桥梁施工方法及施工方案的选择

4.5　桥梁施工方法及施工方案的选择

4.5.1　桥梁的基础施工

一般来说，桥梁基础工程发展到今天，已经不受水文、地质条件的控制，所重视的是工程结构本身和经济效益。目前国内已经形成一套施工工艺相应的设备。而特大桥基础已经向“组合基础”发展。扩大基础、桩基和沉井三大类在各自的发展中有彼此“联合”。这种联合就是根据不同的水文、地质来发挥各类形式的特点组成一个整体，故出现了很多基础形式。桥梁基础工程由于在地面以下或在水中，涉及和岩土的问题，从而增加了它的复杂程度，使桥梁的基础无法采用统一的模式。但是根据桥梁基础工程的形式大致可以归纳为扩大基础、桩和管柱基础、沉井和组合基础几大类。

4.5.2　桥梁上部结构的施工

桥梁上部结构的施工方法从20世纪70年代以后，随着预应力混凝土的广泛应用，到今天已经得到了迅速的发展，发生了重大的变革。

在钢筋混凝土桥梁的时代，可以说主要的现场浇筑的施工方法，由于箱梁类型与跨径幅度的增加，构件生产的预制化、结构设计方法的进步、机械设备的发展，由此而引起施工方法的进步和发展，形成了多种多样的施工方法。下面将介绍桥梁上部结构的施工方法，并概括各种方法的施工特点。

（1）就地浇筑法

就地浇筑法是在桥位处搭设支架，在支架上浇筑桥体混凝土，达到强度后拆除模板、支架。

就地浇筑施工无需预制场地，而且不需要大型起吊、运输设备，梁体的主筋可不中断，桥梁整体性好。它的缺点主要是工期长，施工质量不容易控制；对预应力混凝土由于混凝土收缩、徐变引起的应力损失比较大；施工中的支架、模板耗用量大，施工费用高；搭设支架影响排洪、通航，施工期间可能受到洪水和漂流物的威胁。

（2）预制安装法

在预制工厂或在运输方便的桥址附近预制厂进行梁的预制工作，然后采用一定的架设方法进行安装。预制安装法施工一般是指钢筋混凝土或预应力混凝土简支梁的预制安装。

预制构件的安装方法有很多，各需不同的安装设备，可根据施工的实际情况合理选择。

预制安装法施工的主要特点：

1）由于是工厂生产制作，构件质量好就利于确保构件的质量和尺寸精度，预制中尽可能达到要求。

2）上下部可以平行作业，因而可缩短现场工期。

3）能有效利用劳动力，并由此而降低工程造价。

4）由于施工速度快，可适用于紧急施工工程。

5）将构件预制后由于要存放一段时间，因此在安装时已有一定龄期，可减少混凝土收缩、徐变引起的变形。

4.5.3　悬臂施工方法

悬臂施工法是从桥墩开始，两侧对称进行现浇梁段或将预制节段对称进行拼装。前者称为悬臂浇筑施工，后者为悬臂拼装施工。

（1）桥梁在施工过程中产生负弯矩，桥墩也要承受由于施工而产生的弯矩，因此悬臂施工宜在运营状态的结构受力与施工阶段的受力状态比较接近的桥梁中选用，如预应力混凝土T形钢构桥、变截面连续桥梁和斜拉桥等。

（2）非墩梁固接的预应力混凝土桥梁，采用悬臂施工时应采取措施，使墩、梁临时固结，因而在施工过程中有结构体系的转换。

（3）采用悬臂施工的机具设备种类很多，就挂篮而言，也有桁架式、斜拉式等多种形式，可以根据实际情况选用。

（4）悬臂浇筑施工简便，结构整体性好，施工中可不断调整位置，常在跨径大于100m的桥梁上选用。悬臂拼装法施工速度快，桥梁上、下结构可平行作业，但施工精度要求比较高，可在跨径100m以下的大桥中选用。

（5）悬臂施工法可不用或少用支架，施工不影响通航和桥下交通。

4.5.4　转体施工法

转体施工是将桥梁构建先在桥位边处岸边（或路边及适当的位置）进行预制，待混凝土达到设计强度后旋转构件就位的施工方法。转体施工其静力组合不变，它的支座位置就是施工时的旋转支承和旋转轴，桥梁完工后按计划要求改变支承情况。

