什么是混凝土桥架设?

[拼音]：hunningtuqiao jiashe

[外文]：concrete bridge erection

将混凝土桥（包括素混凝土桥、钢筋混凝土桥及预应力混凝土桥）的预制节段或构件拼装成桥并架设就位的施工过程。以往，混凝土桥是在支架上现浇的，其施工方法和钢桥架设方法区别较大。随着预应力混凝土技术的发展，过去用于钢桥的架设方法，也逐步应用到混凝土桥。就施工而言，现浇混凝土桥的方法，可以同预制件混凝土桥架设的方法，并在一起论述。混凝土桥架设施工方法，按桥梁主要承重结构在施工阶段的受力状态，可归纳为：支架施工，悬臂施工和整体架设三类（见桥梁施工、钢桥架设）。

包括膺架法、拱架法、移动式支架法等。

混凝土桥可在落地式膺架(也称脚手架)上现浇或拼装预制节段。由于混凝土桥的自重较大，膺架需按沉落量设置预加拱度，并安装落梁装置。如需跨越深沟或通航河流，可用整孔脚手钢梁代替落地式膺架，或在膺架中设置一部分脚手钢梁。有的混凝土桥承担悬臂弯矩的能力很小，不能采用悬臂施工；若在桥位设置膺架现浇或拼装，又受地形限制难以实现。遇此情况，只能在岸上浇制或拼装后，沿膺架或脚手钢梁顶面拖拉就位。中国兰州新城黄河桥(1959年)跨度62.4米的拱、梁组合结构（见彩图）就是这样架设的。

拱桥可在拱架上现浇或拼装预制节段。早期的混凝土拱桥，在木拱架上灌筑。40年代以后，逐步改用钢拱架施工。法国普卢加斯泰勒(Plougastal)三孔净跨171.7米公铁两用拱桥，在1930年用一套带系杆的木拱架，两端托在驳船上浮运到位，逐孔灌筑拱肋。西班牙埃斯拉拱桥（1939年）净跨192.4米，用悬吊在临时缆索上的轻型钢拱架，分8次灌筑拱圈的截面，并将拱架筑在混凝土内。每次灌筑达到一定强度后，用千斤顶在拱顶预留的楔口上施加推力，使之承担一部分恒载，故所用的拱架很轻。跨度 228米的苏联第聂伯河公铁两用上承式拱桥（1952年），在常备式钢拱架上分层灌筑拱肋，拱架桁高6米，共28片，用钢量较大。跨度150米的中国丰（台）沙（城）铁路永定河七号中承式拱桥(1966年)，也是在常备式钢拱架上拼装预制构件拱肋的。由于设计时考虑拱肋底板合龙后能和拱架共同受力，拱架的用钢量减为700吨左右。澳大利亚格莱兹维尔拱桥 (1964年)，跨度304.8米，桥宽26.5米，横向分为四条箱形拱肋，在钢拱架上拼装预制节段。拱架为折线支架，用一孔67米的钢桁架跨越通航河段，两端为多孔18.3米的钢梁支承在钢管排架上。拱架的宽度按一条拱肋设计，拼完一条后在桩基上横移，拼装下一条拱肋。由于桩基础不能重复使用。工程造价仍较昂贵。

也称逐孔施工法。中等跨度的混凝土梁桥，可用移动式模架逐孔现浇，或用移动支架逐孔拼装。

（1）移动式模架法。模架由可移动的钢支架(桁架或箱梁)和制梁机组(包括模板、灌筑棚、张锚设备及有关机具)组成，分上承和下承式两种。长度约为桥跨的1.5～2.5倍。灌筑时，模架的支腿支承在桥墩上；模架前移时，后支腿在制成的梁上移动，中间及前支腿交替支承在前方桥墩上。此法的机械化施工程度较高，浇制一孔30～60米的预应力混凝土梁，只要10～20天，但模架的体积庞大，设备投资较多，故仅适用于桥位较高，桥梁外形大致相同的连续多跨长桥或高架桥。联邦德国的凯蒂格尔坡 (Kettiger Hang)桥(1955年)最早使用移动模架逐孔现浇施工。以后，其他国家亦相继采用此法建成一些中等跨度的长桥，如1975年日本建成的北上川铁路桥，为45孔30米、48孔32米及7孔47.71米的双线简支梁；1980年瑞士建成的贝肯里德高架桥为 40+55×55+50+35米的连续梁；中国公路桥梁公司1983年在伊拉克承建的摩苏尔四号桥为44+10×56+44米的连续梁等。

