預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋

預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋姓名班級學(xué)號聯(lián)系方式：摘要：隨著現(xiàn)代化步伐的加快，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正以前所未有的規(guī)模在全國展開，同時(shí)質(zhì)量問題越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗震性能好，特別是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車舒適等優(yōu)點(diǎn)。上述種種因素使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用。在連續(xù)梁橋的施工方法中，常用的有滿堂支架法、懸臂法、頂推法、先簡支后連續(xù)等施工方法。關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工方法懸臂法頂推法PrestressedconcretecontinuousgirderbridgeWiththequickeningpaceofmodernization,China'sinfrastructureconstructionisonanunprecedentedscaleinthenationalexpansion,andatthesametime,qualityproblemisbecomingmoreandmorebecomethefocusofattention.Prestressedconcretecontinuousgirderbridgeisoneoftheprestressedbridge,ithastheoverallperformanceisgood,thestructurestiffnessanddeformationissmall,theseismicperformanceisgood,especiallythemaingirderdeformationdeflectionlinegentle,floorlessexpansionjoints,drivingcomfortetc.Allofthesefactorsmakethisbridgeinhighway,cityandrailwaybridgeengineeringwidelyadopted.Inthecontinuousgirderbridgeconstructionmethod,commonlyusedhavefullframingmethod,thecantilevermethod,pushingmethod,firstJaneafteracontinuousconstructionmethod.Keywords:prestressedconcretecontinuousgirderbridgestructuredesignconstructionmethodofcantilevermethodpushingmethod1.我國預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的概況與工程實(shí)踐1.1概況自60年代中期在德國萊茵河上采用懸臂澆筑法建成Bendorf橋以來，懸臂澆筑施工法和懸臂拼裝施工法得到不斷改進(jìn)、完善和推廣應(yīng)用，從而使得預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋成為許多國家廣泛采用的橋型之一。我國自50年代中期開始修建預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，至今已有40多年的歷史，比歐洲起步晚，但近對年來發(fā)展迅速，在預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、試驗(yàn)研究、預(yù)應(yīng)力材料及工藝設(shè)備、施工工藝等方面日新月異，預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)技術(shù)與施工技術(shù)都已達(dá)到相當(dāng)高的水平。1.2工程實(shí)踐預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋是預(yù)應(yīng)力橋梁中的一種，它具有整體性能好、結(jié)構(gòu)剛度大、變形小、抗震性能好，特別是主梁變形撓曲線平緩，橋面伸縮縫少，行車舒適等優(yōu)點(diǎn)。