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桥梁施工方法
一座桥梁的最终造价是建造桥梁结构物的材料费用与这项工程相关的机械费用和临时工程及劳动力的费用的总和。材料的费用能够被预算的相当准确的,承包商们借助施工经验是能够估算施工机械和劳动力的费用的。但是劳动力的费用是不能够精确分析的。最近的一项比较有竞争力的设计试图通过减少临时工程和工程的工期来革新施工方法。
桥梁上部结构比较适宜的施工方法将随施工场地不同而不同,并主要取决于桥梁的长度和跨度、桥梁的类型、基础条件及其所使用的材料。例如:现场浇注混凝土的施工方法适用于40米以下的短跨径桥梁,如果河床在一年中的大部分时间是干燥的,那么预应力混凝土悬臂施工方法在有通航要求的大跨桥梁中是比较合适的。现在的发展趋势是尽可能避免使用台架施工,而在最大程度上采用预制构件;另一方面,起重机、滑拽梁等施工机械的应用范围也越来越广。这些都是从对施工方法的密切关注甚至是设计过程的密切关注而取得的巨大收获,
小跨度桥梁
当桥梁的跨度小于40米左右时,它的上部结构可以通过支承在地面上的趾甲施工。其它的施工方法中的梁可以整体预制,然后利用顶推梁或起重机架设。如果这座桥梁是等跨的,在后一种施工方法中,由于架设设备而增加的费用和由于施工工期短
大跨度桥梁
大跨度桥梁经常是连续梁形式或悬臂梁形式的预应力混凝土桥梁。以前许多的施工方法已发展为连续梁桥的施工方法。如果模板和地面之间的距离较小并且土质坚硬,桥梁的上部结构可以使用支架施工方法。不过这种施工方法已经越来越过时了。目前,自由悬臂法和移动模架法的应用渐广并能节省时间和提高安全性。
移动模架法是利用固定在钢制台架上的移动系统而形成,这种系统能够达到一跨长并支承在一端支承在桥墩上并借助于第二根钢导梁逐跨移动的钢梁上。
一种经济的施工方法是被广泛知晓的由Baur-leonhard团队所发展的使用广泛的顶推法。整个的连续梁被划分成10-30米长度的节段,这种划分主要依据跨径和能够利用的施工时间。每个节段在桥台后面的钢模上能够快速浇注,钢模可以周转使用而浇注所有的节段。这样设计模板是为了能够横向移动或在铰上转动,以便在混凝土充分硬化后脱模。在第一节段的顶端安装上一个由轻型桁架组成的钢导梁,以实现第一节段以后的节段顺利架设而防止在施工出现过大的悬臂部分。第二节段及以后的节段可以直接在第一节段的硬化面上浇注并在施工过程中将节段连接起来。顶推是通过支承在桥台上的液压千斤顶实现的,由于聚四氟乙烯的滑块的摩擦系数只有0.02,低效能的千斤顶就足够完成长度甚至达数百米的桥梁的顶推。这种方法可以应用在长度在120
自由悬臂法是由法国的Dyckerhoff和Willmann所创始。这种施工方法中,桥梁的上部结构是通过节段长度基本在3.5米
另一种施工方法是整体沉箱法。沉箱是一种底边有刃脚的大型圆筒,其刃脚可以切入水底。当压缩空气进入沉箱内部时水就会被排出。沉箱的利用必须严加注意。首先,工人们只能在这种压缩空气的空间里呆很短的时间;另一方面,如果工人们从沉箱进入正常的大气压条件下过于迅速,他们将比较容易患上潜水病(也被称作沉箱病),这在能使人致残的甚至致命的环境中由于血液中氧气过多所引起的一种病。
当St.louis市的密西西比河Eads上的桥在1867-1874年施工时,由于人们对在压缩空气中工作的危险性认识不足,最后由于患潜水病而导致14人死亡。
当在桥墩上有外力作用时,基桩经常需要嵌入基岩,也就是说它们的下部一直延伸到基岩。这种方法曾经用来建造位于强风和地震区域的旧金山金门大桥的桥墩。钻孔是在水下由深水潜水员进行的。
在不能到达基岩的地方,桩通常被打进河床。今天,在施工的基桩基本上是预应力混凝土结构。在建造纽约哈德逊河上的泰平.吉桥时所采用的一种巧妙技术是将一个空心混凝土箱置于桥桩层上,当它里面的水被抽干时,它的浮力足够支承桥梁重力的一大部分。
每一种类型的桥梁实际上代表了特殊的问题。许多桁架桥的施工是先将桥上桁架运到已施工完毕的基桩位置,然后再利用千斤顶或起重机架设到适当位置。拱桥是在脚手架或临时脚手架上施工的,这种方法通常用于预应力混凝土拱桥。然而对钢拱桥来说已发展了一种技术,用这种技术将已装好的部分借助起支承作用的钢索控制就位(钢拱在安装过程中还没有合拢前,是两个悬臂,需要用钢索拉住两个悬臂以免倾倒)。当钢索中的拉力增加时,起重机就沿着拱桥的顶部移动以架设新的钢拱。
对悬索桥来说,需要首先施工基础和索塔。这时钢索从锚碇(一个固定钢索的大混凝土块)穿过直至索塔并且通过另一索塔而锚固在锚碇上,然后从卷线盘上放松钢索的轮子沿着钢索运动,当卷线盘到达另一面时,另一根钢丝又装进卷线盘并最终到达它的原位置。当所有的钢索被放在固定的位置后,另一台机器沿着钢索移动并对其进行张拉锚固。当钢索施工完毕时,逐渐开始在支架上从两端向中间施
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