中铁建大桥工程局集团第五工程有限公司
摘要:装配式桥梁施工的施工前景十分乐观,目前国家大力发展装配技术,解决工厂生产难题,降低环境破坏。本文主要是从装配式桥梁可持续研究中的技术问题、技术合理性和技术成熟条件进行分析,再根据现有施工技术条件加以整理,探究配套成熟的装配式桥梁得出关于装配式桥梁的施工前景。装配式技术本身是大力扶持和鼓励技术,在桥梁运用成熟后可能用作于更多复杂项目,具有一定的研究价值。
关键词:装配式桥梁;技术;施工前景
引言:
装配式建筑的概念最早提出于20世纪初期,引发了建筑行业的广泛讨论,自提出以来到六十年代克服技术难题和生产难题、装配问题在技术发展中由理论技术成熟转为实际运用。我国在2015年开始规划装配式建筑并发表《工业化建筑评价标准》,在2016年全面提出装配式生产概念并加以实用,在《建筑产业现代化发展纲要》中提出装配建筑在2020年要达到的建筑占比为50%以上,之后还出台了多个相关文件。装配式桥梁建筑的前景十分美好,这种模式能够在建造速度提升的情况下保证建筑质量,本文就装配式桥梁的技术研究来确定其施工前景,根据实例加以分析。
1 装配式桥梁技术
依据现有的规范和标准要求,装配式桥梁可以很大程度上满足质量要求。在现有环境下可以看出装配式桥梁满足技术要求且具有多样性并且能够配套生产,这样就可以研究其可持续性。
1.1螺栓连接技术
全预制装配式桥梁常用的连接技术就是螺纹连接,主要用于钢筋混凝土桥梁制作,此方法十分有效、实用。采用螺纹连接也有很多需要注意的方面,一个是运输方面,一个是安装精度。装配式桥梁修筑过程中在半成品到达现场后,就会进行吊装或者采用其他方法安装就位,然后进行螺栓链接。我们的半成品构件上会预留螺栓连接孔,在运输过程中一定要注意关于预留的螺栓部位的保护,按照成品保护要求进行输送可以避免造成螺栓孔预留的损伤,否则会影响螺栓连接的稳定性。如果发现连接螺栓处出现挤压变形、碰撞变形、材料受到了毁灭性打击应当根据现场实际技术能力考虑退回预制厂还是由劳务工人依据技术整改通知单或技术方案或总工程师指令修补。运输保护的失败会造成成本的增加,零星工程修补在很多施工方、劳务方的造价中会高于普通用工、普通作业,还会影响工期。全预制装配式桥梁是前沿技术,新型的混凝土钢筋装配式桥梁在结构上非常重视造型和关键节点处的螺栓连接,它会影响桥梁的美观和稳定,我国目前对抗震设计的要求也比较高,综上所述一定要注意成品保护确保安装精度。
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1-方形套筒;2-工字型钢;3-支撑板;4-支撑板;
5-梯形钢板;6-内套筒;7-螺栓;8-螺栓;9-方钢管柱
图1:一般装配式桥梁螺栓连接图
1.2连接技术
1.2.1钢吊式连接技术
装配式桥梁的吊装技术也是一大难点,桥梁的修筑通常是在水路上,不方便吊车进场或者设置大型吊装作业,这就在无形中增加施工难度。装配式桥梁的预支半成品材料通过运输到达施工现场后就需要进行卸载准备拼装。比较早流行起来的就是钢吊式连接施工,这种施工方法可用于结构自重较小的装配式桥梁安装,如果是混凝土结构则不行,钢吊式连接技术常见于建筑物自身荷载较低的项目。这个方法有很明显的优点,钢材成本需求低,支模成本低且支模简单,还可降低梁柱扭曲的施工风险,其缺点也非常突出,施工安装难度大,对精度的要求较高容易出现偏差,连接点多、连接构件多增大连接方面的施工难度。
1.2.2筋套筒修筑在灌注混凝土浆技术和锚连接钢筋浆技术
装配式桥梁在钢筋混凝土结构中常用的连接技术还有钢筋套筒修筑在灌注混凝土浆技术和锚连接钢筋浆技术。钢筋套筒修筑在灌注混凝土浆技术中首要保证的就是强度,要求灌注浆拥有高强度性能,灌注浆在灌注完成后不能有收缩现象出现。我国已经有最新的钢筋套筒修筑在灌注混凝土浆技术,钢筋的连接是再加工厂利用螺纹连接完成的,需要采用机械连接,然后通过灌注浆技术现场灌注浆并连接。在钢筋套筒修筑在灌注混凝土浆技术使用中需要注意的是套筒、预留钢筋和灌注浆三方必须兼容且匹配,否则违反规定。桥梁的凹槽、节点等地方和关于拉结钢筋的固定、灌注孔没有变形、灌注浆强度经过检测符合设计及规范要求、灌注后灌注浆不存在收缩现象就是锚连接钢筋浆技术的核心了。