加上這種橋型的設(shè)計(jì)施工均較成熟，施工質(zhì)量和施工工期能得到控制，成橋后養(yǎng)護(hù)工作量小。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的適用范圍一般在150m以內(nèi)，上述種種因素使得這種橋型在公路、城市和鐵路橋梁工程中得到廣泛采用。目前我國已建成的有代表性的大跨徑公路和城市預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋如表所示。[1]2.我國預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展2.1橋梁設(shè)計(jì)技術(shù)2.1.1主要設(shè)計(jì)規(guī)范[2]a.1978年交通部頒布了我國第一部《公路預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范》，該規(guī)范按單一系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)理論編制，比以往采用的破壞階段理論規(guī)范前進(jìn)了一步。

b．1985年交通部頒布了《公路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》，其中《公路鋼筋混凝土預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ023-85將單一系數(shù)改成多系數(shù)，以塑性理論為基礎(chǔ)作強(qiáng)度極限計(jì)算，以彈塑性或彈性理論為基礎(chǔ)作正常使用極限計(jì)算。

85規(guī)范原則上是參照1978年CEB-FIP的《國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》，即《Medelcodeforcon－

creteStrUctures》編制的。

c.JTK023－85規(guī)范允許橋梁構(gòu)件按部分預(yù)應(yīng)力混凝土（ppc）設(shè)計(jì)。

·A類構(gòu)件--在短期荷載作用了截面受拉邊緣允許出現(xiàn)拉應(yīng)力，但拉應(yīng)力值不超過規(guī)范中的規(guī)定限值，如有些箱梁的頂板橫向預(yù)應(yīng)力是按A類構(gòu)件設(shè)計(jì)的。

·B類構(gòu)件--在短期荷載作用下，截面受拉邊緣允許出現(xiàn)裂縫，即拉應(yīng)力值超過規(guī)范中的規(guī)定限值，目前在大跨徑預(yù)應(yīng)力箱梁橋設(shè)計(jì)中未見采用。

·PPC構(gòu)件具有節(jié)約鋼材、降低造價(jià)、能減少由預(yù)應(yīng)力引起的反拱度、改善結(jié)構(gòu)受力性能等優(yōu)點(diǎn)，已在一般公路橋梁和城市橋梁工程中逐步推廣應(yīng)用。

2.1.2橋梁結(jié)構(gòu)分析專用軟件和CAD技術(shù)a.自70年代后期以來，我國橋梁結(jié)構(gòu)分析專用軟件和CAD技術(shù)得到大力開發(fā)和應(yīng)用。其中包括采用有限元法編制的橋梁通用綜合程序以及許多橋梁專用程序，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、計(jì)算。繪圖一體化，大大提高了計(jì)算精度和速度，特別是用于大量重復(fù)計(jì)算、局部應(yīng)力分析、設(shè)計(jì)方案優(yōu)化。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的結(jié)構(gòu)分析設(shè)計(jì)軟件開發(fā)和推廣應(yīng)用，適應(yīng)了我國橋梁建設(shè)高速發(fā)展的需要。b.計(jì)算機(jī)技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的施工控制。使得成橋后的線型平順，符合橋梁的縱向設(shè)計(jì)標(biāo)高；橋梁結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)能與設(shè)計(jì)計(jì)算一致。

