装配式混凝土桥梁设计施工关键问题研究

装配式混凝土桥梁设计施工关键问题研究

朱超

陕西建工机械施工集团有限公司 陕西西安 710000

摘要：结合实际，在分析装配式钢筋混凝土桥梁的特点的基础上，分别从配式钢筋混凝土施工准备、地基处理等方面详细论述装配式钢筋混凝土的操作要点，同时结合工程案例，对装配式钢筋混凝土工艺的实践重点进行总结分析，实践可知，通过装配式钢筋混凝土工艺的应用可以提高施工单位的施工效率，对促进桥梁工程的发展有重要意义。

关键词：桥梁施工；装配式钢筋混凝土；施工

引言

桥梁施工技术是需要不断研究的课题，其施工方法和桥梁形式存在多样性，不同的施工环境、不同的施工技术都会产生全新的桥梁形式。装配式钢筋混凝土桥梁的出现，是我国桥梁工程施工的一个重大突破，其在实际的应用中也表现出了良好的性能。比如，在汶川地震或是芦山地震中，被破坏的桥梁大多是在块体间缺少钢筋的连接，为了在短时间内恢复震区的通行能力，采用了装配式钢筋混凝土桥梁，不仅在短时间内对受损桥梁实现了修复或是重建，而且其还具备良好的抗震性能，为保持震区生命通道的顺畅作出了重要贡献。因此，必须加强对装配式钢筋混凝土桥梁施工的研究，不断提升施工水平和施工质量。

1装配式钢筋混凝土桥梁的基本特点

在桥梁工程中，根据主梁断面的形式不同，可以将桥梁分为三种基本结构，即箱形梁、Ⅱ型梁和T型梁。这几种不同形式的桥梁，基本都是横向分片装配预制梁，之后再通过铰接构成一个整体梁桥。在相关施工技术不断进步的情况下，目前又出现了一种新型的装配式钢筋混凝土桥梁，其主要是在拼接桥梁的方法上和传统的方法存在较大区别，在预制梁的基础上沿车行道方向纵向拼接桥梁，再通过后张法对拼接梁桥进行加固，使其成为一个整体。根据这种方法在实际桥梁工程中的应用效果看，其主要表现出了四个方面的特点:首先，在受力体系方面，纵向装配改变了传统装配方式依靠纵向排列支撑车辆载荷和梁支撑桥面的支撑体系，可以通过桥梁两侧的架构护栏承担行车载荷以及桥梁自身的载荷。其次，传统的装配式钢筋混凝土桥梁在拼接完成之后，还需对人行道板和车行道板进行浇筑施工，还要安装护栏。但是，新型的纵向装配可以直接在预制梁段的时候就将道板、扶手和护栏等全部完成制作。再次，传统的装配式桥梁需要通过钢板焊接或是混凝土企口连接的形式，使桥梁装配板块构成一个整体，以便能够对车辆载荷起到良好的承担作用。而新型的纵向装配可以最大程度保证梁桥的整体性，减少连接口等，具有良好的整体性和抗震性。最后，一般说来，传统的装配式桥梁需要在受拉区设置受力钢筋，以此对外载荷的拉应力起到承担作用。在梁体受到载荷时，受力钢筋和混凝土会发生形变，但是由于混凝土和钢筋存在一定的抗拉性，会对这一形变形成抵抗力。这就导致受力钢筋不能充分发挥其自身作用。而纵向装配式钢筋混凝土桥梁可以将钢筋的高抗拉性能和混凝土的高抗压强度充分发挥出来。

2装配式钢筋混凝土桥梁施工关键问题

2.1地基处理

混凝土装配桥梁工程中，地基处理对于其整体工程的施工影响较大。基坑施工中，应该根据施工的要求来分块设置，然后结合设计要求来逐层放置需要施工的材料。石笼网应该使用粗钢丝连接稳固，然后在外侧需要装上水泥与石块的土工袋，进而起到围挡的作用，防止下集料从石笼网中漏出。工程实践中，还应该在石块、预埋件放置时浇入适量的水分，确保集料不会出现凝结的情况。

2.2螺栓连接技术

螺栓连接是全预制装配式混凝土新型装配式钢筋混凝土桥梁连接的常用方法之一，采用螺栓连接的接头具有安装简单、效率高的优点。但是该方法对螺栓位置的准确性要求较高，在运输和安装过程中必须做好相关的保护措施，避免螺栓表面出现损伤、变形等问题，一旦出现螺栓孔或螺纹的损坏，其维修操作比较复杂的，不仅会浪费大量时间，也会造成额外成本的投入。在桥梁施工实际应用过程中，常常采用螺栓和牛腿组合连接的方法，这种组合型方法可以有效减小梁端的弯矩。此外，新型装配式混凝土结构要重视构件连接点的造型和设计，保证构件的连续性和结构的整体稳定性。对于装配式混凝土的连接还要考虑设防烈度、建筑高度及抗震等级等因素。

