橋梁施工技術論文(2)
橋梁施工技術論文
橋梁施工技術論文篇二
公路橋梁施工技術
摘要：改革開放以來，我國公路建設事業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是高速公路建設，從無到有，現(xiàn)已建成8700km。作為公路建設重要組成部分的橋梁建設也得到相應發(fā)展，跨越大江(河)、海峽(灣)的長大橋梁建設也相繼修建，一般公路和高等級公路上的中、小橋、立交橋，形式多樣，工程質(zhì)量不斷提高，為公路運輸提供了安全、舒適的服務。
關鍵詞：公路橋梁 上部施工 測量
1.我國公路橋梁的發(fā)展歷史
(1)我國橋梁的歷史
中國橋梁的歷史可以上溯到6000年前的氏族公社時代，到了1000多年前的隋、唐、宋三代，古代橋梁發(fā)展到了巔峰時期。在最近的1000年中，中國的橋梁技術全面落后于世界的腳步，中國第一座現(xiàn)代化橋梁的出現(xiàn)距今僅100多年歷史，而且是由外國人建造的。從錢塘江大橋算起，中國人自己設計現(xiàn)代橋梁的歷史還不足70年;從南京長江大橋算起，中國人自行設計建造大型橋梁的歷史僅34年。
(2)梁橋的發(fā)展
梁橋作為最簡單實用的橋型，在橋梁史上出現(xiàn)得最早，在中國古代曾被拱橋的光環(huán)所湮沒，但卻是現(xiàn)代橋梁的始作俑者。現(xiàn)代梁橋技術中，鋼板梁橋和鋼桁架梁橋出現(xiàn)得最早，以后，混凝土橋梁以其經(jīng)濟性和便于維護的優(yōu)勢，得到了長足的發(fā)展。中國的預應力混凝土簡支梁橋和連續(xù)梁橋在八十年代以后得到廣泛采用，成為長橋和大跨徑橋梁的主要橋型。浙江省瑞安飛云江橋最大跨徑62米，橋長1722米，是中國當時最大跨徑的預應力混凝土簡支梁公路橋。八十年代以來，預應力混凝土連續(xù)梁橋成為中國公路橋梁的重要橋型。1984年建成的湖北省沙洋漢江橋是首座跨徑超過100米的連續(xù)梁橋，跨徑100米以上的連續(xù)梁橋還有廣東省廣州大橋、江門外海橋、惠州東江橋、湖南省常德沅江橋、貴州省思南烏江橋、天津市永定新河華北橋、湖北省宜城漢江橋、宜昌樂天溪橋、江蘇省南京長江第二大橋北汊橋等，其中南京長江第二大橋北汊橋的最大跨徑達到165米，外海橋的連續(xù)長度達到880米，1982年底，另一座更大的鋼箱型斜腿剛構(gòu)橋落成。 這就是位于陜西省安康水電站鐵路專用線上的安康漢江橋，主跨達176米，是當時世界跨徑最大的鋼斜腿剛構(gòu)鐵路橋，1988年在廣東省廣州市郊建成了中國第一座大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋――洛溪大橋。大橋位于廣州市番禺區(qū)洛溪渡口，跨珠江后航道，全長1916.04米，為4孔一聯(lián)三向預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，最大跨徑180米，橋面凈寬15米，該橋建設既吸取了中國修建數(shù)十座T形剛構(gòu)的經(jīng)驗，又研究了國外同類橋梁的成熟技術，最大跨徑180米，在當時已居亞州同類橋型首位，洛溪大橋為九十年代連續(xù)剛構(gòu)橋的建設奠定了基礎，并成就了虎門大橋輔航道橋跨徑紀錄。1997年4月建成通車的虎門大橋位于廣東省珠江三角洲中部虎門古炮臺，連接廣深、廣珠兩條高速公路，是珠江三角洲高速公路網(wǎng)的重要組成部分。輔航道橋是主橋的組成部分，橋型為三跨預應力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱型梁，其主航道橋以888米的跨度在當時居全國懸索橋之首，輔航道橋則更以270米的跨徑一舉奪得連續(xù)剛構(gòu)橋當時的世界紀錄。
2.橋梁的施工測量
橋梁按其軸線長度分特大型(大于500m長)、大型(100~500m)、中型(30~100m)、小型(8~30m)等四類，不同類型橋梁的施工測量方法及精度要求也不相同。橋梁施工測量的主要內(nèi)容包括平面控制測量、高程控制測量、墩臺定位、墩臺基礎及頂部放樣等。
(2)小型橋梁施工測量;①基礎施工測量，基礎開挖梁，根據(jù)橋臺和橋墩的中心線定出基礎開挖邊界線，并測設坑壁水平樁作為控制挖深及基礎施工掌握高程的依據(jù)?；A完工后，應根據(jù)橋位控制樁和橋臺控制樁用經(jīng)緯儀在基礎上測設出墩、臺中心及其互為正交的軸線，以此作為砌筑墩臺的依據(jù)。
(2)中型橋梁施工測量;①橋梁片面控制測量，橋梁平面控制網(wǎng)宜布設三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導線網(wǎng)等。②橋梁高程控制測量，在橋梁施工階段，為建立兩岸可靠而統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，需
要進行兩岸間的高程傳遞，一般采用過渡水準測量的方法。③方向交會法測設橋墩
