高墩大跨徑剛構橋施工關鍵技術分析

韋執宇

摘要 高墩大跨徑剛構橋具有整體性好、跨越能力強、線形美觀、施工簡便等優點，在公路橋梁建設中得到了大規模應用。為有效提升高墩大跨徑剛構橋施工質量，保證橋梁建設及使用安全，文章結合剛構橋基本特征，系統分析了高墩大跨徑剛構橋施工關鍵技術，總結了高墩大跨徑剛構橋結構存在問題及應對策略，并分別從前期準備階段和施工階段提出了高墩大跨徑連續剛構橋施工管理措施，具有重要的參考價值。

關鍵詞 公路橋梁項目；高墩大跨徑；剛構橋；關鍵技術

中圖分類號 U448.23文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0078-03

0 引言

近年來，隨著經濟的飛速發展，公路橋梁基礎設施建設日益完善，有效推動了交通運輸行業的發展。為有效適應復雜地形變化，滿足交通運輸需求，高墩大跨徑剛構橋應運而生。該橋梁具有結構簡單、受力均勻、行車平穩、舒適等優點，得到了業界人士的高度認可。但由于其墩高和跨度大，施工技術要求較高，質量控制難度較大，施工過程中極易產生質量和安全隱患，因此，加強施工過程質量控制尤為關鍵。該文針對高墩大跨徑剛構橋施工關鍵技術展開綜合探究，對提高橋梁施工技術水平，保證橋梁建設順利完成具有重要意義。

1 剛構橋的基本特點

相較于其他形式的橋梁工程，高墩大跨徑剛構橋具有如下特征：

（1）剛構橋有效融合了T型剛構與連續梁橋結構特點，上部梁體與橋梁墩臺相對固定，顯著提高了橋梁整體穩定性，且全橋無伸縮縫和支座，有效提升橋面平整度，保證車輛安全、高效通行，并省去支座安裝和養護費用，降低了工程造價。同時，剛構橋施工時無須實施體系轉換，降低了施工難度，提高了施工效率[1]。

（2）橋梁墩身采用柔性設計，能有效提升橋梁結構抗變形能力。

（3）橋梁結構體系受力較為均勻，科學確定橋墩剛度，能顯著降低主梁彎矩，增強橋梁結構跨越能力。

（4）該橋梁具有較強的抗震能力，當橋梁結構遭受地震荷載作用時，橋梁墩臺可有效分擔荷載作用，且無需安裝抗震設施，顯著降低施工成本。

（5）該橋梁結構簡單，施工方便，有效降低施工難度，節約人工成本，同時通過設計預應力筋，顯著提高橋梁承載性能，減少鋼材使用量，降低材料成本。

2 高墩大跨徑剛構橋施工關鍵技術

2.1 0#塊和邊跨直線段施工技術要點

0#塊及邊跨直線段施工時，應結合現場實際情況，科學設置托架、預埋件、墊梁和底模支架等構件，確保結構受力均衡，并根據現場設備狀況，實現對現有設備的科學應用，在保證安全性能和使用性能滿足要求的同時，有效降低施工成本，提高項目建設的綜合效益[2]。

（1）嚴格按照施工標準要求在橋墩四周設置三角形支架，布設間距為1.4 m，數量為5片，當進行墩臺施工時，可借助預埋件完成橋墩與托架的可靠連接，從而將施工荷載有效傳遞至橋墩。

（2）當橋墩結構形式為薄壁墩時，為最大限度地保證預埋件穩定性和可靠性，預埋件設置時應貫穿橋墩。同時，為提高預埋件周圍混凝土結構承載性能，可在預埋件下方0.5 m范圍內設置附加鋼筋網片。

