桥梁梁体施工各工法的适用性比较

近年来，我国桥梁工程建设发展迅猛，并取得了巨大的突破，尤其是在大跨径桥梁、新桥型的应用方面取得了巨大的成就。但从整体水平来看，我国与世界桥梁的先进水平还有一定的差距，还存在一些需要解决的问题。目前，我国的桥梁工程建设已经形成了不同结构。它作为我国交通建设中的基础设施之一，施工单位在加强建设的同时，进一步确保其工程质量和先进技术的应用，减少事故发生的数量，确保安全运行。因此，实用的施工工法在桥梁施工中尤为重要，有利于缩短工期、降低成本。由此，加强其施工技术研究就显得更加重要。

本文以衢宁铁路陈龙溪口大桥为背景，根据陈龙溪口大桥的水文地质情况，桥梁地处位置、施工技术等，分析梁体施工的工艺类型的适用性。经过对不同施工工法的论述和比较，重点对悬臂浇筑法和膺架法现浇两种工艺分析，得出适宜采取的施工方法，能够有效地控制施工，精细化管理。

1　工程概况

衢宁铁路是从浙江省衢州市至福建省宁德市的铁路线。衢宁铁路属于单线，预留双线条件，电力牵引，是以货运为主、兼顾客运的区域性铁路。而其中陈龙溪口大桥全长145.40m，桥梁起止里程DK199+364.5～DK199+522.9。全桥设计两台两墩。陈龙溪口大桥桥台采用单线矩形桥台，桥墩采用圆端形实体墩。桥址两端位于剥蚀低山及山间谷地区，低山区地形起伏大，丘坡自然坡度约为25°～45°，山体陡，植被发育茂盛，穿行困难。谷地呈狭长带状分布，发育一河流，河宽约22ｍ，流速约4m/s，交通不便。地理位置如图１所示。

图1　地理位置示意图

2　对比分析

2.1　简支梁施工工法

简支梁施工，以跨为单元，相邻孔跨各自单独受力，属静定结构，适用于中小跨度。它的优点是结构简单、架设方便、可降低造价、缩短工期，同时最易设计成各种标准跨径的装配式构件。但相邻两跨之间存在异向转角，路面有折角，影响行车平顺。简支梁桥属于静定结构，受力明确，构造简单，施工方便，是中小跨度应用最广的桥型。简支梁桥的结构尺寸易于设计成系列化、标准化，有利于组织大规模预制生产，并利用起重设备或架桥机架设。可以节约模板，降低劳动强度，缩短工期。

由于陈龙溪口大桥地处沟壑，且发育一河流，河宽约22m，因此跨径比较大，而且场地有限，架桥机施作不变。

2.2　转体施工工法

转体桥即采用转体法施工的桥梁。桥梁转体施工是指将桥梁结构在非设计轴线位置制作成形后，通过转体就位的一种施工方法。它可以将在障碍上空的作业转化为近地面的作业。根据桥梁结构的转动方向，可分为竖向转体施工法、水平转体施工法以及平转与竖转相结合的方法，其中以平转法应用最多。主要应用于上跨峡谷、河流、铁路、高速公路等不能做支撑的情况。转体过程一般通过千斤顶对拉牵引索，形成旋转力偶而实现转体。陈龙溪口大桥由于地处沟壑，墩底场地有限，且交通不变，不宜采取此方法施工。

2.3　悬臂浇筑连续梁施工工法

悬臂浇筑连续梁属于超静定体系，内力状态比较均匀合理，梁高可以减小，节省材料，且刚度大，整体性能好，超载能力大，安全性大，桥面伸缩缝少。连续梁桥是超静定结构，基础不均匀沉降将在结构中产生附加内力，因此对桥梁基础要求较高，通常宜用于地基较好的场合。在桥梁处于悬臂状态时，具有良好的静力和动力稳定性，对悬臂施工的大跨度桥梁尤为有利。一般来讲，单箱截面整体性好，施工方便，材料用量经济，抗扭刚度大，当桥面宽度不大时可以采用；预应力混凝土连续梁桥的立面布置一般采用不等跨的形式。因为如果采用等跨布置，则边跨内力将控制全桥设计，而这样做是不经济的。一般边跨长度选为中跨跨径的0.5～0.8倍。陈龙溪口大桥中跨长度为64m，边跨长度为40m，边跨长度是中跨长度的0.63倍，处在范围之内，较为经济合理。

采用挂篮悬臂浇筑施工时，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；施工速度较快，但施工精度要求比较高，悬臂施工法可不用或少用支架，施工不影响桥下通行和溪水流通。对于相对比较高的梁体施工，方便实用。进度工期和经济成本如下。