（2）移动支架法。支架用钢桁架制成，分上承和下承两种。上承式支架支承在桥墩上，长度大致等于桥梁的跨度。在支架上拼完一孔混凝土梁后，用起重机将支架吊出，架设到下一孔继续拼装。下承式支架较长，支承在前方桥墩及已完成的梁上，移动时可向前推进。此法的施工进度较快，并能控制拼装的质量。美国的长礁(Long Key)桥全长3.7公里，用上承式支架逐孔拼装跨度 36米（两端孔为34.4米）的连续梁（8孔一联），平均每周拼装2.25孔。另一座用同法施工的7英里桥，全长10.6公里，用下承式支架逐孔拼装跨度41米（两端孔为25及43米）的连续梁（7孔一联），最快一周可拼装6孔。

包括悬臂灌筑法、悬臂拼装法、顶推法等。悬臂的方式有：全悬臂、半悬臂、单悬臂、平衡悬臂等。

简称悬浇法。

（1）梁式桥悬浇法。混凝土梁桥可在悬臂端设置吊篮，在吊篮内灌筑混凝土节段，并张锚预应力筋，然后将吊篮前移，逐段悬臂灌筑。悬浇节段的长度一般为3～5米，施工周期 7天左右。此法的适用范围较广，大跨度预应力混凝土梁桥，宜用平衡悬臂法灌筑，以减小悬臂的长度。中等跨度梁式桥，可以单悬臂灌筑。早在30年代初，钢筋混凝土梁桥就用过悬浇法施工(见桥梁工程发展史)。但是，直到50年代，这种施工方法和预应力混凝土技术相结合以后，才充分发挥它的优越性，为混凝土梁桥向大跨度发展创造条件。

1953年，联邦德国用平衡悬臂法灌筑主跨114.2米的沃尔姆斯T形刚构桥，它是第一座跨度超过100米的预应力混凝土桥。1964年，以同样的施工方法建成本多夫T形刚构桥（见彩图），主跨达208米。此后，其他国家用悬浇法又建造一些跨度超过200米的预应力混凝土桥，如日本在1972～1976年接连建成浦户 (主跨230米)、彦岛(236米)、滨名（240米）等三座T形刚构桥；1977年，在太平洋加罗林群岛建成主跨240.8米的科罗尔—巴伯尔图阿普有铰连续梁桥;澳大利亚正在施工主跨260米的布里斯班的加特韦(Gateway)连续刚架桥等。中国柳州柳江公路桥 (1967年)主跨124米的T形刚构，成（都）昆(明)铁路孙水河5号桥（1970年），32.3+64.6+32.3米铰式连续梁，重庆长江公路桥（1980年，见彩图）主跨174米的T形刚构及主跨111米的沙洋汉江公路桥(1985年，图1)，均采用悬浇法施工。

（2）拱桥悬浇法。钢筋混凝土拱桥的跨度，虽然在60年代已超过300米，但由于采用拱架施工，造价方面难与预应力混凝土梁桥相竞争。因此，60年代后期，拱桥开始寻求新的施工途径，采用无支架的方法，从两端悬臂浇筑，在跨中合龙。由于拱肋截面的抗弯能力较弱，拱桥悬臂施工要有临时支承协助承受悬臂的弯矩。临时支承的方法：可在拱端设置塔索，吊住悬伸的拱肋；或设置拉杆与拱肋及拱上立柱构成悬臂的桁拱。1966年，南斯拉夫用塔索法悬臂灌筑跨度 246.4米的希贝尼克公路拱桥。一年以后，又以同样的施工方法建成跨度193.2米的帕格岛公路拱桥。此后，其他国家也用悬浇法建成一些大跨度拱桥。例如:跨度154.4米的联邦德国内卡河公路拱桥（1977年），及跨度272米的南非布劳克朗斯公路拱桥（1983年）等，均采用塔索法悬臂灌筑。日本赤谷川双线铁路桥（1979年），为跨度126米的拱、梁组合结构，是用斜拉杆组成悬臂桁拱的方法悬浇施工。

