橋梁施工方法及其選擇

袁景富

(貴州省交通建設(shè)咨詢(xún)監(jiān)理有限公司)

橋梁的建設(shè)一般要經(jīng)過(guò)規(guī)劃、工程可行性研究、勘察設(shè)計(jì)和施工等幾個(gè)階段。施工是具體實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)意圖的過(guò)程，高水平的橋梁設(shè)計(jì)需要更高水平的施工技術(shù)去實(shí)現(xiàn)。同時(shí)橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，也為實(shí)現(xiàn)橋梁設(shè)計(jì)意圖提供了靈活多樣的手段，為增大橋梁跨度、改善結(jié)構(gòu)性能和線(xiàn)形以及應(yīng)用新材料提供了充分的條件。

橋梁施工的技術(shù)水平是與同時(shí)代的生產(chǎn)力發(fā)展水平密不可分的。其中典型的橋梁有泉州洛陽(yáng)橋、漳州虎渡橋等。

漳州虎渡橋總長(zhǎng)約335 m，某些石梁長(zhǎng)達(dá)23.7 m，沿寬度用三根石梁組成，每根寬1.7 m，高1.9 m，重達(dá)200 t，如此巨大的石梁在當(dāng)時(shí)足采用何種方法架設(shè)安裝就位的，至今仍無(wú)從考證，足見(jiàn)我國(guó)古代橋梁建造技術(shù)的高超。

19世紀(jì)中期，鋼材的出現(xiàn)使鋼結(jié)構(gòu)橋梁得到蓬勃發(fā)展。莢圈在19世紀(jì)50年代從法國(guó)引進(jìn)近代懸索橋技術(shù)后，于19世紀(jì)70年代發(fā)明了“空中紡線(xiàn)法(AS法)”編紡懸索橋主纜。而在現(xiàn)代的懸索橋建造中，則多采用工廠預(yù)制的平行鋼絲束作為主纜，其架設(shè)方法(PWS法)也更簡(jiǎn)潔、快速。

20世紀(jì)前后，鋼筋混凝土得到廣泛應(yīng)用，其中鋼筋混凝土拱橋無(wú)論在跨越能力、結(jié)構(gòu)體系還是主拱圈的截面形式均有很大的發(fā)展。隨后在1929年法國(guó)著名工程師弗萊西奈經(jīng)過(guò)20年的研究使預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)應(yīng)用于橋梁建設(shè)后，各種新穎的橋梁結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn)，相應(yīng)的施工方法也應(yīng)運(yùn)而生。

懸臂施工技術(shù)最早是在前聯(lián)邦德國(guó)采用，特別是在1952年采用這種方法成功地建成了萊茵河上的沃倫姆斯T形剛構(gòu)橋后，這種方法就傳播至全世界。懸臂施工方法的出現(xiàn)使大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁得到了迅猛發(fā)展。同時(shí)，在拱橋施工中引入懸臂施工法，打破了以往由于施工因素而使拱橋發(fā)展遲遲不前的狀況，為鋼筋混凝土拱橋的發(fā)展開(kāi)辟了廣闊的前景，并且大大地提高了拱橋的跨越能力。

20世紀(jì)50年代末，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的頂推施工法問(wèn)世，并于1959年首次在奧地利的阿格爾橋上成功采用。近20年來(lái)，頂推施工法由于施工安全、設(shè)備簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，在世界上發(fā)展較快，從而又促使連續(xù)梁橋得到了推廣。目前連續(xù)梁橋的連續(xù)長(zhǎng)度已超過(guò)千米。

20世紀(jì)50年代，世界上出現(xiàn)了第一座現(xiàn)代鋼斜拉橋，到20世紀(jì)60年代，預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋已開(kāi)始大量修建。20世紀(jì)60年代后，又創(chuàng)造了逐孔施工法、轉(zhuǎn)體施工法等施工技術(shù)。

