楊文

摘 要：預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋由于受力合理、施工簡(jiǎn)便、行車(chē)方便、施工便利等特點(diǎn)而迅猛發(fā)展起來(lái)。預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋在懸臂施工中，已建成的橋段在后期難以調(diào)節(jié)，為滿足橋梁的設(shè)計(jì)要求，在橋梁建設(shè)施工中需進(jìn)行橋梁的施工控制工作。大跨徑的連續(xù)剛構(gòu)橋在地形受限制的山區(qū)逐漸得到應(yīng)用。該文對(duì)剛構(gòu)橋的關(guān)鍵施工技術(shù)的總結(jié)，將為同類橋梁施工提供參考。

關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)橋 大跨徑 施工技術(shù) 控制

中圖分類號(hào)：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（a）-0050-02

1 預(yù)應(yīng)力混凝土剛構(gòu)橋發(fā)展歷程

預(yù)應(yīng)力混凝土近年來(lái)在橋梁建設(shè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，逐漸成為最重要的橋梁建設(shè)材料之一。早期的預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁多在20世紀(jì)中期修建完成，德國(guó)的胡爾姆斯橋的建成，是懸臂澆鑄法在預(yù)應(yīng)力混凝土橋中應(yīng)用的重要里程碑事件。在這一時(shí)期，形成了預(yù)應(yīng)力混凝土的T型剛結(jié)構(gòu)。然而早期的施工對(duì)溫度因素、混凝土受力變形等因素考慮不足，T型剛構(gòu)體系雖確定，但并未得到大力發(fā)展。

預(yù)應(yīng)力混凝土的剛構(gòu)橋具有變形小、受力性能好、抗震能力強(qiáng)、行車(chē)舒適等優(yōu)點(diǎn)。隨著項(xiàng)推施工、逐孔架設(shè)等施工方法的發(fā)展，連續(xù)橋梁跨徑不斷增大。同時(shí)，跨徑的增大也逐漸暴露出巨型支座的設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)等一系列問(wèn)題來(lái)。連續(xù)的剛構(gòu)橋綜合了T型剛構(gòu)和連續(xù)橋梁的受力特點(diǎn)，保持連續(xù)橋的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)改善了鉸處易折線變形的缺陷。連續(xù)剛構(gòu)橋不僅滿足施工需求，還為施工提供便利，因此，20世紀(jì)60年代后期連續(xù)剛構(gòu)橋開(kāi)始迅猛發(fā)展。

2 連續(xù)剛構(gòu)橋發(fā)展的趨勢(shì)分析

現(xiàn)代階段的連續(xù)剛構(gòu)橋逐步形成墩梁固結(jié)、柔性墩、連續(xù)梁體的剛構(gòu)體系。大跨徑橋梁以跨徑在120～300 m范圍的橋梁居多。隨著橋梁材料的優(yōu)化以及施工技術(shù)水平的提升，未來(lái)的連續(xù)剛構(gòu)橋在跨徑上將取得新的突破。耐久性好、且輕質(zhì)高強(qiáng)的混凝土材料在橋梁建設(shè)中應(yīng)用越來(lái)越廣。大跨徑橋梁采用高強(qiáng)輕質(zhì)材料減輕上部結(jié)構(gòu)重量也是實(shí)現(xiàn)跨徑增大的重要途徑。另外，在橋梁的設(shè)計(jì)中通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行仿真分析，施工中運(yùn)用遙控技術(shù)與GPS來(lái)控制施工也將是未來(lái)橋梁發(fā)展的趨勢(shì)。連續(xù)剛構(gòu)橋的長(zhǎng)懸臂項(xiàng)板單箱截面和三向應(yīng)力技術(shù)促進(jìn)了連續(xù)橋梁向大跨徑的邁進(jìn)歷程。現(xiàn)代橋梁工程除了注重安全性、適用性外，對(duì)橋梁美學(xué)、環(huán)保、景觀設(shè)計(jì)等也同樣重視，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境景觀與人文景觀的和諧呈現(xiàn)。