（3）邊跨直線段施工可通過掛籃完成，當進行末端構件澆筑及預應力張拉時，可將掛籃向前移動一定距離，待主桁架與原始桁架結構安裝完成后，即可進行掛籃移動[3]。

2.2 主橋合龍段

主橋合龍時，可采用掛籃模板進行施工，混凝土澆筑時，應采取必要的溫度控制措施，防止混凝土內外溫差過大，引發混凝土開裂等質量問題，影響橋梁結構整體性能。此外，為最大限度地確?；炷潦┕べ|量，可采用微膨脹混凝土進行澆筑。混凝土澆筑完成后應及時進行灑水養護，避免混凝土內部水分散失過快，引起干縮裂縫。待混凝土強度滿足設計要求后，方可進行預應力張拉作業[4]。

主橋合龍施工主要分為邊跨合龍和中跨合龍兩部分，具體施工方式如下：

（1）主橋合龍施工，應按照先邊跨、后中跨的順序進行施工，施工時應嚴格控制橋梁線形，確保滿足設計要求。合龍段施工時，可采用掛籃模板，其固定方式與常規方式相同。

（2）待邊跨合龍施工完成后，便可進行中跨合龍施工。為避免混凝土收縮、徐變及外界環境因素影響，應通過科學手段對合龍口間距實施控制，例如可在合龍部位安裝勁性骨架實施臨時鎖定，當外部環境條件發生變化時，勁性骨架可有效控制自由端伸長量，避免合龍部位產生壓力，影響混凝土結構性能[5]。

2.3 懸臂施工

懸臂施工時，應對橋梁結構撓度實施科學把控，防止撓度過大，影響結構安全性能。剛構橋施工過程中，撓度變化極為復雜，主要包括掛籃結構造成的變形、T構撓度、施工荷載撓度等。在進行撓度計算時，應結合實際施工情況進行重復計算，并嚴格校核，以便后續模板高程控制。

（1）確定主梁預拱度時，應充分考慮掛籃預拋高度、預變位及橋梁徐變等各方面因素影響。為實現對主梁變形的科學把控，施工中應實施監測主梁變形情況。通過在距離懸臂端及翼緣板邊緣10～20 cm部位設置沉降監測點，完成對主梁變形的監測。

（2）懸臂施工時，應全面控制預應力張拉前后結構標高，并對混凝土澆筑質量進行嚴格把控，采取必要的溫度控制措施，防止混凝土結構產生裂縫。

（3）由于橋梁結構鋼筋及預應力管道數量較多，鋼筋布設間距過小，為確保混凝土密實度，應加強混凝土材料質量控制，保證具有良好的和易性，全面提高施工效果。橋梁頂板混凝土坍落度以120～140 mm為宜，頂、腹板坍落度則應控制在140～160 mm范圍內。實際澆筑時，應結合橋梁力學特征進行科學施工，對于容易產生變形的位置應采取科學合理的澆筑方案，最大限度地確?；炷翝仓鶆蛐院蛯ΨQ性，控制結構變形[6]。

（4）混凝土澆筑過程中，應嚴格按照施工標準要求進行混凝土振搗施工。采用高頻低幅方式進行振搗，并嚴格控制振搗時間，防止出現過振、漏振和欠振現象，通常以15～30 s為宜。混凝土澆筑過程中，中途不得停頓，分層澆筑時，應嚴格控制分層厚度，確保不超過30 cm；當采用單次澆筑時，混凝土澆筑完成后應及時進行收面，保證橋面坡度及高程滿足設計要求[7]。

2.4 撓度主要影響因素

（1）掛籃變形。懸臂結構施工時，會使橋梁結構撓度產生顯著變化，可通過支架預壓及具體計算得到，相比而言，預壓試驗得到的結果較為精確，因此實際施工時應科學做好預壓試驗，以充分確保試驗結果準確性，從而對模板高程實施科學調整。

（2）混凝土彈性模量。混凝土彈性模量對模板高度具有重要影響。根據相關標準要求，在臨時荷載作用下，預應力構件應采用085E1，其中E代表混凝土實際變形量，1代表換算界面慣性矩，彈性模量確定直接決定結構計算及分析結果，但實際施工中彈性模量難以保持一致。通常狀況下，試驗得到的彈性模量相對較大，因此實際施工時應實現試驗與規范的有效融合，以得到更加準確的結論。