2.2橋梁施工技術(shù)在我國中小跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋施工中，除了最古老的支架現(xiàn)澆方法外，還采用了先簡支后連續(xù)、頂推法、移動(dòng)模架逐孔澆筑法、移動(dòng)導(dǎo)梁逐孔拼裝法和梁體預(yù)制浮吊安裝法等施工技術(shù)。平衡懸臂拼裝施工法和平衡懸臂澆筑施工法的采用促進(jìn)了預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋大多采用懸臂澆筑法施工。根據(jù)連續(xù)梁橋的特點(diǎn)，采用逐段平衡懸臂澆筑，先形成T構(gòu)，再逐跨合龍，逐跨釋放臨時(shí)固定支座，完成體系轉(zhuǎn)換，最終形成多跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋。大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁廣泛采用掛籃進(jìn)行懸臂澆筑施工。常用的掛籃形式有偏架式和斜拉式。隨著施工技術(shù)的進(jìn)步，掛籃結(jié)構(gòu)向著輕型化的方向發(fā)展，盡可能采用構(gòu)造合理、受力明確、自重輕、利用系數(shù)高、使用安全方便，具有良好技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的掛籃。例如，上海黃浦江奉浦大橋等工程采用的菱型掛籃就是其中之一，該掛籃總重僅50t，利用系數(shù)為4.0

2.3材料的運(yùn)用高強(qiáng)度預(yù)應(yīng)力鋼材、高標(biāo)號混凝土和大噸位預(yù)應(yīng)力錨固體系的研制開發(fā)和應(yīng)用，促進(jìn)了大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的發(fā)展。在80年代后期，國內(nèi)開始生產(chǎn)18edMPa的低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絞線，加上與其配套的大噸位預(yù)應(yīng)力錢具和張拉設(shè)備的研制成功．C50與C60混凝土的應(yīng)用，使得預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)輕型化，跨越能力得到很大提高。在這以前，我國大量采用16000MPaφ5的高強(qiáng)度碳素鋼絲和與其配套的鋼質(zhì)錐形錨（即F式錨具）這種錨具的張拉噸位?。褂脮r(shí)的控制張拉力僅565kN，每張拉10kN預(yù)應(yīng)力需要的布柬面積約為0.255cm2／kN;若采用φj15.2～12型錨具．張拉10kN預(yù)應(yīng)力所需的布束面積約為0.096cm2／kN；采用φj15.2～22型的錨具時(shí)，張拉10kN預(yù)應(yīng)力所需的布柬面積約為0.067cm2／kN。三者的比例為1：0.38：0.26，由此可以看到，采用大噸位預(yù)應(yīng)錨具體系后，使得預(yù)應(yīng)力箱梁布柬范圍內(nèi)的頂板、腹板和底板尺寸，設(shè)計(jì)時(shí)由原來的布柬控制改為受力控制和按構(gòu)造要求控制，這樣，大大減小百箱梁斷面的尺寸，減輕了上部結(jié)構(gòu)的自重。箱梁混凝土及鋼絞線的用量能夠大大減少，從而使得預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更趨合理、經(jīng)濟(jì)。若采用以往的鋼質(zhì)錐形錨具，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的跨越能力大多在100m左右。隨著1860MPa鋼絞線和大噸位預(yù)應(yīng)力錨固體系的應(yīng)用，建橋施工技術(shù)的發(fā)展，目前，我國連續(xù)梁橋的最大跨徑已達(dá)165。連續(xù)劇構(gòu)橋的最大跨徑達(dá)到270。，從而使得我國預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)進(jìn)入世界先進(jìn)行列。[5]3.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的特點(diǎn)[3]眾所周知，普通混凝土框結(jié)構(gòu)由于跨度小、柱網(wǎng)密，無法滿足多種功能的需要，而預(yù)應(yīng)力可以有效解決以上問題。預(yù)應(yīng)力混凝土能充分發(fā)揮材料的效能，在相同條件下，它比普通鋼筋混凝土構(gòu)件截面小，重量輕、剛度大，抗裂性和耐久性好，能有效地控制結(jié)構(gòu)的撓度（甚至無撓度），節(jié)約鋼材40％～50％，節(jié)約混凝土20％～40％，特別在大跨度結(jié)構(gòu)中更為經(jīng)濟(jì)。