淺談橋梁上部結構的施工方法

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支架,在支架上澆筑橋體混凝土,達到強度后拆除模板、支架。

就地澆筑法施工無需預制場地,而且不需要大型起吊、運輸設備,梁體的主筋可不中斷,橋梁整體性好。它的缺點主要是工期長,施工質量不容易控制;對預應力混凝土梁由于混凝土的收縮、徐變引起的應力損失比較大;施工中的支架、模板耗用量大,施工費用高,搭設支架影響排洪、通航,施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。

2 預制安裝法

預制安裝法是在預制工廠或在運輸方便的橋址附近設置預制場進行梁的預制工作,然后采用一定的架設方法進行安裝。預制安裝法施工一般是指鋼筋混凝土或預應力混凝土簡支梁的預制安裝。

預制構件安裝的方法很多,各需不同的安裝設備,可根據施工的實際情況合理選擇。

預制安裝法施工的主要特點如下幾方面。

(1)由于是工場生產制作,構件質量好,有利于確保構件的質量和尺寸精度。

(2)上下部結構可以平行作業,因而可縮短現場工期。(3)能有效地利用勞動力,并由此而降低工程造價。(4)由于施工速度快,可適用于緊急施工工程。

(5)構件預制后由于要存放一段時間,因此在安裝時已有一定齡期,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,兩側對稱進行現澆梁段或將預制節段對稱進行拼裝。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是以下幾方面。

(1)橋梁在施工過程中產生負彎矩,橋墩也要承受由施工而產生的彎矩,因此懸臂施工宜在營運狀態的結構受力與施工階段的受力狀態比較接近的橋梁中選用,如預應力混凝土 T型剛構橋、變截面連續梁橋和斜拉橋等。

(2)非墩梁固接的預應力混凝土梁橋,采用懸臂施工時應采取措施,使墩、梁臨時固結,因而在施工過程中有結構體系的轉換。

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

(4)懸臂澆筑施工簡便,結構整體性好,施工中可不斷調整位置,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、下部結構可平行作業,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 轉體施工法

轉體施工是將橋梁構件先在橋位處岸邊(或路邊及適當位置)進行預制,待混凝土達到設計強度后旋轉構件就位的施工方法。轉體施工其靜力組合不變,它的支座位置就是施工時的旋轉支架和旋轉軸,橋梁完工后,按設計要求改變支承情況。

轉體施工的主要特點有以下幾方面。(1)可以利用地形,方便預制構件。(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行橋梁施工。

(3)施工設備少,裝置簡單,容易制作并便于掌握。

(4)節省木材,節省施工用料。采用轉體施工與纜索無支架施工比較,可節省木材 80%,施工用鋼 60%。

(5)減少高空作業,施工工序簡單,施工迅速。當主要結構先期合攏后,給以后施工帶來方便。

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

(7)大跨徑橋梁采用轉體施工將會取得較好的技術經濟效益,轉體重量輕型化、多種工藝綜合利用,是大跨及特大跨橋的施工關鍵所在。

5 頂推法施工

頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設置預制場地,分節段預制,并用縱向預應力筋將預制節段與施工完成的梁體聯成整體,然后通過水平千斤頂施力,將梁體向前頂推出預制場地,之后繼續在預制場進行下一節段梁的預制,循環操作直至全橋施工完畢。

頂推法施工的特點有以下幾方面。

(1)頂推法可以使用簡單的設備建造長大橋梁,施工費用低,施工平穩無噪聲,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)主梁分段預制,連續作業,結構整體性好;由于不需要大型起重設備,所以施工節段的長度一般可取用10～20m。

(3)橋梁節段固定在一個場地預制,便于施工管理,改善施工條件,避免高空作業。同時,模板、設備可多次周轉使用,在正常情況下,節段的預制周期 7～10d。

(4)頂推施工時,梁的受力狀態變化很大,施工階段梁的受力狀態與營運時期的受力狀態差別較大,因此在梁截面設計和布索時要同時滿足施工與營運的受力要求,因此用鋼量較高。在施工時也可采取加設臨時墩、設置前導梁和其他措施,用以減小施工內力。

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

6 移動模架逐孔施工法

逐孔施工是中等跨徑預應力混凝土連續梁中的一種施工方法,它使用一套設備從橋梁的一端逐孔施工,直到對岸。

采用移動模架逐孔施工的主要特點有以下幾方面。

(1)移動模架法不需設置地面支架,不影響通航和橋下交通,施工安全、可靠。

(2)有良好的施工環境,保證施工質量,一套架可多次周轉使用,具有在預制場生產的優點。

(3)機械化、自動化程度高,節省勞力,降低勞動強度;上下部結構可以平行作業,縮短工期。

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

(5)移動模架設備投資大,施工準備和操作都較復雜。

(6)移動模架逐孔施工宜在橋梁跨徑小于 50m的多跨長橋上使用。

7 橫移法施工

橫移施工是在擬待安置結構的位置旁預制該結構物;并橫向移動該結構物,將它安置在規定的位置上。

橫移法施工的主要特點是在整個操作期間,與該結構有關的支座位置保持不變,即沒有改變梁的結構體系。反之,在橫向移動期間,臨時支座需要支承該結構的施工重量。

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間,可在原橋位旁預制并橫移施工。

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進行另一單箱梁頂推施工,這樣可以使用一套頂推設備完成橋的施工。

橫移施工多采用卷揚機、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 提升與浮運施工

這是一種采用豎向移動梁體就位的方法。提升施工是在未來安置結構物以下的地面上預制該結構并把它提升就位。浮運施工是將橋梁在岸上預制,通過大型浮船移運至橋位,利用船的上下起落安裝就位的方法。

采用提升和浮運的方法常選取整體結構,重達數千噸。使用該法的要求是以下幾方面。

(1)在該結構下面需要有一個適宜的地面;(2)在被提升結構下面要有一定的承載力;

(3)擁有一臺支承在一定基礎上的提升設備;

(4)該結構應該是平衡的,至少在提升操作期間;

(5)采用浮運法要有一系列的大型浮運設備。