（3）梁體尺寸及結構重量。測量放樣及模板安裝過程中，均會產生偏差，導致梁體結構尺寸與設計值存在一定誤差，從而造成混凝土重量荷載存在偏差。通常狀況下，單獨某一個誤差并不影響梁體結構撓度，但若不加以管控，導致誤差逐漸累積，將會對梁體結構整體撓度造成嚴重影響。為此，實際施工中應嚴格按照設計要求對梁體尺寸實施科學把控，最大限度地降低對撓度的影響[8]。

（4）預應力筋位置準確度。懸臂澆筑施工具有獨特性，施工中應保持預應力筋與梁體中心位于同一中心線上，因此在進行預應力管線定位時，應確保其位置準確性，以有效降低施工偏差，防止對橋梁結構造成不利影響。

（5）張拉工藝偏差。預應力張拉施工時，通常采用兩端同時張拉方式進行施工，而實際施工時由于技術、設備等因素限制，導致兩端同步張拉難度較大，因此，張拉過程中預應力筋位置極易產生變化，影響梁體結構撓度變化，必須對張拉工藝實施優化。

3 高墩大跨徑剛構橋結構問題及應對措施

3.1 高墩大跨徑剛構橋結構失穩分析

高墩大跨徑剛構橋極易產生結構失穩問題，主要是由于在外部荷載作用下，橋梁結構穩定性降低，從而引發結構破壞等問題。橋梁結構失穩具體包含分支點問題和極值點問題兩種形式。

（1）當外部荷載作用超出特定標準時，此時除采用原始方法維持平衡狀態外，還能采用其他方法維持結構平衡，此類狀況稱為分支點問題。

（2）當外部荷載作用超出特定標準時，橋梁結構破壞極為嚴重，已無法保持原有平衡狀態，此種狀況稱為極值點問題。實際施工中造成結構失穩的因素眾多，如墩臺高度、截面尺寸等。

3.2 結構失穩的控制措施

（1）高墩大跨徑剛構橋設計時，應采用數值模型對結構力學性能實施模擬分析，特殊狀況下應對局部位置實施分析，確保結構受力合理，從而結合模擬分析結果開展橋梁整體結構設計工作。

（2）由于梁體跨中部位受力最大，因此必須采取必要的補強措施，如增設附加鋼筋等。

（3）在梁體跨中部位設置橫隔板，以有效增強梁體強度、剛度和穩定性。

（4）當軸向力較大時，應在梁體底板位置增設預應力鋼筋，以有效控制軸向力局部傳遞。

（5）預應力管道布設時，應保證管道位置合理性，防止出現軸向力集中現象[9]。

4 高墩大跨徑連續剛構橋施工管理措施

施工管理是提高工程建設質量的重要手段，對保證工程建設整體質量具有重要意義。高墩大跨徑連續剛構橋施工中應采用先進的管理方法、理念和技術，對施工過程的各個環節實施科學組織、規劃與監督，確保實現全過程質量管理，全面提升高墩大跨徑連續剛構橋施工質量。該文著重針對高墩大跨徑剛構橋施工準備階段及施工階段施工管控要點進行如下闡述。

4.1 前期準備工作

高墩大跨徑剛構橋施工環境復雜、工序繁多，施工難度較大，技術要求高，施工前應科學做好施工準備工作，確保工程建設順利進行。

（1）編制施工組織設計。高墩大跨徑剛構橋施工前，項目經理應結合橋梁基本概況及現場實際施工環境狀況，科學編制施工組織設計方案，并報監理單位審批。

（2）施工材料和機械準備。工程施工前，應結合項目實際情況，科學組織材料和機械進場，并嚴格控制施工材料和機械的質量，進場前對材料進行全面檢查，確保質量、型號、數量及相關性能滿足設計要求，同時對施工機械進行全面檢查，確保運行狀況良好，以有效防止施工中產生故障，對工程施工造成不良影響。