在張拉預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁橋結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承受外荷載前，預(yù)先對外荷載產(chǎn)生拉應(yīng)力部位的混凝土預(yù)加壓應(yīng)力，造成人為的壓應(yīng)力狀態(tài)，預(yù)加壓應(yīng)力可以抵消外荷載所引起的大部分或全部拉應(yīng)力，這樣在外荷載作用下混凝土拉應(yīng)力不大或處于受壓狀態(tài)，使混凝土結(jié)構(gòu)不開裂，提高結(jié)構(gòu)的剛度和結(jié)構(gòu)的耐久性。張拉法預(yù)應(yīng)力混凝土施工是在澆筑混凝土前張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，將其固定在臺座或鋼模上，然后澆筑混凝土，等混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度。保證預(yù)應(yīng)力鋼筋與混凝土有足夠粘結(jié)力時(shí)放松預(yù)應(yīng)力鋼筋，借助預(yù)應(yīng)力筋的彈性回縮及與混凝土的粘結(jié)，使混凝土產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力。同時(shí)其具有較強(qiáng)的變形恢復(fù)能力，抗震性能明顯高于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而且便于震后加固。值得注意的一點(diǎn)是，預(yù)應(yīng)力混凝土由于自重輕，按理含鋼量應(yīng)該少，但由于現(xiàn)在的設(shè)計(jì)水平問題，此部分并沒有減少。反而很多設(shè)計(jì)含鋼量大了，很大程度造成主體結(jié)構(gòu)成本增加。4.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋的設(shè)計(jì)4.1預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)的內(nèi)容[1]荷載。施工時(shí)的荷載條件中，預(yù)應(yīng)力荷載應(yīng)按扣除第一批預(yù)應(yīng)力損失后的有效應(yīng)力來確定；其他荷載應(yīng)根據(jù)施工階段可能的最不利荷載情況來定。而施工時(shí)的支撐條件應(yīng)考慮施工方案的具體情況來定，模板周轉(zhuǎn)情況影響施工階段的結(jié)構(gòu)分析模型的支撐條件與荷載條件的選取。極限設(shè)計(jì)。對預(yù)應(yīng)力板各截面進(jìn)行多種可能的荷載效應(yīng)組合的受彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)，計(jì)算時(shí)要考慮預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的次彎矩的影響。采用混合配筋設(shè)置非預(yù)應(yīng)力筋，提高結(jié)構(gòu)在地震作用下的延性和能量吸收，可有效分散受拉區(qū)裂縫，改善結(jié)構(gòu)的受力性能。對無粘編者按預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)結(jié)構(gòu)作補(bǔ)充設(shè)計(jì)，選取合適的荷載效應(yīng)值與材料參數(shù)，驗(yàn)算抵抗預(yù)應(yīng)力筋失效時(shí)連續(xù)倒塌所需的非預(yù)應(yīng)力筋用量。4.2預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋設(shè)計(jì)的步驟[6]（1）進(jìn)行結(jié)構(gòu)布置，選取恰當(dāng)?shù)牧W(xué)模型。（2）根據(jù)工程的具體情況，選擇合適的橋梁高跨比，初步選定構(gòu)件的截面尺寸，并進(jìn)行內(nèi)力與組合效應(yīng)的計(jì)算。（3）主要根據(jù)桿件的彎矩分布圖形確定預(yù)應(yīng)力筋的索形，并按經(jīng)驗(yàn)用預(yù)應(yīng)力度法或平衡荷載法初步估算出所需要的預(yù)應(yīng)力筋根數(shù)。（4）進(jìn)行預(yù)應(yīng)力損失和次應(yīng)力的計(jì)算，驗(yàn)算預(yù)應(yīng)力和撓度控制限值以及正常使用階段的結(jié)構(gòu)性能。