徐天雪
(中國路橋工程有限責(zé)任公司,北京 100011)
在橋梁工程中,施工是非常重要的環(huán)節(jié),它決定著工程的工期、質(zhì)量和整個工程的造價等問題。因此,合理地選擇施工方法,正確地組織施工和科學(xué)管理,具有十分重要的意義。
橋粱上部結(jié)構(gòu)的形式是多種多樣的,其施工方法的種類也較多,但除一些比較特殊的施工方法之外,大致可分為整體施工法和節(jié)段施工法兩大類。本文根據(jù)筆者多年的工作經(jīng)驗,現(xiàn)將常用一些施工方法進(jìn)行簡述。
一般來說,橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工可以分為現(xiàn)場澆注和預(yù)制安裝兩類。
現(xiàn)場澆注的方法有很多,基本方法就是在橋梁某處搭建支架,并在此基礎(chǔ)上澆注混凝土。它既不需要大型的吊車和運輸設(shè)備,也不需要預(yù)制的場地,只需在混凝土材料的強度達(dá)到設(shè)計要求后拆掉支架和模板即可。這樣一來,梁體的主筋就具有了連續(xù)性,進(jìn)而提升整座橋梁的性能。但是該方法的施工周期較長,施工質(zhì)量控制工作也難以開展;由于混凝土的收縮和徐變而引起的應(yīng)力損失也比較大;施工過程中對于模板和支架的消耗量較高,迸一步增加了工程成本;所搭建的支架具有一定的危險性,如果施工期間遭遇洪水或較大漂浮物的沖擊,就容易發(fā)生危險。
預(yù)制安裝法主要就是先在預(yù)制工廠或者交通運輸便利的地方建設(shè)預(yù)制場并進(jìn)行梁的預(yù)制工作,然后再根據(jù)工程所在地的實際情況選擇合理的架設(shè)方法進(jìn)行安裝。預(yù)制安裝法施工大多應(yīng)用于預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼筋混凝土簡支梁的建設(shè)和施工中,主要分預(yù)制、運輸、安裝三步進(jìn)行。預(yù)制安裝施工法的優(yōu)點主要集中在五方面:(1)由于是工廠化生產(chǎn),因此構(gòu)件的質(zhì)量較好,各項參數(shù)也更符合設(shè)計要求的精度。(2)實現(xiàn)了上下部結(jié)構(gòu)的平行作業(yè),最大限度的縮短了施工工期。(3)減少了對人力的使用,在一定程度上降低了工程造價。(4)施工速度較快,適合于那些工期較緊的工程。(5)構(gòu)件的預(yù)制結(jié)束后往往要存放一定時間,因此在正式安裝的時候已經(jīng)存在了一定的齡期,因此可以有效減少混凝土的收縮、徐變所帶來的變形。
這是在橋跨間設(shè)置支架、安裝模板、綁扎鋼筋、現(xiàn)場澆筑混凝土的施工方法,特別適用于旱地上的鋼筋混凝土和預(yù)應(yīng)力混凝土中小跨徑連續(xù)梁橋的施工。支架按其構(gòu)造的不同可分為滿布式、柱式,梁式和梁柱式幾種類型,所用材料有門式支架、扣件式支架、碗扣式支架、貝雷桁片、萬能桿件及各種型鋼組合構(gòu)件等。在這種施工法中,支架雖為臨時結(jié)構(gòu),但施工中需承受梁體的大部分恒重,因此必須有足夠的強度和剛度,同時支架的地基要可靠,必要時需對地基進(jìn)行加固處理。固定支架法施工的特點是:梁的整體性好,施工平穩(wěn)、可靠,不需大型起重設(shè)備;施工中無體系轉(zhuǎn)換的問題;需要大量施工支架,并需要有較大的施工場地。
這種方法最常用的是采用掛籃懸臂澆筑施工,在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土,待混凝土達(dá)到一定強度后張拉預(yù)應(yīng)力筋,移動掛籃繼續(xù)進(jìn)行施工,使懸臂不斷按長,直至合龍。掛籃懸臂澆筑施工是1959年首先由德國迪維達(dá)克創(chuàng)造和使用的,因此又稱迪維達(dá)克施工法。掛籃的構(gòu)造形式很多,通常同承重梁、懸吊模板、錨固裝置、行走系統(tǒng)和工作平臺幾部分組成。掛籃的功能是:支承梁段模板、調(diào)整位置、吊運材料機具、澆筑混凝土、拆模和在掛籃上進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉工作。掛籃除強度應(yīng)保證安全可靠外,還要求造價低、節(jié)省材料、操作使用方便、變形小、穩(wěn)定性好、裝拆移動靈活和施工速度快等。懸臂澆筑施工不需在跨間設(shè)置支架,使用少量施工機具設(shè)備,便可以很方便地跨越深谷和河流,適用于大跨徑連續(xù)梁橋的施工。同時根據(jù)施工受力特點,懸臂施工一般宜在變截面梁中使用。
