節(jié)段橋梁設(shè)計(jì)與施工的關(guān)鍵問(wèn)題探析

曾延平

（四川路橋華東建設(shè)有限責(zé)任公司， 成都 610000）

近些年來(lái)，我國(guó)在社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面投入的資源越來(lái)越多，尤其是在為了緩解城市交通壓力，輕軌以及高架等橋梁工程的數(shù)量也呈現(xiàn)出持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)?；谶@個(gè)大前提，需要降低對(duì)交通與環(huán)境的影響、引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)施工技術(shù)以及提高施工速度，以保證橋梁施工的文明性與高效性。目前，在節(jié)段橋梁施工中，主要包含拱橋建設(shè)、PC的連續(xù)梁、斜拉橋以及鋼架等，做好每個(gè)部分的施工，才能保證工程的施工質(zhì)量。

1 節(jié)段橋梁預(yù)制的拼裝法

在階段橋梁施工的過(guò)程中，通常采用拼裝法，預(yù)制拼裝法就是其中應(yīng)用較為廣泛的一種方法，其優(yōu)勢(shì)在于施工簡(jiǎn)單、效率高、工期短。同時(shí)，施工占用的地面道路較小，為施工組織提供了方便。這種方法常用于橋梁下部結(jié)構(gòu)施工中。在混凝土低溫蒸汽和工廠化與之養(yǎng)護(hù)技術(shù)的綜合應(yīng)用的情況下，橋梁每一節(jié)段生產(chǎn)所需的時(shí)間可以壓縮到1天之內(nèi)。在預(yù)制拼裝法具體實(shí)施的過(guò)程中，唯一的難點(diǎn)就是假設(shè)拼裝，在此過(guò)程中必須借助特種架橋機(jī)等專業(yè)設(shè)備的幫助。

此外，通過(guò)節(jié)段預(yù)制拼裝法的應(yīng)用還可以保障橋梁線型的美觀性。在節(jié)段預(yù)制的過(guò)程中，整根梁的所有節(jié)段都是采用相同的模板澆筑而成的，且采用了密貼鑲合額匹配澆筑法，最大程度的保障了梁體線型的一致性。雖然節(jié)段預(yù)制拼裝法具備以上多方面的優(yōu)點(diǎn)，但是其同樣存在一定的缺陷，主要包括以下兩個(gè)方面：首先，設(shè)備投入較高。采用節(jié)段預(yù)制拼裝法進(jìn)行施工的過(guò)程中，需要使用到架橋機(jī)、小平車以及預(yù)制模板等多種設(shè)備，尤其是預(yù)制模板，必須委托專業(yè)的制造工廠進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，否則就有可能因參數(shù)偏差對(duì)工程施工質(zhì)量造成危害。其二，通用性較差。采用節(jié)段預(yù)制拼裝法需要先期投入大量的資金，且只有達(dá)到一定的工程量才能達(dá)成一次攤銷的目的。因此想要進(jìn)一步對(duì)節(jié)段預(yù)制拼裝法進(jìn)行推廣，就需要從上面兩個(gè)方面入手進(jìn)行優(yōu)化完善。

2 節(jié)段橋梁懸拼拼裝法

在城市節(jié)段橋梁施工的過(guò)程中，普遍采用的方法為懸臂拼裝法，在具體實(shí)施時(shí)，在預(yù)制場(chǎng)地對(duì)主梁進(jìn)行分段預(yù)制，并預(yù)留相應(yīng)的預(yù)應(yīng)力孔道，在完成下部結(jié)構(gòu)施工后，將主梁各節(jié)段運(yùn)送到是工程現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼裝。之后進(jìn)行鋼束張拉，將懸臂結(jié)構(gòu)合攏后形成連續(xù)的體系。需要格外注意的是，在主梁分段預(yù)制的過(guò)程中，必須全面結(jié)合結(jié)構(gòu)的受力要求以及施工機(jī)具的具體情況對(duì)分段的長(zhǎng)度進(jìn)行科學(xué)的設(shè)定。在設(shè)計(jì)階段，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上選擇最合適的預(yù)應(yīng)力體系，并科學(xué)選用混凝土的規(guī)格型號(hào)。結(jié)構(gòu)體系在由簡(jiǎn)支轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)的過(guò)程中，必須充分考慮到預(yù)應(yīng)力的變化情況，并作出針對(duì)性調(diào)整。在鋼束張拉時(shí)，可以將其布置在腹板或是頂?shù)装鍍?nèi)，以達(dá)到降低結(jié)構(gòu)自重、提高跨越能力的效果。采用懸臂拼裝法進(jìn)行節(jié)段橋梁施工中，采用鋼束代替了支架、型鋼和模板，大幅度的降低了資源投入，并且節(jié)段預(yù)制可以和下部構(gòu)造同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)了施工效率的增長(zhǎng)，同時(shí)也將徐變對(duì)工程的不利影響控制在最低的范圍內(nèi)。此外，采用這種方法可以靈活的調(diào)整節(jié)段安裝的時(shí)段，基本上不會(huì)對(duì)城市交通帶來(lái)較大的影響。然而，節(jié)段式橋梁對(duì)技術(shù)要求較為嚴(yán)格，且結(jié)構(gòu)的影響因素較多，同時(shí)也不適用于小跨度的橋梁，上述因素都對(duì)其大范圍推廣應(yīng)用產(chǎn)生了一定的阻礙。

