橋梁施工中大跨徑連續橋梁施工技術的應用分析

文／王召康 浙江省建投交通基礎建設集團有限公司 浙江杭州 310012

引言：

橋梁工程建設技術日益復雜，越來越多的施工技術被運用其中，如何加強對橋梁工程施工技術的落實，是需要重點探索的問題。PBG 大橋工程中的橋梁為大跨徑連續橋梁，施工技術較為復雜，很容易出現橋梁結構與實際設計的偏差，也容易引發施工安全事故。因此，工程工作人員立足工程實際情況，考慮橋梁的經濟、施工、安全性需求，優化調整橋梁跨徑的布置，同時加強對連續橋梁的施工環節的控制，嚴謹細致操作。

1、大跨徑連續橋梁相關闡述

大跨徑連續橋梁施工技術就是指一種連續性剛構橋梁的施工技術，橋梁主要結構是連續型梁為主體，將橋墩與橋梁固結，形成橋梁結構。相較于傳統橋梁施工技術，這種結構的橋梁體系載重能力更強，能夠有效減小橋墩頂部位置的負彎矩。大跨徑連續橋梁施工技術實施中，可以采用柔性墩，對變強度較大的橋梁進行處理，進一步提升橋梁整體的抗震能力，增強橋梁的可靠性與安全性。施工技術實施過程中，可能會在混凝土現澆環節出現混凝土收縮、預應力變化、不均勻沉降等，這些均會引起附加應力值的變化，從而影響大跨徑連續橋梁的穩定性。大跨徑連續橋梁施工技術的復雜程度較高，很多大型器械裝置無法使用，這就對施工人員的技術水平、專業能力提出了較高的要求。

2、橋梁中大跨徑連續橋梁施工技術原理

對大跨徑連續橋梁進行正裝分析的最終目的是確認橋梁結構的受力情況，隨著施工技術的落實，橋梁結構形式、荷載形式與約束條件逐漸發生變化，早期結構發生徐變，幾何位置也會發生變化。因此，在之前一個施工階段完成之后橋梁結構狀況就是下一個施工階段開始時的初始狀態。按照這樣的順序記性分析，以施工應力為根據，調整施工應力的控制參數，從而確保每個施工環節均能夠安全、有序落實，最終得到的成品橋梁狀況是符合設計圖紙要求的。根據大跨徑連續橋梁的施工狀況，需分析的施工技術內容包括：掛籃行走、預應力張拉與損失、快件重量、混凝土收縮與徐變。

3、大跨徑連續橋梁施工技術的具體應用

3.1 大跨徑連續橋梁工程及其施工方案

PBG 大橋工程位于三門縣東南部區域，大橋的橋位水面寬度800m，水深5m，橋梁起止樁號為K120+184～K123+036，橋梁跨徑布置情況：（5×30+30×（4×30））預制T 梁+（68+120+68）連續鋼構+（8×（4×30）+2×（3×30）+3×33+7×（4×30））預制T 梁。

PBG 大橋工程中橋梁結構是大跨徑的連續鋼構橋，主橋長度為68m+120m+68m，邊跨：中跨=0.57，梁高按照1.8 次的拋物線線形變化。工作人員根據橋梁的實際情況，對橋梁分段進行劃分，除了邊跨現澆段、合攏段之外，還可以劃分為16 對階段，0-1’號塊長度為120m（一共3 塊），2-6 號塊長3m，7-10 號塊長3.5m，11-16 號塊長4m；邊跨現澆段的長度是6.84m，邊跨與中跨的合攏段長是2m。

本次橋梁施工采用掛籃懸臂現澆施工技術，懸澆梁段的重量是181.1t；主橋橫截面是單箱單室結構，頂板寬1605m，底板寬8.75m，懸臂成3.65m。橋梁結構中，墩頂的0 號塊上方設置兩塊150cm 規格的橫隔板，主跨的跨中設施50cm 規格的橫隔板；頂板橫坡為2%，主梁張拉分別采用順橋向、橫向與豎向的預應力鋼絞線，縱向的預應力錨具為群錨、扁錨。