（5）按計(jì)算的各項(xiàng)控制結(jié)果，選擇需要變動(dòng)的參數(shù)進(jìn)行修改，再重新計(jì)算。（6）根據(jù)選定的預(yù)應(yīng)力筋方案計(jì)算預(yù)應(yīng)力筋的極限應(yīng)力，按承載能力要求補(bǔ)充普通鋼筋用量，按預(yù)應(yīng)力筋的實(shí)際方案及普通鋼筋的實(shí)際配筋直徑與根數(shù)，計(jì)算允許開裂的控制截面的裂縫寬度及構(gòu)件的撓度。5.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋常用施工方法5.1整體現(xiàn)澆施工法整體現(xiàn)澆施工通常為整體澆注混凝土而成。首先搭設(shè)支架,然后在支架上安裝模板,綁扎及安裝鋼筋骨架,預(yù)留孔道,并在現(xiàn)場澆筑混凝土與施加預(yù)應(yīng)力的施工方法。由于施工需用大量的模板支架,一般用于中小跨徑的橋或?yàn)榻煌ú槐愕倪呥h(yuǎn)地區(qū)采用。[4]隨著橋梁結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展,出現(xiàn)一些變寬的異形橋、彎橋等復(fù)雜的混凝土結(jié)構(gòu),又由于近年來臨時(shí)鋼構(gòu)件和萬能桿件統(tǒng)的大量應(yīng)用,在其他施工方法都比較困難或經(jīng)過比較施工方便、費(fèi)用較低時(shí),也有在中、大跨徑橋梁中采用滿堂支架施工方法。預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋需要按一定的施工程序完成混凝土的現(xiàn)場澆筑,待混凝土達(dá)到所要求的強(qiáng)度后,拆除部分模板,進(jìn)行預(yù)應(yīng)力筋的張拉、管道壓漿工作。至于何時(shí)可以落架,則應(yīng)與施工程序和預(yù)應(yīng)力筋的張拉工序相配合。當(dāng)在張拉后恒載自重己能由梁本身承受時(shí)可以落架。對多聯(lián)橋梁,支架拆除后可以周轉(zhuǎn)使用。有時(shí)為了減輕支架負(fù)擔(dān),節(jié)省臨時(shí)工程材料用量,主梁截面的某些非主要受力部分可在落架后利用梁自身進(jìn)行支撐,繼續(xù)澆筑第二期結(jié)構(gòu)的混凝土,但由于要增加梁的受力,并使?jié)仓蛷埨墓ば蛴兴磸?fù)?；炷翝仓绞绞侵Ъ苁┕さ年P(guān)鍵。以大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土箱形截面連續(xù)梁橋?yàn)槔?混凝土澆筑可分多種進(jìn)行。一種是水平分層澆筑,即先澆筑底板,待達(dá)到一定強(qiáng)度后澆筋腹板,最后澆筑頂板。該方法用于工程較大時(shí),各部位還可分?jǐn)?shù)次澆筑。另一種是分段施工法,即根據(jù)施工能力,每隔20m～45m設(shè)置連接縫,該連接縫一般設(shè)在梁的彎矩較小區(qū)域,連接縫寬1m,待各段混凝土澆筑后在接縫處合攏。綜上所述,整體現(xiàn)澆施工法的特點(diǎn)如下。(1)橋梁的整體性好,施工平穩(wěn)、可靠、不需大型起重設(shè)備。(2)橋梁施工過程中無體系轉(zhuǎn)換,不產(chǎn)生恒載徐變二次力,施工方便。(3)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋可以采用預(yù)應(yīng)力體系,使結(jié)構(gòu)構(gòu)造簡化,方便施工。(4)需要使用大量施工支架,跨河橋梁搭設(shè)支架影響河道的通航與排洪,施工期間支架可能受到洪水和漂流物的威脅。(5)施工工期長、費(fèi)用高,需要有較大的施工場地,施工管理復(fù)雜。5.2預(yù)制簡支一連續(xù)施工法預(yù)制簡支一連續(xù)施工又稱先簡支后連續(xù)施工法。其程序?yàn)?預(yù)制簡支梁,分片進(jìn)行預(yù)制安裝,預(yù)制時(shí)按預(yù)制簡支梁的受力狀態(tài)進(jìn)行第一次預(yù)應(yīng)力筋(正彎矩)的張拉錨固,安裝完成后經(jīng)調(diào)整位置(橫橋向及標(biāo)高),澆筑墩頂接頭處混凝土,更換支座,進(jìn)行第二次預(yù)應(yīng)力筋(負(fù)彎矩筋)的張拉錨固,進(jìn)而完成一聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁的施工。簡支一連續(xù)施工方法亦存在體系轉(zhuǎn)換。