連續剛構橋邊跨現澆段組合式施工方法淺析

黃 輝

(西南交通大學土木工程學院, 四川成都 610031)

隨著交通建設的快速發展，高墩大跨徑連續剛構橋憑借自身的優勢，越來越多地被公路、鐵路大量廣泛采用。常規的邊跨現澆段施工方法采用支架施工現澆段，在支架上拼裝模板施工。在高墩大跨徑連續剛構橋施工過程中，常規的邊跨現澆段施工方法由于支架施工量較大，支架變形難以控制，已不能完全滿足施工要求。因此，組合式施工方法的出現，有效地解決前述問題。由于此工藝目前在施工中運用還非常少，因此有必要對此種方法進行認真分析和研究，為改進和提高高墩大跨經連續剛構橋的施工工藝起到了積極作用[1-2]。

1 工程概況

犍為岷江二橋是一座特大型橋梁，橋梁全長2 029 m。主橋為預應力混凝土連續剛構橋，雙幅、三跨(118 m+215 m+118 m)，其邊跨現澆段全長9.25 m(其中0.75 m為后澆)，梁頂寬度2×13 m，梁底寬度2×7.5 m，現澆段梁重2×520 t，梁底面距地面高度達37 m。

按照一般施工方法，邊跨現澆段施工過程中，混凝土一次性澆筑量大，現澆支架高度大(37 m)，支架和模板材料用量大(約500 t)，高空作業量極大，且支架豎向變形過大影響施工質量。而基于設計方案在實施過程中存在的施工困難調整的一種組合式施工方案，即懸臂澆筑法與吊架法組合式施工方法作為本橋現澆段與合攏段的實施方案，具有很大優勢。一方面，邊跨現澆段混凝土分兩次澆筑，一次性澆筑量小；在澆筑混凝土過程中，充分利用掛籃作支架，可取消龐大的落地式支架(或牛腿托架)，施工材料用量極小。同時，吊架沿用了掛籃底模，可以有效控制施工過程中的變形，能充分保證施工質量。另一方面，該施工方案可采取平行流水作業，影響總工期為16 d，大大節約施工總時間。

2 組合式施工方案簡介

該施工方案不同于一般方案，具體步驟為：

(1)將邊跨現澆段及合攏段由現澆段和邊跨合龍段拆分為邊跨現澆段、邊合龍段及不對稱施工段，使得邊跨合龍段位置發生變化。

(2)交界墩處現澆段在交界墩蓋梁上安裝膺架，在橫向分配梁上施工現澆段[3]。

(3)懸澆段在對稱施工段完成后繼續采用掛籃進行懸臂澆筑施工(與邊跨現澆段同步進行)，同時中跨采用水箱配重。

(4)最后采用掛籃改制的吊架進行邊跨合龍段施工。

變更方案前后施工節段如圖1所示。

(a)初始方案

(b)組合式施工方案圖1 變更方案前后施工節段(單位：mm)

3 有限元模型計算

考慮不同施工方案，使用通用有限元軟件Midas Civil建立岷江二橋的有限元模型(圖2)。分別進行橋梁結構計算。考慮橋梁結構成橋狀態及考慮收縮徐變10年后的情況。

圖2 岷江二橋有限元模型

橋梁結構成橋狀態下及考慮收縮徐變10年后，兩方案下剛構橋跨中位移對比見表1。

對比數據可知，對于不同的施工方案，組合式施工方案在橋梁成橋狀態下及考慮收縮徐變10年后主跨跨中位置結構變形相對原方案較小，故優于原方案。

表1 不同方案主跨跨中位移 mm

其次，計算橋梁在承載能力極限狀態及正常使用極限狀態下的結構受力狀態，并與初始方案進行對比，結果見表2。

表2 不同方案主跨跨中彎矩 kN·m

從表中數據可知，對于不同的施工方案，初始方案在載能力極限狀態及正常使用極限狀態下結構主跨跨中位置彎矩值更小，表明在相同荷載作用下，按照初始方案施工橋梁結構更優。

4 結論

本文對一種新型的連續剛構橋邊跨現澆段施工方案，對一、三跨連續剛構橋建立了初始方案及組合式施工方案的有限元模型，對比不同方案的對比以及剛構橋跨中位置內力及變形分析，得出如下結論：

(1)相比于初始方案，組合式施工方案能夠控制施工過程中的結構變形，保證施工質量；同時，由于施工過程可采用平行流水作業，可有效地縮短施工周期。

(2)相對于初始方案，組合式施工方案在橋梁結構成橋狀態下及考慮收縮徐變10年后其整體變形及相對變形均較小，故而優于原方案。而在相同荷載作用下，組合式施工方案施工的剛構橋跨中彎矩相對較大，因而需要在選用此方案時對結構受力進行相應驗算。