异形拱—梁组合体系桥梁施工技术研究

异形拱—梁组合体系桥梁施工技术研究

李光辉

北京城建道桥建设集团有限公司， 100020

摘要: 以某桥梁工程为背景，对强梁弱拱异形拱—梁组合体系桥梁主要施工方案进行了研究，确保了综合通道跨越河流高速桥梁的施工安全，并为后续类似桥梁工程的施工提供一定的参考。

关键词: 拱—梁组合体系，钢箱梁，施工技术

梁拱组合体系桥呈现出优良、稳定的经济指标与美观的外形，特别适合于软土地区和桥面标高与通航净空均受限的地区，同时也可以作为城市景观桥设计。

某河大桥为单承载面连续梁拱梁组合体系结构，由于拱的刚度与主梁的刚度之比较小，吊杆力不会太大，拱起的作用更偏重于景观方面的考虑。鉴于吊杆两端的锚固形式，为方便施工、节约成本、缩短工期，吊杆张拉采用无应力状态控制法，即吊杆按无应力长度进行安装，后期随着施工进行，在控制阶段对索力进行多轮张拉、调索操作，成桥后索力达到理论索力值。

1.研究的必要性

某桥为斜靠式高低异形拱梁组合结构，结构形式新颖，受力复杂，同时跟普通的三跨连续梁拱组合桥梁相比，由于高低拱矢高的差距导致梁、拱受力性能发生了变化。另一方面，该桥在施工过程中采用先梁后拱的施工方式，施工过程漫长而复杂，结构体系也在不断的发生变化。为做好该桥后期的施工控制工作，前期需要对桥的受力性能做全面、详细的分析，通过模型分析来确定高低异形拱梁桥在施工过程中各个阶段的理想状态，依照理想状态分析结果与实测数据的对比来指导施工，确保结构最终的线形和受力状态满足要求。

在吊杆张拉过程中，吊杆作为一种传递荷载的构件，其索力的改变会引起结构体系的内力重分布，对结构变形、刚度和内力都会产生很大的影响。为能使结构受力合理，减少现场施工的工作量，对吊杆进行张拉次序和张拉力分析是非常必要的。

2.连续梁拱组合式桥梁的产生和分类

近年来，桥梁工程建设的技术经历了飞跃式的发展，特别是对大跨度桥梁而言，越来越多的悬索桥和斜拉桥建成通车。但是针对于悬索桥和斜拉桥的造价费用，显然悬索桥和斜拉桥的经济跨度至少要大于。对于目前跨度的桥梁来说，一般主要采用混凝土拱桥和预应力混凝土连续梁桥对于中小跨径结构，由于混凝土拱桥所用材料相对于其它桥型较少，施工技术要求也相对简单一些，又能充分发挥混凝土材料受压性能的特点，建设费用较低，因此混凝土拱桥在我国的山区、丘陵和土体较硬的地区，得到了广泛的应用。

梁拱组合体系桥主要分为类：简支梁拱组合体系桥、连续梁拱组合体系桥、悬臂梁拱组合体系桥和衍式梁拱组合体系桥。实践中已经建好的连续梁拱组合体系有许多种，根据桥面系所在结构位置可以分为上承式、中承式及下承式。几种形式分别见图1-3这三种形式的桥梁，系梁都需要布置预应力钢束，拱助多采用钢筋混凝土或钢管混凝土组合，桥梁结构形式、受力特点等也不同于普通的连续梁桥。

图1上承式连续梁拱组合桥

图2中承式连续梁拱组合桥

图3下承式连续梁拱组合桥

3.重难点分析

①施工工期紧，施工压力大。本桥结构分块较多，桥梁宽度大，桥梁结构复杂，吊装难度大。在支墩上分段拼接钢箱梁一定要注意标高控制，保证桥面线形及结构受力安全。

②吊杆安装是本桥施工的关键，拟采用无应力状态法控制，以吊杆的无应力长度为基准进行安装，后期随着施工的进行，根据实际受力情况进行必要的张拉及索力调整工作。

③主梁临时支墩的拆除顺序需要引起足够重视，柔拱刚梁，吊杆对主梁的支撑作用不会太大，大部分荷载将由主梁承担，所以拆架时主梁并没有脱架，拆架方案需提前制定好，以保证结构受力安全。

4.防止支座脱空施工措施

防止支座脱空的基本原则为在支座未受力前，不得将两侧半幅箱梁通过横梁连接在一起，也就是半幅箱梁先连接为一体后，拆除桥墩位置的临时支撑，使梁体下落后与支座紧密接触，形成每半幅梁横向有两个支座支撑的静定体系后，再将两侧的半幅箱梁连为整幅后整体受力。

5. 某大桥为矢高不等的异形拱连续梁结构，施工复杂，同时拱助作为受压构件，系梁作为受弯构件，梁拱结合处拱脚位置的安全性比较突出，因此要对施工过程拱脚位置的应力大小进行分析。同时梁、拱均采用混凝土材料，吊杆张拉过程中要防止吊杆力过大，导致局部混凝土被拉裂的情况。本章采用大型通用软件对青阳大桥进行了施工过程仿真分析，针对施工过程中容易出现的问题给予了分析计算，以此来指导施工，确保施工过程中结构的安全性。