體系轉(zhuǎn)換方法一般有以下三種。(1)從一端起依次逐孔連續(xù),即先將第一孔與第二孔形成兩跨連續(xù)梁,然后再與第三孔形成三跨連續(xù)梁,依此類推,形成一聯(lián)連續(xù)。(2)從兩端起向中間依次逐孔連續(xù)。(3)從中間孔起向兩端依次逐孔連續(xù)。如遇長聯(lián),可按上述三種方法靈活綜合選用。顯然,不同的體系轉(zhuǎn)換方法所產(chǎn)生的混凝土徐變二次力及預(yù)加力產(chǎn)生的二次力是不同的。對于跨徑不太大的連續(xù)梁,如果起重能力足夠,也可直接預(yù)制成單懸臂梁的安裝構(gòu)件進(jìn)行架設(shè),還可使懸臂段做成臨時(shí)牛腿來支撐中央段,這樣就不需要設(shè)置臨時(shí)支架。預(yù)制簡支一連續(xù)施工具有以下特點(diǎn):適合于矮箱梁及T型截面梁集零為整,形成連續(xù)梁;適宜跨徑為25m～50m,且宜等跨徑布置橋孔,施工工藝成熟簡單,不需大型起吊設(shè)備;下部結(jié)構(gòu)和預(yù)制梁可安排平行作業(yè)施工,橋梁總體施工期短。由于簡支一連續(xù)施工法具有的上述有點(diǎn),使其在近年的橋梁建設(shè)尤其是高等級公路橋梁中得到了廣泛的應(yīng)用。5.3懸臂施工法[4]懸臂施工法是從橋墩開始對稱地,不斷懸出接長的施工方法.懸臂施工法一般分為懸臂澆筑法和懸臂拼裝法,懸臂澆筑是在橋墩兩側(cè)對稱逐段就地澆筑混凝土,待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,張拉預(yù)應(yīng)力筋,移動(dòng)機(jī)具,模板繼續(xù)施工.懸臂拼裝法則是將預(yù)制節(jié)段塊件,從橋墩兩側(cè)依次對稱安裝節(jié)段,張拉預(yù)應(yīng)力筋,使懸臂不斷接長,直至合攏.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋采用懸臂施工的方法需在施工中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換,即在懸臂施工時(shí),結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)呈T形剛構(gòu),懸臂梁待施工合攏后形成連續(xù)梁.因此,在橋梁設(shè)計(jì)中要考慮施工過程的應(yīng)力狀態(tài),要考慮由于體系轉(zhuǎn)換及其它因素引起結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力.預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋在懸臂施工時(shí),由于墩梁鉸接而不能承受傾覆彎矩,因此,施工時(shí)要采取措施臨時(shí)將墩,梁固結(jié),待懸臂施工至少一端合攏后恢復(fù)原結(jié)構(gòu)狀態(tài),這是連續(xù)梁采用懸臂施工的一個(gè)特點(diǎn).懸臂施工法不需大量施工支架和臨時(shí)設(shè)備,不影響橋下通航,通車,施工不受季節(jié),河道水位的影響,并能在大跨徑橋上采用,因此得到了廣泛的使用.懸臂法施工的推廣應(yīng)用,大大加快了橋梁向大跨,高難度發(fā)展的步伐.目前不僅用于懸臂體系橋梁的施工,而且還廣泛應(yīng)用于大跨徑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁橋,預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋橋,混凝土斜拉橋以及鋼筋混凝土拱橋的施工,是大跨連續(xù)梁橋的主要施工方法.5.3.1懸臂澆筑法懸臂澆筑法的特點(diǎn)懸臂澆筑法(簡稱懸澆)適用于大跨徑的預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋,連續(xù)梁橋,T型剛構(gòu)橋,連續(xù)剛構(gòu)橋等結(jié)構(gòu).其施工特點(diǎn)是無須建立落地支架,無須大型起重與運(yùn)輸機(jī)具,主要設(shè)備是一對能行走的掛籃.掛籃可在已經(jīng)張拉錨固并與墩身連成整體的梁段上移動(dòng),綁扎鋼筋,立模,澆筑混凝土,預(yù)施應(yīng)力都在掛籃上進(jìn)行.完成本段施工后,掛籃對稱向前各移動(dòng)一節(jié)段,進(jìn)行下一對梁段施工,如此循序前進(jìn),直至懸臂梁段澆筑完成.懸澆施工方法特別適合于寬深河流和山谷,施工期水位變化頻繁不宜水上作業(yè)河流,以及通航頻繁且施工時(shí)需留有較大凈空等河流上橋梁的施工.