懸臂澆筑連續梁施工技術要點與質量控制措施分析

楊文志

（中鐵十六局集團第一工程有限公司，北京 101300）

0 引言

在高速鐵路橋梁非常規跨度建設中，懸臂澆筑連續梁得到了廣泛的應用[1]。該型橋梁的多道工序，比如模板安裝、鋼筋綁扎、混凝土澆筑、預應力張拉等，都需要借助掛籃這一輔助設備來完成。一段橋梁的工序施工完成后，掛籃移動行走至下一道施工工序所在的位置，采用同樣的流程順序開展工程建設，直至橋梁整體結構全部搭建完成[2]。這種橋梁具有穩定的結構形式，同時實施工藝簡單、安全系數高，具有獨特的優勢[3]。

關于懸臂澆筑連續梁的建設工藝，不僅在很多高速鐵路工程非常規跨度橋梁建設項目中被積極拓展，很多學者也據此開展了卓有成效的理論研究。李輝等學者研究了懸臂澆筑連續梁的施工技術方案，指出進行橋梁設計時通過降低中支點正截面抗裂應力儲備可以提升正截面法向壓應力，從而提高橋梁整體穩定性[4]；王海宇結合工程實例研究了重力灌漿技術在懸臂澆筑施工中的應用方法，并提出了施工質量評價標準[5]；吳建強等學者以包頭-銀川鐵路惠農-銀川段連續梁為例，研究了高速鐵路懸臂澆筑連續梁的施工質量控制措施[6]；李智在研究連續梁橋懸臂澆筑施工方法的基礎上，分析了多種因素如橋梁結構分布、混凝土彈性模量以及張拉力等對橋梁建設質量的影響[7]。綜合分析這些學者的研究成果可以看出，當前懸臂澆筑連續梁施工工藝較為成熟。在此基礎上，本文結合工程實例，對項目所在地的地質水文特點進行深入分析，圍繞施工中的建設重點，提出相應的施工技術要點與質量控制措施。

1 工程概況

1.1 項目基本情況

本文選擇新建福州至廈門鐵路工程建設項目中的萩蘆溪特大橋作為研究對象。

北起福州市，經莆田市、泉州市，南至廈門市、漳州市，新建的福廈鐵路位于福建省沿海地區。線路北端與合福鐵路、溫福鐵路相連，南端與廈深鐵路、龍廈鐵路相連，與東南沿海鐵路福廈段共線，既可構筑京福廈高鐵客運大通道，也是東南沿海鐵路客運大通道的重要組成部分，是京福廈高鐵的重要組成部分。其中，萩蘆溪特大橋位于福建省莆田市境內，起訖里程為DK065+623.510～DK066+611.070，萩蘆溪特大橋在DK66+129.5處上跨湄渝高速，設計凈空5.5m；在DK65+837.2處上跨水泥路，設計凈空4.5m；在DK66+362.7 處上跨水泥路，設計凈空4.5m；在DK66+200～DK66+310處跨越萩蘆溪。

萩蘆溪特大橋包含橋梁下部、橋面系、橋梁附屬設施及大型臨時設施等，共27 個墩臺，采用21-32m 簡支梁+1-（60+100+60）m連續梁+2-32m簡支梁。該墩臺基座為Ф1.0m、Ф1.25m、Ф2.0m鉆孔灌注樁，樁長8.5～39.5m不等，共275根；橋臺為長方形，5～20號橋墩為圓端形中空橋墩，其余為圓端形實體墩，高為8.35～28.85m。采用掛籃懸臂澆筑法進行橋梁施工建設。

1.2 地質水文特點

萩蘆溪特大橋橋址屬閩東山地及沿海島嶼地貌。東部地面標高0～50m，地勢平坦開闊，水網密布，有萩蘆溪串行其中。各巖土層為第四系人工填土、第四系全新統沖海基層和第四系殘坡基層，基礎結構不穩且容易受到地表水的沖擊影響。地下水以松散巖層孔隙潛水為主，含有少量基巖裂隙水，分布于沿海平原和沖海積砂、礫石層河流階地區的地下水，主要為疏松巖層的孔隙水、孔隙潛水或壓力水，55%水量相對豐富，由大氣降水和地表水補給。此外，該橋梁建設所在地雨量較充沛，年平均降水量1436mm，4～9月為雨季，降雨量占全年雨量的80%，且臺風多發。

