連續梁橋懸臂施工技術分析

摘要：近年來，為避免在橋梁（特別是大跨度橋梁）施工或運營過程中突然出現重大事故，希望能夠隨時了解和掌握橋梁的承載力和工作（安全）狀況，對橋梁進行了多項內容的監測，包括撓度、橫向位移、應力、斜拉橋的索力。在這些監測數據中，安全性監測中的一個重要參數就是——應力，本文通過分析連續梁橋的懸臂施工，同時探討應力測試技術在連續梁橋懸臂在橋梁施工中的運用，從而為其他懸臂橋梁的建設提供指導，促進橋梁建設技術的改進。

關鍵詞：連續梁橋懸臂；橋梁施工；應力測試分析

引言：工程建設的項目除了房屋和道路建設外，最常見的就是橋梁的修建了。而橋梁建設的建設主要建材就是鋼筋混凝土，特別是隨著施工條件的復雜性，以及施工難度的加大，必須施工在橋梁施工建設時采用新的工藝。懸臂施工是一種結合鋼筋混凝土的材料特性，進行設計改進后的施工工藝。上世紀60年代中期，一批連續梁橋、鋼構橋、斜拉橋等不同結構的橋梁樣式開始出現在人們的視野中。

我國的第一座T型鋼構橋就是用懸臂施工方式建設的大型橋梁。而要完善我國的道路交通系統，預應力鋼筋混凝土橋梁建設成為了廣泛的橋梁類型，平衡懸臂施工技術又是對橋梁的施工技術的進一步改進。除了考慮橋梁的具體模型外，橋梁承受的預應力也是建筑施工的重點。當然，要了解懸臂施工技術首先必須了解它們的施工原理。

一、懸臂施工

1.1懸臂施工原理

通俗意義上說，橋梁的懸臂施工就是運用外力進行施工。一般說來，主要是用懸臂拼裝和懸臂澆筑。懸臂拼裝就是通過橋面吊機將預制場和工廠制作的材料運到施工現場，這樣就是對以前的施工的改進，減輕了施工的工程量。懸臂澆筑就是將施工掛籃作為支撐，用剛束和斜拉鋼索促使施工掛籃前進到下一施工階段。用這種施工方法就節省和解放了人力，運用了力學的簡單原理，有利于推進工程進度。

1.2懸臂施工注意的問題

由于懸臂施工是一種借助外力的施工方法，經常運用橋面吊機進行作業，因此，運用懸臂施工必須注意施工人員要熟練操作橋面吊機，了解懸臂施工原理，對懸臂施工的要點要掌握；同時，懸臂也有一定的承載限度，有最大懸臂階段，對于橋面吊機的工作承受量也要信中有數，必要時要采取一定的措施，避免因承載壓力過大，發生工程傷亡事故。

二、連續梁橋

2.1連續梁的理論研究

進行連續橋梁建設首先要了解連續梁的理論，連續梁的理論主要是研究各種載荷下結構的變形和應力。一般來說，在計算連續梁的壓力和變形可能時通常采用數值法解析法，通過對梁面的受力分析，對連續橋梁建設的建筑材料規格進行設計與選擇。

2.2連續梁橋的施工

以前曾有“飛橋”之稱的連續橋梁的建設施工技術，在我國很早就存在，因為橋中無墩柱又被叫做“伸臂橋梁”。由于地質條件的差異，這種梁橋的施工可以解決構件在撓曲和扭轉載荷作用下截面所產生的變形和應力，突出于截面平面外的翹曲變形和平面內的畸變變形及應力。同時也將混凝土的收縮與徐變引起的預應力損失考慮進來，大大方便了施工建設。

2.3應力測試在連續橋梁中的應用

連續橋梁的施工是一項對施工單位及施工人員耐力的考驗工程，在現場的施工建設時必須進行施工應力測試。大型橋梁的工程量大，并且懸臂澆筑和懸臂拼裝的每個施工階段，施工橋面吊機和施工掛籃都要承載很重的負荷。為了保證施工現場的安全和施工結構的安全穩固，必須要精細計算預應力。同時，每個施工截面的應力監測也應該科學合理，是理論研究和現場的計算檢測相一致。

