連續鋼構橋上部結構施工控制的研究分析

張正

【摘要】在高速發展的交通建設中，穿越山嶺重丘區架設在陡坡深谷之間的高墩大跨度橋梁日益增多，給高墩、大跨度連續鋼構橋的發展帶來了新的機遇；同時，如何有效地提高該類橋梁的施工控制水平，確保結構的安全和穩定，保證結構的受力合理和線形平順，為大橋安全、順利地建成提供技術保障，是施工中特別需要關注的問題。本文重點對連續鋼構橋上部結構施工進行分析，為類似橋梁工程的施工提供參考。

【關鍵詞】連續鋼構橋；上部結構；預應力；懸灌；施工

0前言

大跨度預應力混凝土連續剛構橋常常采用對稱懸臂澆筑法施工。采用懸臂澆筑法施工必然給橋梁結構帶來非常復雜的內力和位移變化。為了保證橋梁施工質量，橋梁施工控制是不可缺少的。

1 高墩大跨度連續剛構橋的結構特點

墩身高而柔（沿橋向抗推剛度?。?；跨徑大；墩梁固結；主梁變截面（梁高墩頂最大并沿橋縱向遞減至合攏段梁高）。

1.1 橋墩結構特點

主墩高度一般 40m 以上，甚至高達 100m 以上。橋墩高而柔，沿橋向抗推剛度小，使其具有對溫度變化、混凝土收縮、徐變以及制動力使橋上部結構產生水平位移等良好的適應。墩身一般為鋼筋混凝土結構。一般設計為直立式雙柱型薄壁墩，順橋向抗彎剛度和橫向抗扭剛度大，滿足特大跨徑橋梁的受力要求?？勺鞒蓪嵭幕蚩招慕孛?，實心雙薄壁墩施工方便，抗撞擊能力強，空心雙薄壁墩可節省混凝土。根據墩身的高度和結構計算，雙柱間可設聯系板梁連接，加強整體性，改善受力。

1.2 主梁結構特點

跨度大，主跨徑一般均超過100 m，甚至達到近300m。多跨連續成一體，連續長度長，達1000m 左右。如在設計中再考慮一些措施，在條件適宜的情況下，連續剛構的連續長度甚至可達1200～1500m。因此跨越能力很強。墩梁固結，無需大型昂貴的支座和臨時固結措施，施工中無需體系的轉換。主梁大都為箱形梁，變截面。一般采用掛籃懸澆工藝，屬于自架設體系橋梁。梁高在墩頂處最大并沿橋縱向遞減至合攏段梁高。

2 橋梁上部結構施工方案

某特大高墩大跨度連續剛構橋上部結構施工中，1# 粱段在鋼架上進行現澆施工，懸臂部分采用4套三角形桁架式掛籃進行懸臂灌注施工。中跨合攏段利用掛籃作支架擇時合攏，不平衡段分別在邊墩側支架上現澆施工，合攏段在掛籃支架上擇時進行。

應用PRBP程序對懸灌粱的結構線形進行計算，懸灌施工過程中及時返饋信息對懸臂端的立模標高進行修正，確保梁體的線形。梁體砼垂直運輸采取塔吊，在每個橋墩處設置1臺塔吊。

3 橋梁上部結構施工

3.1 1# 梁段施工

1）1# 梁段支架。1# 粱段在支架上進行現澆施工，支架采用型鋼加工，利用塔吊吊裝。

2）1# 梁段模板及安裝。1# 段模板由整體大模板和異形模板組成。側模板在地面組裝，與側模架按裝梁體的結構尺寸聯成一個整體。外側模架用12#槽鋼組焊，板縫嚴實，板面平整，內模采用組合模板和異形模板相結合的形式。梁底模板采用定型模板，在墩上現場安裝。

模板與模架在地面分段組裝，分三段整體拼裝模板和模架，利用 塔吊對稱吊裝，精確測量定位后進行鎖定，順序吊裝。對側模板頂部利 用型鋼進行剛性連接，在上部形成施工平臺，懸吊內模模架和模板。

3） 鋼筋系統。綁扎鋼筋時，搭設腳手架，支撐豎向預應力筋和非頂應力筋，然后按程序綁扎?？v向預應力管道用網片進行固定，定位網片安裝與剛筋綁扎按順序進行。

鋼筋的綁扎順序：墩內預埋鋼管支撐-加工鋼筋吊裝骨架-制作鋼筋堆放平臺-墩頂測量放線 -吊裝鋼筋-順序綁扎底板鋼筋、橫向預應力鋼筋-綁橫隔板鋼筋-綁扎腹板鋼筋-立內模板-綁扎頂板鋼筋、橫向預應力鋼筋、縱向波紋管。

4）1# 梁段砼施工。0# 梁段砼施工的特點是：位置高、工量大，頂應力筋布置復雜、普通鋼筋密集；質量要求高，施工難度大。

a.砼的拌制和運輸：采用自動計量拌合站拌制，砼運輸車運輸。

b.砼灌注：采用砼輸送泵泵送灌注。在腹板、頂板和隔板位置開洞，安放申筒，保證砼直達灌注部位。

c.搗固作業：縱向波紋管待砼灌注到位后進行安裝，鋼筋進行局部移動位置和割斷預留進人孔，待砼灌注到位后進行焊接。采用插入式砼振動器振搗，確保砼密實。

3.2 懸灌施工

3.3 掛籃施工

1）采用自錨三角形桁架式掛籃，內外模板和主構架可以一次走行到位，施工中為確保走行安全，內模兩次走行。

2）掛籃組成：本橋采用三角形桁架式掛籃，由吊架部分、錨固部分、模板部分、走行部分及附屬部分組成。

3）掛籃安裝。掛籃安裝在1#梁段頂應力施加后進行，先安裝滑軌，并利用豎向預應力筋錨固滑軌。然后吊裝主桁架部分，主桁架在地面組裝后吊裝到位，最后安裝前橫梁和模板等。

