连续梁拱组合桥梁上部结构施工技术探讨

2018-07-10王春艳

设备管理与维修 2018年7期

王春艳

（中铁十九局集团第七工程有限公司，广东珠海 519006）

1 连续梁拱组合桥梁优点分析

连续梁拱组合桥梁将梁式桥梁和拱式桥梁的特点合二为一，对于软土地基的危害相对较小，因而受到更多的关注和应用。在连续梁拱组合桥梁中，其上部结构承载负荷强度较大，对于整体桥梁工程质量具有至关重要的作用[1]。因此，必须重视连续梁拱组合桥梁上部结构施工环节，不断创新和优化上部结构施工技术，严格保证桥梁工程质量达标。

2 连续梁拱组合桥梁上部结构施工过程中存在的问题

2.1 不合理受力

相较于其他类型的桥梁工程结构，连续梁拱组合桥梁的跨度相对较大，这对于桥梁的上部结构承载负荷提出了更高的要求。在连续梁拱组合桥梁上部结构的施工过程中，主拱和主梁受桥梁内部力量的影响较大，在长时间受压环境下往往容易受损或发生变形，如果在桥梁工程施工过程中，上部结构、特别是主体位置出现不合理受力，容易给桥梁工程造成损害，造成灾难性后果。

2.2 不良环境因素

连续梁拱组合桥梁施工技术相对其他单一结构的桥梁工程来说，复杂性往往较高，对施工技术要求也更高[2]。连续梁拱组合桥梁工程上部结构在诸多环节和诸多区域需要大量使用混凝土材料，而混凝土材料容易受温度和湿度等环境因素影响，如果桥梁工程施工现场温差较大、雨天较多，再加上桥梁工程上部结构的施工周期较长，一旦对于混凝土材料管理养护工作不到位的话，容易破坏混凝土强度，影响桥梁施工效果。

2.3 不对称施工

连续梁拱组合桥梁工程在施工过程中通常会采取悬臂对称施工方法，但该类型桥梁工程往往长度较大，在通过悬臂对称施工方法施工过程中必须要做到主梁和对称梁的长度相同。在连续梁拱组合桥梁工程施工过程中，不同对称梁的规格、型号、质量并不完全一致，无法做到统一对称，而且对称梁所使用的数量较多，容易造成连续梁拱组合桥梁工程上部结构在施工过程中的不对称，导致桥梁工程中墩内力出现较大的改变，若承载负荷过大甚至可能造成桥梁出现斜裂缝（图1）。

2.4 上部结构受到破坏

连续梁拱组合桥梁上部结构一般来说会选择采用主拱结构，上部结构施工方法通过架设支架进行操作，对于施工技术水平要求较高。然而，在连续梁拱组合桥梁工程上部结构施工过程中，有些施工人员专业水平不高，会将支架直接架设在主梁结构位置，使主梁结构受力过大。同时，支架在架设过程中往往忽视底部支座稳定性，支架支座容易发生沉降和受力变形，导致支架的固定程度受限，影响桥梁上部主拱结构的受力方向和受力程度。如果桥梁上部主拱结构超出标准规格，容易给连续梁拱组合桥梁主体结构造成损坏。

图1 成桥梁出现斜裂缝

2.5 不科学吊杆张拉

连续梁拱组合桥梁工程上部结构一般会应用吊杆张拉法进行操作，与上一点类似，吊杆张拉法对于施工技术水平的要求也较高，包括吊杆张拉施工过程中如何正确把握拉力的大小、如何准确实施吊杆张拉的步骤等专业知识。但在吊杆张拉的施工过程中，施工人员对于吊杆拉力的大小缺乏准确的评估和应用，力度应用变化时常过大或过小，使桥梁工程上部结构受力不科学，桥面的整体弧度容易产生变化，影响整体桥梁工程质量[3]。

