某大橋主橋上部結構關鍵施工技術探討

佛山市南海區道路建設管理處 廣東佛山 528200

摘要：本文主要針對大橋上部結構關鍵施工展開了探討，通過結合具體的工程實例，闡述了工程的重難點，并分別對零號節段施工、主梁懸臂施工和引橋施工作了系統的分析，以期能為有關方面的需要提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞：大橋上部結構；關鍵施工；探討

橋梁上部結構結構通常又稱為橋跨結構，是在路線中斷時跨越障礙的主要承重結構，對橋梁的長期使用有著重要的作用。因此，在大橋上部結構的施工工程中，為了保障大橋上部結構的施工質量，以確保整個橋梁的施工質量，需要特別重視工程施工中的關鍵施工部分。基于此，本文就大橋上部結構關鍵施工進行了探討，相信對有關方面的需要能有一定的幫助。

1 工程概況

某橋梁主橋為高低塔單索面混凝土斜拉橋，全長637m，橋面全寬26m，最大跨徑320m；西引橋全長1008m，東引橋全長258m，均為預應力現澆箱梁，跨越居民區與軌道交通三號線。

2 工程重難點

2.1 零號節段

主梁無索區零號塊縱向總長度為23m，混凝土重達2500t，梁底與承臺高度距離有58m，而且承臺平面尺寸比零號節段要小得多，常年低于施工水位。主墩零號節段因其獨特的雙向大懸臂、大噸位使得現澆支架設計及施工難度極大。

2.2 主梁懸澆

主橋上部主梁為單箱三室斜腹板結構，梁寬32.5m，標準節段長度7m，非標準節段有4m及8m兩種形式，標準節段重量約470t，個別特殊節段重量最重達到708t，混凝土節段超寬、超重。

2.3 引橋現澆

高架橋長度約1km，跨越廠區及居民區，施工受拆遷影響，干擾大，條件復雜，施工難度大。

3 零號節段施工

大橋主橋零號塊非常龐大，縱向長25m，相當于普通斜拉橋的零號塊和1號塊的總長度，無斜拉索設計，形成縱向12.5m的大懸臂，主梁橫向寬32.5m，橫向懸臂達16m，形成了零號塊縱橫雙向大懸臂的特點，再加上零號塊距地面過高，施工難度非常大。

綜上因素，經多次研究決定，將零號塊順橋向劃分為三段（6.3m+12.4m+6.3m），分2次進行施工。中段12.4m采用托架現澆，混凝土數量約749m3，兩邊各6.3m采用掛籃進行施工，混凝土數量約202m3，第二次施工時，設臨時斜拉索，按有索段澆筑剩余部分。

圖1 現澆托架示意圖

3.1 托架設計

托架采用萬能桿件設計，底部設型鋼牛腿承為主要支撐點，上部設鉸座分攤水平力反力，單點由精軋螺紋對拉，托架上布置單層分配梁與型鋼組焊桁架，其間設10cm厚楔塊，以便脫模及調整標高。

3.2 托架安裝

托架由萬能桿件進行現場拼裝，先在地面拼裝成桁架組，再由塔吊移運至牛腿上形成整體。在索塔施工過程中預埋型鋼牛腿，其作用是將托架承受的施工荷載傳遞到塔身，避免支架落地，是整個結構的關鍵部位。為避免預埋牛腿周圍混凝土承受荷載較大而產生局部受損，在預埋牛腿周圍布置適當數量的構造鋼筋網片，以提高該部位的抗壓能力。

3.3 托架現澆

首次施工零號塊中部12.4m，結合混凝土振搗所用時間和輸送運輸混凝土的能力，將混凝土的初凝時間定為36h左右，將坍落度控制在20～22cm之間。混凝土由下至上分層澆筑，從端部向中間對稱進行，分層厚度約為30cm。

因零號塊體積較大，內部結構復雜，容易發生大體積混凝土開裂的情況，對此，針對結構配筋設置了多層冷卻水管進行溫控，確保混凝土的澆筑質量。

3.4 零號塊第二次混凝土施工

零號塊第二次施工兩端各6.3m，若繼續采用托架現澆，要求托架設計相當龐大，對支承點要求極高，對索塔墩壁受力極為不利，故考慮采用主梁懸臂施工掛籃進行澆筑，由于該節段為無索區，先于上塔柱設置臨時索以提供掛籃前支點作支承，按懸臂節段進行澆筑。先將臨時索上端錨固于主塔1號索管上，下端錨固于掛籃上進行澆筑，臨時索的錨固、張拉、體系轉換與正常掛籃施工相同。當零號塊形成后，將臨時索進行錨固，梁端設置錨固塊混凝土和索管，并在梁端進行張拉。混凝土達到設計強度要求后按要求進行預應力張拉，壓漿封錨后實施體系轉換。

圖2 零號節段二次施工示意

4 主梁懸臂施工

主梁節段超寬、超重以及單索設置已無法變更，且由于大橋箱梁截面設計要求，對作用于已澆筑箱梁上的荷載進行了限制，導致現有任何形式的掛籃構造都無法滿足如此噸位的節段施工，因此創新性利用前后支點結合的原理，分次澆筑、多次張拉，分攤橋面錨固點支反力，滿足施工需要。

