連續梁拱組合橋梁上部結構施工關鍵技術探討

摘要：我國的橋梁工程項目與日俱增，橋梁作為社會生活中不可或缺的基礎交通設施，其施工質量的優劣對人民的生命財產安全具有直接影響。對于連續梁拱組合橋梁的施工來說，其上部結構的施工技術尤為關鍵，若施工技術不合理，將會對整個橋梁造成嚴重的安全質量隱患。文章針對連續梁拱組合橋梁上部結構施工關鍵技術進行了探究和討論。

關鍵詞：連續梁拱組合橋梁；上部結構；施工關鍵技術；橋梁工程；基礎設施建設 文獻標識碼：A

中圖分類號：U455 文章編號：1009-2374（2016）13-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.13.053

近年來，我國城市建設的步伐顯著加快，城市各項基礎設施也逐漸趨于完善，橋梁在城市建設與發展中占據重要地位。隨著城市人口的增加，交通擁堵現象日益嚴重，每年發生的交通事故不計其數，為了改善這一狀況，越來越多的城市開始擴大橋梁興建的規模，并廣泛修建梁拱組合式橋梁，該類型的橋梁具有普通拱式橋梁和梁式橋梁的優點，對軟土地基產生的不良影響較小，但該類型橋梁的施工技術也相對復雜，要求施工人員必須具備專業知識與技能，全面掌握連續梁拱式橋梁上部結構的關鍵施工技術，從而確保橋梁質量達標。

1 連續梁拱組合橋梁上部結構施工中存在的問題

目前，我國的橋梁結構類型多種多樣，不同類型的橋梁在施工技術工藝方面也有很大差異，因此，施工者必須根據橋梁的實際情況，采取恰當的施工技術與工藝。此外，每一種橋梁在不同的施工階段和部位采取的施工方法也大有不同，這是由于各施工階段產生的內力是不同的，要保證施工方法運用得當首先就必須研究橋梁施工過程中的變形與內力之間的關系。對于連續梁拱組合橋梁來說，由于其跨度較大，施工過程中運用的機器設備的操作也相對復雜，再加上材料重量的影響，很容易在施工過程中遇到困難。一般情況下，連續梁拱組合橋梁上部結構施工中存在的問題主要有以下五個方面：

1.1 受力不合理

與其他類型的橋梁相比，連續梁拱組合橋梁的跨度往往比較大，在其上部結構的施工中，主拱和主梁受內力的影響較大，產生變形變化的可能性也較高，若在施工過程中出現橋梁主體結構受力不合理的情況，必定會對橋梁造成損害，有時甚至會導致巨大的安全事故發生，造成無法估量的損失。

1.2 溫度等環境因素的不良影響

連續梁拱組合橋梁比單一型結構的橋梁施工更加復雜，對技術的要求也更高，再加上其施工周期一般較長，施工中諸多環節都需要用到混凝土材料，且混凝土澆筑的面積較大。眾所周知，混凝土材料本身受周圍環境因素的影響較明顯，包括周圍環境的溫度、濕度等，一旦施工場地出現較大的溫差，而相關人員又沒有做好混凝土的保溫養護工作時，就很可能導致混凝土的強度發生變化，最終影響到施工效果。

1.3 橋梁的不對稱施工

該類型橋梁在施工過程中往往會用到懸臂對稱的施工方法，基于橋梁結構的特點，在運用懸臂對稱施工法的時候，必須保證主梁與其對稱梁的長度相等。然而，由于各對稱梁的質量并不完全相同，再加上橋梁本身具有較大的跨度，很容易造成橋梁上部結構施工的不對稱，這種不對稱施工會造成橋梁中墩的內力發生明顯變化，情況嚴重時還很可能導致橋梁變形坍塌。

1.4 主拱結構破壞

連續梁拱組合橋梁上部為主拱結構，主拱結構的架設一般采用支架法進行操作，一些施工人員由于專業素質偏低，直接將支架設置在主梁結構上，對主梁結構造成不良影響。此外，在架設過程中，支架支座的沉降和變形也會對上部主拱結構的受力產生影響，導致其受力增大，一旦主拱結構受力超出一定限制，就會造成橋梁主體結構發生難以彌補的毀壞。

1.5 吊桿張拉不科學

在連續梁拱組合橋梁上部結構施工中通常需要運用到吊桿張拉法，該技術方法的施工對施工人員的專業素質要求較高，要求施工人員必須正確把握拉力的大小以及張拉的程序。然而，在實際施工中，往往會在這兩方面出現問題，吊桿力度變化幅度過大，導致橋梁受力不合理，橋面線形發生變化，有時甚至會導致主梁結構發生嚴重破壞。

2 連續梁拱組合橋梁上部結構施工關鍵技術

2.1 上部結構主梁施工過程中的關鍵技術分析

2.1.1 上部結構主梁施工技術。在對主梁進行施工的過程中，應遵循“先梁后拱”的施工程序，也就是說，施工人員應當首先完成連續梁的施工，然后在梁上架設拱肋支架，并在支架上安裝橫撐和斜撐，通過泵管輸送混凝土，按照設計要求澆筑混凝土，直到混凝土的強度以及彈性模量達到設計標準之后，方可進行安裝吊桿和張拉吊桿的工作，最后再拆除臨時搭設的支架，從而完成梁拱組合結構的施工。在施工過程中，施工人員應注意對各個關鍵數值的把握，正常情況下，邊支座中心與梁端的距離應為0.8m左右，中支點處梁的高度應為8m左右，各吊桿處應當設置15道橫隔墻，隔墻的厚度應為0.35m。