20世紀(jì)80和90年代，世界各國(guó)的橋梁建設(shè)事業(yè)方興未艾，特別是大跨深水橋梁日益增多。到20世紀(jì)末，在世界各國(guó)已建成的橋梁中，懸索橋的最大跨徑已達(dá)1 991 m(日本明石海峽大橋)，斜拉橋已達(dá)890 m(日本多多羅橋)，混凝土拱橋已達(dá)420 m(中國(guó)萬(wàn)縣長(zhǎng)江大橋)，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋已達(dá)301 m(挪威Stolmasundet橋)。預(yù)應(yīng)力混凝土與鋼混合梁橋已達(dá)到330 m(中國(guó)重慶石板坡長(zhǎng)江大橋復(fù)線(xiàn)橋)，通過(guò)這些大型橋梁的建造，極大地提高了當(dāng)今橋梁施工的技術(shù)水平。

伴隨著跨海工程的建設(shè)，以及橋梁施工機(jī)具設(shè)備向著大功能、高效率和自動(dòng)控制的方向發(fā)展，預(yù)制安裝施工方法又煥發(fā)了活力，沙特阿拉伯一巴林道堤工程，采用14 000 t的浮吊架設(shè)60余米長(zhǎng)的大型預(yù)制構(gòu)件。加拿大聯(lián)邦大橋(Confederation bridge)則是將8 700 t的浮吊運(yùn)用到基礎(chǔ)、橋墩和上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件運(yùn)輸安裝施工中。

未來(lái)的橋梁建設(shè)將更注重新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的廣泛應(yīng)用與相關(guān)的橋梁施工技術(shù)的發(fā)展，將在各種施工方法和施工工藝上不斷創(chuàng)新，以適應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)在體系、跨徑、材料和結(jié)構(gòu)性能等方面的發(fā)展要求。

橋梁基礎(chǔ)作為橋梁整體結(jié)構(gòu)的組成部分，其結(jié)構(gòu)的可靠性影響著整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能?；A(chǔ)形式和施工方法的選用要針對(duì)橋跨結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和要求，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形、地質(zhì)條件、施工條件、技術(shù)設(shè)備、工期、季節(jié)、水力水文等因素統(tǒng)籌考慮。

橋梁基礎(chǔ)工程的形式大致可以歸納為擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁和管柱基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)、組合基礎(chǔ)和地下連續(xù)墻基礎(chǔ)幾大類(lèi)。

橋梁基礎(chǔ)工程由于在地面以下或在水中，涉及水和巖土的問(wèn)題，從而增加了它的復(fù)雜程度，而就基礎(chǔ)的施工方法而言，則都是針對(duì)具體的結(jié)構(gòu)形式，無(wú)統(tǒng)一的模式。

橋梁墩臺(tái)按建筑材料可分為圬工、鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土和鋼等多種形式，按施工方法可分為石砌墩臺(tái)、就地澆筑式墩臺(tái)和預(yù)制裝配式墩臺(tái)。

隨著預(yù)應(yīng)力混凝土的應(yīng)用、橋梁類(lèi)型與跨徑幅度增加、構(gòu)件生產(chǎn)的預(yù)制化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步、機(jī)械設(shè)備的發(fā)展等，從多方面促進(jìn)了橋梁上部結(jié)構(gòu)施工方法的進(jìn)步和發(fā)展，形成了多種多樣的施工方法。

橋梁施工方法總體上可分為就地澆筑法和預(yù)制安裝法。具體按照橋梁結(jié)構(gòu)的形成方式可將施工方法劃分為以整個(gè)橋位為基準(zhǔn)的固定支架整體現(xiàn)澆施工法、預(yù)制安裝法和提升施工法;以橋墩為基準(zhǔn)的懸臂施工法和轉(zhuǎn)體施工法;以橋軸端點(diǎn)為基準(zhǔn)的逐孔施工法和頂推法施工;以橋橫向?yàn)榛鶞?zhǔn)的橫移施工法。針對(duì)某一橋梁結(jié)構(gòu)，并不一定嚴(yán)格地按照某一工法和結(jié)構(gòu)形成順序進(jìn)行，或許將是多種施工方法的組合。