大跨徑橋梁工程的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其施工方法分析

摘要：在簡述5種大跨徑橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工方法的基礎(chǔ)上，以梁式橋中的大跨徑預(yù)

1 " 大跨徑橋梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工方法

1.1 " 梁式橋

梁式橋的下部結(jié)構(gòu)主要包括基礎(chǔ)、橋臺、橋墩等，其上部結(jié)構(gòu)多種多樣，主要有簡支梁、箱梁、連續(xù)箱梁、鋼箱梁、桁架簡支梁、鋼混組合梁、鋼管混凝土梁等。梁式橋較多應(yīng)用于大跨徑連續(xù)橋梁的設(shè)計(jì)施工當(dāng)中。

梁式橋的主梁多為T型結(jié)構(gòu)或預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱型結(jié)構(gòu)，其中預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁的長度可達(dá)數(shù)百米。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁具有橋面接縫少、梁體高度適中、質(zhì)量較輕、剛度較大、整體性較好、便于養(yǎng)護(hù)等特點(diǎn)。其箱形截面有較大的抗扭剛度，能夠建成帶有一定彎斜度的大跨徑橋梁。

在建造梁式橋之前，需根據(jù)橋梁工程所處的自然環(huán)境、地形地貌和地質(zhì)情況進(jìn)行綜合考慮，設(shè)計(jì)出適合的梁式橋結(jié)構(gòu)，建造出符合質(zhì)量、安全、進(jìn)度、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的梁式橋。

梁式橋的施工方法很多，主要有支架現(xiàn)澆法、預(yù)制拼裝法、懸臂澆筑法、頂推滑模法等施工方法。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁可以在施工現(xiàn)場分段澆筑，也可以采用工業(yè)化生產(chǎn)模式分段預(yù)制。其預(yù)應(yīng)力鋼絞線可以分段或連續(xù)配置，一般采用大噸位群錨設(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。其耐久性、適應(yīng)性、整體性優(yōu)良，在設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)方面比較成熟。

1.2 " 拱式橋

拱式橋的主要承重結(jié)構(gòu)是拱圈或拱肋，主要承受壓力。拱式橋按照拱圈或拱肋的位置可分為上承式拱橋、中承式拱橋和下承式拱橋；按照結(jié)構(gòu)形式可分為箱形拱橋、肋拱橋、桁架拱橋。

大跨度拱式橋可采用鋼筋混凝土或鋼材建造。肋拱橋可制成鋼管混凝土雙肋拱橋，在鋼管肋中填充混凝土，使得鋼管與混凝土優(yōu)化組合，由此增強(qiáng)了其抗壓性能和穩(wěn)定性，具有強(qiáng)度高、塑性好、自重輕、耐高溫、耐腐蝕、抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)。箱形拱橋、桁架拱橋具有跨度大，自重小，外型美等優(yōu)點(diǎn)。

拱式橋的施工方法可分為就地澆筑法、預(yù)制安裝法、轉(zhuǎn)體施工法等3類。就地澆筑法可分為支架澆筑法和懸臂澆筑法，其施工流程為立模、扎筋、澆筑、養(yǎng)護(hù)、拆模等。預(yù)制安裝法可分為整體安裝法和階段拼裝法。轉(zhuǎn)體施工法可分為平面轉(zhuǎn)體施工法、豎向轉(zhuǎn)體施工法和平面豎向結(jié)合轉(zhuǎn)體施工法。

1.3 " 斜拉橋

斜拉橋主要由索塔、主梁、斜拉索等組成。斜拉橋的索塔型式有A型、H型、倒Y型、獨(dú)柱型等多種造型，其建造材料分為鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)。其主梁分為鋼筋混凝土梁、鋼箱梁、組合式梁、混合式梁等結(jié)構(gòu)。其斜拉索分為單索面、平行雙索面、斜索面等結(jié)構(gòu)，所用材料分為帶防護(hù)層的鋼索、鋼絞線索等。斜拉橋可設(shè)計(jì)成各種不同的外形結(jié)構(gòu)，其外形美觀，可在山河大川上形成一道靚麗的風(fēng)景線。