4）掛籃的使用。施工時為進行有效的線性控制工作。減少掛籃在灌注砼過程中的變形，掛籃前端預留沉落量。根據掛籃試驗時的變形、和現場施工前1～ 2個梁段灌注過程中的變形觀側結果，確定沉落量。

3.4 箱梁線性控制施工

高程測量采用三角高程測量技術，同時應用TTM理論對施工誤差進行修正，定期對臨時水準基點進行復核，確保高程測量的準確。施工階段的梁段進行分階段的變形觀測，及時反饋測量數據，運用電算程序PRBR，及時修正立模高程。

進行墩身沉降觀測和日照溫差對位移的影響觀測，為更有效地精確計算提供依據。

3.5 砼施工

砼采用自動計量拌和站進行集中拌和，水平運輸采用砼輸送車，垂直運輸采用砼輸送泵。砼進行分層澆注，每層厚度控制在30cm左右，采用插入式振動器搗固密實。砼表面覆蓋灑水養護，同時進行底面和側面的養生。

3.6 頂應力施工

箱梁為三向預應力體系，懸灌階段的預應力施工在砼強度達到80%后進行，其它預應力束在砼強度達到100%后進行。

1）鋼絞線及精軋螺紋鋼的下料。鋼絞線切割用砂輪機切。鋼絞線束用鐵絲綁扎，每間隔2～3m 綁一道，以便運抽和穿束。精軋螺紋鋼筋在現場用砂輪切割機下料。

2）波紋管的加工及孔道布置。波紋管在現場加工?？v向波紋管孔道以鋼筋網片固定，豎向孔道依靠普通鋼筋固定，保證平立面位置準確，誤差在允許范圍內。

3）穿束。采用人工穿短束及人工配合卷揚機穿長束的方法穿束，穿束前鋼絞線前端安放引導頭。

4）張拉錨固及封端。a.張拉工藝。豎向鋼筋、縱向預應力筋采用低松弛鋼絞線時，其張拉步驟為：0-初應力-δcom（持荷2min錨固）。

b.張拉施工。設定初張力，當張拉力達到初張力后，量測千斤頂的活塞外露長度L1 ，然后供油達到設什噸位的油壓值，量測活塞的外露長度L2，然后供油達到設什噸位的油壓值，量測活塞的外露長度L2，兩者的差值除以所占的張力百分比。

c.孔道壓漿。采用張拉力與伸長值雙控法張拉，伸長值與設計值的誤差控制在±6%，超出此范圈時停止張拉進行原因分析。張拉過程中注意安全，千斤頂后不能站人。

d.封錨。清除支承墊板、錨其及端面砼的污垢，并將端面砼鑿毛，綁扎封錨鋼筋，澆筑封錨砼。

3.7 合攏施工

3.7.1 合攏施工順序

本橋共有合攏梁段3個，合攏的順序為：0#-1#之間、2#-3#之間的邊跨合攏→1#-2#墩之間中跨合攏。

3.7.2 邊跨直線段施工

a.施工程序：支架基礎-支架搭設、支架預壓-安裝支架-安裝鋼筋模板波紋管-測量復合- 灌注節段砼-養護。

b.支架搭設及預壓：采用落地支架灌注。支架基礎采用片石砼灌注。支架利用戰備六五式軍用墩搭設，承載力為節段重的1.5倍，支架搭好后進行預壓。

c.砼灌注：直線段砼一次灌注完成，在邊躊合攏后，縱向預應力張拉前，不能拆除底模和支架。

3.7.3 合攏段施工

各T構梁完成直線段及最后一段砼洛注完成后，即可準備合攏段施工。

1）立模、綁扎鋼筋、安裝預應力孔道，測量T構梁端標高惰況，如不符合線形控制耍求，作壓重調整。

2）合攏段的預應力束要提前穿束。

3）臨時鎖定。合攏的兩個梁段在設計合攏溫度時鎖定，鎖定的結構根據鎖定力的1.5倍進行結構設計。

4）選擇溫度和時間灌注砼，選擇穩定的天氣，溫度為一天中最低溫度時進行。

5）砼強度達到設計要求的強度后，張拉縱向鋼束，張拉前拆除剛性鎖定裝置，同時不得在箱梁上施加或卸除壓重。

3.7.4 體系轉換

臨時支座澆筑時，設硫磺砂漿夾層，布置電阻絲，合攏后拆除砂底模，電阻絲通電，燒除硫成砂漿，使梁體落于永久支座上，鑿除臨時支座砼，完成體系轉換。

4 結語

做好工程施工中每一個細節，進行有效的施工管理，能提高該類橋梁的施工控制水平，確保結構的安全和穩定，工程順利地建成提供技術保障。

橋梁施工控制是不可缺少的。

參考文獻：

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