简称悬拼法。

（1）梁式桥悬拼法。预应力混凝土梁桥可预制成节段悬臂拼装架设。和悬浇法相比，悬拼法除具有工厂预制节段的优点外（见混凝土桥制造），主要的特点是施工进度快，但需用吊装能力较大的起重设备，悬拼接缝也需要较高的工艺。节段间的接缝，一般分为宽接缝和密接灌注接缝。宽接缝填充混凝土或干硬性水泥砂浆，故也称湿接缝。密接灌注接缝为用环氧树脂，并可设剪力键传递剪力的接缝。节段的吊装，可用常备的吊机（可设在悬臂端、或岸上、或船上），但更适用的是推进式支架。推进式支架有长短两种。短支架的长度稍大于桥跨，采用平衡悬臂拼装时，支架前端悬臂，中间支腿支承在墩顶的梁上，后支腿支承在拼好的梁上。长支架的长度约为桥跨的两倍，悬拼时三个支腿均支承在桥墩上;支架前进时，后支腿在制成梁上移动，中间及前支腿交替支承在前方桥墩。由于推进式支架的成本随跨度的加大而剧增，目前多在跨度不超过 100米的多跨桥中采用。荷兰东斯海尔德桥（1965年，见彩图）的55孔91.4米及法国奥莱龙桥（1966年）的26孔79米的T形刚构，均采用平衡悬臂拼装架设。东斯海尔德桥的节段重190～275吨，用长支架吊装悬拼，接缝填充混凝土，平均进度每孔1.5周。奥莱龙桥的节段较轻，仅重42～75吨，用短支架吊装悬拼，节段间为密接灌注接缝，施工周期平均每孔8～10天。中国成(都)昆(明)铁路旧庄河桥（1966年）24+48+24米有铰连续梁及兰州城关黄河公路桥（1979年）47+3×70+47米连续梁等，均为悬拼法施工。

（2）拱桥悬拼法。大跨度拱桥悬臂施工，除悬臂浇筑外，还可采用塔索或用拉杆和拱肋及立柱临时构成悬臂桁拱的方法，进行悬臂拼装。1979年，中国建成跨度150米的宜宾金沙江公路拱桥，就是用塔索协助悬臂拼成的。1980年，南斯拉夫建成以跨度390米闻名的克尔克桥（见彩图），其拱肋为预制构件拼装的单箱三室截面，先悬拼中间一室，并用滑模现浇拱上立柱，另在桥面位置及拱腹间设置水平拉杆及斜杆，和拱肋及立柱临时构成悬臂的桁架拱，用两台10吨缆索吊机吊装构件，从两端悬拼至跨中合龙，悬臂长度达195米(图2)；最后，拼装拱肋的两侧室，完成全拱截面，并在拱顶设千斤顶进行应力调整。中国浙江嵊县清风桥 （1979年）2孔92米箱拱，也用类似的方法悬拼施工。

中等跨度的预应力混凝土连续梁，在桥头路堤上分节段现浇或拼装，用千斤顶顶推使其在滑道上纵移，悬臂架设就位。此法是在拖拉法（见钢桥架设）的基础上发展起来的，其特点为：不需要支架和大型机械设备，工程质量容易控制，边浇制边顶推占用场地少，冬季防寒简便，施工不受季节影响，但仅能用于等高度的梁桥，桥上线路应为直线或等半径的曲线。顶推的滑道用聚四氟乙烯板和镍铬钢板组成，滑移面的摩擦系数为0.02～0.04。顶推的方法有两种：