4.1 掛籃設計

根據掛籃設計原則和節段長度劃分，要在施工零號塊第二次時就能形成掛籃，左右兩套掛籃在平面上需交錯布置，兩套外掛籃中心線橫橋向相隔75cm。

（1）底平臺

底平臺是掛籃的主體結構，由支承模板體系的分配梁、弧形梁及行走滑梁組成，平面上由兩橫梁、六縱梁組成。

（2）上部結構

上部結構采用三角斜拉式，其在混凝土澆筑時要承擔一部分混凝土荷載，并兼作整個掛籃的行走裝置。三角主體中支點支承于已澆塊件前端，后支點通過錨桿錨固于已澆塊件上。由于箱梁翼板懸臂大，板較薄，為控制翼板處荷載不超過60t，選擇橫向布置預拉結構將翼板處的大部分荷載分配到腹板上，預拉結構由預拉立柱、預拉橫梁和預拉帶組成。

（3）牽索系統

牽索系統作為掛籃與斜拉索之間的聯系，并在懸澆完成后，將斜拉索與掛籃分離，實現索力的轉換，牽索系統由張拉梁、墊塊及連接桿組成，張拉千斤頂固定在張拉墊塊上，墊塊根據弧形梁底部曲線設置。

4.2 掛籃安裝根據掛籃設計與現場情況，采取分部分段進行拼裝，即上部三角主體和底平臺分配梁為單件現場安裝完成，下部弧形梁和內行走梁，在拼裝平臺上組裝后整體吊運安裝到位。當掛籃澆筑完成零號塊第二次澆筑后，對主縱梁進行接長而最后形成掛籃整體。

4.3 荷載試驗

掛籃采用工廠制作，制作成型后先對各構件進行單件試驗，待接長形成完整體系后再做整體荷載試驗，試驗方法同托架。

5 引橋施工

由于引橋跨越廠區及居民區，若采用跨越式落地支架或滿堂式腳手架現澆，需對區域內河道進行改道，措施復雜，難以協調，成本高，進度慢。結合現場實際情況，采用無支架施工技術，即移動模架法施工，對環境影響小，機械化程度高，成本經濟，施工速度快。

5.1 移動模架構造

移動模架系統主要由主梁、前后鼻梁、橫梁、模板系統、推進小車、支撐托架、推進懸掛、中懸掛、前懸掛及平臺走道組成。

5.2 施工工藝

（1）移動模架就位，設備檢查，箱梁鋼筋綁扎、拼組內模、澆筑混凝土。

（2）箱梁預應力張拉后，降低移動模架，安裝中墩懸掛、連接吊架及安設千斤頂。

（3）自行支撐架和工作車前行到位，安裝支撐托架。

（4）安裝后推進吊架，放松前吊架，拆除連接螺栓并下放千斤頂，拆除中墩懸掛，依靠前推進工作車上的推進油缸進行縱向推進。

（5）前行到下一跨后，設備作橫向調整，到位后重新連接橫梁，然后提升到設計位置。

5.3 移動模架拼裝

由于24號過渡墩因拆遷原因完成較晚，決定先施工第21跨，然后施工第22跨，直至24號過渡墩完成后，再反向行走，退回第起始跨，施工剩余各跨。因此移動模架在第21跨安裝，其中兩主縱梁和牛腿為一次安裝完成；主橫梁及模架、模板等構件或設施均采用現有塔吊分節分段依次安裝到位；鼻梁則采用大噸位汽車吊進行安裝。

5.4 預壓與調整

移動模架預壓采用傳統堆載預壓，箱梁腹板位置采用加鋼筋與砂袋，其它位置加水箱堆載，堆載順序同混凝土澆筑順序。待支撐變形收斂穩定后，觀測各測點標高，根據每次記錄繪制沉降曲線，最終確定預拱度。移動模架預拱度的調整是施工中重點，第一次澆筑混凝土后，可用墊片調整。

5.5 脫模及前行

每跨混凝土箱梁澆筑完并張拉后，利用頂升油缸落模，使主梁下移帶動模板脫離混凝土面，安裝中墩懸掛托架和后吊架，將主梁用中墩懸掛橫梁和后吊點橫梁固定，同時前鼻梁端的前支撐支撐在墩頂上；牛腿隨小車一同被吊起，通過小車上的橫移油缸將牛腿從墩中移出，脫離墩柱；小車及牛腿掛在主梁上，啟動液壓裝置，帶動牛腿縱移；當兩組牛腿行進到下一橋墩時，將牛腿插入墩中，至此牛腿前行、安裝完畢；這時頂升油缸帶動主梁繼續下落至小車滾輪上，拆除中吊點橫梁，收回前支撐，縱移油缸推動主梁帶動模板縱移至澆筑位置，橫向合模，連接橫梁，上升至澆筑位置，調好模板后，即可準備澆筑下一跨箱梁。

5.7 拆卸

當最后一跨箱梁澆筑完畢后，利用墩梁部施工時的預留孔，在梁頂安裝卷揚機進行拆卸。

6 結語

綜上所述，大橋上部結構主要起著在路線中斷時跨越障礙的承重作用，對橋梁的長期使用有著重要幫助。為此，需要相關的施工單位引起足夠的重視，采取具有針對性的施工措施，加強工程關鍵施工的質量，并應該引進先進的施工方法，以最大努力鞏固橋梁的施工。

參考文獻：

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