頂推施工是在橋臺的后方設(shè)置施工場地,分節(jié)段澆筑梁體,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將澆筑節(jié)段與已完成的梁體聯(lián)成整體,在梁體前端安裝長度為頂推跨徑0.7倍左右的鋼導(dǎo)粱,然后通過千斤頂施力,將粱體向前方頂推出施工場地,重復(fù)這些工序即可完成全部梁體的施工頂推法最早在l959年奧地利的阿格爾橋上使用的,其特點是:由于作業(yè)場所限定在一定范圍內(nèi),可設(shè)置制作頂棚而使施工不受天氣影響,可以全天候施工。連續(xù)梁的頂推跨徑以30~50m最為經(jīng)濟有利,若竣工跨徑大于此值,則需采用臨時墩等輔助手段。逐段頂推施工宜在等截面的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)粱橋中使用,也可在結(jié)合梁和斜拉橋的主梁上使用。用頂推法施工,設(shè)備簡單、施工平穩(wěn)、噪聲低、施工質(zhì)量好,可在深谷和寬深河道上的橋梁、架橋以及等曲率曲線橋、帶有豎斜線的橋和坡橋上采用。
采用汽車吊、履帶吊和輪胎吊等機械,有單吊和雙吊之分。此法一般適用于跨徑在30m以內(nèi)的筒支梁板的安裝作業(yè)。在現(xiàn)場吊裝孔跨內(nèi)或引道上應(yīng)有足夠設(shè)置吊車的場地,同時應(yīng)確保運梁道路的暢通,吊車的選定應(yīng)充分考慮梁體的重量和作業(yè)半徑后方可決定。
這是預(yù)制梁的典型架設(shè)安裝方法。在孔跨內(nèi)設(shè)置安裝導(dǎo)梁,以此作為支承梁來架設(shè)梁體,這種作為支承梁的安裝梁結(jié)構(gòu)稱為架橋機。目前架橋機的種類甚多,有專用的架橋機設(shè)備,也有施工者應(yīng)用常備構(gòu)件自行拼裝而成的。按形式的不同,架橋機又可分為單導(dǎo)梁、雙導(dǎo)梁、斜拉式和懸吊式等。懸臂拼裝和逐跨拼裝的節(jié)段式橋梁也經(jīng)常采用專用的架橋機設(shè)備進(jìn)行施工。
逐孔拼裝法一般適用于節(jié)段式預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工。在施工的孔跨內(nèi)搭設(shè)落地式支架或采用懸吊式支架,將節(jié)段預(yù)制塊件按順序吊放在支架上,然后在預(yù)留孔道內(nèi)穿入預(yù)應(yīng)力筋,對梁施加預(yù)應(yīng)力使其成為整體,這種方法形象的通俗名稱為“穿糖葫蘆”。
懸臂拼裝法現(xiàn)多用于預(yù)應(yīng)力混凝士梁體的施工,其他類型的橋梁亦可選用。這是一種將梁體分節(jié)段預(yù)制,墩頂附近的塊件用其他架設(shè)機械安裝或現(xiàn)澆,然后以橋墩為對稱點,將預(yù)制塊件沿橋跨方向?qū)ΨQ起吊、安裝就位后,張拉預(yù)應(yīng)力筋,使懸臂不斷接長,直至合龍的施工方法。懸臂拼裝法施工速度快,橋梁上、下部結(jié)構(gòu)可平行作業(yè),預(yù)制塊件的施工質(zhì)量易控制,但預(yù)制節(jié)段所需的場地大,且拼裝精度在大跨徑橋梁的施工中要求較高,因此此法可在跨徑l00~200m的大橋中選用。這種施工方法可不用或少用支架,施工時不影響通航或橋下交通,宜在跨深水、山谷和海上進(jìn)行施工,并適用于變截面預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋。懸臂拼裝可用的機具設(shè)備較多,有移動式吊車、移動桁式吊、纜索吊、汽車吊和浮吊等,可根據(jù)不同的橋梁結(jié)構(gòu)和地形條件進(jìn)行選擇。頂推施工的方法依頂推施力的方法可分為單點頂推和多點頂推兩種。
在墩臺兩側(cè)順橋向設(shè)置軌道,在其上安置跨墩的龍門吊,將梁體在吊起狀態(tài)下運至架設(shè)地點而安裝在預(yù)定位置。此法一般可將梁的預(yù)制場地安排在橋頭引道,以縮短運梁距離。
綜上所述,橋梁上部結(jié)構(gòu)施工直接影響著橋梁工程的美觀性、安全性和使用性能,是橋梁工程中的重要環(huán)節(jié)。橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法較多,文中所列舉的只是其中的一小部分,工程技術(shù)人員應(yīng)該根據(jù)工程的實際情況對施工方法進(jìn)行合理的選擇和組合,以便充分發(fā)揮其自身優(yōu)勢,為橋梁工程質(zhì)量的提升和企業(yè)經(jīng)濟效益的增加做出更大貢獻(xiàn)。
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