分析快速施工橋梁技術(shù)及應(yīng)用

陶文景

(貴州貴安建設(shè)投資有限公司，貴州 貴安 550025)

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分析快速施工橋梁技術(shù)及應(yīng)用

陶文景

(貴州貴安建設(shè)投資有限公司，貴州 貴安 550025)

針對(duì)快速施工橋梁，在簡(jiǎn)述其主要特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)預(yù)制構(gòu)件，包括上部結(jié)構(gòu)、下部結(jié)構(gòu)與連接系統(tǒng)，以及技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行深入分析，旨在為橋梁工程快速發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

橋梁；ABC橋梁；技術(shù)與應(yīng)用

1 ABC橋梁主要特點(diǎn)

(1)全面運(yùn)用預(yù)制構(gòu)件，構(gòu)件進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)以后可立即進(jìn)行拼裝，進(jìn)而有效降低了施工對(duì)既有交通設(shè)施造成的不利影響，也節(jié)省了用于交通管制方面的經(jīng)濟(jì)成本。

(2)從工程造價(jià)角度講，ABC橋梁造價(jià)主要取決于拼裝預(yù)制構(gòu)件的裝配化程度，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是隨裝配化程度的不斷提高，造價(jià)逐漸減少，因此ABC橋梁有著極高的經(jīng)濟(jì)性。

(3)ABC橋梁施工可大幅減少施工人員的工作強(qiáng)度，提高施工安全性。

(4)降低重型機(jī)械設(shè)備的使用強(qiáng)度，減少機(jī)械在場(chǎng)區(qū)內(nèi)的逗留時(shí)間，繼而更好的保護(hù)外界自然環(huán)境，契合環(huán)境友好型理念。

(5)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)加工模式，保證構(gòu)件及成橋質(zhì)量，而且對(duì)于損壞構(gòu)件的替換也十分方便。

2 ABC橋梁預(yù)制構(gòu)件

2.1 上部結(jié)構(gòu)

(1)預(yù)制橋面板：全高預(yù)制橋面系、半高預(yù)制橋面系、鋼混組和橋面系、纖維聚合物混凝土橋面板、鋼質(zhì)開(kāi)口格構(gòu)式橋面系、木質(zhì)橋面系。

(2)主梁：預(yù)制板梁、預(yù)制小箱梁、預(yù)制倒T梁、預(yù)制多T梁、預(yù)制馬蹄型T梁、鋼混組和梁。

2.2 下部結(jié)構(gòu)

(1)橋墩蓋梁。蓋梁的截面形式主要有兩種，分別為矩形與倒T型。如果橋梁寬度較大，或者是吊裝能力相對(duì)較弱，則可將蓋梁預(yù)制成多個(gè)分段，然后進(jìn)行分別連接。對(duì)于蓋梁和墩身立柱之間的連接，通常會(huì)選取機(jī)械耦合連接器；蓋梁和鋼排架樁墩之間的連接通常選取焊接方式；蓋梁和排架空心管樁之間的連接，需要把鋼筋設(shè)置在預(yù)留孔道當(dāng)中，然后通過(guò)混凝土澆筑完成連接；蓋梁和混凝土排架樁墩之間的連接，需要先在蓋梁上預(yù)留一定空間，然后在連接完成后進(jìn)行混凝土澆筑。

(2)墩柱。ABC橋梁墩柱一般預(yù)制成全高或者是分段形式拼裝，截面的形式較為多樣，主要包括矩形、圓形與工字型等。墩柱的連接方式主要有三種：其一為將墩柱嵌入至墩帽當(dāng)中；其二為借助灌漿耦合器；其三為采取預(yù)應(yīng)力筋連接。

為確保蓋梁和墩柱連接牢靠，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選取最佳的連接方式，可選方式有：承插式連接，灌漿套管以及波紋管連接等。對(duì)于墩柱和承臺(tái)之間的連接，大多會(huì)運(yùn)用現(xiàn)澆連接法。在海洋工程當(dāng)中，應(yīng)結(jié)合高樁采用有效措施保證連接可靠性。

(3)橋臺(tái)

①懸臂橋臺(tái)。按擋墻高度可將橋臺(tái)分為兩種類(lèi)型，即為高擋墻與低擋墻。其中，低擋墻橋臺(tái)主要安裝于路堤上端，長(zhǎng)度相對(duì)較小，用于阻擋上部土壤。而高擋墻橋臺(tái)主要安裝于高路基邊坡，橋臺(tái)和承臺(tái)之間存在凹槽，在凹槽處完成橋臺(tái)和承臺(tái)之間的連接。

②預(yù)制埋置橋臺(tái)。運(yùn)用這種橋臺(tái)可大幅降低土壓力，若不考慮結(jié)構(gòu)物所處位置，則預(yù)制埋置橋臺(tái)與橋墩是較為相似的。此外，在之前提到的墩柱連接方式也可在此橋臺(tái)中使用。

(4)基礎(chǔ)。相比之下，混凝土空心樁有著很好的經(jīng)濟(jì)性特點(diǎn)，但其整段長(zhǎng)度較大，會(huì)受到運(yùn)輸條件等方面的影響，因此在實(shí)際情況中可將其分為多個(gè)節(jié)段再進(jìn)行拼裝。