5.1施工步驟

对于下承式高低异形拱梁组合桥进行施工阶段的位移和受力状态分析时，最关键的问题是如何通过有限元分析软件精确的模拟施工过程。而要能正确、精确的仿真施工过程，首先要了解该桥梁具体的施工过程。青阳大桥采用了先梁后拱再吊杆的施工方法。施工步骤如下：

①满堂支架上绕筑系梁混凝土，

②张拉纵向预应力钢束

③拆除边跨系梁的满堂支架

④系梁上搭设拱肋临时支架和模板

⑤安装横撑，现场绕注拱助

⑥拆除拱助支架，安装吊杆

⑦第一轮次吊杆张拉

⑧第二轮次吊杆张拉，调整吊杆力

⑨拆除系梁底部的满堂支架和军用梁

⑩进行桥面二期恒载的铺设。

6.大跨径连续桥梁技术具体应用

6.1 斜拉桥

斜拉桥施工重点为索塔、主梁、钢主梁、长拉索等环节的施工。对于混凝土主梁来讲，主要是通过挂篮悬浇形式展开施工，定期针对挂篮展开检验、试拼、预压，并对相关性能进行测定，施工时需通过控制温度解决变形和支撑产生的影响。对于索塔来讲，施工时需使用劲性质骨架挂模方式，结合索塔材料、结构选择施工设备和施工方法。对于长拉索来讲，施工时需考虑抗震能力及抗风能力，运用将一方固定的方式对震动产生的影响进行校验。对于钢主梁施工来讲，需使用与设计标准相符合的材料，安装过程中关注温度变化对形状及材料尺寸产生的影响。对于合龙梁段施工来讲，需运用避免施工荷载出现超平衡变化的方式，防止出现裂缝。

6.2悬索桥

施工过程中，需关注锚道的面积架设及索力调整，同时需关注吊装、锚定混凝土施工。锚面架设主要是关注承重索垂度及监测塔平移程度，进行索力调整时需考虑设计参数及施工现场中的测量值。吊装需关注塔顶位移及设计要求，对安装顺序进行合理安排，并对合龙长度进行及时修正，保证节段时间实际预留空隙，充分保证施工安全性。

6.3拱桥

拱桥有着悠久的发展历史，与现代运用的无支架施工技术对比鲜明，拱桥属于城市中大跨径连续桥梁主要类型之一，施工技术越来越完善，施工时体现出技术性、经济性及协调性，

能够最大限度地实现经济效益，并呈现出较好的应用效果。

7.做好施工控制

施工控制可以从以下4个方面进行：一是应力控制。应力控制主要是针对成桥是否达到设计要求进行检测，也是工程施工对质量进行控制的关键。一般情况下，可以将桥梁断层视为控制截面展开测试，这种方式的运用能够更好地认识桥梁结构应力情况，属于桥梁在建成之后的重要检测手段。二是稳定控制。桥梁结构是否稳定对桥梁使用有重要影响。桥梁实际施工时，不仅需严格控制结构，还应对结构稳定性展开有效控制。就当前桥梁建设来讲，跨径度逐渐增加，但是在此情况下却未能针对荷载问题形成相应反应机制，这是桥梁建设中需重点思考的问题。因此开展桥梁施工时，需注重监督和控制结构稳定性，降低事故发生概率，避免桥梁使用时存在较大安全隐患。三是线形控制。桥梁结构在实际施工时，绕曲变形问题频发，产生比较严重的后果，其中主要体现在桥梁结构会出现永久偏离，难以再次合龙。因此，桥梁结构在实际施工时线性控制十分重要，相关部门需加强问题控制和监督，保证桥梁结构的安全性。四是安全控制。对于建设工程来讲，保证施工安全是最重要的问题，施工安全与施工能否顺利进行紧密相关，因此桥梁施工中必须充分重视施工安全。

结语

通过对强梁弱拱异形拱—梁组合体系桥梁主要施工方案进行研究，确保了综合通道跨越

潇河高速桥梁的施工安全，并为后续类似桥梁工程的施工提供一定的参考。随着经济发展与科技进步，桥梁在结构形式上变得更加复杂，跨度不断增大，运用的施工技术也越发先进，大跨径连续桥梁技术的运用能够保证工程质量，提升工程建设水平，应用前景十分广阔。在实际运用时，需做好上部结构、基础结构、混凝土施工等工作，不断改进与优化技术，提升技术实践水平，运用于桥梁工程建设时需充分发挥自身作用与价值，保证桥梁建设的社会效益与经济效益。

参考文献:

1. 太原市政工程设计研究院． 晋中市综合通道( 蕴华西街 ～ 二广高速) 潇河大桥建设工程［Z］． 2018．

2. 黄秋霞．市政道路桥梁施工的质量控制和管理措施分析［J］．建材与装饰，2020（2）：229-230．

3. 李昊添．桥梁工程建设中大跨径连续刚构线性施工技术［J］．中国高新科技，2019（14）：50-52．