橋梁施工技術(shù)論文(2)
橋梁施工技術(shù)論文
橋梁施工技術(shù)論文篇二
公路橋梁施工技術(shù)
摘要：改革開放以來，我國公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，尤其是高速公路建設(shè)，從無到有，現(xiàn)已建成8700km。作為公路建設(shè)重要組成部分的橋梁建設(shè)也得到相應(yīng)發(fā)展，跨越大江(河)、海峽(灣)的長大橋梁建設(shè)也相繼修建，一般公路和高等級公路上的中、小橋、立交橋，形式多樣，工程質(zhì)量不斷提高，為公路運輸提供了安全、舒適的服務(wù)。
關(guān)鍵詞：公路橋梁 上部施工 測量
1.我國公路橋梁的發(fā)展歷史
(1)我國橋梁的歷史
中國橋梁的歷史可以上溯到6000年前的氏族公社時代，到了1000多年前的隋、唐、宋三代，古代橋梁發(fā)展到了巔峰時期。在最近的1000年中，中國的橋梁技術(shù)全面落后于世界的腳步，中國第一座現(xiàn)代化橋梁的出現(xiàn)距今僅100多年歷史，而且是由外國人建造的。從錢塘江大橋算起，中國人自己設(shè)計現(xiàn)代橋梁的歷史還不足70年;從南京長江大橋算起，中國人自行設(shè)計建造大型橋梁的歷史僅34年。
(2)梁橋的發(fā)展
梁橋作為最簡單實用的橋型，在橋梁史上出現(xiàn)得最早，在中國古代曾被拱橋的光環(huán)所湮沒，但卻是現(xiàn)代橋梁的始作俑者?，F(xiàn)代梁橋技術(shù)中，鋼板梁橋和鋼桁架梁橋出現(xiàn)得最早，以后，混凝土橋梁以其經(jīng)濟性和便于維護的優(yōu)勢，得到了長足的發(fā)展。中國的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁橋和連續(xù)梁橋在八十年代以后得到廣泛采用，成為長橋和大跨徑橋梁的主要橋型。浙江省瑞安飛云江橋最大跨徑62米，橋長1722米，是中國當(dāng)時最大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁公路橋。八十年代以來，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋成為中國公路橋梁的重要橋型。1984年建成的湖北省沙洋漢江橋是首座跨徑超過100米的連續(xù)梁橋，跨徑100米以上的連續(xù)梁橋還有廣東省廣州大橋、江門外海橋、惠州東江橋、湖南省常德沅江橋、貴州省思南烏江橋、天津市永定新河華北橋、湖北省宜城漢江橋、宜昌樂天溪橋、江蘇省南京長江第二大橋北汊橋等，其中南京長江第二大橋北汊橋的最大跨徑達到165米，外海橋的連續(xù)長度達到880米，1982年底，另一座更大的鋼箱型斜腿剛構(gòu)橋落成。 這就是位于陜西省安康水電站鐵路專用線上的安康漢江橋，主跨達176米，是當(dāng)時世界跨徑最大的鋼斜腿剛構(gòu)鐵路橋，1988年在廣東省廣州市郊建成了中國第一座大跨徑連續(xù)剛構(gòu)橋――洛溪大橋。大橋位于廣州市番禺區(qū)洛溪渡口，跨珠江后航道，全長1916.04米，為4孔一聯(lián)三向預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，最大跨徑180米，橋面凈寬15米，該橋建設(shè)既吸取了中國修建數(shù)十座T形剛構(gòu)的經(jīng)驗，又研究了國外同類橋梁的成熟技術(shù)，最大跨徑180米，在當(dāng)時已居亞州同類橋型首位，洛溪大橋為九十年代連續(xù)剛構(gòu)橋的建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，并成就了虎門大橋輔航道橋跨徑紀(jì)錄。1997年4月建成通車的虎門大橋位于廣東省珠江三角洲中部虎門古炮臺，連接廣深、廣珠兩條高速公路，是珠江三角洲高速公路網(wǎng)的重要組成部分。輔航道橋是主橋的組成部分，橋型為三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)箱型梁，其主航道橋以888米的跨度在當(dāng)時居全國懸索橋之首，輔航道橋則更以270米的跨徑一舉奪得連續(xù)剛構(gòu)橋當(dāng)時的世界紀(jì)錄。
