城市轨道交通桥梁施工工艺分析

张家维

（中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京 102600）

0 引言

城市轨道交通桥梁施工工艺经过几十年创新，进入了相对稳定的发展期。桥梁施工技术、工艺对桥梁施工具有重要影响，在施工前做好桥梁选型、关键施工工艺系统分析，可以稳定工程质量并且提高施工效率。

1 城市轨道交通桥梁选型分析

目前，在城市轨道交通桥梁建设中，桥梁类型目前主要包括简支梁体系桥梁、连续梁体系桥梁、连续刚构体系桥梁，以及由简支梁体系桥梁创新发展而来的先简支后连续体系桥梁。

简支梁体系桥梁结构简单，受力均衡，对混凝土徐变、支座不均匀沉降、温度等条件具备良好的适应能力。但存在明显结构方面的缺点：抗震性能差、相邻跨度普遍存在转向弯角造成路面不够平整的现象，而且不适合大跨度桥梁建设。因此在现代城市轨道交通桥梁建设中已较少采用。

连续刚构体系桥梁具备连续梁桥和T 形梁桥两种桥梁的优点。在施工时，可以采用先预制再拼装的施工法。但施工工序烦琐、复杂，施工效率较低，总体施工的经济性比较差，故而未被广泛采用。

连续梁体系桥梁结构强度大。在动态承载试验中，连续梁体系桥梁内部受力分布更加均匀合理，所以可以增加跨度、减小桥梁截面厚度。连续梁体系桥梁是目前城市轨道交通桥梁建设中经常采用的桥型之一。但该型桥梁对混凝土徐变以及桥体支座沉降不均匀比较敏感，在施工中需要针对其自身属性缺点进行工艺改进。

先简支后连续体系桥梁是在简支梁桥和连续梁桥基础上进行优化创新出的桥梁类型。该型桥梁结构简单、施工便捷。施工前，可以进行预制生产，充分发挥施工效益，提升建设速度。在构造上，可以取消桥墩伸缩缝，结构整体性和通过舒适性得到保障，并且桥墩支座数量减少一半，且缩小了构件尺寸，节约建材。先简支后连续体系桥梁优点明确，现阶段为城市轨道交通桥梁建设广泛采用的桥型[1]。

2 城市轨道交通常用桥型施工工艺

2.1 连续梁桥关键施工工艺

连续梁桥与简支梁桥比较，具备良好的承载能力和稳定性，但施工流程较为复杂。施工水平对桥梁未来的稳定性、承载能力等指标具有关键影响，因此必须加强对施工工艺的控制。

2.1.1 下部结构施工工艺分析

（1）桥梁基础部分施工工艺

在施工前，要对地质情况和周围环境情况进行综合评估，确定荷载的相应指标。基础施工时，预先对基础开挖位置进行精确测量，确定适宜的放坡率，并以机械形式进行明挖操作配合人工进行清槽。在此施工环节前，要对地勘资料进行缜密分析，预估渗水率范围，杜绝渗水率预估数据不准确造成基坑坍塌。基础部分开挖以连续操作为宜，避免“晾槽”现象发生，导致基底土壤的含水量不达标，影响基坑的承载能力。

（2）桥墩部分施工工艺

桥梁墩台是整个桥梁下部施工的基础，施工质量关系到整个桥体的承载力，施工一般按照如下工艺实施：（a）按照设计需求排布墩台位置。（b）按照工程设计参数对墩台和钢筋骨架进行放样，保证后续模板精确定位，保障施工精度。（c）在预定的墩台位置安放混凝土模板，强度要求满足后期混凝土振捣操作。（d）将预制钢筋骨架吊装入混凝土模板。在准备钢筋骨架前，再次认真解读施工指南和施工设计图纸，按照参数要求备好钢筋，缜密检查钢筋质量。在绑扎操作中，以工业尺进行测量和预估。在混凝土内壁与钢筋间预留符合标准的间隙，以利于混凝土顺利浇筑和浇筑之后的混凝土振捣工序正常完成。如果在检查中发现间隙不合理或其他原发性的施工瑕疵，需要迅速联系工程设计单位，进行充分评估，修改施工方案。（e）将原有基础部分预留的钢筋和吊装后的钢骨架进行捆绑和焊接，并充分检查焊点的牢固性。（f）以相同批次水泥对桥梁墩台进行一次性浇筑，充分关注混凝土搅拌、运输、浇筑、振捣等细节操作，保证混凝土浇筑参数达标。混凝土浇筑完成为桥梁墩台施工工艺流程结束。在混凝土凝结具备初步强度后，拆除预制混凝土定位模板。推荐采用人工配合机械拆除模式，发挥机械的工作效率及人工在细节处理方面的优势，避免机械操作精度不够，损坏桥梁墩台混凝土的外部结构。模板拆除完成后，组织人员按照一定顺序（自上而下，自前至后）对混凝土浇筑表层进行仔细勘查。如果发现破损，立即采用与浇筑该墩台相同参数的混凝土予以修补，达到补块与原浇筑墩台完美嵌合[2]。

