量要求中偏差小于4毫米的要求。
(二)建立观测点和水准监督点
施工团队引进了DN03电子水准仪来投入到施工领域当中。然后在各个桥墩的墩顶的0号块上分别布置了施工观测点八个,加上水准监督点一个。因为桥墩顶部的水准监督控制点因为在施工工程的全程进展中不会发生变化,因此可以将其作为各个施工阶段悬灌节段的高程基准标点。以此来策略其他各个观测点的标准高度。
图例1:设置的八个观测点示意
针对施工过程的线形控制需要建立在梁体标高策略保持极高精准度的基础上。因此在整个测算和观测的阶段当中,需要由专业水平过硬的测量人员使用专业级水准仪来做好相关的测量工作。一般来说为了整个施工品质的达标则需要在测量精度的误差方面把控在1毫米之内。
随后在各个梁体节段施工的期间,施工团队在节段前段位置利用高强度的钢筋段来进行预埋布置测试点位。以此来获得在施工的过程中梁体标准高度的稳定性或变化的情况。同时这种方式还有个好处就是能够保护高程检测点位不会出现错移或损坏的情况。值得一提的是,该施工团队还利用了点焊工艺来加固钢筋段,并且之后的混凝土浇筑施工过程还未钢筋段预留了一截。通过这种施工方式,该施工团队通过梁顶预留的标高和梁体最底部来获得梁体的整体高度。
图例:预埋钢筋段施工工艺示意
(三)保持对主梁各阶段的挠度的观测和把控
而在工程进行悬灌节段浇筑混凝土施工的时候,专业测量团队会在每个梁节段悬臂前部布置八个点,来获得所需要的多种观测数值。在本例桥梁工程的施工过程中,施工团队用到的主要的方法以及执行的流程为:
1.针对模板标高进行调整的时候进行测量。这主要意义在于能够保证模板的标高达到更加高的精度和准确度,测量团队重点会利用专业仪器精确测量底模标高的数值,而根据实际施工工艺要求其误差必须保持在3毫米之内。
2.悬灌工艺完成后进行测量。悬灌施工完成节段混凝土浇筑阶段之后,待混凝土强度达到一定的水平的情况下,利用事先预留的八个观测点来获取实时观测数据。与此同时观测团队还要对之前完成的已浇筑梁节段的观测基准点进行复测。
3.在梁体钢筋绑扎施工后进行再次测量。专业施工团队对梁体的钢筋进行绑扎施工完成后,介于后续的混凝土浇筑期间需要重点来复测模板的标高。这个过程主要是在浇筑之前再次确定其误差是否达到了前面指定的3毫米标准,如果没有,则需要通过调整模板的方式来使其达标。
4.重点进行应力钢筋张拉观测。当工程施工核心的节段混凝土浇筑完工且前面的检测数值达标之后,需要由专门人员对浇筑梁体等方面进行全面的保护和维护。一般在一星期之后,于预应力钢筋张拉之前半天之内对梁体节段实现布置的八个点位进行观测。随后梁体节段预应力钢筋张拉结束之后,按照规范的方式对模板进行拆除。再次对八个点位进行观测,确保其正常。
5.严格把控施工阶段各部分精度。按照最新行业桥梁施工的各方面精度要求标准,在桥梁合拢阶段,两边的相对高程误差需要控制在15毫米以内。而悬臂梁段的高程需要处于-5毫米和15毫米之间。另外立模高程以及梁段顶面高程的偏差应当分别小于3毫米和10毫米。
6.对观测时间的合理选择。因为考虑到梁体和混凝土浇筑体在不同温度和环境条件下相关数值会有所变化,施工队还对相关重点部位进行分时段定点监测,一方面其针对清晨或夜间温度较低的时候检测了梁体低温状态下的相关数值,另一方面再在正常天气状况下的中午时段检测其高温环境下的相关数值。然后以专业人员对获取的不时间的测量数值进行了总体分析,重点分析温差变化较大的自然条件下梁体挠度的变化区间。得到这个数值区间的意义在于能够在后续的其他悬灌浇筑施工的时候,对相关梁体节段模板预拱度进行合理化设置。
结束语
通过该工程施工团队的努力,该大桥于2019年初全面竣工,各方面质量都达到了国内顶级的水准。在该案例当中,针对预应力混凝土连续梁悬灌节段施工这一国内相关桥梁工程施工当中常用的工艺,通过利用现代仪器及施工技术工艺,加上对施工各个观测环节的规范性管理,很好地保证了每一个桥墩的完工质量。特别是针对悬灌梁施工过程中时常出现的预应力管道平顺度不够以及施工梁体高程较大的问题,其科学的做法也非常值得参考。唯有在相关工程施工管理当中懂得利用现代技术和先进的施工理念,才能够保证工程以更高效更高质量的水平完成。