2 装配式钢筋混凝土桥梁预制件从入场到施工
装配式钢筋混凝土桥梁在克服技术问题后是有非常大的施工前景的。首先是工厂预制钢筋混凝土构件,预制构件一般分为基础部分和桥梁部分,然后按照安装步骤从加工厂运输至工地现场。需要注意的是,预制构件的混凝土强度必须满足设计及规范要求,出具检测报告,预制混凝土构件还需要进行为期28天的标准养护。因为基础部分含有桩基础和墩柱,所以要注意墩柱的凹槽精度和其稳定性能、强度,按照设计图纸精确预留钢筋位置,桩基础就是在强度要求上较高且不能有明显变形。上部预制构件和桥梁部分的预制构件必须经过专业质检和国家认可的检测中心检验才可出厂运输使用。
预制构件进入施工现场以后就开始在监理和施工方等认证下进行资料审核和外观质量检查,确保预制构件不会因为运输或其它原因与要求不符,经过验收合格后方可正式入场。预制构件的安装是根据现场测量放线定位的,在就位时一定要注意精度偏差不能超过规范要求和设计要求。预制构件的安装前期还需要做好地基夯实工作和基坑施工,还需要做好挡水措施,设置钢筋石笼网避免钢筋等材料出现留置水内或地基上空以外的地方。做好所有准备工作后可以正式对预制构件进行施工,按照既定的施工顺序先安装桩基础和墩柱在安装桥梁部分,施工过程中要注意连接精度和连接强度,所有安装过程中使用的材料应该依据规范或施工组织设计安排送检,进行见证取样。
预制构件施工的几个步骤通俗易懂。首先是根据工程需要选择是否需要在施工场地进行预拼装,然后是根据施工现场选择吊装的机械和采用的吊装方式,预制构件进行吊装时必须控制好安装精度和做好吊装时候预制件受力部位的成品保护,吊装结束后要等要安装稳定才可进行摘勾处理,施工过程中也要注意施工安全。预制件在摘勾前的安装处理主要是连接处理,这里通常会有技术给定明确的吊装方案,一般来说会采用锚固连接方法,通过预留孔进行锚固来稳定结构。
3 已建成装配式桥梁研究,类推施工前景
我国现存的装配式桥梁不算多,但有非常出名的项目。国内装配式桥梁中港珠澳大桥就享誉盛名,以其为例研究装配式桥梁的施工前景。
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图2:港珠澳大桥地层分析图
首先是对其地基的分析,这项分析可采用CPTU数据分析判别地层,如上图所示就是港珠澳大桥的地层分析图。桥梁总体来说只有两个部分,但是这两个部分并不简单,尤其是基础部分,基础部分对前期的工作要求非常高,在最开始施工的时候需要地理环境有充分了解,其中地质环境的了解可以利用CPTU数据分析进行地层判别,后期施工注意满足设计要求避免地质环境的过多破坏,施工过程中做好挡水等施工措施。地基分析是港珠澳大桥最开始的研究,港珠澳大桥就是按照全预制钢筋混凝土技术一步一步安装而来,现已经是国家层面的一张“中国建筑名片”,称得上是“世界桥梁建设历史上的巅峰之作”,全预制装配式桥梁也是通过这张名片走向国内桥梁修建的舞台,具有极高的政治意义和技术含金量,预示了全预制装配式桥梁施工的行业前景。
结束语
装配式桥梁的广泛运用在技术难题上已经逐步解决,但是还未解决加工问题和运输难题,很多偏远地区运输困难无法做到完善的成品保护,在高空架桥方面使用装配式桥梁还存在一定的技术难点。总体来说,装配式桥梁具有可操作性和可持续性,也会减轻对周边环境的污染。将污染源大部分固定在厂内,绿色的新型技术是可持续道路的技术突破点所在,在保证连接稳定,强度达标的情况下十分适用于工期紧张的项目。装配式桥梁也具有非常强大的施工前景,不论是技术层面还是施工操作层面,使用性能层面具有很强的施工意义,有很好的施工前景。
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