2.3灌浆套筒连接

灌浆套筒连接方法指将钢筋插入专门制定的套筒中，其间隙用高强度水泥基灌浆料填充，待填充物凝固后将钢筋锚固在套筒内的一种常见的装配式混凝土桥梁下部结构的连接方式。该技术对施工精度的要求比较高，但能够有效减短施工时间，减少现场的施工工作量，其力学性质在正常使用的前提下与传统的现浇施工方法类似，却比传统的现浇混凝土桥墩更加经济，并且已广泛用于低地震危险区域。

2.4桥梁施工

从实际的施工流程说来，纵向装配式桥梁的施工过程可以分为梁段预制和现场吊装两个环节。就梁段预制而言，其常规的施工流程分为7步:1)根据设计要求制作尺寸不同的模板;2)进行钢筋网的绑扎;3)锚孔安装;4)浇筑混凝土以及捣振;5)对预制的梁段进行养生处理;6)在混凝土的强度达到17．3MPa之后进行拆模;7)梁段的强度等级达到29MPa之后，将其运往现场进行吊装施工。梁段预制的施工完成之后，预制的梁段被运往施工现场。在进行吊装施工之前，需要设置竖向桁架和悬挂导梁，然后通过相关设备将预制梁吊到施工地点并进行安放，在安放的同时需要加强做好临时锚固。完成这些施工之后，就需利用钢绞线从梁段上的预留孔穿过，拉紧各片梁段。在梁段稳定之后，就可以对临时锚固装置和相关附属设施进行拆除，然后对铺装层进行混凝土浇筑。待混凝土浇筑施工完成之后，桥梁主体的施工就算全部完成。

2.5节点核心区的抗剪质量控制

长期以来，我国许多学者都致力于装配式混凝土框架节点核心区的抗剪机理研究，但是各学者的观点存在很大差异。当前，比较常见的节点核心区传力机制主要包括约束机制、组合块体机制、斜压杆机制等。其中，斜压杆机制比较适用于对装配式混凝土框架节点核心区受力的分析，其节点抗剪承载能力主要依靠核心区的混凝土。在地震的作用下，节点核心区的水平和竖向剪力会出现正负循环交替变化，此时，每个斜向的压力都会逐渐从零增加到最大值，然后再降低为零。

2.6装配式组合箱梁

预制组合箱形梁的U形箱梁侧板及底板采用钢结构，顶板为预应力混凝土桥面板，设置横向预应力。由于钢腹板与桥面板的连接并不呈完全刚性，预应力效应损失较小。需要注意的是，这些预制组合箱梁结构，在施工阶段主要由U形梁承担结构自重产生的荷载效应，待桥面板浇筑完成后，结构才以箱形梁形式参与受力。因此，当应用于直线梁桥时，采用预制U形断面能够满足施工中运输、吊装、安装等要求，但是对于曲线梁结构，由于曲线梁内外侧自重差异会造成梁体的转动，因而需要在U形梁上部增加盖板以满足结构的抗扭性能。预制组合箱形梁需要关注预制U形梁与桥面板现浇施工工艺的配合。采用这种施工方式的梁桥，目前主要有简支变连续、临时墩后张连续、临时吊点后张连续、节段梁整跨施工、节段梁悬臂吊装后张连续等方案，不同方案下桥面板的施工顺序和特点有所差异。在施工过程中需要重点关注的是桥面板的施工问题。美国加州和科罗拉多州在进行上述预制U形梁桥面板施工时，采用高强度波纹镀锌钢永久模板，以U形梁的腹板混凝土为支托，采用预埋钢板与波形镀锌钢模板焊接或者螺栓连接方式，形成混凝土浇筑的模板，进行桥面整体浇筑施工，将预制U形梁与桥面板连成整体，以满足结构运营期间的受力要求。

结语

装配式钢筋混凝土桥梁施工技术研发之后，被广泛使用到桥梁工程中，特别是在纵向装配技术出现之后，极大的带动了我国桥梁事业的发展。纵向装配桥梁具备较高的技术水平，工程质量也非常高，但是需要严格控制各个施工环节，否则将会导致桥梁质量无法满足要求。在今后发展中，需要加强桥梁技术的研发，全面提升技术水平，积极促进我国桥梁事业的发展，建设更加完善的交通基础设施，促进社会的发展和进步。

参考文献

[1]朱晓辉.新型装配式钢筋混凝土桥梁施工工艺与质量控制分析[J].资源信息与工程，2017，（1）：158-159.

[2]李　飞．装配式钢筋混凝土桥梁施工工艺的探究［Ｊ］．山西建筑，２０１５（３６）：１７５－１７６．