刘旺
中铁四局一公司 合肥 230000
摘要:大跨度铁路桥梁施工是铁路建设的重点内容,本文介绍了几种大跨度铁路桥梁主要施工方法,并对其难点进行分析。
关键词:大跨度 铁路 桥梁 施工
1.前言
随着社会的飞速发展,我国交通强国战略的实施,人民对畅通的交通提出了更高要求,截至2020年底,高铁通车里程已达3.9万公里[1]。桥梁是高速铁路路的重要组成部分,对于高速列车运行的平稳性、安全性和旅客舒适性具有重要影响,安全、可靠的桥梁通行条件与优质的桥梁施工质量密不可分。
特大桥是指是指多孔跨径总长大于1000m或单孔跨径大于150m的公路桥梁,桥长大于500m以上的铁路桥梁。由于我国幅员广阔,需要跨越的大江大河多,需要兼顾桥梁和航运需求以及经济、社会快速发展,公路、市政道路、轨道交通等其他交通功能也有过江需求,在高铁建设中建设了大量的大跨度桥梁。近年来,在桥梁不同施工方法中存也存在一些难点需要加以注意。
2.施工方法
2.1悬臂法施工
悬臂施工法的基本原理就是从墩顶节段开始逐渐向两侧增加节段从而形成混凝土梁,下一节段及施工机具的重量由已完成的临近节段承受,在该段达到设计强度后,施加一个适合的预应力使之与前一节段连接成为一个整体,然后继续施工下一节段[2]。悬臂法施工与以往施工方法相比具有以下优点:在施工时可以节省大量的型钢、支架和模板,能够更好地保证混凝土质量。其次,悬臂法施工不必使用挂篮进行混凝土的浇筑和养护工作,只需简单的移动支架即可。节段的预制工作可以与桥梁下部构造同时进行,不但可以大大加快施工进度,还可适当减小混凝土早期徐变带来的负面影响,充分发挥受力筋的性能。此外,节段的安装可以充分发挥机械化设备的优势,可在车流量或通行量较小的时段进行施工,将对交通的影响降到最低。
施工难点包括:
(1)挂篮变形。挂篮体系的变形对于连续梁桥悬臂浇筑施工结构挠度的控制起着重要的作用。挂篮体系的变形一般可以参考其预压试验的资料,而具体的预测应根据已建梁体施工时挂篮变形加以分析,从而可以推测待建梁体挂篮的预抛高。挂篮变形预测的误差将直接导致节段标高的绝对误差和相对误差。
(2)结构超重。结构节段实际的混凝土用量可能因混凝土浇筑引起的模板走样而与理论设计用量产生一定的偏差,而这种偏差将导致结构节段混凝土超重、恒载与理论计算值存在偏差,这种偏差可以根据结构节段施工的实测反馈数据加以估计。同时也可根据截面的含筋量、混凝土用量来估计结构的超重。
(3)混凝土收缩徐变。混凝土收缩徐变的影响因素较多,故在建立结构模型时应把一些确定性的因素估计正确,如加载时间、临时荷载、永久荷载等。然后可以根据节段混凝土浇筑后养护期控制点标高变化获得其实际的影响。
2.2顶推法施工
顶推法施工就是沿桥梁纵轴方向的台后开辟出一个预制场地,分节段预制混凝土梁身,使用预应力筋连成一个整体,然后使用千斤顶施加预应力,借助不锈钢板与聚四氟乙烯模压板的滑动装置将梁逐段顶进,各段就位后落架并将正式支座安装到桥底,完成桥梁施工。顶推法施工有以下特点:临时设备的费用相对较少,并且能够循环使用小型模板,工程劳动强度小,对桥下交通无影响,施工作业安全性高。若直接在桥梁施工平台上设置棚盖,则可以封闭式作业,不受外界环境的影响,有利于保证桥梁施工质量。但各分段在顶进过程中每一截面都会受到反复弯矩,因此相应的配筋量将有所增大。顶推法施工在大跨度预应力混凝土连续梁桥施工工程中得到了广泛的应用。
施工难点包括:不适用于多跨变高梁,曲率变化的曲线桥和竖向曲率大的桥梁,受顶推悬臂弯矩的限制,顶推跨径大于70-80米不经济。顶推过程反复应力,使梁高取值大,临时束多,张拉工序繁琐,
2.3逐孔施工法
逐孔施工法是中等跨径预应力混凝土梁桥比较常用的一种施工方法,有时也用于大跨度连续梁桥的施工。基本原理就是将连续梁分为若干个梁段,在预制时对梁段施加一个大小合适的预应力使其承受自身重力,然后使用专用设备从桥梁的一端逐孔施工,将机械化的支架和模板支承在承载梁上,在桥跨内进行混凝土现浇施工,待混凝土达到强度后脱模,并将整孔模架沿导梁移至下一浇筑桥孔,然后逐孔推进直至全桥施工完毕。采用逐孔施工的主要特点在于桥梁施工时能够连续操作,桥身越长施工设备的周转次数越多,逐孔施工法的经济效益越高。对于跨径在75m以下的多跨桥梁,逐孔施工法是最经济的施工方法。逐孔施工法不需要设置地面支架,不影响河道通航和桥下交通,施工安全可靠,有良好的施工环境,能够保证施工质量。机械化和自动化程度较高,且上下部结构可以平行作业,能够降低劳动强度,缩短工期[3]。
施工难点包括 :施工过程中可能遇到结构体系转换问题,混凝土徐变对结构产生次内力;施工挂篮底模与模板配制要求高,箱梁逐节变化和底板接缝和顺要求高;底模架易变形,梁体纵轴线性稳定性要求高。
3.总结
不同施工方法具有各自优缺点,在施工方法选择时要结合实际情况,选取最合适的方法,才能达到事半功倍的效果。
参考文献
[1]陆娅楠 丁怡婷 邱超奕.世界第一,3.79万公里 高铁里程 五年倍增[J].人民周刊,2021(02):55.
[2]胡正伟.大跨度铁路桥连续梁施工关键技术研究[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2016(05):102-104.
[3]吕德亮.浅谈混凝土连续梁逐孔架设法施工技术[J]科技创新导报.2011(30):33.