斜拉橋主梁的施工方法主要包括支架現(xiàn)澆法、懸臂澆筑法和預(yù)制拼裝法。其支架現(xiàn)澆法與梁式橋的基本相同，其施工方法是：在永久性橋墩和臨時支撐墩和支架上架設(shè)主梁，再在已經(jīng)完成的主梁上建造索塔、安裝并調(diào)整斜拉索的拉力，最后拆除臨時墩和支架。

在完成建造索塔和邊跨施工之后，從2座索塔開始，采用掛籃澆筑混凝土的方法，向橋梁中部延伸直到合龍。預(yù)制拼裝法的施工方法主要是在臨時支墩上拼裝預(yù)制的主梁梁段。

1.4 " 懸索橋

懸索橋主要由索塔、主梁、主纜、錨碇、吊索（吊桿）等組成。懸索橋的索塔一般為門式框架造型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，索塔2根塔柱的頂部各安裝1根主纜，用于承載主梁拉力；索塔底部的橫梁用于架設(shè)橋體主梁。主纜為主要承重構(gòu)件，由高強(qiáng)度鋼材制成。吊索的主要材料為預(yù)應(yīng)力鋼索，主梁的載荷通過預(yù)應(yīng)力吊索傳遞給主纜。2根主纜的兩端與錨錠連接，錨錠由錨塊基礎(chǔ)、錨塊、鋼索錨錠架及其固定裝置、遮棚等組成，錨錠可與橋臺組合設(shè)置或單獨(dú)設(shè)置。懸索橋造型美觀、雄偉壯麗。

每座索塔的施工須配備2臺塔機(jī)和2臺施工電梯，每根塔柱各配備1臺。索塔的鋼筋混凝土塔柱，采用爬模方法澆筑施工。索塔橫梁可與塔柱異步施工，進(jìn)行澆筑和預(yù)應(yīng)力張拉。單獨(dú)設(shè)置錨錠時，其施工所需混凝土的體量巨大、耗時很長，可采用深埋加回填土施壓的施工方法。在完成索塔和錨錠施工、架設(shè)主纜之前，須配備塔頂?shù)鯔C(jī)，吊裝塔頂索鞍、卷揚(yáng)機(jī)等設(shè)備，架設(shè)牽引索、承重索，上述設(shè)備、材料就位后，即可進(jìn)行主纜架設(shè)施工。完成主纜架設(shè)施工后，即可安裝吊索（或吊桿）。架設(shè)主梁的順序，可從主跨中部開始向索塔方向逐段吊裝，也可從2座索塔向跨中和邊跨2個方向推進(jìn)。

1.5 " 剛構(gòu)橋

剛構(gòu)橋分為T型剛構(gòu)橋、連續(xù)剛構(gòu)橋、空腹剛構(gòu)橋、斜腿剛構(gòu)橋等結(jié)構(gòu)形式。T型剛構(gòu)橋?yàn)榉沁B續(xù)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)。連續(xù)剛構(gòu)橋、空腹剛構(gòu)橋的梁體與橋墩固接在一起，其預(yù)應(yīng)力混凝土梁數(shù)跨相連，跨中不設(shè)鉸線或掛梁，無伸縮縫，行車舒適，特別適用于大跨度、高橋墩造型設(shè)計(jì)。斜腿剛構(gòu)橋?qū)⑵淞⒅O(shè)計(jì)為斜支撐的斜腿，其工作狀況與拱橋近似。

剛構(gòu)橋主梁的施工方法與梁式橋基本相同，主要包括支架現(xiàn)澆法、預(yù)制拼裝法、懸臂澆筑法、懸臂拼裝法、頂推滑模法等。其中懸臂澆筑法以橋墩為中心，采用移動式掛籃向主梁兩側(cè)逐段澆筑混凝土，待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線，然后移動掛籃進(jìn)行下一節(jié)段施工。懸臂拼裝法以橋墩為中心，使用移動式懸拼吊車將主梁的預(yù)制節(jié)吊至拼裝位置，采用環(huán)氧樹脂膠固接、鋼絞線張拉錨固后，再拼裝下一個節(jié)段。以此類推，直至實(shí)現(xiàn)主梁合龍。