3 預(yù)應(yīng)力混凝土的連續(xù)剛構(gòu)橋特征分析

連續(xù)剛構(gòu)橋是在T型剛構(gòu)橋和連續(xù)橋梁的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的結(jié)構(gòu)體系。連續(xù)剛構(gòu)體系分為全橋不設(shè)鉸、主跨在中部設(shè)鉸其余各跨不設(shè)鉸這兩種類型。目前所說(shuō)的連續(xù)剛構(gòu)體系多指全橋不設(shè)鉸這種，這類剛構(gòu)體系平順度好、伸縮縫隙小、抗扭曲剛度大等特征，能更好地適應(yīng)溫度、地震、潮濕、大風(fēng)等外部環(huán)境變化。

首先，預(yù)應(yīng)力混凝土的連續(xù)剛構(gòu)橋的橋墩結(jié)構(gòu)高度一般在40 m以上，材料多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。為滿足大跨徑的受力要求，橋結(jié)構(gòu)一般順橋抗彎曲的剛度、橫向抗扭曲的剛度都較大，橋墩設(shè)計(jì)為直立式的雙柱型，以改善受力。連續(xù)剛構(gòu)橋跨度大，一般主跨徑超過(guò)100 m，墩梁無(wú)需臨時(shí)固結(jié)和支座體系轉(zhuǎn)換。連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁多采用掛籃懸澆的自架設(shè)工藝，多為箱型梁。

其次，預(yù)應(yīng)力混凝土的連續(xù)剛構(gòu)橋受到箱梁扭轉(zhuǎn)、空間預(yù)應(yīng)力束、截面變形等因素影響，其受力特征相當(dāng)復(fù)雜。橋墩的剛度、高度、結(jié)構(gòu)形態(tài)等對(duì)梁體受力影響較大，橋墩高度的增加，降低橋墩對(duì)上部結(jié)構(gòu)的嵌固，逐漸發(fā)揮出柔性橋墩的價(jià)值。

最后，通過(guò)數(shù)理分析，測(cè)算出大跨徑高墩連續(xù)剛構(gòu)橋的橋高在50～55 m范圍內(nèi)時(shí)，投資費(fèi)用與公認(rèn)低費(fèi)用的50 m跨徑筒支橋持平。高墩大跨徑的連續(xù)剛構(gòu)橋具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)展前景廣闊。

4 懸臂的施工技術(shù)與控制

4.1 橋梁的懸臂施工技術(shù)

懸臂施工技術(shù)是從橋墩開(kāi)始對(duì)稱地懸出接長(zhǎng)，分多個(gè)梁段，逐段施工的方法。該方法適用于連續(xù)剛構(gòu)、懸臂梁、斜拉橋、拱橋等上翼緣承受應(yīng)力作用的橋梁結(jié)構(gòu)，在跨徑為70～200 m的橋梁中應(yīng)用最為廣泛。懸臂橋的經(jīng)典施工場(chǎng)景如下：（1）橋址位于山崖峭壁，橋墩偏高，難以用腳手架進(jìn)行施工；（2）立交橋，施工中不能中斷交通流量；（3）位于河流之上的橋梁，橋梁有船運(yùn)需求或水流湍急；（4）有利于懸臂施工的橋梁上部結(jié)構(gòu)。懸臂施工分為懸臂拼裝和懸臂澆筑兩種方式，其中懸臂澆筑更為常用。懸臂澆筑的起點(diǎn)是已完工的橋墩節(jié)段，通過(guò)在橋墩兩側(cè)設(shè)置掛籃，平衡向未施工橋段澆筑水泥混凝土材料，逐段施工的方法。