1.3 施工難點

綜合萩蘆溪特大橋所處的地理環境和工程項目建設標準，可以看出該橋梁建設過程中面臨以下施工難點。

（1）新建福廈鐵路為設計時速350km/h，屬高速鐵路，建設過程中對軌下橋梁平順度要求高。因此，在建設萩蘆溪特大橋過程中，需要重點關注連續梁橋施工線性控制，如控制不好易造成階段銜接不平順，影響橋梁美觀和高速鐵路行車穩定性。

（2）萩蘆溪特大橋最高墩28m，空心墩施工難度大，在DK66+129.5 處上跨湄渝高速，現澆梁施工難度大，在DK66+200～DK66+310處跨越萩蘆溪，掛籃懸臂澆筑施工時，受季風影響較大，橋梁的施工安全要求高。此外，該橋梁建設規劃工期較短，不足一年時間，增加了施工組織的難度。

2 橋梁施工技術要點

2.1 工序安排

為了在較短工期內合理組織萩蘆溪特大橋建設施工，按照平行流水作業法開展施工作業。綜合考慮該橋梁所處的自然地質環境特點，在施工中重點控制連續梁施工后的沉降，荻蘆溪特大橋所在工程段的總體工序見圖1所示。

圖1 萩蘆溪特大橋所在工程段總體工序

在總體工序安排的基礎上，將萩蘆溪特大橋的施工分為下部結構工程和連續梁施工兩部分。其中，下部結構工程施工的實施以橋架順序為主分段組織、流水作業，工序安排如圖2所示。

圖2 萩蘆溪特大橋下部結構工程工序安排

連續梁施工較復雜，施工質量控制點多，工序安排如圖3所示。

圖3 萩蘆溪特大橋連續梁施工工序

2.2 關鍵技術

在萩蘆溪特大橋施工中，確定0#塊、懸澆梁塊段、合攏段施工及鋼筋處理等工序為關鍵工序，采用以下關鍵技術進行施工。

2.2.1 墩梁臨時固結

墩梁固結過程中，需要將鋼筋插入預留的墩頂，確保梁部的錨固長度在施工技術方案規定的限度內（本項目中規定≤1m）。為了便于拆卸，臨時支座采用標號為C50的砼制作。

2.2.2 托架安裝

托架采用現場拼裝的方式，然后利用起吊機安裝至預定位置，同時反復調整水平度，方便技術人員進行后續施工。

2.2.3 0#塊施工

采用托架方式施工的墩頂現澆段，即為0#塊。0#塊托架采用鋼管拼接設計。首先進行地基處理，夯實地基并檢測混凝土結構強度后，進行支架搭設與底模安裝。底模按梁底形狀分塊設計，便于吊模及拆模。之后，進行底模拱度調整，開展支架預壓，并調整底模平整度與高度。支架預壓時加載的載荷應該與底模變形量的預估值相匹配。底模調整到位后，再進行底模、腹板鋼筋、預應力管道、內模和頂板鋼筋的安裝工作。安裝到位后，再進行澆筑和維修混凝土，用壓漿和封錨進行預應力張拉。最后拆除支架，完成0#塊施工工序。

2.2.4 掛籃施工

（1）掛籃選擇。掛籃選擇穩固的菱形結構，采用簡易結構設計，由五大部分組成：主體桁架，行走與錨固系統，吊帶系統，底部平臺系統，模板系統，掛籃應具有較大的承載能力。

（2）掛籃變形控制。掛籃的各部件運抵施工現場后，在0#梁端頂面進行拼裝，完成后用于懸澆梁塊段施工。掛籃在拼裝時可能存在非完整性變形，影響到后續使用中的結構穩定性。為此，需要對掛籃的結構形變進行測量，利用均勻載荷進行預壓，消除非彈性結構形變，之后進行預拱度計算，確保掛籃整體結構穩固且不會產生影響安全使用的形變。