2.3.1　进度工期

进度工期具体情况见表1。

表1　进度工期

2.3.2　经济成本

若采用悬臂浇筑连续梁施工，工期共为9个月，两副挂篮一个月费用为6.3万元，两个塔吊一个月费用为4.4万元，所以机械租赁费用总共为（6.3+4.4）×9=96.3（万元）。

2.4　膺架法现浇梁施工工法

膺架法现浇梁施工设计为“钢管桩+贝雷梁”形式，采取按一定间隔，密布搭设，施工时需要大量的模板、贝雷梁支架。在桥位处搭设贝雷梁，在贝雷梁上铺设底板以及其他模板，浇筑桥体混凝土后，待混凝土达到强度后拆除模板及贝雷梁支架。膺架法现浇梁最大的优点是需要的大型设备较少，其缺点是施工用的贝雷梁模板消耗量大，对山区桥梁及高墩有很大的局限性。

膺架法现浇梁施工，易于控制上部结构的线形，但制梁效率较低，制梁质量难控制，不宜过多采用此种方法制梁。膺架法现浇施工一般适用于较为分散零星的桥梁工点，远离桥群，地质条件较好，桥梁高度在15m左右，桥下无影响布设支架的较大沟渠、铁路和较高等级公路等情况。一般情况优先考虑异性结构施工，但当工程远离桥群，架桥机机械设备不足或者选用架桥机机械设备经济效益较差时才选用。

利用膺架法现浇箱梁可以减少特殊机具设备的投入。膺架法施工要解决地基的承载力和变形、支架的稳定与变形、张拉、封端等影响施工质量和安全的关键工序。膺架法施工对墩高的梁体施工来说不适用。对于较低墩采用膺架法施工时，为保证膺架的稳定性，钢管立柱之间采用槽钢做平联，立柱上工字钢做排架分配梁，在其上铺设贝雷梁，贝雷梁上铺工字钢分布横梁，膺架平台上搭设碗扣式支架。这些对于陈龙溪口大桥梁体施工来说，若采用膺架法现浇施工，所采用的支架会更高，钢管柱量大，材料消耗和施工难度都会增大。进度工期和经济成本如下。

2.4.1　进度工期

进度工期具体情况见表2。

表2　进度工期

2.4.2　经济成本

由于陈龙溪口大桥属于较高墩，搭设钢管桩+贝雷梁使用的材料较多，以24m为一个单元使用的材料为钢管桩36.5t，工字钢14t，贝雷梁23.9t。陈龙溪口大桥145.2m所使用的材料总量为钢管桩219t，工字钢84t，贝雷梁143.4t；汽车吊一个月租赁费用为2.8万，因此总费用为：219×0.48+84×0.448+143.4×0.246+2.8×10.4=207.14（万元）。

3　结论

（1）对比发现，在简支梁施工工法、转体施工工法、悬臂浇筑连续梁施工工法、膺架法现浇梁施工工法中，简支梁和转体桥施工由于陈龙溪口大桥跨径较大，施工场地有限，不适合采用此方法施工。

（2）在悬臂浇筑连续梁施工和膺架法现浇梁施工对比分析发现，在工期时间相近的情况下，膺架法现浇施工所使用的材料种类较多，需求量大，因此施工材料所占用的费用比连续梁施工材料费用高出2.1倍。且由于墩身较高，支架会更高，由于钢管柱增长，两两之间的焊缝也随之增加，且长细比也增加巨大，施工极不安全。因此，膺架法现浇梁施工工法不宜使用。

（3）对比发现，采用悬臂浇筑连续梁施工最为经济合理，且节省施工场地，不影响梁下交通和河流通行。而且悬臂浇筑的连续梁线形美观大方，弧度平滑圆顺，相比膺架法现浇梁的线形要美观大体。之所以连续梁线形美观平滑，是因为每施工节段的标高即每个结点坐标位置的变化与偏离都会随时控制。为保证连续梁的线形符合设计要求，在主梁施工过程中进行线形控制。施工线性控制贯穿于工程的整个过程，控制的内容有：线型设计值、预拱度值、挂篮变形值和预抬高值。同时，为了避免连续梁悬臂施工线型发生过大的变化，施工时严格按照程序进行控制：“理论计算→阶段施工作业按预测进行→完成阶段施工作业后实测反馈→按照实测反馈进行评估、优化和参数分析→下一施工阶段进行理论计算调整”，达到了标准施工的目的。

参考文献

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[7]铁路工程施工技术指南．铁路预应力混凝土连续梁（钢构）悬臂浇筑施工技术指南（TZ324-2010）.北京：中国铁道出版社，2014.

收稿日期：2018-04-02

作者简介：张向东（1974-），男，河南荥阳人，中铁隧道股份有限公司项目经理，工程师，研究方向：铁路工程，隧道、桥梁。