但懸臂澆筑法在施工中也有不足:梁體部分不能與墩柱平行施工,施工周期較長,而且懸臂澆筑的混凝土加載齡期短,混凝土收縮和徐變影響較大.5.3.2梁體懸澆程序[2]a.懸澆梁體分段懸臂澆筑施工時(shí),梁體一般要分四大部分澆筑.墩頂梁段、對稱分段懸臂澆筑部分、邊孔在支架上澆筑部分、主梁在跨中澆筑合攏部分.主梁各部分的長度視主梁形式和跨徑,掛籃的形式及施工周期而定.墩頂梁段一般為5m～10m,懸澆分段一般為3m～5m.支架現(xiàn)澆段一般為2～3個(gè)懸臂澆筑分段長,合攏段一般為2m～3m.b.懸澆程序(墩梁鉸接)①在墩頂托架上澆筑并實(shí)施墩梁臨時(shí)固結(jié)系統(tǒng).②安裝懸臂掛籃,向兩側(cè)依次對稱地分段澆筑主梁至合攏前段.③在臨時(shí)支架或梁端與邊墩間的臨時(shí)托架上支模澆筑現(xiàn)澆梁段.當(dāng)現(xiàn)澆段較短時(shí),可利用掛籃澆筑;當(dāng)與現(xiàn)澆段相接的連接橋是采用頂推法施工時(shí),可將現(xiàn)澆段錨在頂推梁前端施工,并頂推到位.此法無須現(xiàn)澆支撐,省料省工.④主梁合攏段可在改裝的簡支掛籃托架上澆筑.多跨合攏段澆筑的順序按設(shè)計(jì)或施工要求進(jìn)行.梁體懸澆的施工工藝懸臂澆筑主要有用掛籃懸臂澆筑和桁式吊懸臂澆筑兩類方法.下面主要介紹掛籃懸澆施工法.掛籃是梁體懸臂專用設(shè)施,因?yàn)閽旎@是施工梁段的承重結(jié)構(gòu),又是施工梁段的作業(yè)現(xiàn)場,隨著施工技術(shù)的不斷進(jìn)步,掛籃已由過去的壓重平衡式發(fā)展成現(xiàn)在通用的自錨平衡式.掛籃的承重結(jié)構(gòu)可用萬能桿件或貝雷鋼架拼成,或采取專門設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),它除了要能承受梁段自重和施工荷載外,還要求自重輕,剛度大,變形小,穩(wěn)定性好,行走方便等.懸臂澆筑一般采用由快凝水泥配制的C40～C60混凝土.在自然條件下,澆筑后30～38小時(shí),混凝土強(qiáng)度就可達(dá)到30MPa左右(接近標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的70%),這樣可以加快掛籃的移位.目前每段施工周期約為7～10天,視工作量,設(shè)備,氣溫等條件而異.最常采用懸臂澆筑法施工的跨徑為50～120m.5.3.3懸臂拼裝法懸臂拼裝法施工是在工廠或橋位附近將梁體沿軸線劃分成適當(dāng)長度的塊件進(jìn)行預(yù)制,然后用船或平車從水上或從已建成部分橋上運(yùn)至架設(shè)地點(diǎn),并用活動(dòng)吊機(jī)等起吊后向墩柱兩側(cè)對稱均衡地拼裝就位,張拉預(yù)應(yīng)力筋.重復(fù)這些工序直至拼裝完懸臂梁全部塊件為止.懸臂拼裝法的特點(diǎn)a.梁體的預(yù)制可與橋梁下部構(gòu)造施工同時(shí)進(jìn)行,并行操作縮短了建橋工期;b.預(yù)制梁段的混凝土齡期比懸澆成梁的長,從而減少懸拼成梁后混凝土的收縮和徐變;c.預(yù)制場或工廠化的梁段預(yù)制生產(chǎn)利于整體施工的質(zhì)量控制.懸拼適應(yīng)于預(yù)制場地及運(yùn)吊條件較好,特別是工程量大和工期較短的梁橋工程.懸臂拼裝法的不足:需要占地較大的預(yù)制場地.懸臂拼裝法的施工工藝在懸拼施工中核心是梁的吊拼,梁段的預(yù)制是懸拼的基礎(chǔ).a.梁段預(yù)制梁段預(yù)制方法有短線法和長線法兩類.預(yù)制塊件的長度取決于運(yùn)輸,吊裝設(shè)備的能力,實(shí)踐中已采用的塊件長度為1.4至6.0m,塊件重量為14至170t.但從橋跨結(jié)構(gòu)和安裝設(shè)備統(tǒng)一來考慮,塊件的最佳尺寸應(yīng)使重量在35～60t范圍內(nèi).b.梁段的吊拼懸拼按起重吊裝的方式不同分為:浮吊懸拼,牽引滑輪組懸拼,連續(xù)千斤頂懸拼,纜索起重機(jī)(纜吊)懸拼及移動(dòng)支架懸拼等.預(yù)制塊件的懸臂拼裝可根據(jù)現(xiàn)場布置和設(shè)備條件采用不同的方法來實(shí)現(xiàn).當(dāng)靠岸邊的橋跨不高且可以在陸地或便橋上施工時(shí),可采用自行式吊車,門式吊車來拼裝.對于河中橋孔,也可采用水上浮吊進(jìn)行安裝.如果橋墩很高,或水流湍急而不便在陸上,水上施工時(shí),就可利用各種吊機(jī)進(jìn)行高空懸拼施工.c.梁段接縫的型式懸臂拼裝時(shí),預(yù)制塊件間接縫可采用濕接縫,膠接縫和半干接縫等幾種型式.