位置方向交會法是測設橋墩位置的常用方法。計算公式為:αi = arctan[di ・sinθ1 /(D1 -di ・cosθ1 )]βi = arctan[di ・sinθ2 /(D2 -di・cosθ2 )]為了檢核αi、βi ，參照求算αi、βi 的方法計算ψi、φi ：φi= arctan[D1 ・sinθ1 /(di -D1 ・cosθ1 )]ψi= arctan[D2 ・sinθ2 /(di -D2 ・cosθ2 )] 計算檢核式為:αi+φi+θ1 = 180°βi+ψi+θ2 = 180°施測方法為;在A、C、D點分別安置經(jīng)緯儀(對中、整平)，A 點標出橋軸線AB方向，在 C、D點分別后視A 點，然后分別測設αi、βi角，此時三條線相交通常構(gòu)成一個示誤三角形。若示誤三角形在橋軸線上的邊長不大于規(guī)定數(shù)值(墩底2.5cm, 墩頂1.5cm)，則取C、D點兩測設方向交點在橋軸線上的投影點作為放樣的墩位中心。方向交會的精度與交會角(方向線CP與方向線DP之間的夾角)有關，交會角在90°～110°之間，交會精度最高。在選擇基線和布網(wǎng)時盡可能使交會角在80°～130°之間，但不能小于30°或大于150°。
3.橋梁的上部結(jié)構(gòu)施工
橋梁跨越空間的結(jié)構(gòu)物稱橋跨或橋跨結(jié)構(gòu)。橋梁上部結(jié)構(gòu)類型，決定了橋梁的形式，本文主要闡述橋梁的現(xiàn)場澆筑法和預制安裝法兩種橋梁上部結(jié)構(gòu)的旌工方法及特點。橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法總體上分為現(xiàn)場澆筑法和預制安裝法。
(1)現(xiàn)場澆筑法;①就地澆筑法。就地澆筑法是在橋位處搭設支架，在支架上澆筑橋體混凝土，達到強度后拆除樓板、支架。就地澆筑法無需預制場地，而且不需要大型起吊、運輸設備 ，梁體的主筋可不中斷，橋梁整體性好。它的主要缺點是工期長.施工質(zhì)量不容易控制對預應力混凝土梁山于混凝土的收縮、徐變引起的應力損失比較大，施工中的支架、模板耗用量大.施工費用高 搭設支架影響排洪，通航.施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。
?、趹冶凼┕し?。懸臂施工法是從橋墩開始，兩側(cè)對稱進行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A制節(jié)段對稱進行拼裝。前者稱懸臂澆筑施工。后者稱懸臂拼裝施工.有時也將兩種方法結(jié)合使用。懸臂施工的主要特點是 ：1 ) 橋梁在施工過程中產(chǎn)生負彎矩， 橋墩也要求承受由施工產(chǎn)生的彎矩，因此懸臂施工宜在營運狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工狀態(tài)的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用。如預應力混凝土 T型剛構(gòu)橋、變截而連續(xù)梁橋和斜拉橋等;2 )非墩橋固接的預應力混凝土梁橋.采用懸臂施工時應采取措施，使墩、梁臨時固結(jié).因而在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換存在3 ) 采用懸臂施工的機具設各種類很多，就掛籃而言，也有桁架式、斜拉式等多種類型，可根據(jù)實際情況選用;4 )懸臂澆筑施工簡便.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l 00m 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.施工不影響通航或橋下交通。③轉(zhuǎn)體施工法。轉(zhuǎn)體施工是將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊(或踏邊及適當位置) 進行預制，待混凝土達到設計強度后旋轉(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的旋轉(zhuǎn)支承和旋轉(zhuǎn)軸，橋梁完工后，按設計要求改變支撐情況。轉(zhuǎn)體施工可分為平轉(zhuǎn)、豎轉(zhuǎn)和平豎幾何的結(jié)合的轉(zhuǎn)體施工。轉(zhuǎn)體施工的主要特點是;1 ) 可以利用地形，方便預制構(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行橋梁施工;3 ) 施工設備少，裝置簡單，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%，節(jié)省施工用鋼筋60%，5 )減少高空作業(yè)施工工序簡單施工迅速，當主要構(gòu)件先期合攏后，給以后施工帶來方便：6 )轉(zhuǎn)體旋工適合于單跨和三跨橋梁，可在深水、峽谷中建橋采用。同時也適應在平原區(qū)以及用于城市跨線橋：7 ) 大跨徑橋梁采用轉(zhuǎn)體施工將會取得較好的技術經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)體重量輕型化多種工藝綜合利用，是大跨徑及特大跨徑橋梁施工有利的競爭方案。