橋梁上部結構的形式是多種多樣的,其施工方法的種類也較多,但除一些比較特殊的施工方法之外,大致可分為整體施工法和節(jié)段施工法兩大類?,F(xiàn)將常用一些施工方法的特點和適用性分述如下。
1.整體施工法
整體施工法包括在支架上就地澆筑施工法、預制裝配施工法和整孔架設施工法。整體施工法的主要特點是可以按照橋梁結構設計的體系,在結構的伸縮縫之間整體施工,當起重能力受到限制時,可在橋的橫向按照原結構圖式分割為預制梁,架設后裝配成整體,因此對于整體施工的橋梁,在施工中無體系轉換的問題。
(1)就地澆筑法
這是在橋跨間設置支架,安裝模板,綁扎鋼筋,現(xiàn)場澆筑混凝土的施工方法,適用于旱地上的鋼筋混凝土和預應力混凝土中小跨徑連續(xù)梁橋的施工,特別適用于變寬度的異型橋、斜橋、彎橋等復雜橋梁的施工。支架按其構造的不同可分為滿布式、柱式、梁式和梁柱式幾種類型,所用材料有門式支架、扣件式支架、碗扣式支架、貝雷桁片、萬能桿件及各種型鋼組合構件等。在這種施工法中,支架雖為臨時結構,但施工中需承受梁體的大部分恒重,因此必須有足夠的強度和剛度,同時支架的地基要可靠,必要時需對地基進行加固處理。固定支架法施工的特點是:梁的整體性好,施工平穩(wěn)、可靠,不需大型起吊設備;施工中無體系轉換的問題;但需要大量施工支架,并需要有較大的施工場地。
(2)預制裝配法
預制構件安裝的方法很多,各需不同的架設機具設備,應依據(jù)施工實際情況合理選擇。不管哪一種安裝方法都是在工廠或運輸方便的橋址附近設置預制場,預制梁后采用一定的架設方法進行安裝,最后橫橋向連成整體。一般用于鋼筋混凝土和預應力混凝土簡支板、梁橋的施工,且跨徑不超過50m。預制裝配法施工的共同特點是:構件預制質(zhì)量和尺寸易控制;上下部結構平行作業(yè)、縮短施工工期;有效利用勞動力,降低工程造價;安裝時構件已有存放一段時間的混凝土齡期,可減小混凝土收縮、徐變引起的變形,使得施工中預應力損失較??;不需大量模板、無需支架,不影響橋下交通;但需要大型起吊運輸設備。
(3)整孔架設法
使用超大型的起吊、運輸設備將一孔預制梁整體架設安裝。目前只有利用駁船和浮吊在深水的大江、湖泊和海灣上建橋時采用整孔架設法。此法代表中小跨徑梁橋施工發(fā)展方向,隨著橋梁施工技術的發(fā)展和施工設備的更新,將會不斷地擴大它的應用范圍。
2.節(jié)段施工法
節(jié)段施工法是近40 年在預應力混凝土梁橋中發(fā)展起來的施工方法。其中發(fā)展最早、應用較廣,也熟為人知的是懸臂施工法。它可以不需在河中搭設支架,采用對稱懸臂施工建造大跨徑預應力混凝土梁式橋。施工方法的變革促進了橋梁結構體系和橋梁跨徑的發(fā)展,對于中等跨徑的多跨連續(xù)梁橋,可以使用一套機具設備,選用逐孔架設法和移動模架法,做到簡便、迅速地連續(xù)施工。也可采用分段預制、分段頂推的頂推法施工。因此,節(jié)段施工具有各種不同的方法,在預應力混凝土梁橋施工中得到了廣泛的應用。
采用節(jié)段施工的共同特點是梁體分節(jié)段進行,經(jīng)過若干施工過程后,形成設計的結構體系,故一般施工過程中有體系轉換問題,使得施工階段的受力狀態(tài)與運營狀態(tài)不一致。同時不同的施工方法也會影響到結構的構造和內(nèi)力,施工中需要的機具、設備、勞動力和施工組織與管理、工期也不相同,應根據(jù)橋梁的設計、施工要求選擇安全、可靠、經(jīng)濟合理的施工方法。
(1)懸臂施工法
懸臂施工是從橋墩上的0號塊主梁開始,沿墩兩側對稱、均衡地澆筑梁段的懸澆施工或?qū)㈩A制節(jié)段對稱懸拼施工。其主要施工特點和適用條件為:梁在施工中承受負彎矩,橋墩也承受施工中不對稱彎矩,因此宜在T形剛構、連續(xù)梁、斜拉橋等運營狀態(tài)與施工內(nèi)力狀態(tài)相接近的橋中采用;非墩梁固結的預應力混凝土懸臂梁、連續(xù)梁橋,施工中應采取墩、梁臨時固結措施,相鄰懸臂對接后解除固結進行施工中的體系轉換;可采用的機具、設備種類很多,就掛籃而言有桁架式、斜拉式、后支點錨固無平衡重及前支點等多種形式,應根據(jù)實際情況選用;懸臂施工法不用或少用支架,不影響通航或橋下陸路交通,宜在高墩、深谷、深水大跨橋中采用;懸澆施工簡便,結構整體性好,可不斷調(diào)整施工位置,常在跨徑大于100m的大橋或特大橋上選用。懸拼施工進度快,上下部結構平行作業(yè),施工精度要求較高,也可在跨徑小于100m的大中橋中選用。故懸臂施工是大跨度預應力混凝土梁橋節(jié)段施工法首先考慮的方案。
(2)逐孔施工法
逐孔施工使用一套支架、模板設備從橋的一端逐孔施工,直到對岸。其施工方法可以歸結為三類:第一類預制梁的逐孔安裝,它相當于預制裝配施工;第二類用臨時支承組拼預制節(jié)段逐孔施工,此類施工安全、可靠,施工速度快;第三類逐孔現(xiàn)澆施工,它僅用一孔梁的支架、模板周轉使用,施工費用低,但工期較長。
(3)移動模架施工法
移動模架施工是逐孔施工中的澆筑施工法,它相當于一個現(xiàn)場的橋梁預制工廠。其施工的主要特點為:施工時地面不需搭支架,不影響通航或橋下陸路交通,施工安全可靠;施工環(huán)境好,質(zhì)量易保證,模架可重復使用;機械化、自動化程度高,上下部結構平行作業(yè),縮短工期;施工中接頭可根據(jù)施工條件設在橋梁受力較小的部位;一次性設備投資較大,施工技術操作較復雜;宜在跨徑小于50 - 60m的大中經(jīng)濟跨徑的長橋上應用。
(4)頂推施工法
頂推施工是在橋縱向橋臺后設預制場、分節(jié)段預制,并用縱向預應力筋將預制節(jié)段與施工完的梁體連為整體,然后通過水平和豎向千斤頂?shù)慕惶媸┝Γ瑢⒘后w向前推出預制場地,爾后繼續(xù)在預制場預制下一節(jié)段,循環(huán)作業(yè)直到施工完成。其主要特點是施工階段內(nèi)力與運營階段相差較大,施工中應相應采取臨時措施減小施工內(nèi)力;由于采用頂推作業(yè),故宜在等截面的連續(xù)橋梁上使用;頂推施工的常用跨徑為60 - 80m,且有預制條件的場地為最優(yōu)的施工方案。