2.2.5 懸澆梁塊段施工

（1）模板施工。0#梁端支架和模板拆除之后，進行懸澆梁塊段工序施工。施工前，需要進行模板安裝。隔墻模板及腹板內模板采用現場拼裝方式，拼裝完成后開展載荷預壓，一方面完成模板的緊固，另一方面試驗與掛籃的匹配性，獲得符合施工技術方案要求的掛籃撓度形變控制量，確保掛籃使用中的安全性。借助掛籃循環移位開展懸澆梁塊段施工。掛籃經靜載試驗，達到施工技術標準要求后，再移至第一懸掛式澆筑梁塊段，經調整位置后固定好，進行梁端模板安裝、預應力管線安裝、鋼筋綁扎等工作。

（2）鋼筋安裝。鋼筋在現場綁扎成型，在箱梁頂板、腹板內的預埋波紋管埋置前進行焊接。鋼筋綁扎過程中需要技術人員控制模板的平面位置及高程，確保相互之間沒有影響。鋼筋綁扎時，先進行底板普通鋼筋綁扎及豎向預應力鋼筋梁底錨固端（包括墊板、錨固螺母及錨下螺旋筋）的安裝，再進行腹板鋼筋的綁扎、豎向波紋管及預應力鋼筋的安裝、腹板內縱向波紋管的安裝，最后進行頂板普通鋼筋的綁扎、頂板內縱向波紋管的安裝、橫向鋼絞線及波紋管的安裝。

（3）混凝土澆筑。鋼筋綁扎完成后進行混凝土澆筑和養護。連續箱梁塊的澆筑按照順序從1#塊開始，均采用一次澆筑成型技術完成。澆筑時，箱梁塊模板要緊密結合前段梁段，嚴格按設計要求進行接縫處理，對接縫部位要嚴防錯臺、漏漿現象發生。預應力筋張拉、管道壓漿、封錨前先進行混凝土修復。這時，第一個懸澆梁塊段施工完成，移動掛籃繼續重復施工。待全部懸澆梁塊段施工完成后，進行合攏段施工。

（4）預應力施工。預應力施工按照縱向→豎向→橫向的順序進行。縱向施工時，首先進行鋼筋定位，之后將管道穿入膠管并保持能夠靈活轉動，之后進行混凝土澆筑。豎向施工時，中部利用定位鋼筋、頂面采用角鋼等方法進行輔助，注意避免豎向預應力鋼筋錨固端與墩身鋼筋位置發生干涉。橫向預應力施工時，鋼絞線采用先穿孔后安裝的方式輔助預應力張拉。

（5）線控監控。在施工時，需要注意對墩梁形變、掛籃形變、預應力張拉數值、壓漿機壓力等數據進行監測，同時重點關注合攏段高度差。對監測到的數據進行分析，通過將這些數據與施工技術方案規定的極限值進行對比，研判施工質量。一旦出現數據超標的情況，及時叫停當前工序，進行復盤檢查，確保工程質量始終在技術方案要求的標準之內。

2.2.6 合攏段施工

在梁塊段懸掛式澆筑全部完成后開始進行合攏段施工。蘆溪特大橋在連續箱梁合攏施工時，邊跨合攏完成后再進行中間跨合攏。圖4為邊跨合攏的施工工序。

圖4 萩蘆溪特大橋邊跨合攏施工工序

邊跨合攏時，邊跨掛籃后退，邊跨現澆段澆筑完成后，搭設支架，鋪好底模，預壓加載完成后，再安裝邊跨現澆段。完成預壓后，進行鋼筋綁扎邊跨合攏段、預應力管線安裝、合攏鎖止、加水等工作。卸載水箱配重與邊跨合攏段支承移位同步進行，之后進行邊跨合攏段預應力張拉及固錨的澆筑。中段合攏段吊架安裝安排在邊跨合攏段支架拆除后進行。反復進行鋼筋綁扎、安裝預應力管道、合攏鎖扣等施工，然后在澆筑中將罐體配重卸在跨合攏段的混凝土邊，在完成預應力張拉和中跨合攏段錨固后，再將合攏吊架拆下，從而完成中間合攏段的施工。