2.橋梁的施工測量
橋梁按其軸線長度分特大型(大于500m長)、大型(100~500m)、中型(30~100m)、小型(8~30m)等四類，不同類型橋梁的施工測量方法及精度要求也不相同。橋梁施工測量的主要內(nèi)容包括平面控制測量、高程控制測量、墩臺定位、墩臺基礎(chǔ)及頂部放樣等。
(2)小型橋梁施工測量;①基礎(chǔ)施工測量，基礎(chǔ)開挖梁，根據(jù)橋臺和橋墩的中心線定出基礎(chǔ)開挖邊界線，并測設(shè)坑壁水平樁作為控制挖深及基礎(chǔ)施工掌握高程的依據(jù)?；A(chǔ)完工后，應(yīng)根據(jù)橋位控制樁和橋臺控制樁用經(jīng)緯儀在基礎(chǔ)上測設(shè)出墩、臺中心及其互為正交的軸線，以此作為砌筑墩臺的依據(jù)。
(2)中型橋梁施工測量;①橋梁片面控制測量，橋梁平面控制網(wǎng)宜布設(shè)三角網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)等。②橋梁高程控制測量，在橋梁施工階段，為建立兩岸可靠而統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，需
要進行兩岸間的高程傳遞，一般采用過渡水準(zhǔn)測量的方法。③方向交會法測設(shè)橋墩
位置方向交會法是測設(shè)橋墩位置的常用方法。計算公式為:αi = arctan[di ・sinθ1 /(D1 -di ・cosθ1 )]βi = arctan[di ・sinθ2 /(D2 -di・cosθ2 )]為了檢核αi、βi ，參照求算αi、βi 的方法計算ψi、φi ：φi= arctan[D1 ・sinθ1 /(di -D1 ・cosθ1 )]ψi= arctan[D2 ・sinθ2 /(di -D2 ・cosθ2 )] 計算檢核式為:αi+φi+θ1 = 180°βi+ψi+θ2 = 180°施測方法為;在A、C、D點分別安置經(jīng)緯儀(對中、整平)，A 點標(biāo)出橋軸線AB方向，在 C、D點分別后視A 點，然后分別測設(shè)αi、βi角，此時三條線相交通常構(gòu)成一個示誤三角形。若示誤三角形在橋軸線上的邊長不大于規(guī)定數(shù)值(墩底2.5cm, 墩頂1.5cm)，則取C、D點兩測設(shè)方向交點在橋軸線上的投影點作為放樣的墩位中心。方向交會的精度與交會角(方向線CP與方向線DP之間的夾角)有關(guān)，交會角在90°～110°之間，交會精度最高。在選擇基線和布網(wǎng)時盡可能使交會角在80°～130°之間，但不能小于30°或大于150°。
3.橋梁的上部結(jié)構(gòu)施工
橋梁跨越空間的結(jié)構(gòu)物稱橋跨或橋跨結(jié)構(gòu)。橋梁上部結(jié)構(gòu)類型，決定了橋梁的形式，本文主要闡述橋梁的現(xiàn)場澆筑法和預(yù)制安裝法兩種橋梁上部結(jié)構(gòu)的旌工方法及特點。橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法總體上分為現(xiàn)場澆筑法和預(yù)制安裝法。
(1)現(xiàn)場澆筑法;①就地澆筑法。就地澆筑法是在橋位處搭設(shè)支架，在支架上澆筑橋體混凝土，達到強度后拆除樓板、支架。就地澆筑法無需預(yù)制場地，而且不需要大型起吊、運輸設(shè)備 ，梁體的主筋可不中斷，橋梁整體性好。它的主要缺點是工期長.施工質(zhì)量不容易控制對預(yù)應(yīng)力混凝土梁山于混凝土的收縮、徐變引起的應(yīng)力損失比較大，施工中的支架、模板耗用量大.施工費用高 搭設(shè)支架影響排洪，通航.施工期間可能受到洪水和漂流物的威脅。
