预应力混凝土桥梁施工方法研究

张亮亮

摘要：本文主要介绍了预应力混凝土桥梁的几种施工方法以及各方法的优缺点和适用的环境条件。

关键词：桥梁施工方法支架法顶推法悬臂法预制安装法

近些年来，发展出了很多便捷、实用、高效的预应力混凝土桥梁施工方法，例如较为常用的方法有满堂支架法、顶推法、悬臂法、预制安装法等，对于各施工方法，施工工艺不尽相同，需要不同的机械、材料准备，同时又各有优缺点，可根据实际施工的需要、不同的桥梁设计形式、以及周围施工环境等因素结合各施工方法的特点进行综合比选，也可以采用多种方法进行组合施工。

一、满堂支架法施工

满堂支架施工是在桥位处下方，按照一定的距离间隔对管件进行拼装后形成一个稳定的支撑系统，在支撑顶部搭设施工操作平台并浇筑桥体混凝土,待混凝土达到设计要求强度后再拆除模板及支架。因为该方法操作简单、技术要求相对较低，一直以来满堂支架法都被广泛应用于单跨或多跨桥梁工程的施工中。采用支架法施工最大的优点就是不需要大型的吊装设备，但它也有工期长、支架模板消耗量大的缺点，施工时需要大量的模板、支架，同时因为支架搭设高度和场地的限制，在山区或者要修建高墩的桥梁不适用满堂支架法施工，而对于建设凌空高度不大于20米的桥梁工程则较多的采用满堂支架的施工方法。

满堂支架法施工采用的支架形式一般有钢管扣件式支架、碗扣式支架、盘扣式支架三种，盘扣式支架又分为承插型和直插型两种。各种架体形式的主要区别是在于杆件与杆件的连接形式不同，其次对于剪刀撑的设置要求和杆件的间距要求也存在差异，可以根据实际施工要求及相关施工规范进行确定。

最近几年，随着国内铁路、公路等交通基础设施建设的高速发展以及城市化速度的加快，带动了桥梁工程的迅猛发展，按照满堂支架施工设计的桥梁也越来越多，大大推进了满堂支架的应用进程。因为满堂支架法桥梁施工有不需要大型机械、构件进场的优势，对于城市道路通行影响较小，因此城市道路的快速化以及市内高架桥梁的建设更多的是采用满堂支架的施工方法，同时市政桥梁工程对于满堂支架施工也提出了更高的要求和标准，在此基础上，满堂支架施工工艺也在不断进行改进。

二、顶推法施工

预应力混凝土连续梁桥顶推法施工是沿桥梁的纵轴向，在桥台后方设置预制场浇筑梁段，然后将预制完成的梁体向前顶推至桥墩部位。空出底座继续施工梁段，随后施加预应力与之前梁段联结，直至将整个桥梁梁段浇筑并顶推完毕，最后进行体系转换形成连续梁桥。

在建设大型的跨河、跨谷桥梁时选择顶推法进行施工较为合适，只需桥台后有一定的施工空间即可，便可大大减少高空、水上施工的风险及难度，无论是直桥还是弯桥，均可以采用此种方法进行施工，对于桥长较长的以上类型桥梁也可采用两头对向施工的方式。而且顶推法桥梁施工的机具设备简单，只需要一套设备机具和模板即可重复利用，梁体构件的制作可达到预制梁的效果，同时还可以节省施工场地。

顶推法桥梁施工也有不可避免的缺点存在，首先就是此方法不适用于多跨变高梁体、曲率变化的曲线桥以及竖向曲率变化大的桥梁，因为在此情况下增加了梁体顶推前进的难度甚至无法顶推前进，而对于等截面或者梁体等高的箱梁桥和板式桥则会达到高效的施工效果。再者在梁体顶推过程中产生悬臂弯矩和连续梁桥完成后的产生的弯矩形式不同，顶推过程将会对梁体的结构性能会产生一定的影响，因此需要将顶推跨径控制在一定的范围内，一般情况下需要将顶推跨径控制在70米以内，对于有空间条件可以增加临时支墩的情况，梁体的顶进距离可以适当地进行增加。

