大跨度連續剛構橋施工技術應用研究

【摘 要】針對大跨度連續剛構橋的特點，依托K大橋工程概況，對K大橋下部墩身施工技術和上部箱梁施工技術進行了分析。

【關鍵詞】大跨連續剛構橋；施工技術；應用

當前，國內的許多地區都建造了大量的高墩大跨徑預應力混凝土連續剛構橋。高墩大跨連續剛構橋在山區公路、鐵路建設中將其跨越能力大等優越性顯示的淋漓盡致，但同時連續剛構這種橋型本身也具有施工狀態多變等特點，所以在橋梁的施工中有必要對該橋型的施工技術等進行分析，從而保證結構在建造中的安全性。

1 大跨度連續剛構橋的特點

上部梁體結構和下部墩臺整體相連的橋梁叫做剛構橋。剛構橋的總體特點是造型美觀、結構體系尺寸小、橋下凈空大且視野開闊，同時具有較好的技術經濟性。

在結構設計上，對于中小跨度橋梁，一般采用鋼筋混凝土剛構形式；而對于高墩大跨度橋梁，則通常設計為預應力混凝土剛構橋。并且結構形式有T形剛構和連續剛構可以選擇。

T形剛構橋是一種具有懸臂受力特點的梁式橋，最早采用鋼筋混凝土結構，20世紀50年代以后由于直接采用懸臂施工法，預應力混凝土T形剛構得到迅速發展。預應力混凝土T形剛構分為跨中帶剪力鉸的和跨內設掛梁的兩種基本類型。它與預應力混凝土連續梁橋相比，雖然同樣采用懸臂施工，卻可節省墩梁固結和跨中合龍兩道關鍵工序，其綜合用材和費用比連續梁經濟。特別是T形剛構受力是長懸臂體系，全跨以承受負彎矩為主，預應力束筋布置在橋的頂面上，方便了施工。

2 依托工程概況

K大橋是某高速公路一合同段的兩個控制性工程之一。K大橋左線的中心樁號為LK38+877.30，主橋采用三跨變截面預應力混凝土連續剛構體系，孔徑布置為(55+100+55)m，橋梁全長215.4m。上部箱梁斷面為單箱單室形式，箱梁頂寬12.25m，底寬6.5m，箱梁根部梁高5.9m，跨中及邊跨合龍段梁高為2.5m，箱梁底板下緣按1.8次拋物線變化。橋梁下部墩身采用矩形等截面的空心墩。本橋最高墩的高度為73m，墩身橫截面見圖1所示。

3 下部墩身施工技術分析

3.1 墩身模板設計

3.1.1 模板高度的選定。因杉木溪大橋墩身較高，綜合考慮了節段施工時間、機具長度及鋼筋配料和減少混凝土施工縫數量等因素的影響，在模板數量上共加工了3層模板，每層2m，總共6m。施工時，每次澆注2節模板的高度，即每次翻2層模板，澆筑4m高的墩身混凝土。

圖1 墩身橫截面圖（單位cm）

3.1.2 模板構造的設計。薄壁空心墩身使用內外兩套模板，外模采用整體鋼模板，內模采用定型鋼模板。由于墩身高，模板倒用次數多，鋼模面板使用6mm厚鋼板制作，模板設有使用槽鋼制成的豎肋及后架，豎肋和后架皆為組焊而成，其中后架可為施工提供較為寬闊的操作平臺，同時多層后架通過螺栓連接后組成空間桁架，保證了翻模模板的空間剛度，能有效的減少模板對拉桿的使用數量，提高墩身混凝土的外觀質量。

3.1.3 模板翻升。翻模施工時，落模后需要將模板向外滑出再起吊，在每塊模板后架底橫桿上設有簡易滾輪滑軌，滑出后再利用塔吊向上翻升。翻模時，保留最頂上一層模板，作為翻升下層模板的持力部分，然后將位于最下部的二層模板拆開并滑出，利用塔機將模板吊起，而后放置于頂層模板相應平面位置上，將模板與周圍原有模板聯接。重復以上操作至墩身澆筑完成。

