公路桥梁施工技术

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　　摘要：改革开放以来，我国公路建设事业迅猛发展，尤其是高速公路建设，从无到有，现已建成8700km。作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展，跨越大江（河）、海峡（湾）的长大桥梁建设也相继修建，一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥，形式多样，工程质量不断提高，为公路运输提供了安全、舒适的服务。
　　关键词：公路桥梁 上部施工 测量
　　1.我国公路桥梁的发展历史
　　（1）我国桥梁的历史
　　 中国桥梁的历史可以上溯到6000年前的氏族公社时代，到了1000多年前的隋、唐、宋三代，古代桥梁发展到了巅峰时期。在最近的1000年中，中国的桥梁技术全面落后于世界的脚步，中国第一座现代化桥梁的出现距今仅100多年历史，而且是由外国人建造的。从钱塘江大桥算起，中国人自己设计现代桥梁的历史还不足70年；从南京长江大桥算起，中国人自行设计建造大型桥梁的历史仅34年。
　　（2）梁桥的发展
　　 梁桥作为最简单实用的桥型，在桥梁史上出现得最早，在中国古代曾被拱桥的光环所湮没，但却是现代桥梁的始作俑者。现代梁桥技术中，钢板梁桥和钢桁架梁桥出现得最早，以后，混凝土桥梁以其经济性和便于维护的优势，得到了长足的发展。中国的预应力混凝土简支梁桥和连续梁桥在八十年代以后得到广泛采用，成为长桥和大跨径桥梁的主要桥型。浙江省瑞安飞云江桥最大跨径62米，桥长1722米，是中国当时最大跨径的预应力混凝土简支梁公路桥。八十年代以来，预应力混凝土连续梁桥成为中国公路桥梁的重要桥型。1984年建成的湖北省沙洋汉江桥是首座跨径超过100米的连续梁桥，跨径100米以上的连续梁桥还有广东省广州大桥、江门外海桥、惠州东江桥、湖南省常德沅江桥、贵州省思南乌江桥、天津市永定新河华北桥、湖北省宜城汉江桥、宜昌乐天溪桥、江苏省南京长江第二大桥北汊桥等，其中南京长江第二大桥北汊桥的最大跨径达到165米，外海桥的连续长度达到880米，1982年底，另一座更大的钢箱型斜腿刚构桥落成。 这就是位于陕西省安康水电站铁路专用线上的安康汉江桥，主跨达176米，是当时世界跨径最大的钢斜腿刚构铁路桥，1988年在广东省广州市郊建成了中国第一座大跨径连续刚构桥――洛溪大桥。大桥位于广州市番禺区洛溪渡口，跨珠江后航道，全长1916.04米，为4孔一联三向预应力混凝土连续刚构桥，最大跨径180米，桥面净宽15米，该桥建设既吸取了中国修建数十座T形刚构的经验，又研究了国外同类桥梁的成熟技术，最大跨径180米，在当时已居亚州同类桥型首位，洛溪大桥为九十年代连续刚构桥的建设奠定了基础，并成就了虎门大桥辅航道桥跨径纪录。1997年4月建成通车的虎门大桥位于广东省珠江三角洲中部虎门古炮台，连接广深、广珠两条高速公路，是珠江三角洲高速公路网的重要组成部分。辅航道桥是主桥的组成部分，桥型为三跨预应力混凝土连续刚构箱型梁，其主航道桥以888米的跨度在当时居全国悬索桥之首，辅航道桥则更以270米的跨径一举夺得连续刚构桥当时的世界纪录。
　　2.桥梁的施工测量
　　 桥梁按其轴线长度分特大型（大于500m长）、大型(100~500m)、中型(30~100m)、小型(8~30m)等四类，不同类型桥梁的施工测量方法及精度要求也不相同。桥梁施工测量的主要内容包括平面控制测量、高程控制测量、墩台定位、墩台基础及顶部放样等。
　　（2）小型桥梁施工测量；①基础施工测量，基础开挖梁，根据桥台和桥墩的中心线定出基础开挖边界线，并测设坑壁水平桩作为控制挖深及基础施工掌握高程的依据。基础完工后，应根据桥位控制桩和桥台控制桩用经纬仪在基础上测设出墩、台中心及其互为正交的轴线，以此作为砌筑墩台的依据。
　　（2）中型桥梁施工测量；①桥梁片面控制测量，桥梁平面控制网宜布设三角网、边角网、导线网等。②桥梁高程控制测量，在桥梁施工阶段，为建立两岸可靠而统一的高程系统，需
　　要进行两岸间的高程传递，一般采用过渡水准测量的方法。③方向交会法测设桥墩
　　位置方向交会法是测设桥墩位置的常用方法。计算公式为:αi = arctan[di ・sinθ1 /(D1 -di ・cosθ1 )]βi = arctan[di ・sinθ2 /(D2 -di・cosθ2 )]为了检核αi、βi ，参照求算αi、βi 的方法计算ψi、φi ：φi= arctan[D1 ・sinθ1 /(di -D1 ・cosθ1 )]ψi= arctan[D2 ・sinθ2 /(di -D2 ・cosθ2 )] 计算检核式为:αi＋φi＋θ1 = 180°βi＋ψi＋θ2 = 180°施测方法为；在A、C、D点分别安置经纬仪（对中、整平），A 点标出桥轴线AB方向，在 C、D点分别后视A 点，然后分别测设αi、βi角，此时三条线相交通常构成一个示误三角形。若示误三角形在桥轴线上的边长不大于规定数值(墩底2.5cm, 墩顶1.5cm)，则取C、D点两测设方向交点在桥轴线上的投影点作为放样的墩位中心。方向交会的精度与交会角（方向线CP与方向线DP之间的夹角）有关，交会角在90°～110°之间，交会精度最高。在选择基线和布网时尽可能使交会角在80°～130°之间，但不能小于30°或大于150°。
　　3.桥梁的上部结构施工
　　 桥梁跨越空间的结构物称桥跨或桥跨结构。桥梁上部结构类型，决定了桥梁的形式，本文主要阐述桥梁的现场浇筑法和预制安装法两种桥梁上部结构的旌工方法及特点。桥梁上部结构的施工方法总体上分为现场浇筑法和预制安装法。
