預(yù)應(yīng)力混凝土橋架設(shè)

將混凝土橋(包括素混凝土橋、鋼筋混凝土橋及預(yù)應(yīng)力混凝土橋)的預(yù)制節(jié)段或構(gòu)件拼裝成橋并架設(shè)就位的施工過(guò)程。以往,混凝土橋是在支架上現(xiàn)澆的,其施工方法和鋼橋架設(shè)方法區(qū)別較大。隨著預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)的發(fā)展，過(guò)去用于鋼橋的架設(shè)方法，也逐步應(yīng)用到混凝土橋。就施工而言，現(xiàn)澆混凝土橋的方法，可以同預(yù)制件混凝土橋架設(shè)的方法，并在一起論述?；炷翗蚣茉O(shè)施工方法，按橋梁主要承重結(jié)構(gòu)在施工階段的受力狀態(tài)，可歸納為:支架施工，懸臂施工和整體架設(shè)三類(lèi)(見(jiàn)橋梁施工、鋼橋架設(shè))。

包括懸臂灌筑法、懸臂拼裝法、頂推法等。懸臂的方式有:全懸臂、半懸臂、單懸臂、平衡懸臂等。懸臂

① 梁式橋懸澆法。混凝土梁橋可在懸臂端設(shè)置吊籃，在吊籃內(nèi)灌筑混凝土節(jié)段，并張錨預(yù)應(yīng)力筋，然后將吊籃前移，逐段懸臂灌筑。懸澆節(jié)段的長(zhǎng)度一般為3~5米，施工周期 7天左右。此法的適用范圍較廣，大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋，宜用平衡懸臂法灌筑，以減小懸臂的長(zhǎng)度。中等跨度梁式橋，可以單懸臂灌筑。早在30年代初，鋼筋混凝土梁橋就用過(guò)懸澆法施工(見(jiàn)橋梁工程發(fā)展史)。但是，直到50年代，這種施工方法和預(yù)應(yīng)力混凝土技術(shù)相結(jié)合以后，才充分發(fā)揮它的優(yōu)越性，為混凝土梁橋向大跨度發(fā)展創(chuàng)造條件。

1953年,聯(lián)邦德國(guó)用平衡懸臂法灌筑主跨114.2米的沃爾姆斯T形剛構(gòu)橋，它是第一座跨度超過(guò)100米的預(yù)應(yīng)力混凝土橋。1964年,以同樣的施工方法建成本多夫T形剛構(gòu)橋(見(jiàn)彩圖)，主跨達(dá)208米。此后,其他國(guó)家用懸澆法又建造一些跨度超過(guò)200米的預(yù)應(yīng)力混凝土橋,如日本在1972~1976年接連建成浦戶 (主跨230米)、彥島(236米)、濱名(240米)等三座T形剛構(gòu)橋;1977年,在太平洋加羅林群島建成主跨240.8米的科羅爾-巴伯爾圖阿普有鉸連續(xù)梁橋;澳大利亞正在施工主跨260米的布里斯班的加特韋(Gateway)連續(xù)剛架橋等。中國(guó)柳州柳江公路橋 (1967年)主跨124米的T形剛構(gòu)，成(都)昆(明)鐵路孫水河5號(hào)橋(1970年)，32.3+64.6+32.3米鉸式連續(xù)梁，重慶長(zhǎng)江公路橋(1980年,見(jiàn)彩圖)主跨174米的T形剛構(gòu)及主跨111米的沙洋漢江公路橋(1985年，圖1)，均采用懸澆法施工。