2 " 案例分析

2.1 " 工程概況

某大跨徑橋梁工程總長432m，主跨長度為156m，橋面寬度為25m，主梁為預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，屬于梁式橋中的大跨徑預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋。

該橋橋墩采用直徑為1.8m的鉆孔灌注樁加強(qiáng)其基礎(chǔ)，在灌注樁頂部設(shè)置承臺以擴(kuò)大抗壓強(qiáng)度，承臺上修建的橋墩與橋體為剛構(gòu)（剛性連接）。該橋建造在山谷地區(qū)，其兩側(cè)山體陡峭，橋面距山谷谷底為110m，橋墩高度為102m。該橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜，環(huán)境險(xiǎn)峻，跨度長，凈空高，施工難度大。

2.2 " 測量定位

施工前首先對橋墩測量定位，以確定橋體位置。橋體一般需要確定3個樁位，地形復(fù)雜的橋體兩端，需增加2個樁位。經(jīng)測量確定樁位后，進(jìn)行標(biāo)記。

橋墩是橋梁的基礎(chǔ)，其位置的準(zhǔn)確性非常關(guān)鍵，須使用紅外線全站儀等精密測量儀器進(jìn)行測量。修建橋梁周期長，在建造過程中，要定期對橋墩定位和橋墩高程進(jìn)行復(fù)測和修正。通過對不同樁位的反復(fù)測量、交錯測量、分析計(jì)算，確保橋墩定位準(zhǔn)確。

2.3 " 樁基施工

2.3.1 " 施工準(zhǔn)備

該橋的橋墩承載力巨大，橋墩基礎(chǔ)必須做到牢固、穩(wěn)定、不沉降、不位移，為此要做好樁基施工準(zhǔn)備工作。要做好場地平整、樁位放線、護(hù)筒制作和埋設(shè)、設(shè)置泥漿循環(huán)池、鉆機(jī)就位等各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。鉆機(jī)就位時，其底座應(yīng)墊上方木，以防止產(chǎn)生位移和沉降。

2.3.2 " 樁基成孔

樁基成孔過程包括鉆進(jìn)和清渣，測量成孔直徑、深度和傾斜度，清孔，吊裝預(yù)制的鋼筋籠、安裝導(dǎo)管、灌注配制好的混凝土，成樁后拔除護(hù)筒、清理樁頭。

開鉆時，樁孔內(nèi)注入適量黏土和水，在不進(jìn)尺狀態(tài)下攪拌制作泥漿，泥漿的密度為1.05～1.20，待泥漿池存儲量符合開鉆數(shù)量后，進(jìn)行樁孔鉆進(jìn)施工。根據(jù)地質(zhì)情況，及時調(diào)整泥漿密度。成孔過程中注意清渣。鉆孔施工要一氣呵成，不得停頓，避免泥漿埋住鉆頭。鉆孔達(dá)到設(shè)計(jì)深度后，進(jìn)行清孔、排渣和成孔驗(yàn)收。

2.3.3 " 鋼筋籠預(yù)制和安裝

在鋼筋加工場地，按照圖紙和成孔深度預(yù)制鋼筋籠。鋼筋籠較長，可分段制作、分段安裝和組焊。鋼筋籠設(shè)有主筋，分段安裝時要錯茬焊接，單側(cè)焊縫≥10d主筋直徑，雙側(cè)焊縫≥5d主筋直徑。灌注混凝土之前，鋼筋籠應(yīng)矯正在樁位的中心位置。