3.2 大跨徑連續橋梁施工關鍵技術

（1）預壓技術

0 號塊段的托架預壓，預壓是為了檢驗托架的荷載承受情況，保證托架在施工過程中的安全；同時了解托架彈性變形的情況，根據預壓結果為0 塊立模標高，為之后的施工實施提供參照。在橫向分配梁、裝配式公路背蕾桁架、牛腿安裝完成之后進行托架預壓，根據0塊設計重量計算支架可承受的總荷載為210t，考慮荷載與其他因素的影響，得到支架承受預壓總荷載參數為252t（2520KN）。預壓實施過程：分布式方法堆載鋼筋→分級加載處理，分別為42t、105t、210t、252t →持續加載24h，每完成一次加載之后測量一次，獲取數據。

邊跨現澆段的托架預壓，采用錨具、鋼板將 32 精軋螺紋鋼與 15.24 鋼絞線連接起來，通過張拉鋼絞線施加預應力，以此達到掛籃預壓的目的。加載時采用分級加載方式，逐步加載，在加載程度達到120% 之后測量所有檢測點，同時在卸載完成之后測量所有測點的變形情況。根據預壓方案，邊跨現澆段的總荷載為135t，配重之后的總荷載為67.5t，預壓配重端，檢測墩身的受壓情況，分析是否出現偏移變形，之后對現澆段逐級加壓，加載力值分別為：18t、35t、45t。

（2）掛籃懸澆施工技術

這一施工技術的實施對象是非邊跨與中跨合攏段的塊段，也就是PBG 大橋工程的2-16 塊段。根據這些塊段的梁結構、重量與規格，采用菱形掛籃懸臂節段現澆作業工藝；工藝實施中，在工廠集中加工鋼筋，將鋼筋運輸到現場進行二次拼裝；在現場周邊自建混凝土拌合站，之后將混凝土運輸到施工現場，采用地泵泵送，采用QTZ80 塔吊設施負責垂直運輸，將其防止在柱墩之間。掛籃懸澆施工中，掛籃體系包括：主桁架、懸吊系統、底部平臺、錨固系統、行走系統與防護系統。

主桁架負責承擔下部系統傳遞出來的重量，主桁架按照順橋向的方向、以兩榀菱形桁架搭設在結構上，采用橫向聯結系與菱形桁架垂直聯結。主桁架長9.8m，高3.5m，桁架間隔8.45m。

底部系統負責承受掛籃施工，此時混凝土、鋼筋材料等重量均施加在底部系統，且施工人員的工作面重量也會施加于底部系統。底部系統結構為鋼模板+ 工字鋼橫縱梁，前后兩的中心距離確定為5.3m，采用焊接法將縱梁與橫梁進行連接。在前側下橫梁的施工中，可以使用2HN400×5200 組合加工形成，剩下的橫梁則采用2HN600×200 組合加工形成，縱梁可以采用單根的HN350×175 型鋼。

懸吊系統負責連接底部系統與主桁架結構，可以將底部系統所承載的荷載傳遞給主桁架。一般來說，懸吊系統的結構為多個吊桿，包括：底模平臺的吊桿、前上橫梁、外模走行梁吊桿、內外模走形梁的吊桿、螺旋千斤頂等。前上橫梁吊桿可以采用Q345 鋼板（120+140mm），其余吊桿可以采用 32mm 精軋螺紋鋼筋。

錨固系統是掛籃懸澆作業中確保施工安全的主要結構，在懸澆施工的過程中，錨固系統能夠有效抵消混凝土的傾覆力。錨固系統可細化分為4 組，每組由扁擔梁、后錨桿構成，分別設置在桁架的節點位置。錨固系統使用中，力的傳導過程為：主桁架厚街店→上扁擔梁→后錨桿位置→精軋螺紋鋼筋→混凝土。

行走系統是本次大跨境連續梁橋懸臂現澆施工的重要構成，在每個塊段橋梁施工完成之后，掛籃向前移動，以此便于開展下一塊段橋梁的施工。一般來說，掛籃的前進依靠行走系統。行走系統的構成為：梁墊+ 工字鋼軌道+ 內外行走梁支座等。在行走時，可以先移動橋面的軌道，將其固定，之后掛籃會整體向外移動，實現主桁架與底部的同時移動。

（3）混凝土現澆技術

混凝土現澆技術是本次橋梁工程施工的主要技術之一，負責對邊跨塊段橋梁、墩柱進行連接，促使二者固結形成橋梁整體結構。根據工程實際情況，為了避免本地區氣候變化引起現澆成果質量的變化，引起混凝土開裂，需要在邊跨現澆之前調查最近時間的氣候情況，選擇前后2 天沒有降雨、溫度在24-35℃之間的時間。

