淺談橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法

付 羽,張占文

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司)

1 就地澆筑法

就地澆筑法是在橋位處搭設(shè)支架,在支架上澆筑橋體混凝土,達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板、支架。

就地澆筑法施工無(wú)需預(yù)制場(chǎng)地,而且不需要大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備,梁體的主筋可不中斷,橋梁整體性好。它的缺點(diǎn)主要是工期長(zhǎng),施工質(zhì)量不容易控制;對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁由于混凝土的收縮、徐變引起的應(yīng)力損失比較大;施工中的支架、模板耗用量大,施工費(fèi)用高,搭設(shè)支架影響排洪、通航,施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。

2 預(yù)制安裝法

預(yù)制安裝法是在預(yù)制工廠或在運(yùn)輸方便的橋址附近設(shè)置預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行梁的預(yù)制工作,然后采用一定的架設(shè)方法進(jìn)行安裝。預(yù)制安裝法施工一般是指鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的預(yù)制安裝。

預(yù)制構(gòu)件安裝的方法很多,各需不同的安裝設(shè)備,可根據(jù)施工的實(shí)際情況合理選擇。

預(yù)制安裝法施工的主要特點(diǎn)如下幾方面。

(1)由于是工場(chǎng)生產(chǎn)制作,構(gòu)件質(zhì)量好,有利于確保構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精度。

(2)上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè),因而可縮短現(xiàn)場(chǎng)工期。(3)能有效地利用勞動(dòng)力,并由此而降低工程造價(jià)。(4)由于施工速度快,可適用于緊急施工工程。

(5)構(gòu)件預(yù)制后由于要存放一段時(shí)間,因此在安裝時(shí)已有一定齡期,可減少混凝土收縮、徐變引起的變形。

3 懸臂施工法

懸臂施工法是從橋墩開始,兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對(duì)稱進(jìn)行拼裝。前者稱懸臂澆筑施工,后者為懸臂拼裝施工。

懸臂施工的主要特點(diǎn)是以下幾方面。

(1)橋梁在施工過(guò)程中產(chǎn)生負(fù)彎矩,橋墩也要承受由施工而產(chǎn)生的彎矩,因此懸臂施工宜在營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工階段的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用,如預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等。

(2)非墩梁固接的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋,采用懸臂施工時(shí)應(yīng)采取措施,使墩、梁臨時(shí)固結(jié),因而在施工過(guò)程中有結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換。

(3)采用懸臂施工的機(jī)具設(shè)備種類很多,就掛籃而言,也有桁架式、斜拉式等多種形式,可根據(jù)實(shí)際情況選用。

(4)懸臂澆筑施工簡(jiǎn)便,結(jié)構(gòu)整體性好,施工中可不斷調(diào)整位置,常在跨徑大于100m的橋梁上選用。懸臂拼裝法施工速度快、橋梁上、下部結(jié)構(gòu)可平行作業(yè),但施工精度要求比較高,可在跨徑100m以下的大橋中選用。

(5)懸臂施工法可不用或少用支架,施工不影響通航和橋下交通。

4 轉(zhuǎn)體施工法

轉(zhuǎn)體施工是將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊(或路邊及適當(dāng)位置)進(jìn)行預(yù)制,待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件就位的施工方法。轉(zhuǎn)體施工其靜力組合不變,它的支座位置就是施工時(shí)的旋轉(zhuǎn)支架和旋轉(zhuǎn)軸,橋梁完工后,按設(shè)計(jì)要求改變支承情況。

轉(zhuǎn)體施工的主要特點(diǎn)有以下幾方面。(1)可以利用地形,方便預(yù)制構(gòu)件。(2)施工期間不斷航,不影響橋下交通,并可在跨越通車線路上進(jìn)行橋梁施工。

(3)施工設(shè)備少,裝置簡(jiǎn)單,容易制作并便于掌握。

(4)節(jié)省木材,節(jié)省施工用料。采用轉(zhuǎn)體施工與纜索無(wú)支架施工比較,可節(jié)省木材 80%,施工用鋼 60%。

(5)減少高空作業(yè),施工工序簡(jiǎn)單,施工迅速。當(dāng)主要結(jié)構(gòu)先期合攏后,給以后施工帶來(lái)方便。

(6)轉(zhuǎn)體施工適合于單跨和三跨橋梁,可在深水、峽谷中建橋采用,同時(shí)也適應(yīng)在平原區(qū)以及用于城市跨線橋。

(7)大跨徑橋梁采用轉(zhuǎn)體施工將會(huì)取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,轉(zhuǎn)體重量輕型化、多種工藝綜合利用,是大跨及特大跨橋的施工關(guān)鍵所在。

5 頂推法施工

頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺(tái)后設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地,分節(jié)段預(yù)制,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體聯(lián)成整體,然后通過(guò)水平千斤頂施力,將梁體向前頂推出預(yù)制場(chǎng)地,之后繼續(xù)在預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行下一節(jié)段梁的預(yù)制,循環(huán)操作直至全橋施工完畢。