2.3.4 " 灌注混凝土

在向樁孔內(nèi)灌注混凝土之前，拼裝好混凝土導(dǎo)管。混凝土導(dǎo)管之間的接口要密封并安裝牢固，經(jīng)水壓試驗(yàn)合格后方可投入使用。鉆孔灌注樁采用商品混凝土，其配合比要符合設(shè)計(jì)要求，要進(jìn)行不間斷的連續(xù)澆筑，要提取一定數(shù)量的混凝土制作抗壓試件，用于質(zhì)量檢驗(yàn)。

2.4 " 承臺施工

承臺施工包括清理樁頭、測量放線、土方開挖、配制混凝土、澆筑混凝土、拆模、養(yǎng)護(hù)等工序。

2.4.1 " 施工準(zhǔn)備

完成樁基施工、且灌注樁達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后，展開承臺施工。施工前的準(zhǔn)備工作包括樁頭整形、作業(yè)面清理、測量放線，土方開挖、配制混凝土、選定鋼模板等。測量放線時，要測量承臺中心、承臺底部和頂部的位置和標(biāo)高。

2.4.2 " 土方開挖

在進(jìn)行承臺土方開挖施工之前，要根據(jù)承臺周邊的地形地貌和地質(zhì)情況，確定承臺周圍需要設(shè)置支護(hù)或放坡的部位。按照承臺設(shè)計(jì)尺寸，開挖時在其周邊多預(yù)留一定寬度。如需放坡，應(yīng)按照圖紙要求的1：0.5予以實(shí)施。

2.4.3 " 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎之前，要平整好承臺基礎(chǔ)面，按照鋼筋布設(shè)圖紙?jiān)诔信_基礎(chǔ)面施劃不同規(guī)格、尺寸鋼筋的位置，然后鋪設(shè)鋼筋、綁扎成型。完成綁扎后，布設(shè)保護(hù)鋼筋的水泥砂漿墊塊。所有鋼筋要綁扎牢固，主筋搭接的位置、長度、焊縫要執(zhí)行圖紙要求。

2.4.4 " 模板組裝

組裝模板前，檢查模板有無變形，如有變形予以修復(fù)；將模板內(nèi)側(cè)涂抹脫模劑；使用砂漿找平基礎(chǔ)面，預(yù)埋地錨，進(jìn)一步核實(shí)承臺軸線、模板方位和高度。將預(yù)先選定的模板按照組裝順序就位并臨時固定后，安裝模板的縱橫龍骨、設(shè)置地腳和斜支撐，將模板牢固定型。最后清理內(nèi)部、密封接口、交付驗(yàn)收。

2.4.5 " 混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)

承臺尺寸較大、所用混凝土較多。為保證混凝土質(zhì)量，采用商品混凝土和分層澆筑、分層振搗的施工方法。每層混凝土澆筑30cm，采用插入式振搗器進(jìn)行振搗。振搗時避免過振或漏振，振搗棒不要觸碰模板和鋼筋，防止其產(chǎn)生位移。

承臺混凝土終凝之后，進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，將承臺與橋墩結(jié)合部位拉毛。當(dāng)承臺混凝土達(dá)到拆模要求的抗壓強(qiáng)度后，將其模板拆除。

2.5 " 橋墩和橋臺施工

其準(zhǔn)備工作包括：測量人員在承臺上測量和放出橋墩中心線、橋墩模板內(nèi)外邊線；在綁扎橋墩鋼筋之前搭設(shè)支架，確保主筋的垂直度和穩(wěn)定性。參照承臺的施工準(zhǔn)備，完成橋臺的施工準(zhǔn)備。

按照施工圖紙要求，將橋墩豎向受力主筋與承臺上預(yù)留的鋼筋焊接牢固。橋墩豎向主筋安裝后，其外側(cè)套上箍筋、內(nèi)側(cè)套上加勁筋，并按圖紙要求保持間距。箍筋與橋墩豎向主筋保持垂直并綁扎牢固；加勁筋與橋墩豎向主筋保持垂直并焊接牢固。豎向主筋之間、箍筋之間、加勁筋之間的端部要交錯分布，不得重疊。所有鋼筋綁扎完畢，須在箍筋外側(cè)四周均布并固定水泥砂漿墊塊，以此保證主筋保護(hù)層的厚度符合要求。參照上述鋼筋綁扎方法，完成橋臺鋼筋的綁扎施工。