转体施工的主要特点：

（1）可以利用地形，方便预制构件。

（2）施工期间不断航，不影响桥下交通，并可在跨越通车线路上进行桥梁施工。

（3）施工设备少，装置简单，容易制作并便于掌握。

（4）节省木材，节省施工用料。采用转体施工与缆索无支架施工比较，可省木材80%，施工用钢60%。

（5）减少高空作业，施工工序简单，施工迅速。当主要结构先期合拢后给施工带来方便。

（6）转体施工适合于单跨和三跨桥梁，可深水、峡谷中建桥采用，同时也适应在平原区以及用于城市跨线桥。

（7）大跨径桥梁采用转体施工将会取得较好的技术经济效益，转体重量轻型化，多种工艺综合利用，是大跨及特大跨桥的施工关键所在。

4.5.5　顶推法施工

顶推法施工是在沿桥纵轴方向的台后设置预制场地，分节段预制，并用纵向预应力筋将预制节段与施工完成的梁体联成整体，然后通过水平千斤顶施力，将梁体向前顶推出预制场地，之后继续在预制场进行下一节段梁的预制，循环操作直至施工完成。

顶推法施工的特点：

（1）顶推法可以使用简单的设备建造长大桥梁，施工费用低，施工平稳无噪声，可在水深、山谷和高桥墩上采用，也可在曲率相同的弯桥和坡桥上使用。

（2）主梁分段预制，连续作业，结构整体性好；由于不需要大型起重设备，所以施工阶段的长度一般可取用10～20m。

（3）桥梁节段固定在一个场地预制，便于施工管理改善施工条件，避免高空作业。同时，模板、设备可多次周转使用，在正常情况下，节段的预制周期7～10d。

（4）顶推施工时，梁的受力状态变化很大，施工阶段梁的受力状态与运营时期的受力状态差别较大，因此在梁截面设计布索时要同时满足施工与运营要求，由此而造成用钢量较高。在施工时也可采取加设临时墩、设置当前导梁和其他措施，用以减小施工内力。

（5）顶推法宜在等截面梁上使用，当桥梁跨径过大时，选用等截面梁会造成材料用量的不经济，也增加施工难度，因此以中等跨径的桥梁为宜，桥梁的总长也在500～600m为宜。

4.5.6　移动模架逐孔施工法

逐孔施工是中等跨径预应力混凝土连续梁中的施工方法，它使用一套设备从桥梁的一端逐孔施工，直到对岸。

采用移动模架逐孔施工的主要特点：

（1）移动模架法不需设置地面支架，不影响通航和桥下交通，施工安全、可靠。

（2）有良好的施工环境，保证施工质量，一套模架可多次周转使用，具有在预制场生产的有点。

（3）机械化、自动化程度高，节省劳力。降低劳动强度，上下部结构可以平行作业，缩短工期。

（4）通常每一施工梁段的长度取用一孔梁长，接头位置一般可选在桥梁受力较小的部位。

（5）移动模架设备投资大，施工准备和操作都较复杂。

（6）移动模架逐孔施工宜在桥梁跨径小于50m的多孔长桥上使用。

4.5.7　横移法施工

横移法施工是在拟待安置结构的位置旁预制结构物，并横向移动该结构物，将它安置在规定的位置上。

横向位移施工的主要特点是在整个操作空间，与该结构有关的支座位置保持不变，即没有改变梁的结构体系。反之，在横向移动期间，临时制作需要支承该结构的施工重量。

横移施工多采用卷扬机、液压装置并配以千斤顶操作。由于混凝土具有较大的自重，横移法施工常在钢桥上使用。

4.5.8　提升与浮运施工

这是一种采用竖向运动施工就位的方法。提升施工是在未来安置结构物以下的地面上预制该结构并把它提升就位。浮运施工是桥梁在岸上预制，通过大型浮船位移运至桥位，利用船上下起落安装就位的方法。

采用提升和浮运的方法选取整体结构，重达数千吨，使用方法的要求是：

（1）在该结构下面需要有一个适宜的地面；

（2）在被提升的下面要有一定的承载力；

（3）拥有一台支承在一定基础上的提升设备；

（4）该结构应该是平衡的，至少在提升操作期间；

（5）采用浮运要有一系列大型浮运设备。

4.5.9　施工方法的选择

在选择施工方法时，桥梁的类型、跨径、施工的技术水平、机具设备条件也是相当重要的因素。虽然桥梁的施工方法很多，但对于不同的桥梁类型，有的适合，有的就不适合，有的则在特定的条件下就可以使用。

桥梁施工方法的选定，可依据下列条件综合考虑。

（1）使用条件

桥梁的类型、使用跨径、墩高、梁下空间的限制、平面场地的限制、桥墩的形状等。

（2）施工条件

工期要求一起重能力和机具设备要求、架设时是否封闭交通、架设时所需的临时设施、材料可供情况、架设施工的经济合算等。

（3）自然环境条件

山区或平原、地质条件及软弱层状况、对河道的影响、运输线路的限制等。

（4）社会环境影响

对施工现场环境的影响，如公害、景观、污染、架设孔下的障碍、道路交通的阻碍、公共道路的使用及建筑界限等。