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所属栏目：建筑设计论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:191

副标题#e#
　　连续刚构桥施工研究
　　马小球贺顶友湖南省怀化公路桥梁建设总公司
　　摘要：本文介绍了连续-刚构桥的两种施工方法：支架施工法、悬臂施工法。对各施工方法的适用条件、施工特点、施工工艺流程做了较详细的介绍，特别针对边跨合拢的几种方式进行了讨论。
　　关键词：桥梁；支架施工法；悬臂施工法
　　前言
　　桥梁施工技术的发展对桥梁的跨径、线形、截面形式等方面起着重要作用。初期的混凝土连续桥梁采用搭设支架就地浇筑的施工，这种施工方法多用于桥墩较低，跨径多为30～40m的中、小跨连续梁桥。支架施工耗用大量木材并且施工工期长，因而建造连续梁数量很少。60年代初期，悬臂施工方法从钢桥引入预应力混凝土桥后，使预应力桥得到了迅速发展。刚架桥的施工方法也从传统的支架施工法发展成现在广泛应用的悬臂施工法。
　　1支架施工法
　　支架施工法即在支架上就地浇筑混凝土的施工方法，以往多用于桥墩较低的中、小跨连续梁桥。近年来，随着钢脚手架的应用和支架构件趋于标准化，以及桥梁结构的多样化发展，如变宽分叉桥、弯斜桥和强大预应力体系的应用，在大跨度桥梁采用就地浇筑施工也成为一种经济有效的施工方法。
　　1.1支架的形式
　　支架按其构造可分为支柱式、梁式、梁支式。
　　(1)支柱式：用于陆地或不通航河道以及桥墩不高的小跨桥。
　　(2)梁式：梁可支承在桥墩旁的支架，或在桥墩上预留托架或支承在墩处横梁上。
　　(3)梁支式：在大跨桥上使用，梁支承在桥墩台上以及临时支架上，形成多跨连续支架。
　　1.2对支架的要求
　　(1)支架虽是临时结构，但它要承受桥梁的大部分恒重，因此必须有足够的强度、刚度，以保证就地浇注的顺利进行。支架的基础要可靠，构件要结合紧密并加设横向、纵向和斜向连接杆件，使支架成为整体。
　　(2)在河道中施工的支架要充分考虑洪水和漂浮物的影响，除对支架的结构构造有所要求外，应尽量避免在高水位情况下施工。
　　(3)支架在受荷后有变形和挠度，在安装前要有充分的估计和计算。
　　(4)支架的卸落设备有木楔、砂筒和千斤顶等数种，卸架时要对称、均匀，不应使主梁发生局部受力状态。
　　1.3支架施工特点
　　(1)施工不需大型起重设备，施工平稳、安全、可靠，桥梁整体性能好；
　　(2)施工中不存在体系转换，对超静定刚架桥不产生恒载徐变二次矩；
　　(3)可方便采用大吨位预应力体系，使结构的构造简单，施工方便；
　　(4)需要大量模板、支架等辅助工程设施；
　　(5)影响桥下交通，且施工期间受洪水及漂流物的威胁；
　　(6)施工工期长，施工费用高，且需要较大的施工场地。
　　2悬臂施工法
　　悬臂施工法是利用已建成的桥墩开始对称地、不断沿桥跨径方向悬出接长段的施工方法。
　　2.1悬臂施工的必要条件
　　施工中桥墩与梁固结；施工中桥墩要承受不对称弯矩。悬臂施工时随梁段增加即悬臂长度的增长，梁内出现的负弯矩不断增大，对梁段上缘需逐段施加预应力，使其与完成的梁段连成整体。悬臂施工是由两个相邻的桥墩同时向两侧分段进行，水平推进，直到跨中合拢，各梁段用预应力紧密连成整体。它通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类。
