大節段現澆變截面連續轉體梁橋設計

孟文節

（常州市市政工程設計研究院有限公司，江蘇 常州 213003）

1 項目概況

常州新建大明路（龍錦路—常鄭路）工程于K0+832.09 上跨滬蓉高速公路，采用三跨預應力混凝土變截面連續箱梁，線路與滬蓉高速公路中心線斜交70.96°。橋位處高速公路現狀為3×10 m 簡支板梁橋，分南北兩幅，高速公路（含保護帶）總寬為62.5 m。項目前期設計時按常規掛籃懸臂澆筑施工方案考慮，后因滬蓉高速公路交通量較大，在高速公路上懸澆施工周期較長、安全風險較大，管理壓力難以接受，管理部門要求采用鋼梁頂推或轉體施工，而實際現場無法設置臨時墩，頂推方案造價較高，為減少施工對高速公路的影響，與高速管理部門協商后采用轉體施工方案。

2 主橋基本結構

主橋上部變截面連續箱梁跨徑組合為（56+90+56）m（見圖1），縱向采用變高度：中支點梁高5.3 m，跨高比1/17；邊支點梁高2.6 m，跨中梁高2.6 m，跨高比1/34.6。箱梁采用單箱三室直腹板形式，箱梁頂寬25 m，底寬17.4 m，懸臂長度3.8 m。轉體段在滬蓉高速公路兩側平行于公路方向滿堂支架現澆87 m梁段后順時針旋轉70.96°至規劃橋位。

圖1 橋梁總體布置圖（單位：mm）

主橋施工節段劃分如圖2 所示，全橋共分0#-10# 懸臂節段，兩邊跨各布置9.42 m 長現澆段，先施工邊跨3 m 合龍段，最后施工中跨3 m 合龍段，完成全橋合龍。

圖2 節段劃分示意圖（單位：mm）

3 施工方案選擇

一般項目設計時施工單位尚未確定，中標單位最終執行的施工方案須根據自身技術水平結合設計文件來合理組織實施。另外，項目實施階段，設計前置條件的改變，也影響原設計，造成設計的重大變更，進而影響施工。因此，存在最終的實施方案與設計實施方案相沖突的可能性。常規大跨連續梁可采用懸臂澆筑或支架現澆的施工方案，但均在橋位處實施。本項目橋梁須先形成T 構后再轉體至規劃橋位，最終合龍成橋。因此，轉體段的施工方案影響后續轉體施工。

本項目采用轉體施工方案原則不變，而轉體段施工可采用懸臂澆筑或大節段支架現澆。懸臂澆筑要求每節段施工須精確控制，在過程中控制轉體段的線形、重量，對轉體施工有利，但施工周期較長、工藝復雜。因節段較多，鋼束可按常規布置，施工技術相對也較成熟。大節段支架現澆是最原始、最基本的施工方法，橋梁整體性好、施工簡單、質量可靠、線形容易控制，對機具設備要求不高[1]，且施工周期短，總體經濟性較好。但本項目對大節段混凝土澆筑、轉體段重量控制、支架設計和施工都有較高的要求，由于節段縫數量較少，因此對預應力鋼束布置、計算內力的調整和設計與施工匹配較難，須有針對性地統籌考慮。

4 構造與預應力鋼束布置應對措施

本工程屬于PPP 項目，具體設計時除按常規原則外，還須考慮：（1）滿足工期進度要求；（2）設計方案與實際施工方案的匹配性；（3）便于后期施工方案調整不影響設計文件。

4.1 構造措施

根據轉體方案確定單側主梁轉體段長為87 m，按4 m/3.75 m 長節段劃分，便于后期施工單位根據實際情況確定現澆段，也為預應力鋼束布置確定參考位置。

考慮預應力鋼束僅錨固在大節段縫處無法滿足結構受力要求，支架大節段現澆鋼束錨固常采用箱梁內齒塊或梁外齒槽，一般不采用梁外齒塊。采用齒塊方案增加結構自重；鋼束尤其是腹板束存在豎彎和平彎，施工定位要求較高，預應力損失增大；齒塊混凝土澆筑要求高；鋼束張拉受箱內空間約束，操作不便。采用梁外設置齒槽能避免上述問題，但同時也存在底板齒槽影響支架的布置，須考慮張拉空間，對支架的設計和搭設要求較高，但相對齒塊錨固形式仍有較大優勢。本項目綜合各方因素后，采用頂底板預留齒槽，結合腹板厚度，調整梗腋倒角保證錨下構造要求。

4.2 預應力鋼束布置措施

本橋腹板束采用15Φs15.2，均錨固至底板，在底板設置齒槽。頂板懸臂束采用13Φs15.2，錨固至腹板齒槽處（見圖3）。頂底板合龍束采用齒塊錨固。預應力鋼束的布置方案充分利用鋼束，避免采用鋼束連接器，也方便設計時內力調整。除底板鋼束外，與常規施工工藝一致，便于質量控制。整體澆筑完后一次張拉，一次落架。經計算，主梁承載能力極限狀態、正常使用極限狀態和施工階段各項指標均滿足規范[2-3]要求，達到預設效果。實際施工張拉后，懸臂段的變形為+23 mm，與設計值+21 mm 基本一致，也驗證此方案的可行性。

圖3 部分鋼束及齒槽示意圖

5 結語

本橋是項目的關鍵節點，制約項目總工期，按大節段整體支架現澆設計，充分考慮項目的特點，懸臂鋼束均采用齒槽錨固，達到預設要求。實際施工中，單側轉體段分為0# 塊、1#-3# 塊、4#-6# 塊、7#-10#塊4 個長現澆段，保障了項目的順利貫通，節約了工期。項目在無配重下于2019年6月19/20 日完成了轉體（見圖4、圖5），后續進行邊中跨合龍。項目的順利實施表明，在條件合適的情況下采用大節段整體支架現澆節約工程造價、加快施工進度，可為同類型橋梁提供類似實踐經驗。

圖4 轉體前平面圖

圖5 轉體后平面圖