连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术探讨

摘要：我国的桥梁工程项目与日俱增，桥梁作为社会生活中不可或缺的基础交通设施，其施工质量的优劣对人民的生命财产安全具有直接影响。对于连续梁拱组合桥梁的施工来说，其上部结构的施工技术尤为关键，若施工技术不合理，将会对整个桥梁造成严重的安全质量隐患。文章针对连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术进行了探究和讨论。

关键词：连续梁拱组合桥梁；上部结构；施工关键技术；桥梁工程；基础设施建设 文献标识码：A

中图分类号：U455 文章编号：1009-2374（2016）13-0110-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.13.053

近年来，我国城市建设的步伐显著加快，城市各项基础设施也逐渐趋于完善，桥梁在城市建设与发展中占据重要地位。随着城市人口的增加，交通拥堵现象日益严重，每年发生的交通事故不计其数，为了改善这一状况，越来越多的城市开始扩大桥梁兴建的规模，并广泛修建梁拱组合式桥梁，该类型的桥梁具有普通拱式桥梁和梁式桥梁的优点，对软土地基产生的不良影响较小，但该类型桥梁的施工技术也相对复杂，要求施工人员必须具备专业知识与技能，全面掌握连续梁拱式桥梁上部结构的关键施工技术，从而确保桥梁质量达标。

1 连续梁拱组合桥梁上部结构施工中存在的问题

目前，我国的桥梁结构类型多种多样，不同类型的桥梁在施工技术工艺方面也有很大差异，因此，施工者必须根据桥梁的实际情况，采取恰当的施工技术与工艺。此外，每一种桥梁在不同的施工阶段和部位采取的施工方法也大有不同，这是由于各施工阶段产生的内力是不同的，要保证施工方法运用得当首先就必须研究桥梁施工过程中的变形与内力之间的关系。对于连续梁拱组合桥梁来说，由于其跨度较大，施工过程中运用的机器设备的操作也相对复杂，再加上材料重量的影响，很容易在施工过程中遇到困难。一般情况下，连续梁拱组合桥梁上部结构施工中存在的问题主要有以下五个方面：

1.1 受力不合理

与其他类型的桥梁相比，连续梁拱组合桥梁的跨度往往比较大，在其上部结构的施工中，主拱和主梁受内力的影响较大，产生变形变化的可能性也较高，若在施工过程中出现桥梁主体结构受力不合理的情况，必定会对桥梁造成损害，有时甚至会导致巨大的安全事故发生，造成无法估量的损失。

1.2 温度等环境因素的不良影响

连续梁拱组合桥梁比单一型结构的桥梁施工更加复杂，对技术的要求也更高，再加上其施工周期一般较长，施工中诸多环节都需要用到混凝土材料，且混凝土浇筑的面积较大。众所周知，混凝土材料本身受周围环境因素的影响较明显，包括周围环境的温度、湿度等，一旦施工场地出现较大的温差，而相关人员又没有做好混凝土的保温养护工作时，就很可能导致混凝土的强度发生变化，最终影响到施工效果。

1.3 桥梁的不对称施工

该类型桥梁在施工过程中往往会用到悬臂对称的施工方法，基于桥梁结构的特点，在运用悬臂对称施工法的时候，必须保证主梁与其对称梁的长度相等。然而，由于各对称梁的质量并不完全相同，再加上桥梁本身具有较大的跨度，很容易造成桥梁上部结构施工的不对称，这种不对称施工会造成桥梁中墩的内力发生明显变化，情况严重时还很可能导致桥梁变形坍塌。

1.4 主拱结构破坏

连续梁拱组合桥梁上部为主拱结构，主拱结构的架设一般采用支架法进行操作，一些施工人员由于专业素质偏低，直接将支架设置在主梁结构上，对主梁结构造成不良影响。此外，在架设过程中，支架支座的沉降和变形也会对上部主拱结构的受力产生影响，导致其受力增大，一旦主拱结构受力超出一定限制，就会造成桥梁主体结构发生难以弥补的毁坏。

1.5 吊杆张拉不科学

在连续梁拱组合桥梁上部结构施工中通常需要运用到吊杆张拉法，该技术方法的施工对施工人员的专业素质要求较高，要求施工人员必须正确把握拉力的大小以及张拉的程序。然而，在实际施工中，往往会在这两方面出现问题，吊杆力度变化幅度过大，导致桥梁受力不合理，桥面线形发生变化，有时甚至会导致主梁结构发生严重破坏。

2 连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术

2.1 上部结构主梁施工过程中的关键技术分析

2.1.1 上部结构主梁施工技术。在对主梁进行施工的过程中，应遵循“先梁后拱”的施工程序，也就是说，施工人员应当首先完成连续梁的施工，然后在梁上架设拱肋支架，并在支架上安装横撑和斜撑，通过泵管输送混凝土，按照设计要求浇筑混凝土，直到混凝土的强度以及弹性模量达到设计标准之后，方可进行安装吊杆和张拉吊杆的工作，最后再拆除临时搭设的支架，从而完成梁拱组合结构的施工。在施工过程中，施工人员应注意对各个关键数值的把握，正常情况下，边支座中心与梁端的距离应为0.8m左右，中支点处梁的高度应为8m左右，各吊杆处应当设置15道横隔墙，隔墙的厚度应为0.35m。