2.1.2 支架預設。當完成支架拼裝的工作后，應當對支架進行加載預壓，該過程應當以模板、混凝土的自重以及相關機器設備的自重作為依據，盡量減少支架和地基的非彈性變形對結構產生不良影響，遇到地基情況過差時，應當首先對地基進行加固處理，以滿足施工對地基的強度要求。此外，還應當對支架的安全性進行深入檢測，以防止出現支架變形造成主梁裂縫、坍塌的情況。

2.1.3 普通構造鋼筋的設置。在實際施工過程中，由于預應力箱梁的體積較大，承受自身重量以及外界荷載也比較大，若采用表面光滑的鋼筋，其與混凝土的貼合度偏低且直徑較小，很容易受到水化熱產生的溫度應力的不良影響，進而造成梁體混凝土出現裂縫，因此設計人員應采用表面有螺紋的鋼筋，并加大鋼筋的直徑，提高其抗拉能力，從而降低鋼筋出現裂紋的幾率。

2.2 上部結構主拱施工過程中的關鍵技術分析

2.2.1 上部結構主拱肋架設方法。在進行主拱肋的搭設時，應采用支架施工法，一般來說，在澆筑混凝土拱肋之時，應當采用滿堂支架法進行施工，首先在支架上按照一定的設計要求搭設模板，然后進行混凝土的澆筑工作，若拱肋屬于預制拼裝結構，則應當采用少支架施工法或者滿堂支架局部加密的施工方法，通常情況下，支架法的施工應注意消除地基的沉降和支架的非彈性變形，設計人員應科學計算拱肋的預拱度值，并在支架上方安裝千斤頂用于調整拱肋的垂直高度及水平寬度，支架法施工的主要優點在于對設備的要求不高，且能夠對拱肋線形進行靈活調整。主拱肋的具體架設方法如圖1所示：

2.2.2 支架合理落架方式。連續梁拱組合橋梁的拱肋支架一般是直接搭設在主梁結構上，在該環節的施工中應尤其注意支架的落架方式，當支架未落架時，拱肋不承擔荷載，在落架的過程中，拱肋將依靠自身剛度逐漸承擔荷載，支架落架的安全性和穩定性與鋼管拱肋的焊接質量息息相關，若焊接不緊密，支架落架的穩定性自然就會下降，在支架落架的同時，應當進行實時監控與測量，一旦發現異常情況應及時停止操作。施工人員必須保證橋梁支架在卸落過程中受力均勻，采用對稱卸載的方法，在橫橋向和縱橋向兩個方向上分別進行卸落，具體落架過程如下：首先，應卸落拱頂部的支架，卸落量應為1cm；其次，應按照從大到小的順序分別卸落第四片、第三片、第二片和第一片吊裝拱肋末端支架，卸落量均為0.5cm；再次，應卸落拱肋底部的支架，卸落量應為0.3cm；最后，應按照上述步驟重復進行支架的卸落，直到支架完全落架。現場監測人員應當在每一次支架卸落作業時記錄拱肋的變形量，以保證支架卸落的安全性和穩定性。

2.3 上部結構吊桿施工過程中的關鍵技術分析

2.3.1 吊桿張拉力有限元模型的建立。在進行吊桿施工之前，首先必須建立一個科學合理的吊桿張拉力有限元模型，設計人員應采用橋梁結構分析軟件MIDAS或者CIVLI建立有限元模型，然后進行相關的計算，拱肋應采用梁單元或折算剛度進行模擬，吊桿則應當采用桁架單元進行模擬。

2.3.2 吊桿張拉次序的優化。在實際張拉吊桿的過程中，若要做到一次張拉到位，必然會產生較大的初始張拉力，對橋梁整體結構產生較大的內力，很容易造成橋梁發生變形損害。因此施工人員應采取優化吊桿張拉次序的方法，最大限度減小吊桿的初始張拉力，從而減小對橋梁的不利影響，將初始張拉力進行均勻分配，避免出現過大的內力，這樣才能保證橋梁保持最佳的線形。實際施工中，若假定目標張力為10，根據三種不同的張拉次序進行初始張拉力的分配，具體張拉次序如表1所示：

2.3.3 吊桿張拉力的優化。要保證連續梁拱組合橋梁上部結構吊桿的施工質量，首先必須優化吊桿張拉力。在對吊桿進行張拉時應采用對稱張拉的方法，力求上下左右對稱，相同吊桿的張拉力必須相等，從理論上講，吊桿的張拉應做到一次到位，但是現實中，由于受到吊桿制作材料、強度以及施工環境等因素的影響，一次張拉往往不能達到標準要求，這就需要在施工中采用分級多次張拉的方法，直到吊桿張拉達到標準值。在張拉的過程中，應當對張拉力不斷進行調整，并對吊桿的內力進行重新分布，以確保張拉效果。

3 結語

綜上所述，連續梁拱組合橋梁上部結構的施工是一項專業性、系統性、綜合性、長期性的工作，在施工過程中經常出現各種問題，包括受力不合理、吊桿張拉不科學等，因此，施工人員必須加強對施工關鍵技術的控制，只有這樣才能確保橋梁施工的質量，促進城市經濟建設水平的提升。

參考文獻

[1]何永泉.連續梁拱組合橋梁上部結構施工關鍵技術研

究[J].價值工程，2015，（11）.

[2]曾勇霖.連續梁拱組合橋梁上部結構施工關鍵技術研

究[J].科技創新導報，2013，（34）.

作者簡介：馬書堂（1981-），男，河南蘭考人，中鐵十一局集團第二工程有限公司工程師，研究方向：工程施工。

（責任編輯：小 燕）