3 節(jié)段橋梁的設(shè)計(jì)施工主要問(wèn)題

3.1 節(jié)段橋梁合龍段的設(shè)計(jì)和施工

采用懸臂拼裝法進(jìn)行階段橋梁施工，其結(jié)構(gòu)體系會(huì)經(jīng)歷從懸臂結(jié)構(gòu)向連續(xù)體系轉(zhuǎn)變的過(guò)程，因此需要在跨中部位預(yù)留出跨度為1.5-2.0m的合龍段，以便在主梁標(biāo)高合格之后即時(shí)將梁連成整體。對(duì)于節(jié)段橋梁的合龍段施工時(shí)，可以采用現(xiàn)澆或是拼裝兩種方法，二者各有優(yōu)劣，如現(xiàn)澆便于施工人員結(jié)合具體實(shí)施情況作出調(diào)整，但是工期較長(zhǎng)，且工序復(fù)雜。而拼裝法對(duì)精度的要求過(guò)高，難于掌控。而懸臂拼裝PC連續(xù)梁通過(guò)先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用為技術(shù)實(shí)施提供了便利，同時(shí)也有效保障了施工質(zhì)量，非常適合在城市中橋梁工程中使用。

3.2 預(yù)應(yīng)力鋼束布置

節(jié)段橋梁的配束主要包括懸臂力筋以及連續(xù)筋兩個(gè)部分，其中懸臂力筋通常布置在頂板、腹板或是上梗肋內(nèi)。設(shè)置在頂板內(nèi)的鋼束一般呈現(xiàn)直線形分布，采用錨固的方式和節(jié)段拼裝面固定在一起。設(shè)置在腹板內(nèi)的鋼束則呈現(xiàn)出曲線形狀分布。在一些大跨度橋梁施工的過(guò)程中，為了獲得便利，通常只在頂板內(nèi)布設(shè)鋼束。另一方面，連續(xù)力筋通常布置在底板內(nèi)，和箱內(nèi)底板上留鋸齒塊張拉錨固鋼束。在節(jié)段橋梁施工的過(guò)程中，若采用懸臂拼裝法，為了將預(yù)應(yīng)力的損失降到最低，通常將鋼束布置成短束，同時(shí)彎起力筋只設(shè)置兩個(gè)彎折點(diǎn)，如此就可以將徐變控制到節(jié)段的預(yù)制和安裝過(guò)程中，保障鋼束的性能得到最大程度的應(yīng)用。在拼裝施工的過(guò)程中，梁體需要布設(shè)大量的懸臂束，其中的大部分配束在體系完成后都會(huì)多余，很容易造成浪費(fèi)，對(duì)此可以采用設(shè)置臨時(shí)束的方法。此外，還可以采用體外預(yù)應(yīng)力體系，將鋼束布置在箱內(nèi)，通過(guò)對(duì)張拉力的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)撓度和預(yù)拱度的調(diào)整，但是由于預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的承載能力偏低，因此稍有不慎，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。

3.3 安裝定位及撓度控制

節(jié)段的拼裝通常采用企口縫的形式，不同部位的企口縫發(fā)揮的效用也存在一定的差異，如腹板上的企口縫可以用于調(diào)整高程、頂板上的企口縫可以用于調(diào)整節(jié)段水平位置，由此可見(jiàn)，企口縫的重要作用就是安裝定位。此外，一些工程中采用在底板處設(shè)置預(yù)埋件的方式，起到固定的效果。在安裝就位之后，應(yīng)該在拼裝面涂環(huán)氧樹(shù)脂，保障拼接面粘接的穩(wěn)固性。在節(jié)段橋梁設(shè)計(jì)施工的過(guò)程中，撓度也是需要重點(diǎn)關(guān)注的內(nèi)容之一，一旦撓度控制出現(xiàn)失誤，將會(huì)對(duì)后續(xù)的合龍帶來(lái)極大的阻礙，進(jìn)而影響到橋梁的線形。因此在具體設(shè)計(jì)施工中，技術(shù)人員必須結(jié)合施工具體情況以及徐變情況進(jìn)行科學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)預(yù)拱度進(jìn)行合理設(shè)置，并根據(jù)工程進(jìn)展作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

3.4 次內(nèi)力

次內(nèi)力是節(jié)段橋梁設(shè)計(jì)施工的主要影響因素之一，橋梁結(jié)構(gòu)的次內(nèi)力主要包括預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的次內(nèi)力和徐變次內(nèi)力兩個(gè)部分。次內(nèi)力的凈效會(huì)增加中間支點(diǎn)處的負(fù)彎矩和跨中正彎矩，從而對(duì)結(jié)構(gòu)造成負(fù)面影響。但次內(nèi)力同時(shí)也發(fā)揮著一定的積極作用。如在懸臂拼裝的過(guò)程中，徐變次內(nèi)力會(huì)起到降低支點(diǎn)負(fù)彎矩、增加跨中正彎矩的效果，提升結(jié)構(gòu)整體受力的合理性。針對(duì)預(yù)應(yīng)力產(chǎn)生的次內(nèi)力，可以采用力法或是等效荷載法進(jìn)行計(jì)算，由于計(jì)算過(guò)程中的假設(shè)和實(shí)際情況不可避免會(huì)出現(xiàn)一定的偏差，因此很難精確的計(jì)算出徐變次內(nèi)力。在節(jié)段橋梁設(shè)計(jì)過(guò)程中，只需著重關(guān)注鋼束布置、合龍程度等方面內(nèi)容即可見(jiàn)次內(nèi)力的不利影響控制到最低。

綜上所述，節(jié)段施工已經(jīng)在我國(guó)城市橋梁工程中得到了廣泛的應(yīng)用，為了保障節(jié)段施工的質(zhì)量，其采用的模板必須結(jié)合具體工程施工節(jié)段的長(zhǎng)度和橫斷面進(jìn)行制作。想要實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)工藝的推廣，必須對(duì)模板和架橋機(jī)進(jìn)行改造升級(jí)，防止因?yàn)楣?jié)段設(shè)計(jì)問(wèn)題，導(dǎo)致工程施工質(zhì)量受到影響。