三、應力分析

對連續橋梁懸臂施工時需要對橋梁的預應力進行分析，也就是所說的應力分析，這種理論分析對于橋梁建設施工決策非常重要。在混凝土結構的橋梁建設中，由于預加力和混凝土壓應力相互作用并取得平衡。所以設計預應力混凝土受彎構件時，需要事先根據承受外荷載的情況，估定其預加力的大小。

3.1應力損失

在實際的施工建設中，由于使用鋼筋受到張拉，或者使用的原材料的性能在運輸過程有些減弱，由于施工建設時天氣情況難以預測，天氣狀況也會對施工進度造成影響，使用的鋼筋預應力中的張拉力的應力系數會逐漸減少，這種施工現象被稱為預應力損失。正如熱量損失會減少機體的抗壓能力一樣，預應力損失對施工進度會產生影響，同時工程的質量安全問題也會受到較大的影響。

預應力的損失不但會降低鋼筋混凝土結構的預應力效果，對橋梁的結構的預應力的損失會降低鋼筋結構的抗裂度和剛度。因此，在實際的橋梁建設中，必須正確估計橋梁隊負荷量的承載程度，既不能過高，也不能過低，否則將影響橋梁的結構穩固，施工后將會出現安全問題。相反，如果對應力損失估計過低，則會導致橋梁部分部位的預應力不足，使混凝土承受較大的拉力，也會對橋梁的穩固程度造成一定的危害，因此，正確估計橋梁的預應力，盡量減少應力損失是連續橋梁建設中一項重要的工作，必須重視。

3.2施工前的應力分析

對連續橋梁建設進行應力分析是個一以貫之的過程，在施工前根據對施工地段的勘察與地質測量對要使用的鋼筋的數量適當控制。在施工前理論設計上，對鋼筋的使用總量信中有數，在考慮已有的地質條件的影響下，再減去與應力損失后對使用的原材料進行具體統計。這種情況下的應力分析還僅僅存在于理論分析的理想狀態下，是一個模擬的過程，工程建設的危害及施工要點也還可能存在估計預算不足的問題，總之，這只是一個初級條件下的應力分析，只有在真正的施工過程中，才能因地制宜的進行規劃設置。

3.3連續梁橋懸臂在橋梁施工階段的應力分析

前面對橋梁施工前的應力分析已經論述了很多，對于連續橋梁在施工階段的應力分析還需要進行實際的分析論證。特別是對于應用懸臂施工方式建設連續橋梁時，由于技術的復雜性加大，施工階段的應力分析也顯得理論性較強，計算量較大，需要專業人員在施工現場考察的基礎上認真分析，精密計算。在施工時鋼筋受到張拉，預應力筋將沿管道壁滑移而產生摩擦力，使鋼筋中的預拉應力在張拉端高，而向構件跨中方向逐漸減小。鋼筋在任意兩個截面間的應力差值，就是這兩個截面間由摩擦所引起的預應力損失值。當張拉結束并進行錨固時，錨具將受到巨大的壓力，使錨具自身及錨下墊板被壓密而變形，同時有些錨具的預應力筋束還要向內回縮；此外，對于拼裝式構件，其接縫在錨固后也將繼續被壓密變形，所有這些變形都將使錨固后的預應力筋縮短，因而引起應力損失，形成變形損失，和與應力損失一樣，變形損失也會對橋梁建設和橋梁的穩固程度產生危害和影響，是應力分析的重點。

結語：公路系統建設的網路化發展，使連續橋梁越來越常見，這一方面有力地促進了橋梁建設技術的發展，另一方面對于工程力學的一些已經存在的問題提供了解決，至少是推進認識的契機。懸臂施工方式在中國橋梁建設上有幾千年的歷史，可以說懸臂橋梁建設有很長的回溯歷史。特別是在今天，城市化進程日益加快，鄉鎮建設也日新月異，建設橋梁似乎和建設道路一樣常見，要在已有的施工技術的基礎上，根據不同的地質條件和不同地區經濟社會發展條件的差異，因地制宜，一切從實際出發，既要運用現代施工建設技術，又要考慮到實際，建設出一批功在當代，利在千秋的建筑出來。（作者單位：中鐵十八局集團第三工程有限公司）

參考文獻：

[1]雷俊卿.橋梁懸臂施工與設計[M].北京：人民交通出版社，2000年4月