大跨度市政桥梁施工技术探究

发表时间:2020/9/8   来源:《建筑实践》2020年4月10期   作者:尹文志
[导读] 近年来我国经济水平快速提高,汽车数量也随之增多,交通压力倍增

         摘要:近年来我国经济水平快速提高,汽车数量也随之增多,交通压力倍增,因此便产生了大跨度桥梁来缩短路程,缓解压力。大跨度桥梁较普通桥梁相比有着更高难的工艺、更复杂的过程、更高的成本,更繁琐的工序和更专业的技术。施工中的任何一个工序都会对整座桥梁的质量造成影响,因此只有由专业队伍进行实施,对施工工艺严格把控,才能使桥梁的质量有所保证。本文将从大跨度桥梁的发展史为基础分析其施工方法及技术。
         关键词:大跨度桥梁;施工方法;施工控制
         前言
         随着我国建筑行业的急速发展,国家对基础建设越发重视,市政桥梁的质量影响着整个城市的发展,而且不好的质量还会对人民的生命安全造成威胁,因此就需要所有工作人员在桥梁的建设中投入全部的责任心,建设一座高质量的桥梁。随着我国道路建设的发展,对桥梁的质量要求也更高,因此就要施工单位严格把控桥梁质量,把遇到的所有问题都完善解决,确保桥梁的质量,把成本降到最低,让我国的桥梁事业发展得更好。
         1 大跨度桥梁的发展
         1.1桥梁施工的发展史
         桥梁建筑的最开始,支架法是主要方法,此方法的主梁无应力。但随着各国对其跨度需求的增大,大部分工程支架法都无法完成,所以悬臂桁梁法便出现了,悬索桥也由此产生了。到了20世纪70年代,混凝土工艺发展成熟,德国工程师便研究出浇筑混凝土法,修建出了混凝土大桥,使该方法成为现今桥梁建筑方法的基础。
         1.2大跨度桥梁施工控制的重要性
         自架设施工法是一种无支架的方法,它是先分段修建上部结构,建立起一个支撑点,让桥梁的后期以前期为支撑逐步建设完成。采用自架设施工法,桥梁的结构就会一直发生变化,桥梁施工的质量及安全便不好控制,因此要时刻检查成桥的形态以及受力状态是否符合标准。(1)由于混凝土材料具有非均匀性和不稳定性,它会受温度、湿度等因素的影响,因此以混凝土为材料,采用自架设施工法修建的桥梁会随着工程的进程,出现内力和位移的偏移,需要进行专门的设计。(2)桥梁设计都是以整体来设计的,对于修建中各部件的受力情况无法一一详述,而且施工方法也会随着所承包的单位的变化而变化,因此想要桥梁质量合格就要对修建过程中的各个阶段预先分析以及随时检查,确保能够及时发现实际工程与设计中不符,进行调整。
         1.3桥梁施工控制的发展趋势
         国外对于桥梁施工控制比较严格,控制方法也舍弃了传统的人工测量转为现代的自动监测,并且已经形成了一个比较完善的系统。国外发达国家不仅会给予修建过程足够的重视,还会对成桥的使用进行实时监控,确保桥梁处于健康状态,避免桥体坍塌的现象的出现[1]。因此,智能控制将会是桥梁工程的主要发展趋势。
         2大跨度桥梁施工的方法
         2.1支架法
         支架法可分为移动、拱形和落地支架三种。拱形和落地支架主要是由钢构件构成的,用地灌法完成雏形的构建、混凝土的灌注等作业。此方法不太要求起重能力,在跨度较小的混凝土梁桥应用较多,但由于所用支架材料成本较高,工期偏长,在深水或通航中无法同时施工。
         2.2无支架法
         无支架施工,顾名思义是指不需要支架支撑或只需少量支架进行辅助的方法。无支架法是一种自架设方法,其原理相同就是借助已修的桥段作为支撑点来完成后续的修建,它能大大地减少施工量,加快工程的进程[2]。
         2.3悬臂法
         悬臂法是要在桥墩两侧平衡地修建梁体节段,直至修完全桥。此方法有浇筑和拼装两种,两者的工作原理相同,均由平台移位、梁段就位、各梁段连接三个环节组成。此方法能够节约很多材料,且对桥下的交通不产生影响[3]。
         2.4转体法
         转体施工是一种在河流上方建造桥梁时常用的方法。它是以河流两岸的地形为支架或建立一个简便支架来预制一半桥体,之后在旋转桥梁把两个半桥合成整桥。此方法操作简单,应用设备少,还不影响交通。


