【摘要】由于橋梁類型與跨徑幅度增加,構(gòu)件生產(chǎn)的預(yù)制化、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步、機(jī)械設(shè)備的發(fā)展,由此而引起施工方法的進(jìn)步和發(fā)展,形成了多種多樣的施工方法。本文主要深入的分析了橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法,并概述了各種方法的施工特點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】橋梁;上部結(jié)構(gòu);施工方法
一、就地澆筑法分析研究
就地澆筑法是在橋位處搭設(shè)支架, 在支架上澆筑橋體混凝土, 達(dá)到強(qiáng)度后拆除模板、支架。就地澆筑法施工無需預(yù)制場(chǎng)地, 而且不需要大型起吊、運(yùn)輸設(shè)備, 梁體的主筋可不中斷, 橋梁整體性好。它的缺點(diǎn)主要是工期長(zhǎng), 施工質(zhì)量不容易控制; 對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土梁由于混凝土的收縮、徐變引起的應(yīng)力損失比較大; 施工中的支架、模板耗用量大, 施工費(fèi)用高, 搭設(shè)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。
二、預(yù)制安裝法分析研究
預(yù)制安裝法是在預(yù)制工廠或在運(yùn)輸方便的橋址附近設(shè)置預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行梁的預(yù)制工作, 然后采用一定的架設(shè)方法進(jìn)行安裝。預(yù)制安裝法施工一般是指鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土簡(jiǎn)支梁的預(yù)制安裝。預(yù)制構(gòu)件安裝的方法很多, 各需不同的安裝設(shè)備, 可根據(jù)施工的實(shí)際情況合理選擇。預(yù)制安裝法施工的主要特點(diǎn)如下幾方面。( 1)由于是工場(chǎng)生產(chǎn)制作, 構(gòu)件質(zhì)量好, 有利于確保構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精度。( 2)上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè), 因而可縮短現(xiàn)場(chǎng)工期。( 3)能有效地利用勞動(dòng)力, 并由此而降低工程造價(jià)。( 4)由于施工速度快, 可適用于緊急施工工程。( 5)構(gòu)件預(yù)制后由于要存放一段時(shí)間, 因此在安裝時(shí)已有一定齡期, 可減少混凝土收縮、徐變引起的變形。
三、懸臂施工法分析研究
懸臂施工法是從橋墩開始, 兩側(cè)對(duì)稱進(jìn)行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對(duì)稱進(jìn)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(diǎn)是以下幾方面。( 1)橋梁在施工過程中產(chǎn)生負(fù)彎矩, 橋墩也要承受由施工而產(chǎn)生的彎矩, 因此懸臂施工宜在營(yíng)運(yùn)狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工階段的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用, 如預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋、變截面連續(xù)梁橋和斜拉橋等。( 2)非墩梁固接的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋, 采用懸臂施工時(shí)應(yīng)采取措施, 使墩、梁臨時(shí)固結(jié), 因而在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換。( 3)采用懸臂施工的機(jī)具設(shè)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(jù)實(shí)際情況選用。( 4)懸臂澆筑施工簡(jiǎn)便, 結(jié)構(gòu)整體性好, 施工中可不斷調(diào)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(jié)構(gòu)可平行作業(yè), 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。
四、轉(zhuǎn)體施工法分析研究
轉(zhuǎn)體施工是將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊 (或路邊及適當(dāng)位置 )進(jìn)行預(yù)制, 待混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件就位的施工方法。轉(zhuǎn)體施工其靜力組合不變, 它的支座位置就是施工時(shí)的旋轉(zhuǎn)支架和旋轉(zhuǎn)軸, 橋梁完工后, 按設(shè)計(jì)要求改變支承情況。轉(zhuǎn)體施工的主要特點(diǎn)有以下幾方面。( 1)可以利用地形, 方便預(yù)制構(gòu)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(jìn)行橋梁施工。( 3)施工設(shè)備少, 裝置簡(jiǎn)單, 容易制作并便于掌握。( 4)節(jié)省木材, 節(jié)省施工用料。采用轉(zhuǎn)體施工與纜索無支架施工比較, 可節(jié)省木材 80% , 施工用鋼 60% 。( 5)減少高空作業(yè), 施工工序簡(jiǎn)單, 施工迅速。當(dāng)主要結(jié)構(gòu)先期合攏后, 給以后施工帶來方便。( 6)轉(zhuǎn)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(shí)也適應(yīng)在平原區(qū)以及用于城市跨線橋。( 7)大跨徑橋梁采用轉(zhuǎn)體施工將會(huì)取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益, 轉(zhuǎn)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(guān)鍵所在。