?、趹冶凼┕し?。懸臂施工法是從橋墩開始，兩側(cè)對稱進行現(xiàn)澆梁段或?qū)㈩A(yù)制節(jié)段對稱進行拼裝。前者稱懸臂澆筑施工。后者稱懸臂拼裝施工.有時也將兩種方法結(jié)合使用。懸臂施工的主要特點是 ：1 ) 橋梁在施工過程中產(chǎn)生負(fù)彎矩， 橋墩也要求承受由施工產(chǎn)生的彎矩，因此懸臂施工宜在營運狀態(tài)的結(jié)構(gòu)受力與施工狀態(tài)的受力狀態(tài)比較接近的橋梁中選用。如預(yù)應(yīng)力混凝土 T型剛構(gòu)橋、變截而連續(xù)梁橋和斜拉橋等;2 )非墩橋固接的預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋.采用懸臂施工時應(yīng)采取措施，使墩、梁臨時固結(jié).因而在施工過程中有結(jié)構(gòu)體系的轉(zhuǎn)換存在3 ) 采用懸臂施工的機具設(shè)各種類很多，就掛籃而言，也有桁架式、斜拉式等多種類型，可根據(jù)實際情況選用;4 )懸臂澆筑施工簡便.結(jié)構(gòu)整體性好，施工中可不斷調(diào)整位置，常在跨徑大于l 00m 的橋梁上選用;懸臂拼裝法施工速度快，橋梁上，下部結(jié)構(gòu)可平行作業(yè)。但施工精度要求比較高，可在跨徑100m以下的大橋中選用 5 ) 懸臂施工法可不用或少用支架.施工不影響通航或橋下交通。③轉(zhuǎn)體施工法。轉(zhuǎn)體施工是將橋梁構(gòu)件先在橋位處岸邊(或踏邊及適當(dāng)位置) 進行預(yù)制，待混凝土達到設(shè)計強度后旋轉(zhuǎn)構(gòu)件就位的施工方法。轉(zhuǎn)體施工其靜力組合不變 它的支座位置就是施工時的旋轉(zhuǎn)支承和旋轉(zhuǎn)軸，橋梁完工后，按設(shè)計要求改變支撐情況。轉(zhuǎn)體施工可分為平轉(zhuǎn)、豎轉(zhuǎn)和平豎幾何的結(jié)合的轉(zhuǎn)體施工。轉(zhuǎn)體施工的主要特點是;1 ) 可以利用地形，方便預(yù)制構(gòu)件;2 ) 施工期間不斷航，不影響橋下交通，并可在跨越通車線路上進行橋梁施工;3 ) 施工設(shè)備少，裝置簡單，容易制作并便于掌握：4 )節(jié)省木材，節(jié)省施工用料。采用轉(zhuǎn)體施工與纜索無支架施工比較， 可節(jié)省木材80%，節(jié)省施工用鋼筋60%，5 )減少高空作業(yè)施工工序簡單施工迅速，當(dāng)主要構(gòu)件先期合攏后，給以后施工帶來方便：6 )轉(zhuǎn)體旋工適合于單跨和三跨橋梁，可在深水、峽谷中建橋采用。同時也適應(yīng)在平原區(qū)以及用于城市跨線橋：7 ) 大跨徑橋梁采用轉(zhuǎn)體施工將會取得較好的技術(shù)經(jīng)濟效益轉(zhuǎn)體重量輕型化多種工藝綜合利用，是大跨徑及特大跨徑橋梁施工有利的競爭方案。④頂推旅工法。頂推施工是在沿橋縱軸方向的臺后設(shè)置預(yù)制場地.分節(jié)段預(yù)制，并用縱向預(yù)應(yīng)力筋將預(yù)制節(jié)段與施工完成的梁體連成整體，然后通過水平千斤頂施力，將梁體向前頂推出預(yù)制場地。之后繼續(xù)在預(yù)制場地進行下一節(jié)段粱的預(yù)制.循環(huán)操作直至施工完成。頂推施工法的特點：1 ) 頂推法可以使用簡單的設(shè)各建造長大橋梁，施工費用低，施工平穩(wěn)無噪聲。可在水深、山谷和高橋墩上采用，也可在曲率相同的彎橋和坡橋上采用2 )主梁分段預(yù)制.連續(xù)作業(yè).結(jié)構(gòu)整體性好;由于不需要大型起重設(shè)備.所以施工節(jié)段的長度一般可取用1 0 -2 0 m;3 ) 橋梁節(jié)段固定在一個場地預(yù)制，便于施工管理改善施工條件，避免高空作業(yè)。