2.1.2 上部结构施工工艺流程

桥梁上部结构在施工前，工程技术人员务必做好先期地质勘查、环境评估，结合工程设计要求，选择适宜的施工方式。在桥梁上部结构施工中，较常用的施工方法为满堂支架施工法和悬臂挂篮施工法。满堂支架施工法占据大量空间，外部部件多，施工工序繁杂，需要投入大量监控人员和施工辅助人员，增加工程附带预算，降低工程的经济性指标。因此，在施工自然环境和设计条件允许的情况下，推荐采用悬臂挂篮施工法。

（1）起步梁段施工工艺

首先，根据施工全程设计选定起步梁段。在起步梁段安装挂篮主体，需密切关注其平衡度参数。完成后，为保证稳定性和承载力，必须通过多条平纵联予以固定，并在桁架节点位置进行锚固。在挂篮施工开始前，需要对挂篮承载力进行检验，逐步增加挂篮荷载，用压力值传感器动态观测挂篮机构的应力数据。根据观测数据科学、精准设定挂篮施工额定载荷以及冗余度数值。悬臂挂篮机构完成施工后，施工人员需认真观察底部模板位置，如果与施工设计要求不一致，需要立即进行调整。根据施工设计标高动态调整施工位置，避免施工高度不足影响浇筑质量[3]。

（2）普通钢筋施工工艺

预应力箱梁是桥梁上部施工最重要的环节。预应力箱梁绝大部分的承载力来源于预应力钢绞线，除此之外，为了保证抗弯参数达标、提高箱梁截面抗扭性能，需要一定比例的普通钢筋参与。普通钢筋在这一施工环节中，主要以构造钢筋和受力钢筋形式，两种形式共同构成了钢筋骨架，起到固定预应力波纹管和提供承载能力的作用。在普通钢筋结构齐备后，进行绑扎、焊接预应力梁骨架施工，按照如下工艺流程进行：（a）以施工图纸为依据，按照参数要求构造钢筋骨架。（b）对预应力钢绞线走向进行准确定位。（c）构造钢筋结构焊接并检查焊点的牢固性。（d）在钢筋骨架的预定位置，安装预应力波纹管。安装完成后对安装位置进行复核，防止波纹管因施工操作发生位移。

（3）混凝土浇筑工艺

箱梁钢筋骨架和波纹管安装施工完成后，进行混凝土浇筑工序。在正式浇筑前，对预应力波纹管在箱梁中的位置进行复核，确保与施工规范要求高度一致，保障浇筑过程的工程质量。科学的施工顺序为底腹板混凝土浇筑—腹板混凝土浇筑—顶腹板混凝土浇筑—翼缘板混凝土浇筑。在施工过程中，密切关注混凝土的各项性能指标，使性能参数值始终处于合理范围，同时配合振捣操作，保证浇筑均匀。防止混凝土技术参数不达标，影响工程总体质量。

（4）主体结构混凝土养护工艺

首先要拆除混凝土浇筑模板，在此之前，工程技术人员要进行混凝土强度试验，选取与浇筑混凝土各项技术指标相同的混凝土进行凝结强度试验，试验符合标准后，再将浇筑模板拆除。在拆除操作中，大面积部分可以采用机械化施工，细节处理辅以人工操作，目的是规避机械损伤混凝土结构体表面。混凝土浇筑模板拆除后，即开始养护，以保证混凝土凝结强度达标。一般采用湿润草垫覆盖混凝土表面，并定时喷水的养护方式。此外，在养护过程中，避免污染预应力波纹管内部，如发现波纹管内部有脏污，可以用高压水泵进行清洗，并对波纹管外口进行密封，为后续施工提供良好基础。

（5）预应力张拉施工

预应力张拉施工是桥梁上部施工最后的关键环节，在施工时要严格遵循施工顺序，监控各项施工参数，保障预应力值在合理范围内。首先由穿束机按照施工规范将符合规定参数的预应力筋穿入预应力波纹管，重点关注预应力波纹管两端外漏预应力筋分布是否对称。然后以千斤顶（校对后）按照设计规范设定的参数，对预应力筋进行张拉，在张拉过程中动态监控各项施工参数，充分保障张拉的施工标准和质量。预应力筋张拉完成后，即刻对张拉两段进行锚固，锚固完成后检查预应力张拉的操作效果和质量，后续对张拉端给予深度清理，采用混凝土进行端头封锚，保护张拉端和锚头端。特别注意，适宜采用水胶比较梁主体结构混凝土小的干硬性混凝土或补偿收缩混凝土，保证二者之间良好黏合。