④頂推旅工法。頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設置預制場地.分節(jié)段預制，并用縱向預應力筋將預制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體，然后通過水平千斤頂施力，將梁體向前頂推出預制場地。之后繼續(xù)在預制場地進行下一節(jié)段粱的預制.循環(huán)操作直至施工完成。頂推施工法的特點：1 ) 頂推法可以使用簡單的設各建造長大橋梁，施工費用低，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采用2 )主梁分段預制.連續(xù)作業(yè).結(jié)構(gòu)整體性好;由于不需要大型起重設備.所以施工節(jié)段的長度一般可取用1 0 -2 0 m;3 ) 橋梁節(jié)段固定在一個場地預制，便于施工管理改善施工條件，避免高空作業(yè)。同時，模板、設備可多次周轉(zhuǎn)使用，在正常情況下，節(jié)段的預制周期 7 -10d;4 )頂推施工時，梁的受力狀態(tài)變化很大 施工階段的梁的受力狀態(tài)與運營時期的受力狀態(tài)差別較大，因此在梁截面設計和布索時要同時滿足施工與運營的要求，由此而造成的用鋼量較高在施工時也可采取加設臨時墩，設置前導梁和其他措施，用以減少施工內(nèi)力;5 ) 頂推法宜在等截而梁上使用，當橋梁跨徑較大時 選用等截而梁會造成材料用量的不經(jīng)濟，也增加施 工難度，因此 以中等跨徑 的橋梁 為宜 ，橋梁的總長也以5 0 0 ～ 6 0 0 m為宜。⑤逐孔施工法。逐孔施工是中等跨徑瑣應力坭凝土連續(xù)粱中的一種施工方法.它使用一套設備從橋梁的一端逐孔施工.直到對岸。有用臨時支承組拼預制節(jié)段的逐孔旋工法、移動支架逐孔現(xiàn)澆施工法、以及整孔吊裝或分段節(jié)段施工法等。采用逐孔施工的主要特點1 ) 不需要設置地而支架.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.一套模架可多次周轉(zhuǎn)使用 ，具有在預制場生產(chǎn)的優(yōu)點;3 ) 機械化、自動化程度高，節(jié)省勞力，降低勞動強度 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的長度取用- -T L 梁長，接頭位置一般可選在橋梁受力較小的部位;5 ) 移動樓架設備投資大，施工準備和操作都較復雜;6 )宜在橋梁跨徑小于 5 0 m的多跨長橋上使用。⑥橫移施工法。橫移施工是在擬待安置結(jié)構(gòu)的位置旁預制該結(jié)構(gòu).并橫向移運該結(jié)構(gòu)物，將它安置在規(guī)定的位置上。橫移施工的主要特點是在整個操作期間與該結(jié)構(gòu)有關的支座位置保持不變，即沒有改變梁的結(jié)構(gòu)體系。在橫向移動期間零時支座需要支承該結(jié)構(gòu)的施工重量。⑦提升與浮運施工法。提升施工是在未來安置結(jié)構(gòu)物以下的地而上預制該結(jié)構(gòu)并把它提升就位。浮運施工將橋梁在岸上預制，通過大型浮運至橋位利用船的上下起落安裝就位的方法。使用該方法的要求是：1 ) 在該結(jié)構(gòu)下而需要有一個適宜的地面;2 )被提升結(jié)構(gòu)下的地面要有一定的承載力3 ) 擁有一臺支撐在一定基礎上的提升設備：4)該結(jié)構(gòu)應該是平衡的，至少在提升操作期間是平衡的：5 )采用浮運法要有一系列的大型浮運設備。
(2)預制安裝法;預制安裝法在預制工廠或在運輸方便的橋址附近設置預制場進行梁的預制工作，然后采用一定的架設方法進行安裝。預制安裝法施工一般是指鋼筋混凝土或預應力混凝土簡支梁的預制安裝，分預制、運輸和安裝三部分，預制安裝施工法的主要特點是：1 ) 由于是工場生產(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。并盡可能多的采用機械化施工：力上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè).因而可縮短現(xiàn)場工期;2 ) 能有效的利用勞動力 并由此而降低了工程造價：3 )由于施工速度快 可適用于緊急施工工程;4) 將構(gòu)件預制后由于要存放一段時間，因此在安裝時已有一定齡期，可減少混凝土收縮、徐變引起的變形。參考文獻
[1]周海鵬;淺談橋梁上部結(jié)構(gòu)施工方法[U]科技信息，2 0 0 9
[2] 付國坤‘橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法[J]民營科技， 2 0 0 8
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