　　2.2悬臂施工的施工特点
　　(1)施工中桥下不需搭设支架，对在大跨、通航、深水、峡谷、高墩的条件下建桥是最优的施工方案。
　　(2)悬臂施工使跨中正弯矩转移到支点负弯矩，大大提高了桥梁的跨越能力。
　　(3)工序较简单，施工设备较少，多孔桥可平行作业，施工速度快。
　　(4)节省施工费用，降低工程造价。
　　2.3悬臂浇筑施工
　　2.3.1施工托架
　　根据地形条件、墩身高度和承台形式设立支承托架，常用的施工托架有斜撑式和斜拉式两种。托架顶面与箱梁底面在桥纵向的线形应保持一致。其横桥向的宽度一般比箱梁底宽出1.5～2.0m，以便于立箱梁边#p#副标题#e#肋的外侧模板。托架高度和长度应由施工挂篮的需要和现浇段长度决定，为了消除托架在浇注梁段混凝土时产生的变形，常用千斤顶法、水箱法对托架预加变形。
　　2.3.2施工挂篮
　　托架上施工头几个梁段达到挂篮起步长度后，拼装对接挂篮悬浇到一定长度之后，再将对接挂篮承重梁分开，形成两个独立的挂篮向墩的两侧逐段推进，新浇梁段达到设计强度后张拉预应力束筋与前一梁段连成一体。挂篮是一个能自动行走的空中活动脚手架，悬挂在已经张拉的箱梁节段上，待浇段的模板安装，钢筋绑扎，管道安装，预应力操作，压浆封端等所有工序均在挂篮上进行。完成一个梁段后，挂篮可前移一个节段，循环悬浇完所有梁段。
　　挂篮的构造一般由主桁、悬吊系统、平衡重及锚固系统、行走系统、张拉平台、底模架组成。主桁一般由两片纵梁组成，也可做成斜拉结构，主桁由万能杆件和型钢组拼；悬吊系统一般由两端钻有销孔的钢带或两端车丝扣的圆钢组成，其作用是将底模架和张拉平台自重及其上荷载传递到主桁上；平衡重及锚固系统位于主桁的后部，主要作用是平衡挂篮前移和浇筑混凝土时产生的倾覆力矩，确保高空作业安全；行走系统支承主桁，使挂篮沿梁体纵向前移，一般由车轮或聚四氟乙烯滑板组成；张拉平台位于梁体前方，作为纵向预应力筋张拉脚手架；底模架用于立模板、绑扎钢筋、浇筑混凝土并进行养护等。
　　挂篮的功能是：支承梁段模板，调整梁段位置，吊运材料、机具，浇筑混凝土，装、拆模板和张拉预应力筋。它既是空中施工场地，又是施工梁段的承重结构。因此，挂篮要求：强度安全可靠、自重轻、刚度大、变形小，稳定性好，装拆、移动迅速方便等。
　　2.3.3悬臂施工工艺流程
　　采用悬臂施工时，混凝土主梁一般为箱形截面。每一梁段的混凝土通常分两次浇筑，先浇底板，后浇腹板和顶板。悬臂梁段施工周期一般为6～10天，依节段混凝土数量和结构复杂程度而异。在悬臂施工中如何提高混凝土早期强度对有效缩短施工周期关系很大，这也是现浇施工的共同性问题。
　　2.3.4连续刚构悬臂浇筑施工技术保证措施
　　连续刚构桥梁墩身刚度较小，墩身较柔，当采用悬臂方法浇筑施工时，特别是在不对称施工荷载作用下墩身承受较大弯矩，结构的变形大，施工稳定性差。如果悬臂施工过程中，桥墩的纵向稳定性不能满足要求，则可采取下列措施增加墩身的稳定性：
　　(1)桥不高，水不深且易搭设临时支架时选用支架固结，此法的不平衡力矩完全依靠梁的自重来保持稳定。
　　(2)利用临时立柱，将预应力筋下端锚固在基础承台，上端在箱梁底板内张拉并锚固，立柱在施工中始终受压，以维持施工中的稳定。
