(二)桥梁上部结构的施工
桥梁上部结构的施工主要是指其承载结构的施工。
1.桥梁承载结构的施工方法
桥梁承载结构的施工方法多种多样,常用的有支架现浇法、预制安装法、悬臂施工法、转体施工法、顶推法施工、移动模架逐孔施工法、横移法施工、提升与浮运施工。
(1)支架现浇法。支架现浇法是指在桥跨间设置支架,在支架上安装模板、绑扎钢筋、现场浇筑桥体混凝土,达到强度后拆除模板。
就地浇筑施工无须预制场地,而且不需要大型起吊、运输设备,梁体的主筋可不中断,桥梁整体性好。它的缺点主要是工期长,施工质量不容易控制;对预应力混凝土梁由于混凝土的收缩、徐变引起的应力损失比较大;施工中的支架、模板耗用量大,施工费用高;搭设支架影响排洪、通航,施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。
(2)预制安装法。预制安装法是指在预制工厂或在运输方便的桥址附近设置预制场进行梁的预制工作,然后采用一定的架设方法进行安装。预制安装法施工一般是指钢筋裩凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装。预制安装的方法很多,根据实际情况可采用自行式吊车安装、跨墩龙门架安装、架桥机安装、扒杆安装、浮吊安装等。各需不同的安装设备,可根据施工的实际情况合理选择。
预制安装施工的主要特点:
1)由于是工场生产制作,构件质量好,有利于确保构件的质量和尺寸精度,并尽可能多的采用机械化施工。
2)上下部结构可以平行作业,因而可缩短现场工期。
3)能有效利用劳动力,并由此而降低了工程造价。
4)由于施工速度队可适用于紧急施工工程。
5)将构件预制后由于要存放一段时间,因此在安装时已有一定龄期,可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。
(3)悬臂施工法。
悬臂施工法是大跨径连续梁桥常用的施工方法,属于一种自架设方式。悬臂施工法是从桥臂开始,两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者称悬臂浇筑施工,后者为悬臂拼装施工。
悬臂浇筑法是利用挂篮在桥墩两侧对称浇筑箱梁节段,待已浇节段混凝土强度达到要求的张拉强度后进行预应力张拉,然后移动挂篮进行下一节段施工,直至全桥合拢。
悬臂拼装指在预制场预制梁节段,然后进行逐节对称拼装。拼装方法主要有扒杆吊装法、缆索吊装法、提升法等。
悬臂施工的主要特点:
1)悬臂施工宜在营运状态的结构受力与施工阶段的受力状态比较近的桥梁中选用, 如预应力混凝土T形刚构桥、变截面连续梁桥和斜拉桥等。
2)非墩梁固接的预应力混凝土梁桥,采用悬臂施工时应采取措施,使墩、梁临时固结。
3)采用悬臂施工的机具设备种类较多,可根据实际情况选用。
4)悬臂浇筑施工简便,结构整体性好,施工中可不断调整位置,常在跨径大于100m的桥梁上选用;悬臂拼装法施工速度快,桥梁上下部结构可平行作业,但施工精度要求比较高,可在跨径100m以下的大桥中选用。
5)悬臂施工法可不用或少用支架,施工不影响通航或桥下交通。
悬臂施工的注意事项:
1)悬臂浇筑梁体一般应分四大部分浇筑:墩顶梁段(0号块);墩顶梁段(0号块)两侧对称悬浇梁段;边孔支架现浇梁段;主梁跨中合龙段。
2)悬臂浇筑顺序及要求:
①在墩顶托架或膺架上浇筑0号段并实施墩梁临时固结。
②在0号块段上安装悬臂挂篮,向两侧依次对称分段浇筑主梁至合龙前段。
③在支架上浇筑边跨主梁合龙段。
④最后浇筑中跨合龙段形成连续梁体系。
⑤悬臂浇筑混凝土时,宜从悬臂前端开始,最后与前段混凝土连接。
⑥桥墩两侧梁段悬臂施工应对称、平衡,平衡偏差不得大于设计要求。
3)张拉及合龙。
①预应力混凝土连续梁悬臂浇筑施工中,顶板、腹板纵向预应力筋的张拉顺序一为上下、左右对称张拉,设计有要求时按设计要求施做。
②预应力混凝土连续梁合龙顺序一般是先边跨、后次跨、最后中跨。
(4)转体施工法。转体施工是将桥梁构件先在桥位处岸边(或路边及适当位置)进行预制,待混凝土达到设计强度后旋转构件就位的施工方法。转体施工其静力组合不变,它的支座位置就是施工时的旋转支承和旋转轴,桥梁完工后,按设计要求改变支承情况。
转体施工的主要特点:
1)可以利用地形,方便预制构件。
2)施工期间不断航,不影响桥下交通,并可在跨越通车线路上进行桥梁施工。
3)施工设备少,装置简单,容易制作并便于掌握。
4)节省木材,节省施工用料。采用转体施工与缆索无支架施工比较,可节省木材80%,节省施工用钢60%。
5)减少高空作业,施工工序简单,施工迅速,当主要结构先期合拢后,给以后施工带来方便。
6)转体施工适合于单跨和三跨桥梁,可在深水、峡谷中建桥采用,同时也适应在平原区以及用于城市跨线桥。
7)大跨径桥梁采用转体施工将会取得良好的技术经济效益,转体重量轻型化、多种工艺综合利用,是大跨及特大路桥施工有力的竞争方案。
(5)顶推法施工。顶推施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地,分节段预制,并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体连成整体,然后通过水平千斤顶施力,将梁体向前顶推出预制场地。之后继续在预制场进行下一节段梁的预制,循环操作直至施工完成。
顶推法施工的特点:
1)顶推法可以使用简单的设备建造长大桥梁,施工费用低,施工平稳无噪声,可在水深、山谷和高桥墩上采用,也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用。
2)主梁分段预制,连续作业,结构整体性好;由于不需要大型起重设备,所以施工节段的长度一般可取用10?20m。
3)桥梁节段固定在一个场地预制,便于施工管理,改善施工条件,避免高空作业。同时,模板、设备可多次周转使用,在正常情况下,节段的预制周期为7?10d。
4)顶推施工时,用钢量较高。
5)顶推法宜在等截面梁上使用,当桥梁跨径过大时,选用等截面梁会造成材料用量的不经济,也增加施工难度,因此以中等跨径的桥梁为宜,桥梁的总长也以500?600m为宜。
(6)移动模架逐孔施工法。逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁中的一种施工方法,它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工,直到对岸。
采用移动模架逐孔施工的主要特点:
1)移动模架法不需设置地面支架,不影响通航和桥下交通,施工安全、可靠。
2)有良好的施工环境,保证施工质量,一套模架可多次周转使用,具有在预制场生产的优点。
3)机械化、自动化程度高,节省劳力,降低劳动强度,上下部结构可以平行作业,缩短工期。
4)通常每一施工梁段的长度取用一孔梁长,接头位置一般可选在桥梁受力较小的部位。
5)移动模架设备投资大,施工准备和操作都较复杂。
6)移动模架逐孔施工宜在桥梁跨径小于50m的多跨长桥上使用。
(7)横移法施工。横移施工是在拟待安置结构的位置旁预制该结构物,并横向移运该结构物,将它安置在规定的位置上。
横移施工多采用卷扬机、液压装置并配以千斤顶进行。由于混凝土桥具有较大的自重,横移法施工常在钢桥上使用。
横向位移施工多用于正常通车线路上的桥梁工程的换梁。为了尽量减少交通的中断时间,可在原桥位旁预制并横移施工。
横移施工也可与其他施工方法配合使用。
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