对于桥长较长、顶推距离较大的桥梁，随着顶推的前进，顶进梁体长度的增加，会相应的增加顶推的难度和施工成本，并且顶进速度会大大降低。采用顶推法进行桥梁施工最多只有两个工作面可进行施工作业，相对于支架法和悬臂法桥梁施工，还是存在明显的不足，因此顶推法桥梁施工无法更大程度的普及，多在西南山区或者南方水系发达的地区会采用此种施工方法进行桥梁的建设。

三、悬臂法施工

悬臂施工法是以桥墩为中心向两边对称地逐节悬臂接长的施工方法，悬臂施工法通常分为悬臂浇筑和悬臂拼装两类，悬臂浇筑法更为普遍常用一些。如果要架建像预应力混凝土悬臂梁桥、连续梁桥、T型刚构桥、连续刚构桥等这样的大跨径、多跨桥梁，采用悬臂法施工更为合适。而且对于在宽深的河流、山谷以及跨线等条件下，采用悬臂法施工能够在保证桥下正常的通航、通行的同时，依然能够正常进行施工。

悬臂浇筑法施工的特点就是不需要大型的起重和运输器材，不需要搭建落地支架就可以施工。挂篮是梁体悬臂施工的专用设施，它是施工梁段的承重结构，又是施工梁段的作业现场，隔绝了施工桥梁与下方的交叉问题，为梁体施工提供了一个悬空的施工作业平台，完成一个梁段施工后，挂篮对称向前各移动一个节段，进行下一对梁段施工，如此循序前进，直至悬臂梁段浇筑完成。悬臂浇筑法的不足之处就在于桥梁的施工周期较长。不过随着施工技术的不断进步，挂篮除了能保证桥梁正常施工外，还在向自重轻、刚度大、变形小、稳定性好、行走方便等方向逐渐进行发展，以便更好地应用于桥梁施工中。

四、预制安装法施工

预制安装法施工又称装配式施工，是在预制工厂或者在桥梁附近运输方便的地方建设临时预制厂，在场内进行梁体的独立施工，待梁体达到一定强度后将成品梁体运输至桥位处进行安装，对于箱梁、板梁、T梁均可以采用预制的方式进行施工。采用预制安装的施工方法，桥梁的上下部结构可以同时进行组织施工，大大的缩短了施工周期；并且施工机械化程度高，减少了人力投入，预制构件的模板采用定制的钢模板，有利于保证预制构件尺寸精度和外观质量。一般情况下，梁体预制完成后，下部结构还未达到可以安装的条件，梁体可以存放一段时间，增大了安装时梁体混凝土的龄期，减少了完成安装后梁体收缩徐变引起的变形。

梁体的预制分为长线预制和短线预制，长线预制可以将梁体进行整跨整幅的预制、吊装，也可以整跨分幅进行预制、拼装；长线预制的梁体成桥后整体线型较好；而且在预制构件的预应力施工完成后进行运输、吊装，减少了现场张拉预应力的繁琐和不便，但是因为构件的重量较大，需要大型的吊装设备或者架桥机械。短线预制是将悬臂施工技术和预制施工技术进行结合后的施工方法，革新了预制梁体整跨预制的模式，将梁体分成若干节段后分段预制施工，然后运输到施工现场进行拼装，通过施加预应力连接形成整体桥梁。此种施工方法综合了悬臂施工和预制施工两种方法的优点，各预制构件采用模块化施工，减小了预制构件的体积，一方面提高了构件从预制厂到施工现场运输的便捷性，另一方面可根据现场和设备条件采用不同的拼接方式拼装架设，例如：陆地上可以采用自行式吊车或者门式吊车，水上施工可以采用浮式吊车或者悬臂吊机，高空施工可以采用移动式导梁拼装的方法等等。

由于预制安装的施工方法具有施工周期短、梁体具有较好质量等独特的优点，因此被广泛的应用于实际施工中，特别是悬臂拼装的施工方法，越来越多的应用于各种环境条件下的桥梁工程施工，并获得很好的施工效果。

五、结束语

每一种桥梁的施工方法都不是完美的，都有它适用的条件，随着施工技术的不断提高，预应力混凝土桥梁施工方法及工艺也在此基础上不断进行改进。作为桥梁建设者应该将每种施工方法的优势发挥出来，并且取长补短，推动预应力混凝土桥梁桥梁施工向着更高效、便捷的方向发展。