　　(3)在桥高水深，采用三角撑架敷设墩身上部临时支承梁段，并使用沙筒作施工完后体系转换的卸架设备，待完成体系转换后再拆除。
　　2.3.5连续刚构悬臂浇筑合拢段施工及挠度控制
　　连续刚构悬臂浇筑合拢段施工是悬浇施工中的关键，为了防止墩柱产生过大的不平衡力矩，可采取下列两种措施：配置平衡重；两悬臂梁端部分批交替架梁。
　　2.4悬臂拼装施工
　　悬臂拼装是将预制好的节段，用支承在完成的悬臂上由专门拼装吊机逐段拼装。悬臂拼装法广泛应用于发达国家，其特点为：
　　(1)工业化生产及机械化程度高，比悬浇施工速度快。
　　(2)工期短、劳动力用量少，高强混凝土质量容易保证，但接头处易造成预应力损失，施工控制要求高。
　　(3)工程造价一般比悬浇法高，所以我国的刚架桥一般采用悬臂浇筑法施工。
　　2.5边跨的合拢方式
　　连续刚构桥的上部结构，主梁大多数采用挂篮悬臂浇筑施工，合拢的程序基本上都是先边跨，后中跨。仅南昆铁路清水河桥，采用先中跨、后边跨的合拢顺序。
　　边跨的合拢方式有以下几种：
　　(1)落地支架方式
　　连续刚构桥由于采用对称悬臂#p#副标题#e#浇筑施工，所以在边跨合拢之前往往需要搭设支架，在支架上浇筑边跨合拢梁段，长度通常为20m左右或更长，这是在大多数连续刚构桥上采用的方法。在高墩的情况下，落地支架费材费力。如果支架搭在水中，难度更大。例如，黄石长江大桥边跨现浇梁段长达37.6m，边墩高度约40m，这样，边跨落地支架不仅工程量大，而且在洪水期间施工难度更大，支架受洪水和漂浮物的威胁，稳定性与安全性难以保证。探索不用落地支架合拢边跨，也是连续刚构桥发展的必然趋势。
　　(2)架设导梁方式
　　在边跨悬臂端架设导梁，导梁支承在边跨上，在导梁上悬挂模板浇筑边跨合拢段。在主跨106m、边跨59m的太平大桥和主跨120m、边跨66m的金沙大桥等两座连续刚构桥设计中，利用导梁合拢边跨，不仅不过多地增加预应力束，而且施工简单方便，深受施工部门的欢迎。实践证明，当边、主跨比在0.54～0.56之间时，用导梁方式现浇边跨合拢段，边跨支点在任何荷载工况下总保留有足够的压力，而不出现拉力。因此利用导梁合拢边跨，而又不过多增加预应力束，成为可能。
　　(3)与引桥悬臂连接合拢
　　我国的沅陵沅水大桥，主跨为140m、边跨85m的连续刚构，引桥为跨径42m的顶推连续梁，按(9×42m)+(42m+13.5m)设两联，其间没有伸缩缝，由预应力束临时连接，顶推就位后解体，边跨现浇段的13.5m悬臂与连续刚构悬臂空中固结，形成85m+140m+85m+42m的四孔连续刚构，缩短了工期，节省了投资。
　　结束语
　　连续-刚构桥的跨越能力大，受力合理，结构整体性好，造型美观且施工相对简单，其投资比斜拉桥、悬索桥低，是大跨度桥梁优先选择的桥型。由于大跨连续刚构桥边跨现浇段采用落地支架施工工艺具有一定的局限性，采用不平衡长度悬浇现浇段的施工工艺具有安全、经济和快捷的优越性。在目前设计和施工中采用此种施工工艺还不是很多，鉴于其独特的优点，在以后的设计和施工中应该大力推广。
　　参考文献
　　［1］姚玲森．桥梁工程．人民交通出版社，2001．
　　［2］范立础．桥梁工程．人民交通出版社，1993．
　　［3］范立础．预应力混凝土连续梁桥．人民交通出版社，1999．
　　［4］金凤温．连续刚构桥的发展简述．黑龙江交通科技，2005年第7期．