（1）用竖直千斤顶将梁顶高5～10毫米左右，使之脱离支垛，启动水平千斤顶推动竖直顶连同梁体在滑道上纵移(图3a)。此法也可简化为竖直千斤顶位置固定，仅作顶落梁之用，梁体支承在另一个滑座上，用水平千斤顶推动(也可用穿心式水平顶拉曳）滑座连同梁体在滑道上纵移（图3b）。

（2）用位置固定的穿心式水平千斤顶，通过拉杆及锚板直接拉曳梁体在滑道上纵移（图3c）。顶推的反力集中作用在一处的称为集中顶推；分散在各个墩台的称为多点顶推。多点顶推的施工进度快，桥墩受到的水平力较小。为减小顶推的悬臂弯矩，可在梁端加设导梁，或设置塔索吊住悬臂端，或设置临时墩。一般情况，顶推的悬臂长度（包括导梁）以40～50米为宜。在顶推的过程中，桥梁的每个截面都要交替承受梁跨的正负弯矩，故需增设预应力筋。

1964年，委内瑞拉建成的卡罗尼河桥，为48+4×96+48米的连续梁，采用集中顶推施工。顶推时加设17米长的导梁，并在四个主跨中间各设置一个临时墩。顶推速度平均每天19.2米。南非象河铁路桥(1976年)，为11×45+45+11×45米的连续梁(中孔为简支梁)，全长1035米。施工时，将全桥23孔临时连成一整联连续梁，并设18米长的导梁，从桥的一端集中顶推，施工进度每孔7～10天。中国包头黄河公路桥（1983年），为3联4×65米的连续梁，用20米长的导梁并在每跨间设一个临时墩，采用分联多点顶推（每联重4600吨），顶推速度每小时2.7～4米。

包括整体吊装法、浮运法、转体法、横移法、架桥机架设法等。

整孔小跨度混凝土桥或混凝土桥的大型梁段，可用起重设备整体吊装架设。美国两座长38公里多的庞恰特雷恩湖堤桥(1956，1969年)，分别为17.1米和25.6米的预应力混凝土简支梁，就是纵向分片预制，用浮吊整体吊装架设的，每天完成8～10孔。中国广东容奇公路桥（1984年）为73.5+3×90+73.5米连续梁，使用浮吊整体吊装500吨大型梁段。

混凝土桥也可采用浮运架设。科特迪瓦阿比让公铁两用桥（1957年）为8孔46.5米简支梁，每片重800吨，采用浮运法架设。苏联卢日尼克公路和地铁两用桥（1959年）为45+108+45米三跨连续系杆拱，中跨为全拱，边跨为半拱，在岸边分片拼装，经在中跨两端设临时塔架，塔顶用拉杆相连，且用斜杆吊住边跨，组成全重约5500吨的无推力结构，置于浮驳上浮运架设就位，然后拆除临时塔架及拉杆。

混凝土斜张桥或拱桥，可分作两个半跨，在两岸利用地形及简单支架灌筑或拼装后，以索塔或墩台为中心，在水平面内整体旋转就位合龙。转体法的特点是：施工设备简单，质量容易控制，并能节省支架用料。转体的滑移装置，可用聚四氟乙烯板和镍铬钢板的环行滑道。奥地利多瑙运河56+119+56米的斜张桥 (1974年)，分为两半（各长111米，重3000吨）在岸边浇筑后，以索塔为中心各转体45°就位合龙。 中国四川遂宁琼江公路拱桥(1977年)跨度70米，分为两个半拱(各重1200吨)在岸上浇筑，用卷扬机牵引各转体140°左右就位合龙（图4）。

混凝土桥亦可采用横移法架设。联邦德国科隆—多伊茨桥，全长437米，分跨为132.1+184.5+120.7米。1979年要在1948年所建的钢梁一侧预留的位置处，增设一桥，经采用和钢梁同等跨度及高度的预应力混凝土连续梁，在钢梁旁边建成后，再整体横移5.3米就位。

跨度不大的铁路混凝土简支梁，常使用铁路架桥机架设。

参考书目

W.Podolny，Jr.，J.M.Muller，Construction and Desiɡn of Prestressed Concrete Seɡmental Bri-dɡes， John Wiley & Sons，New York，1982.