橋梁工程無支架施工技術探討
近些年,伴隨著城市規模的擴大,為緩解城市交通壓力,眾多城市開始追求設計建造跨徑大,斷面寬的橋梁工程。城市橋梁工程施工在空間上有所限制,分布密集的城市建筑及各類管線設施給施工帶來了一定難度。在此施工條件下,合理選擇施工技術,優化施工方法,成為了橋梁工程施工人員致力研究的課題,而橋梁工程無支架施工技術在此背景下應運而生,并在城市橋梁施工中得以有效應用。
一、蓋梁無支架模板施工
蓋梁無支架模板施工是把支架和模板相結合,憑借鋼模的剛度及強度,將橋梁模板、混凝土、鋼筋及各種荷載力集中于橋梁立柱上,充分利用橋梁墩柱荷載能力,從而省略了橋梁落地支架,便于交通運行[1]。例如上海市共和新路高架橋梁在施工中就采用了蓋梁無支架模板施工方法,克服了城市地基狀況不佳及凈空不足給橋梁施工造成的阻礙。
蓋梁無支架模板施工,分為模板設計及模板安裝兩個階段,模板設計環節,是將橋梁上蓋梁部分的模板加以簡化,使之形成伸臂簡支梁,然后對各個斷面的位移、彎矩及剪力大小加以計算,結合橋梁斷面的變形情況及受力情況,確定模板組件及拼裝螺栓應具備的強度值,并對橋梁支撐系統,如千斤頂,進行強度計算驗證。
模板按照功能可以劃分為主體構件、支撐系統以及附屬構件等三部分,其中,主體構件由底模、端模、側模、穩定梁、斜撐及肋撐構成,發揮傳遞施工荷載,抵消荷載撓度的功能。支撐系統由鋼管、鋼筋、專用支架、千斤頂、柱箍、跨接梁及系桿構成,一是傳遞荷載到立柱砼中,二是有效調節千斤頂的高度。附屬構件由起吊構件、走道、上下梯及螺栓構成,起到拼裝、連接等作用。
蓋梁無支架模板施工技術,著重在城市交通中心地區使用,一是極大提高了施工進度,二是能夠改善施工面貌,緩解施工給交通帶來的不便。
二、橋梁預制節段逐跨拼裝施工
在城市橋梁的上部結構方面,以往采用較多的無支架施工方法是預制吊裝法,即綜合縱向全跨和橫向分片的方式。而涉及到變截面箱形梁時,則較多應用掛籃懸臂澆筑施工方法。橋梁施工中如其上部結構要采用寬斷面、等高度及大跨徑的箱形梁時,既不適合預制吊裝法,也無法使用懸臂澆筑法,于是,經過研究論證,出現了橋梁預制節段逐跨拼裝施工這一新興橋梁施工方法[2]。
節段主要在預制場內采用短線法加以制作,養護方式為蒸汽養護。預制場內在進行節段吊運時,主要使用跨式搬運機,場外的節段運輸使用一體化的組合掛車實施,在車輛牽引上使用重載卡車。橋梁節段梁可采用上行式架橋機和下行式架橋機兩種拼裝設備。
節段梁拼裝的工序流程如下:將架橋機準備就緒;運梁車駛入橋跨下方;對節段進行吊架安裝;起吊節段,加以提升后進行90°角旋轉,平移后進行懸掛;吊升下一節段;將節段加以分層,并提升懸掛至指定位置;分別提升節段,將環氧粘結劑涂抹在其表面;拼接上節段和下節段;連接預應力;節段全部拼接完畢后將其在主桁架上加以懸掛;將預應力索穿入孔道;荷載轉換后將預應力及懸吊桿進行拆除;前移架橋機繼續開展下一跨部施工工作。
預制節段逐跨拼裝施工在我國橋梁施工中應用較多,如滬閔高架橋梁二期工程、滬崇蘇越橋隧工程等,憑借其質量高,施工速度快的優勢,取得了良好的施工效果和經濟效益。
三、橋梁預制節段懸臂平衡拼裝施工
預制節段懸臂平衡拼裝施工方法是在預制場中將主梁加以分段預制,并將預應力孔道加以預留,等到橋梁下部結構完成施工工序后,將梁段吊運到施工現場加以拼裝,并對鋼束進行張拉[3]。節段橋梁在分段的具體長度上應按照結構受力情況及施工機械狀況加以科學分割。采用預制節段懸臂平衡拼裝方法能夠極大節省模板、支架及型鋼材料,也不需采用掛籃進行鋼束張拉作業,施工過程得以簡化,只需移動支架。在節段安裝上,能夠充分發揮作業機械的作用,對城市交通影響不大。
橋梁預制節段懸臂平衡拼裝施工工序如下:架設架橋機,用墩側搭設的臨時支架支撐架橋機前支;采用前卷揚機及后卷揚機吊起節段;將節段提升到主桁架中心部位,通過主桁架間的空間將節段進行縱移,縱移到拼跨區域中,并將節段進行90°旋轉;借助前后卷揚機將節段吊至拼裝部位,將環氧粘結劑涂抹表面后加以拼接,將預應力索穿入預應力孔道,對預應力索加以張拉,使節段間完成拼接。
例如,廣州軌道交通4號線部分地區受制于復雜的地形條件,施工時采取搭設高架橋的形式,在橋梁施工時,就采用了預制節段懸臂平衡拼裝施工方法,克服了地形限制,取得了較好的施工效果。
四、鐵路及軌道交通線架梁及運梁施工
鐵路交通,特別是高速鐵路,涉及到復雜地形地貌時,往往采用高架橋梁結構的形式加以貫穿,而在高架橋結構施工上,以采用架梁及運梁方法為主。其施工方法如下:臨線或跨線布置預制場,將預制梁場的高鐵線位置確定為高架橋上部結構施工起始部位;箱梁在制作完畢后由提梁車提移到運梁車上,運送到施工起始部位;采用龍門吊進行吊裝,在橋跨位置搭設架橋機;運用架橋機進行架梁,借助運梁車進行線上運梁,運梁車軸線處布置多組輪組(一般以2組為主),保持輪胎橫向間距和高鐵軌道間距一致,以確保荷載大小與高鐵軌道承載力相匹配;運梁車要有效適應施工路況,要采取液壓懸掛的方式,確保軸載力大小均衡;運梁車在箱梁中行駛,將梁運至架橋機位置,由專用架橋機進行架梁。
例如,上海軌道交通11號線涉及到高架橋施工結構段,就采用了線上運、架梁的施工方法,一方面降低了施工成本,另一方面也不會對周圍城市環境造成破壞,施工過程呈現出極強的便捷性,在完成施工任務的同時,提升了高鐵建設的經濟性。
橋梁工程無支架施工技術隨著構件規格的擴大,正向著集成化、模塊化、機械化及經濟環保化方向發展,在有效抑制施工建設成本的同時,能夠極大提升城市施工的文明程度,是新時期橋梁施工建設著力采用的新型施工技術類型,具有廣闊的發現前景。
五、結語:
總之,橋梁無支架施工技術既是建筑施工理念及施工技術優化進步的結果,也是建筑機械設施裝備技術不斷革新發展的產物,是未來橋梁施工建設的主要趨勢。本文介紹了蓋梁無支架模板施工、橋梁預制節段逐跨拼裝施工、橋梁預制節段懸臂平衡拼裝施工、鐵路及軌道交通線架梁及運梁施工等幾種主要無支架施工方法,并列舉了相關實例,證實了其具有極高的施工應用價值。










