大跨高低墩連續剛構橋邊跨現澆段施工技術的優化

楊振延

（云南交投公路建設第六工程有限公司，云南 昆明 650000）

0 引言

橋梁的梁身與墩臺之間形成的剛性結構是剛構橋的主要結構[1]。由于墩梁較為穩定，橋梁與橋墩的整體受力來自水平推力與豎向壓力，可以保證橋梁的穩定性。隨著大跨度橋梁施工技術的興起，橋梁距離變長，橋墩開始使用高低墩的形式，使結構整體性變強，橋梁抗震性增加。但是，橋梁邊跨現澆段的施工質量不夠理想[2]。邊跨現澆段安全施工系數是評定施工質量的關鍵指標。傳統橋梁邊跨現澆段施工技術在加載預壓的過程中，托架與支架的變形情況嚴重，安全系數較低，很容易出現施工安全事故。因此，本文針對邊跨現澆段的施工技術進行優化，摒棄傳統施工技術的缺點，逐層分開澆筑，保證澆筑的平衡均勻；在安裝托架與支架的過程中，采用圓形滑動性水平力分散材料進行安裝，并仔細檢查實際施工的安全性，從基礎上保證邊跨現澆段的施工質量[3]，提高施工安全性。

1 橋梁邊跨現澆段施工技術的優化設計

1.1 設計高低墩連續剛構的施工流程

為了保證橋梁施工可以有序進行，本文設計了施工流程如圖1所示。從圖1可知，在施工過程中，首先需要對高低墩墩身進行施工并對墩身進行分析與檢測[4]。其次，安裝托架、模板等裝置，并按照實際需求選擇并安裝內模、頂板鋼筋等。

圖1 施工流程

對于大跨高低墩連續剛構橋邊跨現澆段施工技術而言，施工材料的選取至關重要。邊跨箱梁的施工材料主要有混凝土、錨具、鋼筋、預應力管道等[5]。其中，橋梁箱梁施工需要C55的混凝土；現澆段施工需要C50的混凝土，保證橋梁的整體性。此外，水泥、壓漿料，以及施工用的木模板等材料，需要經過實際調查再進行購買，并對施工材料進行記錄，保證材料的安全管理效果[6]，最大限度地保證施工材料的安全性。

1.2 進行橋邊跨現澆段混凝土澆筑

在現澆段施工過程中，澆筑普遍使用逐層分開進行的方式。因此，混凝土澆筑時，需要保證澆筑的平衡性、均勻性，以及同步性，不僅需要保證現澆段兩端與中間的對稱性，還需要保證澆筑按照順序進行，提升現澆段施工的穩定性[7]。在現澆段的直線段托架施工同樣需要保證水平，澆筑混凝土后，托架切面如圖2所示。

圖2 直線段托架示意圖

從圖2可知，為了避免在加載預壓的過程中，托架與支架出現變形，采用圓形滑動性水平力分散的材料進行安裝，并仔細檢查實際施工的安全性[8]。

對直線段托架現澆段管道進行模擬，發現混凝土下落很容易出現離析情況，因此，需要間隔一段距離布置串筒，既可以保證混凝土表面水平，又可以提高現澆段施工質量[9]。

1.3 計算高低墩現澆段安全施工系數

在施工優化設計過程中，為了施工安全，筆者將計算高低墩現澆段安全施工系數作為最終優化考查目標[10]。本文對施工區域的安全施工系數進行計算，公式如下：

式中：Csafe——安全施工系數；

Qcon——施工質量指標；

Cstr——工序控制時間；

Fscf——安全施工因子。

計算好安全施工系數，即可對施工效果進行分析，根據安全系數和安全標準實時調整施工參數，保證安全施工。

2 實例分析

2.1 工程概況

為了驗證本文優化的施工技術是否具有實用價值，以K47+724麥干河特大橋為例，對上述施工技術進行實例分析驗證。K47+724麥干河特大橋是為了跨越山谷而設計，橋面以整體式剛結構為主。2×40+（87+160+87）+3×40m是橋梁跨越直徑，主要樁號為K47+724，起終點樁號為K46+665.96～K47+206.04，橋梁全長為540.08m。橋梁結構如圖3所示。

圖3 橋梁結構

如圖3所示，主橋的布置形式相同，共2個現澆T段結構，每個T段結構共21個梁段，梁段個數與梁段的長度為4m×3.0m、8m×3.5m、8m×4m；邊跨現澆段長度為5.88m。該大橋梁頂寬為12.5m，底寬為6.5m，頂板長約3m，梁高約10m，梁頂設有2%的橫坡，梁高與梁底厚度變化較大，按照拋物線的標準分為1.8次變化。主橋箱梁以預應力體系為主，豎向結構、橫向結構，以及縱向預應力結構較廣泛。其中，縱向預應力結構是橋梁的整體備用結構。K47+724麥干河特大橋有多個梁段，每個梁段的長度不同，按照長短分為14m長0號段+3.5×8m+3.0×4m+8×4m。邊跨立面部分結構如圖4所示。

圖4 邊跨立面部分結構圖

從圖4可知，邊跨現澆段混凝土施工較多，部分施工梁段混凝土需要約113.9m3，邊跨合攏段混凝土需要19.87m3，荷載適用于公路一級，屬于雙向四車道，環境類別一類，基本滿足橋梁施工環境[11]。在此條件下，設計邊跨現澆段各工序施工控制時間表如表1所示。

表1 邊跨現澆段各工序控制時間表

2.2 應用結果

在上述條件下，本文選取施工梁段以1m為界限，標號成K47+T-1-10、K47+T-1-20、K47+T-1-30、K47+T-1-40、K47+T-1-50、K47+T-1-60、K47+T-1-70、K47+T-1-80、K47+T-1-90、K47+T-2-10。利用式（1）計算出施工梁段的安全施工系數。安全施工系數高于0.850，為合格標準，可以基本滿足實際施工需求，仍有較多的不確定性因素需要改進；安全施工系數高于0.900，為良好標準，施工安全性較高，不確定性因素較少；安全施工系數高于0.950，為優秀標準，施工安全性更高，施工事故情況大幅度減少；安全施工系數達到1.000，為完美標準，可以確保施工的安全性。對比傳統施工方法和本文施工技術的安全施工系數，具體應用結果如表2所示。

表2 安全施工系數對比結果

如表2所示，傳統施工技術的安全系數相對較低，其中，大部分施工梁段超過了0.850的合格標準，編號為K47+T-1-40的梁段安全施工系數低于0.850，施工安全性隨之下降；編號為K47+T-1-50、K47+T-1-60、K47+T-1-90的梁段，安全施工系數超過0.900的良好標準；編號為K47+T-2-10的梁段，安全施工系數超過了0.950的優秀標準。因此，傳統施工技術的施工安全性難以保證，仍需要進一步改進。

而本文設計的施工技術的安全施工系數相對較高，均能保持在0.950以上的標準，施工安全性為優秀標準。甚至編號為K47+T-1-50與K47+T-2-10的施工梁段可以達到1.000的完美標準，施工安全性更高，實現了本文的研究目的。

3 結束語

近年來，為了實現遠距離山谷之間的車輛通行目標，大批大跨高低墩連續剛結構的橋梁開始施工建設。傳統施工結構簡單，工業基礎相對薄弱，施工安全性與施工質量亟待改進。這也是本文研究的根本目的。研究中，采用圓形滑動性水平力分散的材料安裝托架，并根據安全系數及時調整施工技術。經實例分析認為，優化后的施工技術更加具有安全性，為橋梁施工提供了技術支撐。