2.3 連接系統(tǒng)

(1)灌漿套管。灌漿套管為全新的鋼結(jié)構(gòu)連接方式，其原理為在套筒和被連接鋼材之間的環(huán)形間隙中填充一定量的灌漿料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鋼材連接。為有效提升黏結(jié)強(qiáng)度，減少重疊距離，可適時(shí)采取改進(jìn)措施，如預(yù)應(yīng)力灌漿等。

(2)機(jī)械耦合器。機(jī)械耦合器的使用十分廣泛，其類(lèi)型也較為多樣，常用的有：扣壓連接器、剪力螺栓耦合器等。

(3)金屬波紋管。構(gòu)件當(dāng)中預(yù)先埋置了相應(yīng)的金屬波紋管，在完成鋼筋穿束以后實(shí)施灌漿，從而實(shí)現(xiàn)和預(yù)制構(gòu)件的連接。金屬波紋管連接對(duì)于錨固長(zhǎng)度的要求較為嚴(yán)格，雖然這種連接方式存在一定局限性，但它的結(jié)構(gòu)十分簡(jiǎn)單，且成本低廉，在實(shí)際建設(shè)過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用。

3 ABC橋梁技術(shù)應(yīng)用

3.1 材料應(yīng)用

(1)HPC。HPC(High performance concrete，高性能混凝土)具有極強(qiáng)的抗壓強(qiáng)度，其耐久性突出，若在ABC橋梁中應(yīng)用可大幅提升結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低構(gòu)件自身重量。此外，以輕質(zhì)為主要特點(diǎn)的LWC在ABC橋梁中也逐漸得到了廣泛應(yīng)用。

(2)FRP。FRP(Fiber Reinforced Polymer，纖維增強(qiáng)聚合物)是一種具有極強(qiáng)抗腐蝕能力的復(fù)合材料，在現(xiàn)代化工程建設(shè)中十分適用。通過(guò)多年的創(chuàng)新研究和發(fā)展，這種新型復(fù)合材料已經(jīng)在橋梁應(yīng)用領(lǐng)域取得成功。對(duì)于ABC橋梁而言，其主要用于橋面的鋪裝，通過(guò)此復(fù)合材料的應(yīng)用，可起到顯著改善鋪裝性能的作用，很好的防止了裂縫的產(chǎn)生，達(dá)到提升耐久性的目的。此外，在墩柱中運(yùn)用FRP還能提升延性，使其具備更高的抗震能力。

(3)SMA。SMA(Shape Memory Alloy，形狀記憶合金)在墩柱塑性鉸區(qū)豎向鋼筋中使用，可提升墩柱抗震能力。通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，這種材料可從本質(zhì)上提高結(jié)構(gòu)抗震水平，并能降低永久殘余位移，有著很好的推廣與使用價(jià)值。

3.2 橋梁性能

(1)抗震?？拐鹦阅苁呛饬繕蛄航Y(jié)構(gòu)水平的重要指標(biāo)，尤其是處于地震活躍地區(qū)的橋梁，更應(yīng)對(duì)抗震性能給予足夠的重視。對(duì)于ABC橋梁而言，其在地震活躍地區(qū)的應(yīng)用上部結(jié)構(gòu)不存在技術(shù)問(wèn)題；針對(duì)下部結(jié)構(gòu)，應(yīng)注重構(gòu)件自身的抗震水平，而且通過(guò)進(jìn)一步的試驗(yàn)得知，在地震活躍地區(qū)建設(shè)ABC橋梁是可行的，但仍需要做出有效的改進(jìn)。

(2)疲勞測(cè)試。ABC橋梁的接頭數(shù)量較大，使得部分連接位置存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，長(zhǎng)久以來(lái)會(huì)使接頭遭到損壞。而接頭的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)橋梁整體造成直接影響，因此必須對(duì)接頭進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析，采取有限元模擬等方法，探究接頭特點(diǎn)，進(jìn)而對(duì)接頭進(jìn)行改造，提升其性能。

4 總 結(jié)

(1)根據(jù)我國(guó)基本國(guó)情，對(duì)ABC橋梁應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)研究，研究過(guò)程中應(yīng)側(cè)重分析質(zhì)量控制、成本控制等內(nèi)容。

(2)提出一套符合我國(guó)需求的ABC橋梁建設(shè)規(guī)范，并完善各項(xiàng)配套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

(3)加強(qiáng)地震活躍地區(qū)與水下連接設(shè)施的開(kāi)發(fā)強(qiáng)度，注重性能分析，提升橋梁抗震水平。

(4)強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)布局與市場(chǎng)培育方面的分析，以此促進(jìn)高效工程長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

[1] 瓦澤姆·德克巴. NCHRP有關(guān)震區(qū)快速橋梁施工技術(shù)的研究[J]. 西南公路,2015,5(1):38-41.

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2016-06-08

陶文景(1974-)，男，貴州關(guān)嶺人，高級(jí)工程師，研究方向：高墩大跨橋梁施工。

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