3.2 塔吊及上下安全通道的設置

根據橋墩高度以及墩柱之間的距離綜合考慮，設置不同型號的塔吊滿足工程施工需要，施工時利用塔吊安裝、拆卸模板和向上運送鋼筋。

墩身施工時，人員上下的安全通道采用門式爬梯，爬梯設置在主墩側部，同時為了保持爬梯的穩定，每5m高與墩身加固一次，通過墩身的通氣孔把爬梯固定在墩身上，以利于施工和檢查人員上下行走、安全便捷。

4 上部箱梁施工技術分析

4.1 懸臂澆筑施工方法

在每處墩頂懸臂澆筑連續梁的施工中均使用2套菱形掛籃，并且應盡量保持在主墩上對稱平衡懸灌箱梁。

0#和1#梁段采用在主墩墩身埋設預埋件搭設托架，在托架上澆筑成形。其它懸臂梁段在掛籃上對稱澆筑混凝土，邊孔邊部梁段采用搭設滿堂支架現澆施工。懸臂澆筑段和現澆段施工完成后，先邊跨合龍再中跨合龍最終形成三跨連續梁。邊跨和中跨合龍采用吊模現澆法施工，張拉合龍后鋼絞線完成體系轉換。多跨連續剛構橋總的施工順序為：0#和1#梁段施工→懸臂梁段澆筑→邊孔邊部梁段澆筑→邊跨合攏→中跨合龍。施工時，應注意兩端懸臂澆筑混凝土的施工設備重量要盡量保持平衡，同時注意無左右偏載出現，兩端澆筑進度之差控制在2m3以內。具體做法是制作一定數量的標桿，以30cm為一道刻度線，在混凝土施工過程中，經常檢查兩側澆筑混凝土高度，控制澆筑偏差在2m3以內。

4.2 掛籃的設計

根據混凝土懸臂澆筑工藝及該施工方法對掛籃設計的技術要求，綜合各種式的掛籃施工特點、用鋼量、鋼材種類、操作工藝等進行研究比選后，決定在K大橋的懸臂施工中采用菱形掛籃，同時采用合理的走行方式，以保證使桁架走行時的穩定系數大于2.0，進而滿足規范要求。掛籃由承重系統、底模系統、模板系統(內、外)、走行系統、后錨固系統組成，當1#梁段的混凝土強度達到設計強度的90%才可安裝掛籃。

4.3 預應力施工

4.3.1 鋼絞線穿束。縱向預應力筋穿束前用通孔器疏通預應力管道，縱向預應力筋穿束時先將導線穿過孔道與預應力筋束連接在一起，由倒鏈牽引穿束。穿束后檢查預應力筋外露情況，保證兩端外露長度基本相同，滿足張拉要求，然后安裝錨具、千斤頂。

4.3.2 鋼絞線張拉。預應力束張拉選用YCW-350型千斤頂，ZB-500型電動油泵施張。

4.4 合龍段施工及體系轉換

K大橋的連續梁施工采用在兩邊跨先合龍，形成兩單懸臂梁，最后在中跨合龍，形成三跨連續梁的步驟。邊跨合龍采用支架現澆合龍，主跨利用其中一套掛籃合龍。張拉合攏后鋼絞線完成體系轉換。

主跨合龍段施工時，將掛籃前移，簡支在兩懸臂端上，將掛籃改裝成吊架。然后在兩懸臂端加水箱配重，水箱裝水重量相當于合龍段所澆筑混凝土重量，然后焊接勁性骨架，并進行鋼筋的綁扎、模板和波紋管的安裝。在設計要求的溫度范圍內進行合龍段混凝土的澆筑，同時從水箱放出與混凝土等質量的水。待合龍段達到設計強度后按順序張拉中跨底板預應力筋，最后拆除掛籃。

參考文獻：

[1]鄔曉光，邵新鵬，萬振江.剛架橋[M].北京:人民交通出版社，2001

[2]徐君蘭.大跨徑橋梁施工控制[M].北京:人民交通出版社，2002

[3]顧安邦.橋梁施工監測與控制[M].北京:機械工業出版社，2005