2.1.2 支架预设。当完成支架拼装的工作后，应当对支架进行加载预压，该过程应当以模板、混凝土的自重以及相关机器设备的自重作为依据，尽量减少支架和地基的非弹性变形对结构产生不良影响，遇到地基情况过差时，应当首先对地基进行加固处理，以满足施工对地基的强度要求。此外，还应当对支架的安全性进行深入检测，以防止出现支架变形造成主梁裂缝、坍塌的情况。

2.1.3 普通构造钢筋的设置。在实际施工过程中，由于预应力箱梁的体积较大，承受自身重量以及外界荷载也比较大，若采用表面光滑的钢筋，其与混凝土的贴合度偏低且直径较小，很容易受到水化热产生的温度应力的不良影响，进而造成梁体混凝土出现裂缝，因此设计人员应采用表面有螺纹的钢筋，并加大钢筋的直径，提高其抗拉能力，从而降低钢筋出现裂纹的几率。

2.2 上部结构主拱施工过程中的关键技术分析

2.2.1 上部结构主拱肋架设方法。在进行主拱肋的搭设时，应采用支架施工法，一般来说，在浇筑混凝土拱肋之时，应当采用满堂支架法进行施工，首先在支架上按照一定的设计要求搭设模板，然后进行混凝土的浇筑工作，若拱肋属于预制拼装结构，则应当采用少支架施工法或者满堂支架局部加密的施工方法，通常情况下，支架法的施工应注意消除地基的沉降和支架的非弹性变形，设计人员应科学计算拱肋的预拱度值，并在支架上方安装千斤顶用于调整拱肋的垂直高度及水平宽度，支架法施工的主要优点在于对设备的要求不高，且能够对拱肋线形进行灵活调整。主拱肋的具体架设方法如图1所示：

2.2.2 支架合理落架方式。连续梁拱组合桥梁的拱肋支架一般是直接搭设在主梁结构上，在该环节的施工中应尤其注意支架的落架方式，当支架未落架时，拱肋不承担荷载，在落架的过程中，拱肋将依靠自身刚度逐渐承担荷载，支架落架的安全性和稳定性与钢管拱肋的焊接质量息息相关，若焊接不紧密，支架落架的稳定性自然就会下降，在支架落架的同时，应当进行实时监控与测量，一旦发现异常情况应及时停止操作。施工人员必须保证桥梁支架在卸落过程中受力均匀，采用对称卸载的方法，在横桥向和纵桥向两个方向上分别进行卸落，具体落架过程如下：首先，应卸落拱顶部的支架，卸落量应为1cm；其次，应按照从大到小的顺序分别卸落第四片、第三片、第二片和第一片吊装拱肋末端支架，卸落量均为0.5cm；再次，应卸落拱肋底部的支架，卸落量应为0.3cm；最后，应按照上述步骤重复进行支架的卸落，直到支架完全落架。现场监测人员应当在每一次支架卸落作业时记录拱肋的变形量，以保证支架卸落的安全性和稳定性。

2.3 上部结构吊杆施工过程中的关键技术分析

2.3.1 吊杆张拉力有限元模型的建立。在进行吊杆施工之前，首先必须建立一个科学合理的吊杆张拉力有限元模型，设计人员应采用桥梁结构分析软件MIDAS或者CIVLI建立有限元模型，然后进行相关的计算，拱肋应采用梁单元或折算刚度进行模拟，吊杆则应当采用桁架单元进行模拟。

2.3.2 吊杆张拉次序的优化。在实际张拉吊杆的过程中，若要做到一次张拉到位，必然会产生较大的初始张拉力，对桥梁整体结构产生较大的内力，很容易造成桥梁发生变形损害。因此施工人员应采取优化吊杆张拉次序的方法，最大限度减小吊杆的初始张拉力，从而减小对桥梁的不利影响，将初始张拉力进行均匀分配，避免出现过大的内力，这样才能保证桥梁保持最佳的线形。实际施工中，若假定目标张力为10，根据三种不同的张拉次序进行初始张拉力的分配，具体张拉次序如表1所示：

2.3.3 吊杆张拉力的优化。要保证连续梁拱组合桥梁上部结构吊杆的施工质量，首先必须优化吊杆张拉力。在对吊杆进行张拉时应采用对称张拉的方法，力求上下左右对称，相同吊杆的张拉力必须相等，从理论上讲，吊杆的张拉应做到一次到位，但是现实中，由于受到吊杆制作材料、强度以及施工环境等因素的影响，一次张拉往往不能达到标准要求，这就需要在施工中采用分级多次张拉的方法，直到吊杆张拉达到标准值。在张拉的过程中，应当对张拉力不断进行调整，并对吊杆的内力进行重新分布，以确保张拉效果。

3 结语

综上所述，连续梁拱组合桥梁上部结构的施工是一项专业性、系统性、综合性、长期性的工作，在施工过程中经常出现各种问题，包括受力不合理、吊杆张拉不科学等，因此，施工人员必须加强对施工关键技术的控制，只有这样才能确保桥梁施工的质量，促进城市经济建设水平的提升。

参考文献

[1] 何永泉.连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术研

究[J].价值工程，2015，（11）.

[2] 曾勇霖.连续梁拱组合桥梁上部结构施工关键技术研

究[J].科技创新导报，2013，（34）.

作者简介：马书堂（1981-），男，河南兰考人，中铁十一局集团第二工程有限公司工程师，研究方向：工程施工。