橋墩和橋臺在模板組裝、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)拆模等3個方面的施工內(nèi)容，參照承臺的模板組裝、混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)拆模的施工內(nèi)容。

2.6 " 箱梁施工

以橋墩為中心，從橋墩兩側(cè)出發(fā)，采用移動式掛籃逐段澆筑箱梁混凝土，待箱梁混凝土達(dá)到強(qiáng)度后進(jìn)行鋼絞線預(yù)應(yīng)力張拉，然后移動掛籃進(jìn)行下一節(jié)段施工。以此類推，直至主梁合龍、邊梁到達(dá)橋臺。鋼絞線可以分段或連續(xù)配置，采用大噸位群錨設(shè)備進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉。

根據(jù)該橋預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土箱梁的施工進(jìn)度安排，分批做好以下施工準(zhǔn)備工作：商品混凝土及其運(yùn)輸和泵送設(shè)備、箱梁鋼筋、箱梁鋼模板、鋼絞線、金屬波紋管、錨具、夾具、灌漿漿液、張拉和灌漿設(shè)備、橋墩頂部兩側(cè)的托架、操作平臺、移動式掛籃、塔式起重機(jī)。托架安裝后采用鋼絞線張拉法進(jìn)行預(yù)壓，掛籃在地面預(yù)壓，以檢驗(yàn)其承載能力。

在橋墩兩側(cè)的箱梁起始節(jié)段安裝托架，將移動式掛籃就位，按照圖紙?jiān)谝苿邮綊旎@上鋪設(shè)箱梁起始節(jié)段的底模，按照圖紙?jiān)诘啄Ｉ喜荚O(shè)和綁扎鋼筋，加勁筋與主筋采用焊接方法固定，在并在箍筋四周均布水泥砂漿墊塊。

按照圖紙?jiān)阡摻罨\內(nèi)布設(shè)波紋管，穿入鋼絞線，波紋管端頭安裝喇叭口，將錨墊板固定在圖紙?jiān)O(shè)定位置，全面檢查各部位安裝是否牢固、波紋管有無縫隙或穿孔。之后按照測量人員確定的位置，順序安裝箱梁的側(cè)模和內(nèi)模。模板安裝的其他方面，參照承臺模板組裝的內(nèi)容。

在進(jìn)行混凝土澆筑之前，再次檢查模板支撐體系是否牢固，操作平臺是否穩(wěn)定，并檢查混凝土質(zhì)量。澆筑后的混凝土箱梁達(dá)到抗壓強(qiáng)度后，進(jìn)行鋼絞線張拉、錨固、灌漿、封堵、拆除模板。該橋橋面、附屬結(jié)構(gòu)等方面的施工，與其他橋梁施工方法基本相同，不再贅述。

3 " 結(jié)束語

本文在簡述5種大跨徑橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工方法的基礎(chǔ)上，以梁式橋中的大跨徑預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)槔敿?xì)闡述了其在測量、樁基、承臺、橋墩、橋臺、箱梁等方面的施工方法，可供相關(guān)人員參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 李愛軍.基于橋梁施工中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)的研究[J].

普洱學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，34（3）：52-53.

[2] 劉祥榆，許高.橋梁施工中大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)探討[J].

公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2017，13（7）：303-305.

[3] 邵珠軒，王建.大跨徑連續(xù)橋梁施工技術(shù)研究[J].湖南城市學(xué)

院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，25（4）：15-16.

應(yīng)力鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋?yàn)槔敿?xì)闡述了其在測量、樁基、承臺、橋墩、橋臺、箱梁等方面的施工方法，可供從事大跨徑橋梁工程施工的技術(shù)人員參考。

關(guān)鍵詞：大跨徑橋梁；結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；施工方法；案例分析