山區(qū)橋梁設(shè)計(jì)中橋型選擇與施工工藝的結(jié)合

譚順坤

(四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610041)

1 山區(qū)橋梁常用施工工藝

1.1 固定支架法

該施工法的特點(diǎn)：施工支架由較小的構(gòu)件組成安裝重量輕，可重復(fù)使用，組拼方便，在其上施工難度相對(duì)較低。在山區(qū)旱橋(或河流較小)，橋高合適時(shí)可考慮使用。當(dāng)橋型為異形結(jié)構(gòu)時(shí)，可重點(diǎn)考慮。

1.2 移動(dòng)支架法

該施工法的特點(diǎn)：移動(dòng)支架法主要適用于跨徑在20～50 m的連續(xù)梁或多孔簡(jiǎn)支梁橋施工。所建橋梁孔數(shù)愈多、橋愈長(zhǎng)、模架周轉(zhuǎn)次數(shù)愈多，則經(jīng)濟(jì)效益就愈佳。在山區(qū)，當(dāng)橋梁為異形結(jié)構(gòu)、橋高又不適合采用固定支架施工時(shí)，可考慮采用移動(dòng)支架法施工。

1.3 導(dǎo)梁安裝法

(1)聯(lián)合架橋機(jī)架梁

該施工法的特點(diǎn)：橋下可完全不設(shè)支架，不受洪水威脅，架設(shè)過(guò)程中不影響橋下通車(chē)、通航。預(yù)制梁的縱移、起吊、橫移、就位勻比較方便。但設(shè)備鋼材用量較多，較適用于多孔50 m以下的橋梁。

(2)閘門(mén)式架橋機(jī)架梁

此施工法的特點(diǎn)：采用化整為零、集零成整方法，減輕結(jié)構(gòu)安裝重量。通過(guò)預(yù)制場(chǎng)預(yù)制，可對(duì)構(gòu)件實(shí)現(xiàn)工廠化管理、提高構(gòu)件質(zhì)量；同時(shí)對(duì)于高橋、跨越公路鐵路等跨線構(gòu)造物具有很大的適應(yīng)性。是山區(qū)橋梁常用的施工方法。

1.4 纜索吊裝法

此施工法的特點(diǎn)：預(yù)制構(gòu)件工廠化生產(chǎn)，所用吊裝設(shè)備跨越能力大，水平和垂直運(yùn)輸靈活，適應(yīng)性廣，施工方便、安全。對(duì)于山區(qū)大跨拱橋，預(yù)制懸拼連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)具有很大的適應(yīng)性。

1.5 懸臂澆筑(拼裝)法

(1)懸臂澆筑法

此施工法的特點(diǎn)：采用分段施工，減輕施工安裝重量。易于調(diào)整和控制梁段的位置，且整體性好。不需要大型機(jī)械設(shè)備。為大跨預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋常用施工方法。國(guó)外也有充分利用拱上結(jié)構(gòu)，采用懸臂澆注法施工大跨拱橋的實(shí)例。

(2)懸臂拼裝法

此施工法的特點(diǎn)：梁體塊件的預(yù)制和下部結(jié)構(gòu)的施工可同時(shí)進(jìn)行，拼裝成橋快可縮短工期；塊件集中預(yù)制，易于控制質(zhì)量。對(duì)有預(yù)制場(chǎng)地、構(gòu)件運(yùn)輸條件而工期要求較短的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁、連續(xù)剛構(gòu)、斜拉橋等橋型可考慮使用。

1.6 頂推施工法

頂推法的施工特點(diǎn)：梁段固定在橋臺(tái)或引孔上預(yù)制，便于施工管理，改善施工條件，模板和設(shè)備可多次周轉(zhuǎn)使用。對(duì)于橋位適合的中等跨度連續(xù)梁長(zhǎng)橋，山區(qū)深谷、高墩橋梁，部分彎、坡橋梁可考慮采用。

1.7 轉(zhuǎn)體施工法

轉(zhuǎn)體施工的主要特點(diǎn)：可利用施工現(xiàn)場(chǎng)的地形安排預(yù)制場(chǎng)地；施工期不中斷通航，不影響橋下交通；施工設(shè)備少，裝置簡(jiǎn)單易掌握；減少高空作業(yè)，工序簡(jiǎn)單，施工迅速；轉(zhuǎn)體施工適合于單跨和三跨橋梁，既可在山區(qū)深谷中采用，同時(shí)也適應(yīng)在平原區(qū)以及用于城市跨線橋。

2 施工工藝對(duì)山區(qū)橋梁橋型選擇的影響

2.1 預(yù)制場(chǎng)預(yù)制導(dǎo)梁安裝工藝與預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁板橋的選用