3 优化连续梁拱组合桥梁上部结构施工技术的相应措施

3.1 主梁施工技术

连续梁拱组合桥梁上部结构施工环节中，主梁是上部结构的“基础性”技术，是桥梁上部结构的关键程序。所以，连续梁拱组合桥梁上部结构施工应按照先梁后拱的施工步骤进行操作，严格完成连续梁的施工。利用模板在梁上架设拱肋支架，在拱肋支架上分别安装横撑和斜撑，将混凝土通过泵管进行传输后按照设计要求进行浇筑，保证混凝土的强度和弹性模量达到设计标准后再安装吊杆和张拉吊杆，有利于调解拱肋弧度[4]。完成施工后应注意将支架予以拆除，在整体上做好连续梁拱组合结构桥梁工程施工。施工人员应严格测量和记录上部结构主梁施工技术的重要环节和关键数值，一般情况将边支座中心和梁端的距离控制在80 cm左右，中支点位置梁高控制在8 m左右，在每一设置的吊杆处设置15道横隔墙，厚度控制在35 cm左右。

完成支架拼装施工后，可以采用预压的方法消除支架的非弹性形变因素，以模板、混凝土和施工设备重量作为依据，从而最大程度地消除支架和地基由于非弹性变形对于上部结构的不利影响。当桥梁工程所处位置为软土地基时，应首先加固处理地基，适应施工过程对于地基的强度要求。仔细检测支架整体安全性，以免支架变形影响上部结构。

连续梁拱组合桥梁工程实际施工当中，由于预应力箱梁体积较大，承载负荷也较大，所以上部结构应选用表面粗糙带有螺纹的钢筋，能够更好更直接地贴合混凝土材料，不容易受到水化热导致的温度应力的影响[5]。通过选用加大加粗的钢筋，增强抗拉能力，可以有效地减少上部结构梁体混凝土和钢筋出现裂缝和裂纹的发生。

3.2 主拱施工技术

对于连续梁拱组合桥梁上部结构中搭设主拱肋可采取支架施工方法，在支架上遵照施工设计要求搭设和构建模板，在模板成型后实施混凝土浇筑。如果上部结构中拱肋为预设的拼装结构，可采取少支架操作方法、满堂支架局部加密操作方法。桥梁工程设计人员应对拱肋的预拱度数值进行科学计算，在支架上方通过安设千斤顶的方法对拱肋的水平位置宽度和垂直方向高度进行调整，有利于对拱肋弧度灵活调整。需要注意的是，上部结构主拱支架施工要重点关注地基状况和支架形状，消除地基下降和支架非弹性形变的不良影响。

连续梁拱组合桥梁上部结构中拱肋支架的架设位置通常位于主梁结构上，必须保证拱肋支架的落架质量。支架在架设时拱肋不需要承载负荷，但是在落架后上部结构负荷需要拱肋承担，因而在落架过程中要重点关注支架落架钢管拱肋的焊接质量，如果焊接质量不高，容易造成支架落架变形松动。监测支架落架过程，保证稳定性和安全性，一旦发现异常应立即停止施工。上部结构拱肋支架的卸落应做到均衡受力，从水平和垂直2个方向上予以卸落。首先将拱顶位置支架卸落，而后按照大小顺序卸落拱肋末端支架，再将拱肋底部支架卸落，并记录卸落完成后拱肋的变形值。

3.3 吊杆施工技术

依据施工设计要求构建吊杆张拉力有限元模型，对桥梁工程以及上部结构进行模拟计算。在吊杆张拉的施工过程中，施工人员应逐步调整吊杆张拉，达到平衡受力的目标，协调吊杆张拉次序，以免吊杆初始张拉力过大对连续梁拱组合桥梁工程整体结构造成变形。同时，对上部结构吊杆施工张拉力进行优化，在吊杆张拉过程中，可采取对称方法，保证各个方向上受力的均匀。受制于显示条件的影响和制约，吊杆施工技术包括制作材料、吊杆强度、地基条件等往往无法达到理想中的施工标准，难以做到吊杆张拉一步到位，在上部结构实际施工过程中通过分次张拉，根据具体施工状况对吊杆内力重新调整，达到吊杆张拉目标。