帶橢圓孔V型剛構橋斜腿關鍵施工技術研究

李建明 王賢鵬

廣州市市政工程機械施工有限公司 廣東 廣州 510060

引言

V型斜腿剛構橋因其結構新穎和造型美觀，越來越多被用在城市橋梁當中。在以往的工程實例中，V型斜腿通常采用滿堂支架法和萬能桿件組拼支架法進行施工[1-3]。以廣州科技教育城中軸廣場和開元路建設工程為研究背景，該項目剛構橋斜腿上部與橋面中隔梁結合處厚度為1.8m，根部與承臺結合處厚度為1m，斜腿上部澆筑混凝土時，會因混凝土自重較大對斜腿根部產生巨大的彎矩，進而引發斜腿根部出現裂縫，且目前繁瑣的鋼模板裝拆工藝也為施工增加了難度。本文介紹了一種新的帶橢圓孔V型斜腿施工工藝，通過采用臨時拉桿減少斜腿開裂；設計了一套可快速裝拆調節鋼模板優化施工；提出了一種新型監測方法監控斜腿變形。

1 工程概況

本橋采用（21.5+25+21.5）m 現澆預應力混凝土 V 型斜腿剛構橋，跨中橋面總寬 81.0m，共分為4幅橋，邊幅橋跨中橋面寬度為19.5m，中幅橋跨中橋面寬度為16.5m，相鄰兩幅橋間設置寬3.0m的采光區。邊斜桿厚度采用等厚度，為800mm，其與水平面夾角為33.69°（1∶1.5）。斜腿采用變厚度，頂端厚1800mm，底端厚1000mm，直線變化，其與水平面夾角為50°。

2 工程重難點

本研究課題主要對斜腿剛構橋的V型斜腿關鍵施工技術進行研究，重點研究以下幾個方面：

在斜桿與斜腿之間使用對拉螺紋精鋼進行臨時拉結，抵消鋼模板及鋼筋自重，消除斜腿模板與支架之間的彈性及非彈性變形，同時分擔斜腿混凝土澆筑時產生的部分水平推力。

斜腿橢圓孔采用定制可裝拆調節鋼模板澆筑而成，可實現鋼模板的快速安裝。

提出一種基于不同工況下斜腿施工的監測方法。

3 施工關鍵技術

圖1 斜腿剛構橋立面圖

3.1 對拉螺紋精鋼的應用

為確保斜腿底模及滿堂支架不產生向跨中側的水平位移，滿堂支架同時設置豎向支撐和斜撐。澆筑斜腿混凝土前，在斜桿和斜腿之間使用對拉螺紋精鋼進行臨時拉結，抵消鋼模板及鋼筋自重，消除斜腿模板與支架之間的彈性及非彈性變形。

臨時拉桿采用Φ32精軋螺紋鋼筋，在邊斜桿上的錨固點距離箱梁頂板上緣1700mm，在斜腿上的錨固點距離箱梁頂板上緣2200mm。中幅橋臨時拉桿每個橫向共計8根臨時拉桿。邊幅橋臨時拉桿每個橫向共計12根臨時拉桿。

通過有限元軟件分析得出，中幅橋臨時拉桿初始張拉力為2.9kN，邊幅橋臨時拉桿初始張拉力為3.8kN。

斜桿臨時拉桿端用螺母與鐵塊固定在鋼筋上澆筑混凝土，外段使用腳手架固定，臨時拉桿使用套筒連接，斜腿端部臨時拉桿預拉繃直后用錨具固定在鋼模板外側，澆筑斜腿混凝土。臨時拉桿在箱梁混凝土澆筑完成后，預應力筋張拉前拆除。

3.2 斜腿橢圓孔可裝拆調節鋼模板的應用

斜腿橢圓形尺寸長軸3500mm，短軸2000mm，考慮上部澆筑混凝土的重量擠壓以及后期的拆模，施工現場采用鋼模板分板塊拼裝，用螺栓連接板塊，橢圓中軸用調節模板拼裝。用鋼筋固定橢圓鋼模板，待混凝土達到拆模強度后，先拆除調節模板，后拆除模板B1，最后拆除模板B2。調節模板之間粘上貼條，一方面可防止混凝土在澆筑時溢出模板面，另一方面方便拆卸。

3.3 基于不同工況下斜腿施工的監測方法

為監測斜腿變形，在橋跨梁板和斜腿均勻設置5個監測點，在支架預壓過程中監測斜腿數據，本次支架預壓過程監測分兩次進行，第一次監測周期從左邊幅橋一跨預壓50%開始至預壓100%結束，時間持續1.5d；第二次監測周期從左邊幅橋一跨預壓100%開始至預壓120%結束，時間持續11h。通過監測數據，確定是否發生變形或產生位移。

支架預壓期間均采用自動化實時監測，監測參數為：高支模水平位移監測、豎向位移監測、立桿軸力監測、桿件傾斜監測。

支架預壓第一次監測周期內，水平位移累計值為4.28mm，小于預警值5mm和報警值8mm；豎向位移3.13mm，小于預警值8mm和報警值10mm；立桿軸力8.05kN，小于預警值20kN，小于報警值25kN；桿件傾斜累計值為3.426mm，小于報警值16.8mm。支架預壓第二次監測周期內，水平位移累計值為6.69mm，小于報警值8mm；豎向位移6.02mm，小于預警值8mm和報警值10mm；立桿軸力10.49kN，小于預警值20kN，小于報警值25kN；桿件傾斜累計值為6.114mm，小于報警值16.8mm。

通過支架預壓第一次監測數據和第二次監測數據可以得出結論：預壓過程中，各測點的變化均未超過其報警值，后續施工過程中整個高支模結構體系將處于穩定可控狀態。

圖2 斜腿內模模板裝配示意圖

4 結束語

本文以廣州科技教育城中軸廣場和開元路建設工程為工程背景，對帶橢圓孔V型剛構橋斜腿關鍵施工技術進行了介紹。針對斜腿頭重腳輕的設計理念，提出一種在斜桿與斜腿之間使用對拉螺紋精鋼進行臨時拉結的施工工藝，抵消鋼模板及鋼筋自重，消除斜腿模板與支架之間的彈性及非彈性變形；設計一套可快速裝拆調節鋼模板，實現V型斜腿橢圓孔部位的快速化施工；提出一種基于不同工況下斜腿施工的監測方法，有效監控斜腿的變形。