         2.5顶推法
         顶推法是要在桥后分段浇筑拼装,再采用设备纵向推到顶部,同法制得全桥。这种方法不需要太大的起重装置,也不需要高空作业,特别适合城市里跨度较大的桥梁的构建。
         3 拱桥的施工技术
         3.1拱桥施工方法
         拱桥是一种外形美观,跨越能力较强的桥梁形态。它主要有两种施工方法,即有支架和无支架两大类。对于跨度较小的石拱桥主要采用支架法,此方法技术难度较低。对于跨度较大的拱桥,为了避免拱架变形和混凝土开裂等现象的发生,常常要分段进行浇灌,此时常采用无支架法。无支架法还分为好几种,其中悬臂法是由桥墩两侧逐段浇筑而成的桥梁,劲性骨架法是在钢管外面包裹上混凝土作为骨架,转体法是先在河岸两侧拼装好两个半桥,然后旋转桥体合成整桥。
         3.2拱桥施工控制
         拱桥的形态多种多样,施工方法也各不相同,因此控制的方法也不尽相同。
施工一般会在建造主拱圈和拱上结构这两个阶段对其控制。主拱圈阶段主要对其标高、受力程度及稳定程度进行控制。在开工前就要对拱架的预拱度进行计算,在浇筑过程中还要对拱架及已修建部分的变化进行监控,要能够及时发现实际与图纸的偏差并进行调整。悬臂施工是一种分段施工方法,其前一段能够严重影响后一段的结构质量,而且对于已成型部分很难进行调整,所以要严格监测每一段工程,一旦出现偏差能够及时调整。对于劲性骨架施工的控制是比较复杂的,其主要原因是修建中会多次转换,桥体的结构和应力都在大幅度的变化,所以需要进行严密的监控。其控制方法分为需要外加荷载进行受力的外力平衡法和通过分环来均衡受力的多点均衡法。由于缆索吊装的预制桥段拼装困难,拱肋所形成的前结构有着纵、横向稳定性均差问题,所以需要调整扣索的张力来对接头的标高进行控制,设置足够多的浪风索让其横向稳定,再通过设计下拉索使其纵向稳定。转体法只要就是控制两个半桥合桥的时机与状态[4]。
         4 斜拉桥施工技术
         4.1斜拉桥修建方法
         斜拉桥施工主要分为支架法和悬臂法,其中悬臂法在大跨度的桥梁建筑中应用较多。斜拉桥的主梁利用悬臂法修建与连续梁的构造相似,不同之处就是斜拉桥利用斜拉索,能够采用更轻的挂篮进行修建。斜拉桥的造型优美,抗震能力较强,施工方法也较为成熟,因此,在跨越河流的城市桥梁建筑中占有较重要的地位。
         4.2斜拉桥施工控制
         对斜拉桥施工进行控制的目的是要确保修建的安全进行、半桥的顺利合龙、内力的优化控制以及线形的流畅。在主梁进行悬臂施工时,第一步就要保证主梁线形的顺畅、正确,所以在修建中要主要控制标高,其次控制索力,再在二期恒载时主要控制索力。另外,以标高为主还是索力为主要根据主梁的特征来选择,对于主梁刚度较小的工程,要主要控制标高;对于主梁刚度较大的工程,要主要控制索力主。
         5 悬索桥施工技术
         5.1悬索桥修建方法
         悬索桥修建主要分为锚碇、主塔、主缆以及主梁四部分。锚碇的构建主要分为先浇筑大量混凝土再在其中间设立钢锚固架的分重力式和先开凿成洞设立锚固架再灌注混凝土的隧道式两种。主缆常常用索塔来支撑,在索塔顶部和锚碇上都要进行安装。主缆架设的步骤为先构建引导索再由其牵出牵引索,之后再把主缆索股牵出来,最后紧缆、缠缆。对于加劲梁的架设方法主要是采用浮吊、缆载起重机等机械来进行架设。
         5.2悬索桥施工控制
         对于悬索桥施工控制,其先期控制占据主要地位,包括开工前各个构件尺寸控制,施工中各个阶段的内力、形态等控制。施工中要随时对工程的各项数据进行计算,对比设计稿计算偏差并进行修正,保证大桥的顺利建成。
         结束语
         随着我国人民需求的增加,各大桥梁在大江大河上、沿海深水区、悬崖峭壁间都修建起来了,这给人们带来了极大的便利,让人们的出行更为便利。但是这也要求我们建立的大跨度桥梁的质量以及安全都要达标,因此对其施工控制就要严格要求,这样建出来的大桥才让人放心。
参考文献:
[1]王锋.市政桥梁工程中后张法预应力施工技术探究[J].门窗,2017,10:83-84.
[2]王伟涛.基于BIM技术的斜拉桥施工控制及信息管理研究[D].西南交通大学,2018.
[3]刘宇航.基于BIM的悬索桥缆索系统参数化设计研究[D].西南交通大学,2019.
[4]翁伟.基于赵州桥勘察研究结果探析石拱桥的建造技术及特点[D].北京建筑大学,2016.
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