3 橋梁施工質量控制措施

3.1 連續梁幾何線性控制

產生幾何形變誤差的來源主要集中在合攏段施工。因此，為了消除幾何形變，需要對合攏段的線性形變進行監測與控制。在施工現場設置合理的監測點，對合攏段的梁體進行聯測，監測懸臂立模高度，確保高差為零。在合攏時，需要測量施工現場的溫濕度，同時對梁體撓度值進行監測，判斷溫濕度對撓度變化的影響，在合適的溫濕度環境下施工，消除撓度擾動。

3.2 連續梁結構應力控制

開展結構應力施工控制，需要對預應力管道的暢通性做好監測，同時采取措施保證管道暢通。管道接頭處用膠帶紙纏繞，再綁扎幾道鐵絲，加強接頭的嚴密性。在混凝土澆筑過程中，派專人用略小于波紋管直徑的通孔器通孔，使漏入管道內的水泥漿在未凝固前被掏出或搟成薄層。

3.3 連續梁結構穩定性控制

為了增強連續梁施工時的結構穩定性，在樁基施工時注意控制泥漿制備工藝，使入孔泥漿比重與地基結構相適應，特別是需要使穿越砂層的泥漿比重偏大，這樣才能防止孔道坍塌。此外，還需要在鉆孔前埋設堅固、防水的孔口護筒，防止周圍泥土擠壓使孔道變形，影響樁基埋設施工。在承臺施工時，需要基坑護壁鋼板樁的平面布置形狀盡量平直整齊，避免不規則的轉角，以便標準鋼板樁的利用和支撐設置。各周邊尺寸盡量符合板樁模數。

3.4 露筋問題質量控制

在橋梁工程施工中，露筋現象是常見的質量通病。一般來說，產生露筋現象的原因主要有以下幾方面：

（1）混凝土振搗時鋼筋墊塊移位，或由于墊塊太少，鋼筋緊貼模板，造成拆模后出現露筋現象；

（2）鋼筋混凝土構件斷面小，鋼筋過密，使鋼筋密集處產生露筋；

（3）混凝土振搗時，振搗棒打在鋼筋上，將鋼筋振散移位，進而造成鋼筋外露現象。

為了避免萩蘆溪特大橋施工中出現露筋問題，在施工中重點做好以下技術預防措施：

（1）在做加強砼施工時，注意墊足墊塊，確保厚度，并做好固定；

（2）在進行鋼筋混凝土結構施工時，如遇鋼筋較密集情況出現，應該選用尺寸合適的石子，避免石子太大卡在鋼筋上，一般混凝土澆灌時應該采用細石混凝土；

（3）混凝土振搗時嚴禁震動鋼筋，防止鋼筋變形和移位，可用帶刀片的振搗棒在鋼筋密集處進行振搗。

4 結束語

在新建福州至廈門鐵路工程項目建設中，萩蘆溪特大橋結合所在地的地質水文特點和工期安排，重點做好了部分關鍵工序的施工，同時也采用了相關質量控制措施。通過以上方法的運用，荻蘆溪特大橋順利竣工，各項指標均符合技術設計方案的要求。在試用期內，荻蘆溪特大橋結構穩定，有效保障了多種大型車輛的通行，并沒有出現不良形變、結構開裂、橋面裂縫等常見質量通病。在后續研究中，需要拓展懸臂連續箱梁澆筑的施工工藝，通過技術的進步，嚴格控制預埋件處理、預應力張拉、混凝土施工等工藝的質量，推動建筑工藝水平的提高。