某剛構橋懸臂澆筑施工階段的穩定性分析

李治發

摘要 連續剛構橋梁因其良好的整體性和較高的承載力，以及施工技術簡單，在高速公路建設上得到廣泛運用。其上部結構與橋墩固結，梁體承受較大荷載時，會出現負彎矩，混凝土收縮徐變也會造成一定的不利影響。基于此，文章以某高速公路大橋項目為案例，分析了剛構橋梁的結構特性以及施工控制方法，總結了橋梁施工過程中的穩定性控制技術，具體包括從施工變形、施工應力、施工穩定性及安全性等方面進行控制的技術要點，以最大限度地減少誤差，提高施工質量。

關鍵詞 高速公路橋梁項目；連續剛構橋梁；懸臂澆筑；施工穩定性分析

中圖分類號 U445.4文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）09-0123-03

0 引言

建設高速公路橋梁，通常會使用連續剛構橋梁結構形式，其整體性較好，可承受較大壓力，且便于施工建設，橋梁的上部結構和橋墩牢固連接，梁體受荷載影響，會出現負彎矩，混凝土收縮形變、溫度變化也會影響其整體質量。所以，該文論述了連續剛構橋梁的結構特點以及施工控制方法，分析了施工穩定性，旨在提高施工質量。

1 大跨徑連續剛構橋梁的特點

1.1 橋梁上部結構特點

連續剛構橋梁的上部結構與橋墩相互固結，未安裝支座，其上部結構沒有伸縮縫，行車的穩定性較高。該橋梁屬于多次超靜定結構，橋墩頂端的梁體，會出現明顯的負彎矩，需通過設計變截面，來消除不利影響。

1.2 橋梁下部結構特點

該橋梁為多次超靜定結構，不論是施工階段還是后期運營，混凝土形變及溫度變化，都會對其產生影響，導致梁體縱向大幅度地移動，且橋梁的下部結構需承受水平方向的荷載。設計橋梁時，其下部結構使用柔性雙薄壁墩，主要是為了避免出現較大彎矩[1]。

1.3 橋梁受力特點

受力程度相同時，相較于連續橋梁，剛構橋梁的跨中截面的正彎矩較小，而兩者的橋墩頂部負彎矩非常接近。建造剛構橋梁時，其下部結構使用柔性雙薄壁墩，是為了避免受到水平荷載的較大影響，并使橋梁能抵抗更高等級的振動。

2 大跨徑連續剛構橋梁的施工控制方法

為確保橋梁安全高效施工，在施工過程中需要實時監測剛構橋梁的狀態，通過收集并分析監測數據，達到有效控制其穩定性的目的。基于各項分析實踐可知，建造施工連續剛構橋梁過程中，所用的施工控制方法主要有四種：

2.1 橋梁施工變形控制

建造橋梁時，受橋梁自身重量的影響，梁體會出現撓曲變形，而采用的施工技術不當會加劇變形問題。針對此問題，需采取相關措施有效控制變形，避免影響到橋梁合龍[2]。

2.2 橋梁施工應力控制

施工建設剛構橋梁時，梁體結構發生變化，會影響到其結構內力。橋梁合龍階段，還未產生連續剛構作用效應，其承載力較小，如果結構內力大于設計標準，會對橋梁結構產生嚴重傷害，導致橋梁的安全性明顯降低。在連續剛構橋梁的施工環節，為了解橋梁受力情況，需要實時監測橋梁的應力，通過分析監測數據，采取有效措施控制施工活動[3]。

2.3 橋梁施工穩定性控制

連續剛構橋梁設計跨度不斷增大，橋墩越來越高，會導致剛構橋梁部分位置的剛度下降，不利于安全穩定地推進橋梁施工，所以需針對橋梁施工環節的梁體變形及內力開展全面分析，采取相關措施有效控制施工穩定性，從而準確評價橋梁穩定性。

2.4 橋梁施工安全控制

為確保順利建設連續剛構橋梁，必須對其施工安全進行有效控制。有效控制措施主要分為橋梁結構及施工人員兩方面的安全控制。剛構橋梁承受外部荷載，其形狀會發生改變，為實現橋梁的結構安全，一方面要控制橋梁在受力狀態方面的形變，另一方面要控制施工穩定性。橋梁施工過程中，施工方應制定并實施具體的安保措施，以確保施工人員的安全，實現人員安全控制的目標[4]。

