山區高墩大跨度剛構橋上部結構施工

文 / 浙江交工路橋建設有限公司 陳一新

工程概況

某高速公路鳳垟大橋主橋為大跨度預應力混凝土連續剛構箱梁橋。大橋長達497.46m，第5-7跨上部構造為變截面預應力混凝土連續剛構（55m+100m+55m），下部構造為空心薄壁墩，樁基礎。左右幅分離布置，單幅橋寬12.25m，采用單箱單室斷面。

鳳垟大橋懸臂澆筑箱梁高達77.4m；箱梁兩側懸澆節段分別對稱劃分為11個節段，懸澆節段最大控制重量1400KN。邊、中跨合龍段長均為2m，邊跨現澆段長3.78m，墩身外懸挑2.0m。主墩、過渡墩均采用空心薄壁墩，主墩高分別為57.4、71.4m；過渡墩墩高分別為39.5、45.7m。

橋址區域屬于中低山凝灰巖地形地貌，兩端位于陡峭山坡。主墩墩身高達71.4m，主跨跨徑達100m。

總體施工概述

本工程橋梁跨度大，墩子高，傳統落地支架現澆施工很難應用在現場邊跨結構。結構采用“支架+鋼型材”懸肢結構進行施工，其余由掛籃懸臂進行澆筑。主墩施工完成后，架設支座，加載支座并初步加載背壓，調整檢查點高度，對稱澆筑混凝土，分兩層澆筑。

當澆筑完畢后，在主梁板上用二臺塔式起重機，將吊籃重新組裝并連接到梁段上，同時調整模具的垂直標高，并安裝鋼筋直徑和預應力管及內部成型系統并倒出來。

當砼超過設計抗拉強度和年齡范圍的要求，再安裝與外部預應力鋼柱連接，并進行對鋼頂板柱和弧形內梁柱的張拉、鋼筋錨固和灌漿。將掛籃向前移，重復以上步驟，完成了主橋段的支護結構。

混凝土施工

1.本設計的高性能混凝土構件，應用了新型建筑材料和“雙摻”工藝技術以實現質量管理。為增加混凝土的各種力學性能，在澆筑過程中在混凝土中添加了少量的聚丙烯網狀玻璃纖維、細磨爐渣和微孔二氧化硅板。2.要求普通硅酸鹽水泥有效降低優質混凝土內部的早期水化熱。3.在澆筑過程中，應合理控制原材料質量。經過多次試驗調整配合比，混凝土已具備了良好的結構耐久性。4.必須嚴格控制混凝土的拌和質量。在科學的合理選擇材質與成分的基礎上，嚴格地按照“骨料→水泥+礦渣+硅灰→40秒干拌→水混→60秒攪拌→外加劑→60秒攪拌→脫水”的次序，合理調節了水泥攪拌機結構的質量。5.合理調節了水泥硬化時間，通常為十四天。

主梁段施工

1.在主梁段施工前，要注意進行相應的力學檢查和支護計算，并安排與施工方案專家會面，在方案經批準后方可實施。結構分為頂板、腹板、底板三層取水結構，施工時應適當減少取水次數和回填高度。2.利用大塊混凝土的結合技術施工底板，在內部設置了多個冷卻水管道。3.振搗混凝土時，打開腹板末端和模具內部的彈匣，以提高振搗混凝土結構的質量。4.混凝土接縫表面應清理平整，澆筑混凝土前，使用科學配制的水泥漿，以保證新舊混凝土的粘結。5.縮短施工時間，合理控制各混凝土層齡差。

主橋箱梁線形和幾何尺寸控制

1.為提高測量精度，滿足運營前項目的技術要求，需要對兩岸的控制網絡進行聯合測試。2.積極配合施工監測單位，多頻監測橋箱梁主線形狀和幾何尺寸。3.全程監控各施工階段的質量內容。4.橫梁、中心、截面封閉，保證T型結構兩端平衡運行，重量必須嚴格平衡。在混凝土澆筑過程中可以卸載混凝土并平衡澆筑過程。鑄造操作。5.梁邊跨合攏溫度、中跨和側跨應控制在15℃～21℃范圍內，一般控制在18℃左右；關閉結構時，盡量在溫度變化較小的情況下工作。6.中跨合龍前，應結合整個施工過程的監測，確定橋梁主箱梁的線型和幾何尺寸是否需要修正。

裂縫控制

1.合理加強機房結構，增加機房剛度，防止橫梁變形和開裂。2.合理優化混凝土配合比，通過減少水泥用量來降低水化熱值。3.嚴格控制塑性混凝土保護層的厚度。4.在箱梁截面的底板和腹板上安裝鋼網。5.嚴格按照澆筑混凝土和從岸澆筑的順序，上下左右對稱同時進行，提高澆筑混凝土的質量。6.正確優化了主橋主梁預應力梁的張拉順序和50%的頂部橫豎梁的首張拉順序。在此基礎上適當拉伸50%的預應力鋼絞線，最后拉伸頂板的橫縱鋼絞線。7.混凝土接縫表面處理時，各梁段前后加鋼防裂網。8.鋼筋網和圓鋼筋用于局部加固混凝土中的薄弱點，如預埋孔。9.從主橋墩位置開始，在主墩頂部設置混凝土強度梯度段。10.梁結構必須耐潮、耐熱，固化時間≥14d。11.縮短各梁截面混凝土齡期的差異。