② 拱橋懸澆法。鋼筋混凝土拱橋的跨度,雖然在60年代已超過(guò)300米，但由于采用拱架施工,造價(jià)方面難與預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋相競(jìng)爭(zhēng)。因此，60年代后期，拱橋開(kāi)始尋求新的施工途徑，采用無(wú)支架的方法，從兩端懸臂澆筑,在跨中合龍。由于拱肋截面的抗彎能力較弱,拱橋懸臂施工要有臨時(shí)支承協(xié)助承受懸臂的彎矩。臨時(shí)支承的方法:可在拱端設(shè)置塔索，吊住懸伸的拱肋;或設(shè)置拉桿與拱肋及拱上立柱構(gòu)成懸臂的桁拱。1966年，南斯拉夫用塔索法懸臂灌筑跨度 246.4米的希貝尼克公路拱橋。一年以后,又以同樣的施工方法建成跨度193.2米的帕格島公路拱橋。此后，其他國(guó)家也用懸澆法建成一些大跨度拱橋。例如:跨度154.4米的聯(lián)邦德國(guó)內(nèi)卡河公路拱橋(1977年),及跨度272米的南非布勞克朗斯公路拱橋(1983年)等，均采用塔索法懸臂灌筑。日本赤谷川雙線鐵路橋(1979年),為跨度126米的拱、梁組合結(jié)構(gòu)，是用斜拉桿組成懸臂桁拱的方法懸澆施工。

① 梁式橋懸拼法。預(yù)應(yīng)力混凝土梁橋可預(yù)制成節(jié)段懸臂拼裝架設(shè)。和懸澆法相比，懸拼法除具有工廠預(yù)制節(jié)段的優(yōu)點(diǎn)外(見(jiàn)混凝土橋制造)，主要的特點(diǎn)是施工進(jìn)度快,但需用吊裝能力較大的起重設(shè)備,懸拼接縫也需要較高的工藝。節(jié)段間的接縫，一般分為寬接縫和密接灌注接縫。寬接縫填充混凝土或干硬性水泥砂漿，故也稱濕接縫。密接灌注接縫為用環(huán)氧樹(shù)脂，并可設(shè)剪力鍵傳遞剪力的接縫。節(jié)段的吊裝，可用常備的吊機(jī)(可設(shè)在懸臂端、或岸上、或船上)，但更適用的是推進(jìn)式支架。推進(jìn)式支架有長(zhǎng)短兩種。短支架的長(zhǎng)度稍大于橋跨，采用平衡懸臂拼裝時(shí),支架前端懸臂,中間支腿支承在墩頂?shù)牧荷希笾戎С性谄春玫牧荷?。長(zhǎng)支架的長(zhǎng)度約為橋跨的兩倍,懸拼時(shí)三個(gè)支腿均支承在橋墩上;支架前進(jìn)時(shí),后支腿在制成梁上移動(dòng),中間及前支腿交替支承在前方橋墩。由于推進(jìn)式支架的成本隨跨度的加大而劇增，目前多在跨度不超過(guò) 100米的多跨橋中采用。荷蘭東斯海爾德橋(1965年,見(jiàn)彩圖)的55孔91.4米及法國(guó)奧萊龍橋(1966年)的26孔79米的T形剛構(gòu),均采用平衡懸臂拼裝架設(shè)。東斯海爾德橋的節(jié)段重190~275噸，用長(zhǎng)支架吊裝懸拼，接縫填充混凝土,平均進(jìn)度每孔1.5周。奧萊龍橋的節(jié)段較輕，僅重42~75噸，用短支架吊裝懸拼，節(jié)段間為密接灌注接縫,施工周期平均每孔8~10天。中國(guó)成(都)昆(明)鐵路舊莊河橋(1966年)24+48+24米有鉸連續(xù)梁及蘭州城關(guān)黃河公路橋(1979年)47+3×70+47米連續(xù)梁等,均為懸拼法施工。