（3）為有效提升施工組織設計的科學性和合理性，全面發揮其指導作用，應科學做好以下工作：①施工組織設計編制時應結合項目實際情況進行細化分解，根據子項目特征進行科學編制；②結合項目特征及施工難易程度，對施工組織設計實施優化；③施工組織設計編制完成并經批準后，應組織管理人員進行全面學習，以提高施工質量管控水平[10]。

4.2 施工環節管理

高墩大跨徑剛構橋施工階段是工程建設具體實施階段，其施工質量管控水平對項目建設質量具有重要影響。因此，施工階段管理時應科學做好以下4方面的工作。

（1）科學做好項目總平面布局。結合現場實際地形、地質等環境條件，合理進行項目布置，最大限度地增強布局緊湊性，減少土地浪費。

（2）做好技術管理工作。項目施工前，應組織相關人員進行圖紙會審工作，全面了解圖紙內容，掌握設計意圖，確保施工準確性和高效性。同時，應嚴格按照規范要求進行技術交底，確保施工人員充分掌握施工方法，明確施工標準，規范施工行為，防止產生失誤，避免質量事故。

（3）科學選擇施工班組。施工人員綜合素質是決定工程建設質量的重要因素，因此，為保證高墩大跨徑剛構橋施工質量，應科學選擇施工班組，并加強技術培訓，全面增強責任意識和質量意識，從根本上保證施工質量。

（4）加強材料和機械管理。施工材料是保證工程建設質量的最關鍵因素，材料進場前，應全面檢查合格證、檢驗報告等文件，并進行抽樣檢查，檢查合格后方可予以進場。同時，還應建立科學完善的材料領用制度，嚴格規范材料領用流程，防止產生多領現象，避免材料浪費。

5 結語

綜上所述，大跨徑連續剛構橋作為公路橋梁建設的重要組成部分，對促進經濟發展和方便人們交通出行具有重要作用。實際工程建設時，應結合工程基本特征及現場實際情況，制定切實可行的施工方案，采用科學有效的關鍵技術，以有效提升連續剛構橋施工質量與效率。同時，應科學做好前期準備工作，并加強施工過程的質量管控，從根本上保證工程建設質量。

參考文獻

[1]張謙. 大跨徑多孔空腹式連續剛構橋設計及施工關鍵技術[J]. 中國水運， 2023（3）： 115-118.

[2]李紅鋒. 基于MIDAS大跨度剛構橋施工關鍵技術分析[J]. 工程機械與維修， 2022（4）： 133-135.

[3]蔣澤暉. 高墩大跨徑連續剛構橋施工關鍵技術分析研究[J]. 江蘇科技信息， 2022（18）： 40-42.

[4]李智軒， 李虹秀， 謝雙雙. 探究高墩大跨徑剛構橋施工關鍵技術[J]. 中國住宅設施， 2022（3）： 1-3.

[5]王蓬， 李亞勇. 關于BIM技術在大跨徑梁拱組合剛構橋項目中的前期實施策劃研究[C]. 中國土木工程學會， 長沙市人民政府. 中國土木工程學會2021年學術年會論文集， 2021： 100.

[6]黃勤勞. 高墩大跨徑連續剛構橋懸灌法施工關鍵技術[J]. 鐵道建筑技術， 2020（10）： 110-112+130.

[7]韓雪. 高墩大跨徑連續剛構橋施工關鍵技術研究[J]. 交通世界， 2019（23）： 101-103.

[8]楊鑫. 高墩大跨徑連續剛構橋施工過程中穩定性分析[J]. 交通世界， 2021（16）： 83-86.

[9]秦宗琛， 李亞勇， 張斌， 等. 大跨徑梁拱組合剛構橋下弦拱梁掛籃選型及施工應用[C]. 中國土木工程學會， 長沙市人民政府. 中國土木工程學會2021年學術年會論文集， 2021： 167.

[10]張朝榮. 大跨徑預應力混凝土連續剛構橋施工技術分析[J]. 福建交通科技， 2019（5）： 104-106+134.