五、頂推法施工分析研究
頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺(tái)后設(shè)置預(yù)制場(chǎng)地, 分節(jié)段預(yù)制, 并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體聯(lián)成整體, 然后通過水平千斤頂施力, 將梁體向前頂推出預(yù)制場(chǎng)地, 之后繼續(xù)在預(yù)制場(chǎng)進(jìn)行下一節(jié)段梁的預(yù)制, 循環(huán)操作直至全橋施工完畢。頂推法施工的特點(diǎn)有以下幾方面。( 1)頂推法可以使用簡(jiǎn)單的設(shè)備建造長(zhǎng)大橋梁, 施工費(fèi)用低, 施工平穩(wěn)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(yù)制, 連續(xù)作業(yè), 結(jié)構(gòu)整體性好; 由于不需要大型起重設(shè)備, 所以施工節(jié)段的長(zhǎng)度一般可取用 10~20 m。( 3)橋梁節(jié)段固定在一個(gè)場(chǎng)地預(yù)制, 便于施工管理, 改善施工條件, 避免高空作業(yè)。同時(shí), 模板、設(shè)備可多次周轉(zhuǎn)使用, 在正常情況下, 節(jié)段的預(yù)制周期 7~ 10 d。( 4)頂推施工時(shí) , 梁的受力狀態(tài)變化很大, 施工階段梁的受力狀態(tài)與營(yíng)運(yùn)時(shí)期的受力狀態(tài)差別較大, 因此在梁截面設(shè)計(jì)和布索時(shí)要同時(shí)滿足施工與營(yíng)運(yùn)的受力要求, 因此用鋼量較高。在施工時(shí)也可采取加設(shè)臨時(shí)墩、設(shè)置前導(dǎo)梁和其他措施, 用以減小施工內(nèi)力。( 5)頂推法宜在等截面梁上使用。但當(dāng)橋梁跨徑過大時(shí), 選用等截面梁會(huì)造成材料用量的不經(jīng)濟(jì), 也增加施工難度, 因此以中等跨徑的橋梁為宜, 橋梁的總長(zhǎng)也在 500~600 m 為宜。
六、移動(dòng)模架逐孔施工法分析研究
逐孔施工是中等跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁中的一種施工方法, 它使用一套設(shè)備從橋梁的一端逐孔施工, 直到對(duì)岸。采用移動(dòng)模架逐孔施工的主要特點(diǎn)有以下幾方面。( 1)移動(dòng)模架法不需設(shè)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(huán)境, 保證施工質(zhì)量, 一套架可多次周轉(zhuǎn)使用, 具有在預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。( 3)機(jī)械化、自動(dòng)化程度高, 節(jié)省勞力, 降低勞動(dòng)強(qiáng)度;上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè), 縮短工期。( 4)通常每一施工梁段的長(zhǎng)度取用一孔梁長(zhǎng), 接頭位置一般可選在橋梁受力較小的部位。( 5)移動(dòng)模架設(shè)備投資大, 施工準(zhǔn)備和操作都較復(fù)雜。( 6)移動(dòng)模架逐孔施工宜在橋梁跨徑小于 50 m 的多跨長(zhǎng)橋上使用。
七、橫移法施工分析研究
橫移施工是在擬待安置結(jié)構(gòu)的位置旁預(yù)制該結(jié)構(gòu)物; 并橫向移動(dòng)該結(jié)構(gòu)物, 將它安置在規(guī)定的位置上。橫移法施工的主要特點(diǎn)是在整個(gè)操作期間, 與該結(jié)構(gòu)有 關(guān)的支座位置保持不變, 即沒有改變梁的結(jié)構(gòu)體系。反之,在橫向移動(dòng)期間, 臨時(shí)支座需要支承該結(jié)構(gòu)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(shí)間, 可在原橋位旁預(yù)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(xù)進(jìn)行另一單箱梁頂推施工, 這樣可以使用一套頂推設(shè)備完成橋的施工。
八、提升與浮運(yùn)施工分析研究
這是一種采用豎向移動(dòng)梁體就位的方法。提升施工是在未來安置結(jié)構(gòu)物以下的地面上預(yù)制該結(jié)構(gòu)并把它提升就位。浮運(yùn)施工是將橋梁在岸上預(yù)制, 通過大型浮船移運(yùn)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(yùn)的方法常選取整體結(jié)構(gòu), 重達(dá)數(shù)千噸。使用該法的要求是以下幾方面。( 1)在該結(jié)構(gòu)下面需要有一個(gè)適宜的地面;( 2)在被提升結(jié)構(gòu)下面要有一定的承載力;( 3)擁有一臺(tái)支承在一定基礎(chǔ)上的提升設(shè)備;( 4)該結(jié)構(gòu)應(yīng)該是平衡的, 至少在提升操作期間;( 5)采用浮運(yùn)法要有一系列的大型浮運(yùn)設(shè)備。