② 拱橋懸拼法。大跨度拱橋懸臂施工,除懸臂澆筑外，還可采用塔索或用拉桿和拱肋及立柱臨時(shí)構(gòu)成懸臂桁拱的方法，進(jìn)行懸臂拼裝。1979年,中國(guó)建成跨度150米的宜賓金沙江公路拱橋，就是用塔索協(xié)助懸臂拼成的。1980年,南斯拉夫建成以跨度390米聞名的克爾克橋(見(jiàn)彩圖)，其拱肋為預(yù)制構(gòu)件拼裝的單箱三室截面,先懸拼中間一室,并用滑?，F(xiàn)澆拱上立柱，另在橋面位置及拱腹間設(shè)置水平拉桿及斜桿，和拱肋及立柱臨時(shí)構(gòu)成懸臂的桁架拱，用兩臺(tái)10噸纜索吊機(jī)吊裝構(gòu)件，從兩端懸拼至跨中合龍，懸臂長(zhǎng)度達(dá)195米(圖2);最后，拼裝拱肋的兩側(cè)室，完成全拱截面，并在拱頂設(shè)千斤頂進(jìn)行應(yīng)力調(diào)整。中國(guó)浙江嵊縣清風(fēng)橋 (1979年)2孔92米箱拱，也用類(lèi)似的方法懸拼施工。

中等跨度的預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)梁，在橋頭路堤上分節(jié)段現(xiàn)澆或拼裝，用千斤頂頂推使其在滑道上縱移，懸臂架設(shè)就位。此法是在拖拉法(見(jiàn)鋼橋架設(shè))的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)為:不需要支架和大型機(jī)械設(shè)備，工程質(zhì)量容易控制，邊澆制邊頂推占用場(chǎng)地少，冬季防寒簡(jiǎn)便，施工不受季節(jié)影響，但僅能用于等高度的梁橋，橋上線路應(yīng)為直線或等半徑的曲線。頂推的滑道用聚四氟乙烯板和鎳鉻鋼板組成，滑移面的摩擦系數(shù)為0.02~0.04。頂推的方法有兩種:①用豎直千斤頂將梁頂高5~10毫米左右，使之脫離支垛,啟動(dòng)水平千斤頂推動(dòng)豎直頂連同梁體在滑道上縱移(圖3a)。此法也可簡(jiǎn)化為豎直千斤頂位置固定，僅作頂落梁之用，梁體支承在另一個(gè)滑座上,用水平千斤頂推動(dòng)(也可用穿心式水平頂拉曳)滑座連同梁體在滑道上縱移(圖3b)。②用位置固定的穿心式水平千斤頂，通過(guò)拉桿及錨板直接拉曳梁體在滑道上縱移(圖3c)。頂推的反力集中作用在一處的稱為集中頂推;分散在各個(gè)墩臺(tái)的稱為多點(diǎn)頂推。多點(diǎn)頂推的施工進(jìn)度快,橋墩受到的水平力較小。為減小頂推的懸臂彎矩,可在梁端加設(shè)導(dǎo)梁，或設(shè)置塔索吊住懸臂端，或設(shè)置臨時(shí)墩。一般情況，頂推的懸臂長(zhǎng)度(包括導(dǎo)梁)以40~50米為宜。在頂推的過(guò)程中，橋梁的每個(gè)截面都要交替承受梁跨的正負(fù)彎矩，故需增設(shè)預(yù)應(yīng)力筋。 1964年,委內(nèi)瑞拉建成的卡羅尼河橋，為48+4×96+48米的連續(xù)梁，采用集中頂推施工。頂推時(shí)加設(shè)17米長(zhǎng)的導(dǎo)梁，并在四個(gè)主跨中間各設(shè)置一個(gè)臨時(shí)墩。頂推速度平均每天19.2米。南非象河鐵路橋(1976年)，為11×45+45+11×45米的連續(xù)梁(中孔為簡(jiǎn)支梁)，全長(zhǎng)1035米。施工時(shí)，將全橋23孔臨時(shí)連成一整聯(lián)連續(xù)梁，并設(shè)18米長(zhǎng)的導(dǎo)梁，從橋的一端集中頂推,施工進(jìn)度每孔7~10天。中國(guó)包頭黃河公路橋(1983年)，為3聯(lián)4×65米的連續(xù)梁,用20米長(zhǎng)的導(dǎo)梁并在每跨間設(shè)一個(gè)臨時(shí)墩,采用分聯(lián)多點(diǎn)頂推(每聯(lián)重4600噸)，頂推速度每小時(shí)2.7~4米。