同時，模板、設(shè)備可多次周轉(zhuǎn)使用，在正常情況下，節(jié)段的預(yù)制周期 7 -10d;4 )頂推施工時，梁的受力狀態(tài)變化很大 施工階段的梁的受力狀態(tài)與運營時期的受力狀態(tài)差別較大，因此在梁截面設(shè)計和布索時要同時滿足施工與運營的要求，由此而造成的用鋼量較高在施工時也可采取加設(shè)臨時墩，設(shè)置前導(dǎo)梁和其他措施，用以減少施工內(nèi)力;5 ) 頂推法宜在等截而梁上使用，當(dāng)橋梁跨徑較大時 選用等截而梁會造成材料用量的不經(jīng)濟，也增加施 工難度，因此 以中等跨徑 的橋梁 為宜 ，橋梁的總長也以5 0 0 ～ 6 0 0 m為宜。⑤逐孔施工法。逐孔施工是中等跨徑瑣應(yīng)力坭凝土連續(xù)粱中的一種施工方法.它使用一套設(shè)備從橋梁的一端逐孔施工.直到對岸。有用臨時支承組拼預(yù)制節(jié)段的逐孔旋工法、移動支架逐孔現(xiàn)澆施工法、以及整孔吊裝或分段節(jié)段施工法等。采用逐孔施工的主要特點1 ) 不需要設(shè)置地而支架.不影響通航和橋下交通.施工安全、可靠;2 ) 有良好的施工環(huán)境，保證施工質(zhì)量.一套模架可多次周轉(zhuǎn)使用 ，具有在預(yù)制場生產(chǎn)的優(yōu)點;3 ) 機械化、自動化程度高，節(jié)省勞力，降低勞動強度 上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè)，縮短工期 4 )通常每一施工梁段的的長度取用- -T L 梁長，接頭位置一般可選在橋梁受力較小的部位;5 ) 移動樓架設(shè)備投資大，施工準(zhǔn)備和操作都較復(fù)雜;6 )宜在橋梁跨徑小于 5 0 m的多跨長橋上使用。⑥橫移施工法。橫移施工是在擬待安置結(jié)構(gòu)的位置旁預(yù)制該結(jié)構(gòu).并橫向移運該結(jié)構(gòu)物，將它安置在規(guī)定的位置上。橫移施工的主要特點是在整個操作期間與該結(jié)構(gòu)有關(guān)的支座位置保持不變，即沒有改變梁的結(jié)構(gòu)體系。在橫向移動期間零時支座需要支承該結(jié)構(gòu)的施工重量。⑦提升與浮運施工法。提升施工是在未來安置結(jié)構(gòu)物以下的地而上預(yù)制該結(jié)構(gòu)并把它提升就位。浮運施工將橋梁在岸上預(yù)制，通過大型浮運至橋位利用船的上下起落安裝就位的方法。使用該方法的要求是：1 ) 在該結(jié)構(gòu)下而需要有一個適宜的地面;2 )被提升結(jié)構(gòu)下的地面要有一定的承載力3 ) 擁有一臺支撐在一定基礎(chǔ)上的提升設(shè)備：4)該結(jié)構(gòu)應(yīng)該是平衡的，至少在提升操作期間是平衡的：5 )采用浮運法要有一系列的大型浮運設(shè)備。
(2)預(yù)制安裝法;預(yù)制安裝法在預(yù)制工廠或在運輸方便的橋址附近設(shè)置預(yù)制場進行梁的預(yù)制工作，然后采用一定的架設(shè)方法進行安裝。預(yù)制安裝法施工一般是指鋼筋混凝土或預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁的預(yù)制安裝，分預(yù)制、運輸和安裝三部分，預(yù)制安裝施工法的主要特點是：1 ) 由于是工場生產(chǎn)制作 .構(gòu)件質(zhì)量好.有利于確保構(gòu)件的質(zhì)量和尺寸精度。并盡可能多的采用機械化施工：力上下部結(jié)構(gòu)可以平行作業(yè).因而可縮短現(xiàn)場工期;2 ) 能有效的利用勞動力 并由此而降低了工程造價：3 )由于施工速度快 可適用于緊急施工工程;4) 將構(gòu)件預(yù)制后由于要存放一段時間，因此在安裝時已有一定齡期，可減少混凝土收縮、徐變引起的變形。參考文獻
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[2] 付國坤‘橋梁上部結(jié)構(gòu)的施工方法[J]民營科技， 2 0 0 8
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