4.2 橋梁施工控制

4.2.1 橋梁施工控制的必要性

橋梁的施工控制是橋梁建設(shè)過(guò)程中保證橋梁質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，連續(xù)剛構(gòu)橋采用懸臂分段式的施工，各節(jié)段的懸伸經(jīng)歷著張拉、澆筑、加載等多過(guò)程，收縮形變的影響很復(fù)雜。施工中材料的形變、實(shí)際結(jié)構(gòu)和施工環(huán)境受力情況與設(shè)計(jì)時(shí)存在出入，以及存在的多種偶然因素都將對(duì)橋梁的安全性、適用性、行車(chē)條件、可靠性、外形等帶來(lái)不同的影響。尤其是施工的偏差難以在后續(xù)施工中得以修正，因此，必須在施工過(guò)程中，嚴(yán)格進(jìn)行施工控制以保證橋梁建設(shè)的整體效益。橋梁的施工控制是橋梁安全性的重要保證。施工中發(fā)現(xiàn)實(shí)際值與預(yù)測(cè)值相差較大時(shí)，需停止施工、仔細(xì)排查原因，以防范施工事故的發(fā)生。施工控制將有效控制橋梁施工中的突發(fā)性事故的產(chǎn)生，有力保證施工的安全性。

4.2.2 橋梁施工控制的內(nèi)容

首先，箱梁的線性控制是連續(xù)剛構(gòu)橋的懸臂澆筑施工中重要的控制方面，在澆筑過(guò)程中動(dòng)態(tài)控制各平面位置和各梁段的高度，使得平面位置、高度誤差滿足施工要求。另外還要對(duì)主橋墩的形變、施工荷載、施工誤差、張拉工藝校正、安放管道位置燈進(jìn)行控制，使建橋后的標(biāo)準(zhǔn)高度盡可能接近之前的設(shè)計(jì)方案。

其次，橋梁結(jié)構(gòu)實(shí)際的應(yīng)力狀態(tài)與設(shè)計(jì)時(shí)不相符將嚴(yán)重危害橋梁結(jié)構(gòu)，施工中還需加強(qiáng)監(jiān)控橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力。監(jiān)控應(yīng)力可以校驗(yàn)施工是否符合設(shè)計(jì)要求，校驗(yàn)得出的實(shí)際施工與設(shè)計(jì)方案在各時(shí)間段的偏差，為同類橋梁建設(shè)提供參考。施工中的應(yīng)力主要考慮如下幾種：混凝土的收縮應(yīng)力、澆筑時(shí)水化熱的應(yīng)力、溫度改變的應(yīng)力、預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的應(yīng)力變動(dòng)、施工設(shè)備產(chǎn)生的應(yīng)力等。在對(duì)實(shí)際的應(yīng)力進(jìn)行判定時(shí)，應(yīng)以實(shí)際測(cè)量的應(yīng)力值為準(zhǔn)，當(dāng)實(shí)際應(yīng)力值與設(shè)計(jì)值相差較大時(shí)，應(yīng)深入分析原因，及時(shí)調(diào)整施工策略。

最后，橋梁的穩(wěn)定性是橋梁結(jié)構(gòu)安全的重要組成部分，隨著橋梁跨徑的增加，橋墩高度的增長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)的整體剛度與局部剛度都有所下降，穩(wěn)定性的問(wèn)題逐漸凸顯。在外力增加到某一臨界值時(shí)，橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性將被打破，結(jié)構(gòu)迅速發(fā)生形變，橋梁結(jié)構(gòu)也將隨之失去工作價(jià)值。橋梁需承受可能出現(xiàn)的負(fù)載以保持穩(wěn)定，避免橋梁事故的發(fā)生。目前多通過(guò)穩(wěn)定性分析，采用監(jiān)測(cè)方法和必要應(yīng)對(duì)措施，預(yù)測(cè)各種可能的不利狀況，綜合評(píng)定橋梁結(jié)構(gòu)的形變和應(yīng)力情況，制止橋梁結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的出現(xiàn)。

目前，我國(guó)的橋梁施工控制理論及實(shí)踐研究還不充足，仍缺乏先進(jìn)有效的監(jiān)控手段，對(duì)施工的控制要素研究的精度也較為欠缺。建立一套完善的橋梁組織管理系統(tǒng)和施工控制系統(tǒng)將是未來(lái)橋梁建設(shè)的重要目標(biāo)與發(fā)展態(tài)勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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