分析快速施工橋梁技術及應用

陶文景

(貴州貴安建設投資有限公司，貴州 貴安 550025)

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分析快速施工橋梁技術及應用

陶文景

(貴州貴安建設投資有限公司，貴州 貴安 550025)

針對快速施工橋梁，在簡述其主要特點的基礎上，對預制構件，包括上部結構、下部結構與連接系統(tǒng)，以及技術應用進行深入分析，旨在為橋梁工程快速發(fā)展奠定良好的基礎。

橋梁；ABC橋梁；技術與應用

1 ABC橋梁主要特點

(1)全面運用預制構件，構件進入施工現(xiàn)場以后可立即進行拼裝，進而有效降低了施工對既有交通設施造成的不利影響，也節(jié)省了用于交通管制方面的經(jīng)濟成本。

(2)從工程造價角度講，ABC橋梁造價主要取決于拼裝預制構件的裝配化程度，簡單來說就是隨裝配化程度的不斷提高，造價逐漸減少，因此ABC橋梁有著極高的經(jīng)濟性。

(3)ABC橋梁施工可大幅減少施工人員的工作強度，提高施工安全性。

(4)降低重型機械設備的使用強度，減少機械在場區(qū)內(nèi)的逗留時間，繼而更好的保護外界自然環(huán)境，契合環(huán)境友好型理念。

(5)實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)加工模式，保證構件及成橋質(zhì)量，而且對于損壞構件的替換也十分方便。

2 ABC橋梁預制構件

2.1 上部結構

(1)預制橋面板：全高預制橋面系、半高預制橋面系、鋼混組和橋面系、纖維聚合物混凝土橋面板、鋼質(zhì)開口格構式橋面系、木質(zhì)橋面系。

(2)主梁：預制板梁、預制小箱梁、預制倒T梁、預制多T梁、預制馬蹄型T梁、鋼混組和梁。

2.2 下部結構

(1)橋墩蓋梁。蓋梁的截面形式主要有兩種，分別為矩形與倒T型。如果橋梁寬度較大，或者是吊裝能力相對較弱，則可將蓋梁預制成多個分段，然后進行分別連接。對于蓋梁和墩身立柱之間的連接，通常會選取機械耦合連接器；蓋梁和鋼排架樁墩之間的連接通常選取焊接方式；蓋梁和排架空心管樁之間的連接，需要把鋼筋設置在預留孔道當中，然后通過混凝土澆筑完成連接；蓋梁和混凝土排架樁墩之間的連接，需要先在蓋梁上預留一定空間，然后在連接完成后進行混凝土澆筑。

(2)墩柱。ABC橋梁墩柱一般預制成全高或者是分段形式拼裝，截面的形式較為多樣，主要包括矩形、圓形與工字型等。墩柱的連接方式主要有三種：其一為將墩柱嵌入至墩帽當中；其二為借助灌漿耦合器；其三為采取預應力筋連接。

為確保蓋梁和墩柱連接牢靠，應根據(jù)現(xiàn)場實際情況選取最佳的連接方式，可選方式有：承插式連接，灌漿套管以及波紋管連接等。對于墩柱和承臺之間的連接，大多會運用現(xiàn)澆連接法。在海洋工程當中，應結合高樁采用有效措施保證連接可靠性。

(3)橋臺

①懸臂橋臺。按擋墻高度可將橋臺分為兩種類型，即為高擋墻與低擋墻。其中，低擋墻橋臺主要安裝于路堤上端，長度相對較小，用于阻擋上部土壤。而高擋墻橋臺主要安裝于高路基邊坡，橋臺和承臺之間存在凹槽，在凹槽處完成橋臺和承臺之間的連接。

②預制埋置橋臺。運用這種橋臺可大幅降低土壓力，若不考慮結構物所處位置，則預制埋置橋臺與橋墩是較為相似的。此外，在之前提到的墩柱連接方式也可在此橋臺中使用。

(4)基礎。相比之下，混凝土空心樁有著很好的經(jīng)濟性特點，但其整段長度較大，會受到運輸條件等方面的影響，因此在實際情況中可將其分為多個節(jié)段再進行拼裝。