2.2 先简支后连续桥梁关键施工工艺

2.2.1 梁板预制工艺

制梁台座维护是梁板制取的先期工作。在梁板制取前，需要对台座进行预处理，提供光滑、平整的制梁台座，有利于梁板的制取。梁板预制为模块化操作，虽然对连续性要求不高，但务必保持一致性。施工人员要严格按照设计规范参数进行两班制取，防止出现露筋、鼓包、裂痕等情况，对梁板成品的强度、刚度、稳定性进行仔细审核。在审核时，对梁板尺寸进行精确测量，应用公式严格计算其可以承受的应力数据，符合条件方可应用。决不允许不合格梁板流入施工现场。

2.2.2 预制梁板安装施工工艺

在梁板安装施工前，工程技术人员需再次审核梁板的安全技术参数，逐一进行审查并记录。质量审核通过后，采用架桥机先期对梁板进行不同程度的拼装操作，发挥模块化施工效益高的特点，然后对拼装好的梁板进行吊装。在吊装过程中，施工人员之间密切合作，起吊、转运以及定位等环节由具备专业素质的人员进行现场指导。全程保持预制梁板水平状态，在预定位置准确安装。另外，在起吊过程中，还需要防止发生碰撞造成损坏，通过技术手段进行精确定位，确保所有预制梁板安放稳定[4]。

2.2.3 浇筑湿接缝混凝土工艺

预制梁板安装和拼接完毕后，需要对断面进行凿毛，以利于湿接缝。湿接缝工艺水平关系到桥梁的稳定性，因此在混凝土浇筑必须严格按照设计标准和规范执行，如出现瑕疵，会影响整个工程质量。湿接缝混凝土浇筑最好选择在下午进行，为后续养护环节提供良好的环境。在湿接缝混凝土浇筑完毕后，要及时进行养护，同时为避免出现裂缝收缩现象，在12h 内施行洒水。如果在冬季，需要用篷布覆盖，辅助养护。

2.2.4 预应力钢绞线张拉工艺

为保障桥梁使用的稳定性，该型桥梁在施工中，同样采用预应力张拉施工技术，预防桥梁在使用过程中超出预应力，所以对预应力钢绞线科学、合理处理非常重要。首先，要强化预应力钢绞线固定稳固，防止在张拉操作中发生滑脱。张拉操作对预应力控制务求准确，严格控制预应力在规定范围内，对张拉操作进行动态监控。如有条件，可采用智能张拉技术，确保预应力钢筋伸长值处于合理范围。在张拉完成后一天进行压浆操作，压浆操作宜采用连续压浆法，防止压浆孔道与预应力钢绞线之间出现空隙，影响整体工程强度。

3 施工过程质量控制分析

3.1 准备工作合理进行

在施工前，工程技术人员首先按照目标工程的特点进行分析，预置符合规格的主梁。在主梁预置过程中，务必保证混凝土强度达到施工规范要求。同时，工程技术人员还需设立临时支座和永久性支座。为了使永久性支座更加稳定，工程技术人员要遵循一梁一孔原则。安装完成后，工程技术人员要清除永久性支座内部的杂质，在清除过程中对制作高度进行科学调整。

3.2 根据计划合理施工

由于该型桥梁施工环节较多，工程技术人员与施工人员需联合制定施工计划，精确把控施工进度，合理调整施工工序。施工人员必须按照计划合理施工。比如，在进行段头钢筋连接和浇筑过程中，要以最快速度连接段头钢筋，如果不能在温度降低至15℃之前完成连接操作，连接质量会大幅度降低。再比如，进行桥面混凝土浇筑时，桥面达到规定强度，要立即进行张拉操作，后续进行压浆施工。施工人员如不能按照施工计划操作，会严重影响桥梁整体的工程质量。

3.3 施工完成检测验收

桥梁工程质量关乎人民群众的生命和财产安全。如果桥梁参数不能够达到工程设计规范标准，投入使用后很可能对日常出行安全造成严重威胁。为此，桥梁施工结束后，工程技术人员务必进行检测验收。检测验收不局限于桥梁工程质量，还应该包括对桥梁寿命和维修期限的综合判定。在检测验收后，工程技术人员要保留所有监测数据并进行深入分析，为桥梁维护工作提供有价值的参考。

4 结语

从城市轨道交通桥梁选型、常用桥型施工工艺、施工过程质量控制等方面进行了系统分析，进而论述桥梁施工各个阶段的工艺特点，能够为城市轨道交通桥梁施工提供参考，提高桥梁施工的技术水平，从而更好地保证工程质量。