探析節段橋梁的設計與施工

摘要：節段橋梁施工技術是當今橋梁工程的發展趨勢，廣泛的適用于各種型式的橋梁和施工方法。對此，本文通過探析了當前設計與施工節段橋梁方面的具體情況，有針對性的采取了有效措施，提高了節段橋梁設計水平，確保了施工質量。

關鍵詞：節段橋梁 控制 施工

隨著高速發展的國內經濟、輕軌等橋梁施工逐漸成為我國基礎設施建設的主要內容。在這種前提下，引進國外先進的施工技術、加快施工速度、減少對環境和交通的影響、提高文明施工水平，成為橋梁施工中的一個主要課題。 節段橋梁施工技術具有對環境交通影響小、對施工的地理位置要求低、施工工期短等優點，可基本實現無支架化施工，不影響現有交通，特別適合于對環境要求極高的城市橋梁的施工。對此，本文通過探析當前設計與施工節段橋梁方面的具體情況，有針對性的采取有效措施，提高節段橋梁設計水平，確保施工質量。

一、節段橋梁預制拼裝技術的特點

1.1 造價方面

造價方面普遍認為節段預制拼裝橋梁造價要高于移動模架或者懸臂澆筑，但是在具有一定規模的情況下，節段預制拼裝的價格優勢會進一步凸顯。

1.2 耐久性

國內對體內和體外預應力耐久性方面的認識存在差異，在灌漿密實的情況下，體內預應力的耐久性是可以得到保證的，但是完全密實的灌漿在施工技術和管理上均存在一定難度。體外預應力無制孔壓漿等工序，狀態易于檢查，可以補張拉或更換，這對于橋梁耐久性的保證是有利的。

1.3 合理性

①下部結構施工與上部梁段預制可同步進行，且拼裝成橋速度快，施工的工期可得到較大程度的縮短；

②節段的養護時間長，加載齡期晚，成橋后梁體的徐變變形以及預應力的長期損失都較現澆梁要小；

③梁體分段在固定臺座預制，且一部分鋼束布置在截面之外，方便了梁體混凝土的澆筑與振搗，易保證施工質量；

④相對整孔預制，節段重量較輕，尺寸較小，運輸方便；

⑤影響環境的程度減輕，其文明施工的程度也得到相應的提高；

6)腹板內鋼束量減少，腹板厚度可減小。

1.4預制拼裝的節段工藝的不足之處

當期，此工藝不足的減少是改進與提高橋梁施工的重點：

①一次性基礎設備投資較大。橋梁施工的基礎設施具體包含：模板預制、小平車及其架橋機等，預制工廠化模板主要包含內、側模可自動脫模及底模自動找平等，其設計、制造均要由專業化的制造企業來實施。

②相對較差的通用性。在預制拼裝的節段施工過程內，投資模板系統與架橋機相對較大，只要工程量符合相應的指標，一次性攤銷的目的也即有效的實現。

③針對橋梁的縱坡和線性，架橋機施工對其均由一定程度的限制作用，當未符合設計橋梁的參數指標時，則此項施工工藝不可應用。

二、節段橋梁懸拼拼裝技術的特點

施工橋梁的方式相對較多，但針對階段橋梁施工來講，具有一定競爭實力的懸臂拼裝法方案，也即場地預制時分段預制主梁，預應力孔道提前預留好，完成下部結構施工之后，將梁段運送到施工現場進行拼裝，其所需的鋼束需進行同步張拉。懸臂結構是整個架構體系全程中的首要部位，其彼此間的連續體系需合龍方可形成。并按照架構的受力指標及施工機具的靈活度進行劃分分段節段橋梁的具體長度。

設計節段橋梁方面，可合理使用高標號混凝土，增加預應力體系的多樣性，同時，計算機的普及應用方便了分析橋梁架構及其控制撓度工作。對比滿堂支架法，從簡支到連續的架構，會造成轉換架構體系問題，且不可輕視預應力所產生的次內力。腹板內或頂底板內均可設置鋼束，大幅降低橋梁架構的自重，增強跨越能力。