預應力施工質量控制

1.壓縮管道設計采用塑料波紋管，吊索孔在最高點。2.布置預應力管路時，“#”字形鋼筋應有合理間距，并合理調節管路的安裝部位。3.在拉伸外部預應力柱之前，檢查牽拉裝置，并嚴格控制延率和張力，使工程上游和下游以及二岸均同步按序進行。4.注漿時采用真空輔助注漿技術和強壓注漿。5.想要保障施工質量，需要按照科學的配比將膨脹劑和減水劑為0.1%的砂漿和水泥漿體進行混合，其中水灰比占約為0.4 。但為了增加水泥漿體的和易度，將最大真空度注漿材料參數宜限制在合理的范圍內。

邊跨現澆段施工

1.本工程澆梁段結構對本工程合龍段和邊跨現澆段進行施工，主梁主截面宜采用安裝懸肢支架的非對稱懸肢式浸水籃，并在跨中心采用罐配重；針對梁段側跨結構，封閉截面用膠帶掛籃吊架代替。2.為提高結構質量，必須在澆梁段支撐縱梁之間的平臺上放置圓鋼絲或高強度鋼絲。在關閉模具之前，降低模具以使混凝土達到其設計強度。邊跨合攏時，梁體在邊跨合攏和邊跨梁受力前可自由滑過橋梁。3.掛籃改為截面梁、梁和結構吊架時，掛籃跨中側的錨點設計為浮動鉸支座，將在施工完成后交付。0澆梁段梁施工時，假設中跨梁伸縮，支架沿破損橋梁縱向自由滑動。4.中跨配重設計中，水箱應置于橋梁結構的T形支架上作為配重，水箱容量應能引起主碼頭在側跨處偏心。偏心不對稱平衡彎矩，最大配重340t。5.設置臨時預應力梁時，為保證懸肢橋澆梁段結構正常，須分別將頂板與臨時索TCls2、TCls1設在該大跨連續剛構橋橋梁的5#梁段與7#梁段間。

合龍段施工

1.在進行本工程合龍段施工過程中，很容易受到外界環境的影響。因此在合龍段施工過程中，需要結合天氣情況，測試分析梁溫與氣溫的關系，確定最佳合龍時間，為合龍方式的選擇提供參考。2.結合氣溫與梁溫度的關系，同時根據梁和橋梁結構可能發生的溫度變化，選擇自適應機械控制合龍方式。3.當溫度變化較小，或溫度過低時，用密封墊片，或在密封段上澆筑混凝土。4.快速、對稱地封鎖合龍口。5.合龍口混凝土要求早強，同時需要仔細壓實和振搗，加強養護。6.為了確保在澆鑄材料過程中封閉口一直穩定狀態，裝卸時應繞著橋梁軸線對稱。箱梁的合龍，是將剛性T字形構架逐步轉化為連續剛性構架的重要過程，這也是一種內部應力重新分配的過程。由于所有施工流程都直接關系著主橋的內部應力狀況和線性程度，所以需要嚴格控制箱梁的順序和溫度。并持續觀測橋梁部位的實際工作溫度，并選取環境溫度最低的時間進行合龍施工。

箱梁懸肢澆注

懸肢澆注施工

施工完成后，用兩臺主塔吊將主梁和兩個掛籃對稱組裝在壓氣機上，形成懸肢結構進行澆注：粘接底部和腹板加強筋，組裝預應力管。同時注意掛籃構件中的預留縫部位；設置內部模板和調整建筑立面；安裝頂端模板并使之銜接于內外模板；綁扎頂板鋼筋，并裝配預應力管；背板腹板連續降下，懸肢梁前后對稱交錯地進行施工，易于修補和穿孔，并具備了與注漿管同等的耐久性和延展性。

線形控制結果

懸肢梁施工和檢驗過程是一項相當復雜的全系統過程，是大橋施工中的重要難點。在澆筑過程中，受混凝土澆筑、掛籃移動、結構負荷、預緊力、隧道混凝土灌漿、混凝土收縮與徐變、氣溫、濕度等多種因素的綜合影響。為了保持良好的線條風格，重點是施工過程中需要進行詳細的施工橋梁的預彎。通過檢測結構和檢查橋梁結構的精度，箱梁最終閉合時，每個閉合截面的相對標高誤差不超過L/5000=30毫米（實測值為16毫米），軸線偏差不大于L/1000=15毫米（實際尺寸），使其能夠滿足施工的相關要求。

總結

綜上所述，大跨度剛構橋上部結構的控制一定要緊密聯系在一起，確保每個施工環節符合設計要求。主設計橋梁上部結構采用大跨徑預應力混凝土，連續剛性箱梁、主梁、邊跨現澆，其余現澆。懸掛式鑄鐵懸肢籃，掛籃采用鋼吊索與精軋鋼吊肢組合，剛性高，變形小，調整方便，有利于直線結構控制，前進運動快，工作空間大。