(1)山區(qū)橋梁地基條件相對(duì)較好，經(jīng)濟(jì)跨徑以中小跨徑相對(duì)合理。

(2)山區(qū)橋梁橋墩相對(duì)較高，采用有支架施工相對(duì)困難。

(3)高速公路橋梁設(shè)計(jì)要求同一路段內(nèi)橋型及孔徑宜標(biāo)準(zhǔn)化，能采用工廠化、裝配化施工，實(shí)現(xiàn)全路段橋梁總體最優(yōu)。

(4)山區(qū)高速公路受地形條件限制，彎坡斜橋較多。采用化整為零、集零成整的預(yù)制安裝方案對(duì)縱、橫坡的調(diào)整較為有利。

基于以上特點(diǎn)，山區(qū)高速公路橋梁設(shè)計(jì)經(jīng)方案優(yōu)化比選后。從經(jīng)濟(jì)、施工工藝(施工可能、施工方便)考慮，多采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁板預(yù)制場(chǎng)預(yù)制、導(dǎo)梁安裝方案。

2.2 三種施工工藝在羌江大橋設(shè)計(jì)中的綜合運(yùn)用

羌江大橋是成雅高速公路上一座大橋，全長(zhǎng)620 m。橋梁跨越雅安羌江和雅安城區(qū)道路。由于本橋?yàn)橐浑A段施工圖設(shè)計(jì)，在正式開(kāi)放設(shè)計(jì)前，曾作過(guò)主橋70 m鋼筋混凝土箱形拱、60 m鋼筋混凝土系桿拱、100 m預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)連續(xù)組合梁的方案比較。前兩方案均為纜索吊裝施工，因橋位處鐵塔及高壓線的影響，施工場(chǎng)地受限制，吊裝體系布置困難而無(wú)優(yōu)勢(shì)。而推薦采用第3方案：50+65+100+65+50 m剛構(gòu)-連續(xù)組合梁主橋+9×30 m預(yù)應(yīng)力簡(jiǎn)支T梁引橋，結(jié)合主引橋不同的地形條件分別采用掛籃懸臂澆注施工法、有支架施工法、預(yù)制導(dǎo)梁安裝法。

2.3 從斜陽(yáng)溪大橋設(shè)計(jì)看施工工藝對(duì)橋型的影響

在初步設(shè)計(jì)階段，我們?cè)跇蛭簧献髁巳N橋型4個(gè)布孔方案。橋型方案及工程量比較見(jiàn)表1。

表1 橋型方案及工程量比較

通過(guò)分析論證，綜合結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性、穩(wěn)定性、與周?chē)h(huán)境的協(xié)調(diào)性、工程造價(jià)、施工設(shè)備等因素，推薦拱橋方案。又因本橋多跨、大跨、高墩特點(diǎn)而推薦整體性較強(qiáng)的方案2—箱形板拱橋。

以上拱橋纜索吊裝方案成為推薦方案的前提條件是纜索吊裝設(shè)備按一套計(jì)算；橋墩按成橋階段控制，只能承受單片拱箱推力。而拱肋在吊裝過(guò)程中單肋合攏穩(wěn)定不能滿足要求，如按雙肋設(shè)計(jì)不但增加吊裝費(fèi)用，還將造成下部結(jié)構(gòu)的較大浪費(fèi)，纜索吊裝箱形拱方案不能成為推薦方案。經(jīng)對(duì)纜索吊裝工藝的詳細(xì)研究，充分利用本橋橫向?yàn)橄嗷シ蛛x的2座獨(dú)立橋。采用先吊裝左右幅橋靠中線側(cè)的兩肋拱片，兩拱肋間用臨時(shí)型鋼橫撐相連，形成一個(gè)格構(gòu)體系，并輔以橫向浪風(fēng)解決拱肋吊裝階段的穩(wěn)定問(wèn)題。而對(duì)于橋墩因?yàn)樽笥曳鶚蚍蛛x，巧妙地解決了橋墩單向分離的問(wèn)題。

從斜陽(yáng)溪大橋的實(shí)踐表明，在橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)重視施工工藝對(duì)橋型方案的影響，對(duì)于一些特殊橋型這種影響有時(shí)甚至是決定性的。

3 結(jié)束語(yǔ)

(1)高速公路橋梁設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想是立足于一條路橋梁設(shè)計(jì)最優(yōu)，而不是只重視每一座橋梁的最優(yōu)設(shè)計(jì)問(wèn)題。這就要求橋型選擇時(shí)必須考慮橋梁孔徑及型式的標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)工廠化、裝配化生產(chǎn)，取得總體經(jīng)濟(jì)效益。

(2)橋梁設(shè)計(jì)中，必須熟悉各種橋型對(duì)應(yīng)的施工工藝，重視施工工藝對(duì)橋梁方案比選的影響。

(3)結(jié)合橋位地形地貌，因地制宜地選用多種施工工藝進(jìn)行綜合運(yùn)用，能加快工程進(jìn)度，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。