2.3 連接系統(tǒng)

(1)灌漿套管。灌漿套管為全新的鋼結構連接方式，其原理為在套筒和被連接鋼材之間的環(huán)形間隙中填充一定量的灌漿料，進而實現(xiàn)鋼材連接。為有效提升黏結強度，減少重疊距離，可適時采取改進措施，如預應力灌漿等。

(2)機械耦合器。機械耦合器的使用十分廣泛，其類型也較為多樣，常用的有：扣壓連接器、剪力螺栓耦合器等。

(3)金屬波紋管。構件當中預先埋置了相應的金屬波紋管，在完成鋼筋穿束以后實施灌漿，從而實現(xiàn)和預制構件的連接。金屬波紋管連接對于錨固長度的要求較為嚴格，雖然這種連接方式存在一定局限性，但它的結構十分簡單，且成本低廉，在實際建設過程中有著廣泛的應用。

3 ABC橋梁技術應用

3.1 材料應用

(1)HPC。HPC(High performance concrete，高性能混凝土)具有極強的抗壓強度，其耐久性突出，若在ABC橋梁中應用可大幅提升結構質(zhì)量，降低構件自身重量。此外，以輕質(zhì)為主要特點的LWC在ABC橋梁中也逐漸得到了廣泛應用。

(2)FRP。FRP(Fiber Reinforced Polymer，纖維增強聚合物)是一種具有極強抗腐蝕能力的復合材料，在現(xiàn)代化工程建設中十分適用。通過多年的創(chuàng)新研究和發(fā)展，這種新型復合材料已經(jīng)在橋梁應用領域取得成功。對于ABC橋梁而言，其主要用于橋面的鋪裝，通過此復合材料的應用，可起到顯著改善鋪裝性能的作用，很好的防止了裂縫的產(chǎn)生，達到提升耐久性的目的。此外，在墩柱中運用FRP還能提升延性，使其具備更高的抗震能力。

(3)SMA。SMA(Shape Memory Alloy，形狀記憶合金)在墩柱塑性鉸區(qū)豎向鋼筋中使用，可提升墩柱抗震能力。通過試驗對比發(fā)現(xiàn)，這種材料可從本質(zhì)上提高結構抗震水平，并能降低永久殘余位移，有著很好的推廣與使用價值。

3.2 橋梁性能

(1)抗震。抗震性能是衡量橋梁結構水平的重要指標，尤其是處于地震活躍地區(qū)的橋梁，更應對抗震性能給予足夠的重視。對于ABC橋梁而言，其在地震活躍地區(qū)的應用上部結構不存在技術問題；針對下部結構，應注重構件自身的抗震水平，而且通過進一步的試驗得知，在地震活躍地區(qū)建設ABC橋梁是可行的，但仍需要做出有效的改進。

(2)疲勞測試。ABC橋梁的接頭數(shù)量較大，使得部分連接位置存在應力集中現(xiàn)象，長久以來會使接頭遭到損壞。而接頭的穩(wěn)定性會對橋梁整體造成直接影響，因此必須對接頭進行準確的受力分析，采取有限元模擬等方法，探究接頭特點，進而對接頭進行改造，提升其性能。

4 總 結

(1)根據(jù)我國基本國情，對ABC橋梁應用進行系統(tǒng)研究，研究過程中應側(cè)重分析質(zhì)量控制、成本控制等內(nèi)容。

(2)提出一套符合我國需求的ABC橋梁建設規(guī)范，并完善各項配套技術標準。

(3)加強地震活躍地區(qū)與水下連接設施的開發(fā)強度，注重性能分析，提升橋梁抗震水平。

(4)強化產(chǎn)業(yè)布局與市場培育方面的分析，以此促進高效工程長遠發(fā)展。

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2016-06-08

陶文景(1974-)，男，貴州關嶺人，高級工程師，研究方向：高墩大跨橋梁施工。

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1008-3383(2016)08-0119-02