施工節段橋梁方面，支架、型鋼及其模板的使用量可大大節省，并保證混凝土的質量。而對城市橋梁來講，鋼束張拉等操作不必用掛籃來實現，只需簡易的支架移動即可。預制節段的同時，可構造下部，一方面施工進程大大加快，另一方面徐變所產生的不利影響也可減少，高強性能力筋可得到最大限度的發揮。而安置的節段可使機械化設備得到充分的利用，可在較小車流量時段進行實施，較小影響交通。

然而，節段式橋梁的施工技術需求相對較高，架構的影響因素較多，并嚴格控制施工，而較低梁高的小跨度橋梁，無工作面張拉連續力筋，節段橋梁不適合實施。

三、設計與施工節段橋梁的重要事項

3.1 高性能混凝土配制

節段其耐久性，取決于混凝土配制的性能，必須限縮阻裂、減少徐變和碳化、防止鋼筋銹蝕。使用優良的原材料，經過反復試配優化，確保混凝土強度穩定增長。優選混凝土外摻劑（如FDN—Ⅱ高效減水劑），同時對不同配比下的混凝土性能進行對比試驗，確定最佳配合比；節段預制好后要經過3個月的存放，其變形已趨穩定，有利于節段安裝時的線形控制。混凝土較高的強度（C50以上）和彈模可以減少混凝土的收縮和徐變影響，可以減少營運期內預應力損失。

3.2 體內預應力束與體外預應力束

體內預應力為永久預應力，目前使用廣泛。但節段預制時，必須考慮預留管道及節段間的連接，施工時要防止管道發生位移、堵塞。

體外預應力束可使構件的厚度減薄，重量減輕；大多節段標準化，便于生產；預應力束布置簡化，大大減少管道摩阻損失，預應力施工更加簡易。預應力束的防腐蝕可得到更可靠的保證等。預應力束的偏心率降低，需多用預應力筋，在極限荷載狀態下需要更多的力筋；同時由于動荷載會引起梁體結構和體外預應力束產生振動，如體外預應力束的自振頻率與整個結構的振動頻率相近時就可能出現共振，危及結構安全。因此，必須設置對體外預應力束的約束裝置。

3.3拼裝時的施工質量控制

膠拼是節段拼裝過程中的重要工序，主要是涂膠并采用臨時預應力技術給節段施加壓力，用環氧粘結劑可密封接縫面，防止空氣及水分進入，保證預應力筋不受侵蝕。節段拼裝的過程必須加強現場測量控制，確保各節段安裝的準確位置。

①預制節段梁膠拼前，先進行整孔節段梁之間的試拼，一方面可盡早發現拼裝過程中出現的異常情況，另一方面可縮短膠拼時間，避免涂膠過早而硬化。

②拼縫截面的密封性。預制過程中采用預應力管道定位技術，提高相鄰梁段同一管道的連接精度，并防止節段分離時造成預應力管口損壞。

③膠拼時間控制。常溫條件下，攪拌完的環氧樹脂應在40min內完成拼裝工作，因此節段梁膠拼還有時間要求。為了縮短膠拼時間，在涂膠之前梁段先預拼，各梁段拼接面預拼匹配后，再將梁塊縱向平移進行膠拼，這樣就能保證在規定的時間內完成每節梁段膠拼工作。

3.4懸臂合攏

懸臂拼裝的節段橋梁常在跨中留有1.5～2.0m 的合龍段，在主梁標高調整后將梁連成整體。一般采用現澆或節段拼裝合龍，現澆比拼裝施工工期長，工序復雜，但便于調整，而拼裝對節段預制和拼裝的精度要求較高。

通過在兩相鄰懸臂T構間安裝預制合攏梁段，并旋轉合攏梁段的平面和豎向角度，使兩相鄰懸臂T構順接，同時在合攏預制塊兩側各設置一條15 cm寬的現澆濕接縫，通過該濕接縫連接兩懸臂節段和合攏梁段，最后進行張拉合攏。

四、結束語

總之，節段橋梁施工技術相比較其他工藝而言，其難度較大，要有效實施施工控制，就必須保證在施工控制管理和控制技術上的有效性，否則將不能達到預期的控制效果。所以，在實施施工控制前建立完善的控制系統和制訂實施細則，并在實施中根據實際情況和需要進行調整。

參考文獻：

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