3 工程概況

某高速公路大橋的長度為898 m，其中心、起點及終點的樁號依次為DZK20+780、DZK20+331和DZK21+229。該橋梁的結構設計為兩墩四跨，邊跨與中跨的長度分別為60 m和120 m，橋梁頂寬12.5 m，其上部結構設計為變截面預應力連續剛構體系。建設其上部結構，使用掛籃法澆筑而成，2#節段懸臂現澆梁重達149 t，掛籃重70 t。圖1～2表示T橋梁的中跨與邊跨梁體節段布置情況。

4 橋梁施工穩定性控制技術

4.1 0#與1#塊的施工

該大橋項目位于山地，需設計較高的橋梁主墩，建造0#塊與1#塊時，地形因素加大了施工難度。綜合考慮當地復雜地形因素，在該段施工選用錨固三角托架方案[5]。

采用該方法進行施工，用錨固筋和牛腿將三腳架與柱墩牢固連接，得到牢固穩定的支撐結構，在上面放置支架托架平臺，確保實現順利澆筑。圖3表示錨固三角托架法結構受力形式。

4.2 掛籃的懸臂澆筑

連續剛構橋梁的施工階段，掛籃法懸臂澆筑結構時，會損害到橋梁的內部構造。所以，加工制作的懸臂掛籃，應提升施工質量為目標，采取措施改進結構及施工技術。通過比較各種掛籃結構形式，發現菱形掛籃的拼裝難度較低，可快速完成拆卸[6]。結合項目建設的具體需求，依照相關設計規范，選用了菱形掛籃形式。

4.3 合龍段施工

溫度變化、施工技術等會影響到剛構橋梁的合龍施工效果。施工過程中，運用吊架法先合龍邊跨，再運用掛籃法合龍中跨，從而確保施工質量符合要求。

合龍施工前，需在梁體節段頂板及底板處設置鋼筋骨架，并焊接在一起，合龍段混凝土為C55高強混凝土，從而全面提升合龍質量，確保梁體能承受較大壓力。并依照經評審的施工方案要求，確保各工序的順利推進，以提升合龍段整體質量[7]。圖4為合龍段施工工藝流程。

4.4 立模標高的計算

剛構橋梁施工環節，梁體出現撓度彎曲，會影響到橋梁的線形及合龍施工質量。為有效減小橋梁線形的偏差值，避免出現明顯的結構內力，需測算不利因素對立模預拱度及標高的影響，從而指導項目施工，圖5表示其立模預拱度。

在剛構橋梁的施工階段，及時監測了梁體的運行狀態，且根據工藝流程有效控制立模標高：

（1）開始施工之前，通過分析梁體受力情況，并綜合考慮立模標高，從而明確施工控制的相應標準。

（2）如果實際數值與標準值的偏差不足2 cm，可根據施工方案繼續推進施工，如果偏差大于2 cm，則需進行優化后再繼續推進建設[8]。

5 施工穩定性分析

梁體完成合龍之后，測量梁體節段的高程，將其比對設計標準值，從而確定各個節段的誤差，圖6為各節段的標高誤差。

分析圖6發現：

（1）有些節段的標高誤差為正，完成施工后，各梁體節段的標高誤差相互間具有差異，但并未影響到梁體整體線形，充分表明控制施工穩定性的措施，發揮了良好作用。

（2）繼續推進橋梁建設，各節段誤差會不斷累積，且與0#塊與1#塊距離越遠，則會產生更大的標高誤差，梁體合龍段的誤差最大[9]。

（3）通過分析剛構橋梁施工階段的相關內容與梁體結構特性發現，混凝土發生收縮徐變會導致標高誤差的出現，此類影響有時效性，會持續一段時間，隨著時間的推移會趨于穩定，且梁段標高會逐漸實現與設計值基本一致[10]。

6 結論

綜上所述，該文論述了大跨徑連續剛構橋梁的結構特點及施工控制方法，并結合工程項目案例，分析了各種施工穩定性控制技術，運用梁段標高誤差總結了施工穩定性，所得結論如下：

（1）連續剛構橋梁的上部結構與梁墩相互固結，混凝土收縮徐變及溫度對其有較大影響，且會出現明顯的次內力。

（2）連續剛構橋梁的施工控制方法主要有施工變形、應力、穩定性及安全性等控制技術。

（3）通過監控手段，測量了施工階段及建成后的橋梁線形，通過分析測量數據可知：①針對大跨徑連續性剛構橋梁施工，使用的穩定性控制方法取得了良好效果；②混凝土收縮徐變及溫度會影響到梁體，另外施工作業流程缺乏規范性，都會導致出現標高誤差。

參考文獻

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