　　（1）现场浇筑法；①就地浇筑法。就地浇筑法是在桥位处搭设支架，在支架上浇筑桥体混凝土，达到强度后拆除楼板、支架。就地浇筑法无需预制场地，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。它的主要缺点是工期长．施工质量不容易控制对预应力混凝土梁山于混凝土的收缩、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悬臂施工法。悬臂施工法是从桥墩开始，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。后者称悬臂拼装施工．有时也将两种方法结合使用。悬臂施工的主要特点是 ：1 ) 桥梁在施工过程中产生负弯矩， 桥墩也要求承受由施工产生的弯矩，因此悬臂施工宜在营运状态的结构受力与施工状态的受力状态比较接近的桥梁中选用。如预应力混凝土 T型刚构桥、变截而连续梁桥和斜拉桥等；2 )非墩桥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．因而在施工过程中有结构体系的转换存在3 ) 采用悬臂施工的机具设各种类很多，就挂篮而言，也有桁架式、斜拉式等多种类型，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l 00m 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。③转体施工法。转体施工是将桥梁构件先在桥位处岸边(或踏边及适当位置) 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，按设计要求改变支撑情况。转体施工可分为平转、竖转和平竖几何的结合的转体施工。转体施工的主要特点是；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%，节省施工用钢筋60%，5 )减少高空作业施工工序简单施工迅速，当主要构件先期合拢后，给以后施工带来方便：6 )转体旋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较好的技术经济效益转体重量轻型化多种工艺综合利用，是大跨径及特大跨径桥梁施工有利的竞争方案。④顶推旅工法。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。之后继续在预制场地进行下一节段粱的预制．循环操作直至施工完成。顶推施工法的特点：1 ) 顶推法可以使用简单的设各建造长大桥梁，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采用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1 0 -2 0 m；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 7 -10d；4 )顶推施工时，梁的受力状态变化很大 施工阶段的梁的受力状态与运营时期的受力状态差别较大，因此在梁截面设计和布索时要同时满足施工与运营的要求，由此而造成的用钢量较高在施工时也可采取加设临时墩，设置前导梁和其他措施，用以减少施工内力；5 ) 顶推法宜在等截而梁上使用，当桥梁跨径较大时 选用等截而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5 0 0 ～ 6 0 0 m为宜。⑤逐孔施工法。逐孔施工是中等跨径琐应力坭凝土连续粱中的一种施工方法．它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工．直到对岸。有用临时支承组拼预制节段的逐孔旋工法、移动支架逐孔现浇施工法、以及整孔吊装或分段节段施工法等。采用逐孔施工的主要特点1 ) 不需要设置地而支架．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的长度取用- -T L 梁长，接头位置一般可选在桥梁受力较小的部位；5 ) 移动楼架设备投资大，施工准备和操作都较复杂；6 )宜在桥梁跨径小于 5 0 m的多跨长桥上使用。⑥横移施工法。横移施工是在拟待安置结构的位置旁预制该结构．并横向移运该结构物，将它安置在规定的位置上。横移施工的主要特点是在整个操作期间与该结构有关的支座位置保持不变，即没有改变梁的结构体系。在横向移动期间零时支座需要支承该结构的施工重量。⑦提升与浮运施工法。提升施工是在未来安置结构物以下的地而上预制该结构并把它提升就位。浮运施工将桥梁在岸上预制，通过大型浮运至桥位利用船的上下起落安装就位的方法。使用该方法的要求是：1 ) 在该结构下而需要有一个适宜的地面；2 )被提升结构下的地面要有一定的承载力3 ) 拥有一台支撑在一定基础上的提升设备：4)该结构应该是平衡的，至少在提升操作期间是平衡的：5 )采用浮运法要有一系列的大型浮运设备。
　　（2）预制安装法；预制安装法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混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装，分预制、运输和安装三部分，预制安装施工法的主要特点是：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：力上下部结构可以平行作业．因而可缩短现场工期；2 ) 能有效的利用劳动力 并由此而降低了工程造价：3 )由于施工速度快 可适用于紧急施工工程；4) 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。参考文献
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　　[2] 付国坤‘桥梁上部结构的施工方法[J]民营科技， 2 0 0 8

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