頂推法施工的特點(diǎn)有以下幾方面。

(1)頂推法可以使用簡(jiǎn)單的設(shè)備建造長(zhǎng)大橋梁,施工費(fèi)用低,施工平穩(wěn)無(wú)噪聲,可在水深、山谷和高橋墩上采用,也可在曲率相同的彎橋和坡橋上使用。

(2)主梁分段預(yù)制,連續(xù)作業(yè),結(jié)構(gòu)整體性好;由于不需要大型起重設(shè)備,所以施工節(jié)段的長(zhǎng)度一般可取用10～20m。

(3)橋梁節(jié)段固定在一個(gè)場(chǎng)地預(yù)制,便于施工管理,改善施工條件,避免高空作業(yè)。同時(shí),模板、設(shè)備可多次周轉(zhuǎn)使用,在正常情況下,節(jié)段的預(yù)制周期 7～10d。

(4)頂推施工時(shí),梁的受力狀態(tài)變化很大,施工階段梁的受力狀態(tài)與營(yíng)運(yùn)時(shí)期的受力狀態(tài)差別較大,因此在梁截面設(shè)計(jì)和布索時(shí)要同時(shí)滿足施工與營(yíng)運(yùn)的受力要求,因此用鋼量較高。在施工時(shí)也可采取加設(shè)臨時(shí)墩、設(shè)置前導(dǎo)梁和其他措施,用以減小施工內(nèi)力。

(5)頂推法宜在等截面梁上使用。但當(dāng)橋梁跨徑過(guò)大時(shí),選用等截面梁會(huì)造成材料用量的不經(jīng)濟(jì),也增加施工難度,因此以中等跨徑的橋梁為宜,橋梁的總長(zhǎng)也在 500～600m為宜。

6 移動(dòng)模架逐孔施工法

逐孔施工是中等跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中的一種施工方法,它使用一套設(shè)備從橋梁的一端逐孔施工,直到對(duì)岸。

采用移動(dòng)模架逐孔施工的主要特點(diǎn)有以下幾方面。

(1)移動(dòng)模架法不需設(shè)置地面支架,不影響通航和橋下交通,施工安全、可靠。

(2)有良好的施工環(huán)境,保證施工質(zhì)量,一套架可多次周轉(zhuǎn)使用,具有在預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。

(3)機(jī)械化、自動(dòng)化程度高,節(jié)省勞力,降低勞動(dòng)強(qiáng)度;上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè),縮短工期。

(4)通常每一施工梁段的長(zhǎng)度取用一孔梁長(zhǎng),接頭位置一般可選在橋梁受力較小的部位。

(5)移動(dòng)模架設(shè)備投資大,施工準(zhǔn)備和操作都較復(fù)雜。

(6)移動(dòng)模架逐孔施工宜在橋梁跨徑小于 50m的多跨長(zhǎng)橋上使用。

7 橫移法施工

橫移施工是在擬待安置結(jié)構(gòu)的位置旁預(yù)制該結(jié)構(gòu)物;并橫向移動(dòng)該結(jié)構(gòu)物,將它安置在規(guī)定的位置上。

橫移法施工的主要特點(diǎn)是在整個(gè)操作期間,與該結(jié)構(gòu)有關(guān)的支座位置保持不變,即沒(méi)有改變梁的結(jié)構(gòu)體系。反之,在橫向移動(dòng)期間,臨時(shí)支座需要支承該結(jié)構(gòu)的施工重量。

橫向位移施工多用于正常通車線路上的橋梁工程的換梁。為了盡量減少交通的中斷時(shí)間,可在原橋位旁預(yù)制并橫移施工。

橫移施工也可與其他施工方法配合使用。如一座分離式箱梁橋,可先采用頂推法按單箱完成,再采用橫移法就位,之后在原位置上繼續(xù)進(jìn)行另一單箱梁頂推施工,這樣可以使用一套頂推設(shè)備完成橋的施工。

橫移施工多采用卷?yè)P(yáng)機(jī)、液壓裝置并配以千斤頂操作。由于混凝土橋具有較大的自重,橫移法施工常在鋼橋上使用。

8 提升與浮運(yùn)施工

這是一種采用豎向移動(dòng)梁體就位的方法。提升施工是在未來(lái)安置結(jié)構(gòu)物以下的地面上預(yù)制該結(jié)構(gòu)并把它提升就位。浮運(yùn)施工是將橋梁在岸上預(yù)制,通過(guò)大型浮船移運(yùn)至橋位,利用船的上下起落安裝就位的方法。

采用提升和浮運(yùn)的方法常選取整體結(jié)構(gòu),重達(dá)數(shù)千噸。使用該法的要求是以下幾方面。

(1)在該結(jié)構(gòu)下面需要有一個(gè)適宜的地面;(2)在被提升結(jié)構(gòu)下面要有一定的承載力;

(3)擁有一臺(tái)支承在一定基礎(chǔ)上的提升設(shè)備;

(4)該結(jié)構(gòu)應(yīng)該是平衡的,至少在提升操作期間;

(5)采用浮運(yùn)法要有一系列的大型浮運(yùn)設(shè)備。