泵送是現澆作業的主要環節，根據本工程橋梁規格，考慮橋梁長寬度、邊跨橋梁段的規格情況、橋墩的高度參數等情況，選擇C55 混凝土進行泵送，將混凝土泵送到160m 高度的位置，采用兩端同時澆筑的方法。考慮“氣溫升高梁體下撓，業之梁體上翹”的情況，為了避免出現邊跨現澆段混凝土在澆筑之后出現由于強度不斷增加而開裂的其概況，可以采用水箱控制懸臂端，通過增加、減少水箱的重量對懸臂端進行平衡，避免其產生變形。在邊跨段現澆作業完成之后，需要每次間隔2h 測量橋墩頂的位移情況，及時調整鄰近橋梁塊段與橋墩位置，確保現澆作業成果滿足技術要求。

（4）合攏頂推技術

合攏頂推的目的是確保橋墩始終處于受力狀態，提升橋梁合攏質量水平，促使橋梁在運營周期內安全、穩定。根據本工程實際情況，橋梁結構為連續鋼構，本身具有較強的跨越能力、穩定性，且之前采用的掛籃施工技術成熟可靠。考慮橋梁施工過程中外界因素的影響，為了避免出現：預應力流失、橋墩與梁位置偏移、主梁下撓等問題，需啊喲采用合攏頂推技術，加強對橋梁線形的控制，以水平頂推力抵消橋墩產生的業向力，弱化由于溫差引起的附加內力，從而降低橋梁長期荷載作用的影響。

在合攏頂推施工之前，需固定骨架，讓主梁段向外移動，讓骨架儲存壓力促使其在合攏時釋放，減少徐變效用，優化內部應力的分配，對主梁下部的梁體進行保護，避免其由于作用力出現開裂。本次實施的合攏頂推施工流程為：預埋合攏段預埋件→焊接頂推傳力桿→固定千斤頂→按照順序施加頂推壓力→施加100% 的頂推力→分析效果，固結安裝體外骨架→卸載千斤頂→后續施工。

在合攏頂推施工過程中，考慮外界環境溫度變化會對施工效果產生影響，比如：溫度變化拿起梁內應力的變化，導致橋墩位置出現彎矩，引起橋墩與主梁的分離，在固結處出現裂縫。為了改善這種影響，需要加強對施工現場的溫度控制，根據施工組織方案，施工環境中的平均溫度設定為合攏溫度；但是實際施工中合攏溫度與現場環境溫度一定會產生差值，此時就要考慮這溫差的影響，適當弱化溫差。根據合攏段（18#、19# 為合攏段）兩端的數據測試結果（如表1），需要考慮合攏實際溫度與設計溫度的一致性需求，為了確保本工程中大跨徑連續梁橋在施工之后具有較強受力能力，就要適當施加此時的頂推力度。若出現實際溫度高于設計溫度的情況，則會引起施工之后的主墩向內側傾斜，因此，此時需要適當增加頂推力；若出現實際溫度低于設計溫度的情況，則要適當減小頂推力，避免主墩出現向外傾斜的情況。

表1 橋梁工程合攏段兩端的數據測試結果

頂推力施加環節，需要根據之前的測試情況，先施加40% 的頂推力持續這一力度20 分鐘，等待合攏段與橋墩穩定之后，測量位移數據（如表2），之后逐步增加頂推力。在60% 頂推力施加20 分鐘之后，等待合攏段與橋墩位置穩定，測量應力與位移數據，繼續施加80%頂推力。

表2 測量位移數據

結語：

綜上所述，通過本次研究，可以看出大跨境連續橋梁施工具有一定復雜性，很容易遭受外界因素影響，引起施工隱患，影響橋梁工程的整體建設質量。因此，在大跨徑連續橋梁的施工技術實施過程中，需要根據工程實際情況，分析工程施工情況、得出具體可行的施工方案，梳理施工流程，并且把握橋梁施工中的關鍵技術，包括：預壓技術、掛籃吊架設施、合攏頂推技術等，以此確保工程施工與設計要求相符合，保證橋梁施工質量符合技術要求。