要將伸出鋼筋焊接后澆混凝土的稱為濕接縫,濕接縫寬度約為0.1～0.2m.采用濕接縫可使塊件安裝的位置易于調(diào)整.在懸臂拼裝中采用最為廣泛的是應(yīng)用環(huán)氧樹脂等膠結(jié)材料使相鄰塊件粘結(jié)的膠接縫.膠接縫能消除水份對接頭的有害作用,因而能提高結(jié)構(gòu)的耐久性,除此以外,膠接縫能提高結(jié)構(gòu)的抗剪能力,整體剛度和不透水性.膠接縫可以做成平面型,多齒型單階型和單齒型等型式.半干接縫的構(gòu)造,已拼塊件的頂板和底板作為拼接安裝塊件的支托,而在腹板端面上有形成骨架的伸出鋼筋,待澆筑混凝土后使塊件結(jié)合成整體,這種接縫可用來在拼裝過程中調(diào)整懸臂的平面和立面位置.懸臂拼裝的經(jīng)驗(yàn)指出,在每一拼裝懸臂內(nèi)設(shè)置一個(gè)半干接縫來調(diào)整懸臂位置是合理的.臨時(shí)固結(jié)措施用懸臂施工法從橋墩兩側(cè)逐段延伸來建造預(yù)應(yīng)力混凝土懸臂梁橋時(shí),為了承受施工過程中可能出現(xiàn)的不平衡力矩,就需要采取措施使墩頂?shù)牧闾枆K件與橋墩臨時(shí)固結(jié)起來.當(dāng)橋不高,水又不深而易于搭設(shè)臨時(shí)支架時(shí)的支架式固結(jié)措施,在此情況下,拼裝中的不平衡力矩完全靠梁段的自重來保持穩(wěn)定。5.4頂推施工法頂推施工法是沿橋縱軸方向的橋臺后開辟預(yù)制場地,分節(jié)段預(yù)制混凝土梁體,并用縱向預(yù)應(yīng)力筋連成整體,然后通過水平液壓千斤頂施力,借助不銹鋼板與聚四氟乙烯模壓板特制的滑動(dòng)裝置將梁逐段向?qū)Π俄斶M(jìn),就位后落架,更換正式支座完成橋梁施工的方法。自70年代以來,頂推施工在世界各國頗為盛行。我國連續(xù)梁頂推施工取得了一定的經(jīng)驗(yàn),但仍屬初級階段,在頂推設(shè)備、施工方法、施工組織等方面還需研究,以擴(kuò)大推廣使用范圍,獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。一般的,采用頂推施工宜選用等截面箱梁,跨徑為30m～60m(最大可達(dá)160m)的直線梁橋,但也有在變截面及彎橋中采用頂推施工的連續(xù)梁橋。主梁的節(jié)段長度劃分主要考慮節(jié)段間的連接處不要設(shè)在連續(xù)梁受力最大的截面,如支點(diǎn)和跨中截面,同時(shí)要考慮制作加工容易,盡量減少分段,縮短工期。每段長一般取10m～20m。頂推過程中結(jié)構(gòu)體系在不斷變化,每個(gè)截面正負(fù)彎矩交替出現(xiàn),且施工彎矩包絡(luò)圖與使用狀態(tài)的彎矩包絡(luò)圖相差較大,為了減小施工中的內(nèi)力,擴(kuò)大頂推法的使用范圍,同時(shí)也從安全施工和方便施工出發(fā),在施工過程中使用一些臨時(shí)設(shè)施,如導(dǎo)梁、臨時(shí)墩、拉索托架等臨時(shí)結(jié)構(gòu)。導(dǎo)梁設(shè)置在主梁的前端,為等截面或變截面的鋼析梁或鋼板梁,主梁前端安裝預(yù)埋件與鋼導(dǎo)梁栓接。頂推跨徑過大是不經(jīng)濟(jì)的,不但增加施工內(nèi)力,而且增大施工難度,為此通過增加臨時(shí)墩來加以克服。臨時(shí)墩僅在施工中使用,因而造價(jià)要低,便于裝拆。一般多用滑升模板澆筑的混凝土薄壁空心墩,使用臨時(shí)墩會增加施工費(fèi)用,但可節(jié)約上部結(jié)構(gòu)材料用量。布設(shè)臨時(shí)墩要從橋梁分跨、通航要求、橋墩高度、河床深度、地質(zhì)條件、工程造價(jià)、施工工期及施工難易程度等方面綜合考慮。頂推施工方法很多,按施力方法分有單點(diǎn)頂推和多點(diǎn)頂推;按支承系統(tǒng)分有設(shè)置臨時(shí)滑動(dòng)支承頂推和使用與永久支座兼用的滑動(dòng)支承頂推;依頂推方向分有單向頂推和相對頂推;可根據(jù)實(shí)際情況靈活選用。對于特別長的多聯(lián)多跨橋梁也可以應(yīng)用多點(diǎn)頂推的方式使每聯(lián)單獨(dú)頂推就位。在此情況下,在墩頂上均可設(shè)置頂推裝置,且梁的前后端都應(yīng)安裝導(dǎo)梁。必須注意,在頂推過程中要嚴(yán)格控制梁體兩側(cè)千斤頂同步運(yùn)行。為了防止梁體在平面內(nèi)發(fā)生偏移(特別在單點(diǎn)頂推的場合),通常在墩頂在梁體旁邊可設(shè)置橫向?qū)蜓b置。采用頂推法施工的不足之處是:一般采用等高度連續(xù)梁,會增多結(jié)構(gòu)耗用材料的數(shù)量,梁高增大會增加橋頭引道土方量,且不利于美