連續(xù)剛構(gòu)橋施工技術(shù)初探

付海明

一、前言

橋梁是公路、鐵路線路的重要組成部分，大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)形式變化多樣，連續(xù)剛構(gòu)橋的橋墩縱向剛度較小，在豎向荷載作用下，基本上屬于一種無推力結(jié)構(gòu)，而上部結(jié)構(gòu)具有連續(xù)梁施工的一般特點(diǎn)，因此，有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，同時預(yù)應(yīng)力技術(shù)的迅速發(fā)展使連續(xù)剛構(gòu)橋得到了較快發(fā)展，因而連續(xù)剛構(gòu)橋以其優(yōu)良的性能在橋梁建設(shè)中占有重要的地位。因此，連續(xù)剛構(gòu)橋的施工對橋梁建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重要意義。

二、連續(xù)剛構(gòu)橋的特點(diǎn)

橋梁上部結(jié)構(gòu)和橋墩整體剛性連接，在豎向荷載作用下，主梁在墩頂截面產(chǎn)生負(fù)彎矩，橋墩也承受彎矩作用，這種橋型即為連續(xù)剛構(gòu)橋，預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋是連續(xù)梁橋與T形剛構(gòu)橋的組合體系，也稱墩梁固結(jié)的連續(xù)梁橋。

連續(xù)剛構(gòu)橋的梁體連續(xù)，墩、梁、基礎(chǔ)三者固結(jié)為一個整體共同受力，這使得連續(xù)剛構(gòu)橋有著突出的優(yōu)點(diǎn)。墩梁固結(jié)省去了橋梁支座，不必像簡支梁橋或連續(xù)梁橋那樣對支座進(jìn)行設(shè)計、制造、養(yǎng)護(hù)和更換，因而節(jié)省了相關(guān)的費(fèi)用；連續(xù)剛構(gòu)橋，可以僅在橋梁兩端設(shè)置伸縮縫，因而相對簡支梁橋而言，連續(xù)剛構(gòu)橋整體性及行車舒適性好；恒載作用下的連續(xù)剛構(gòu)橋和連續(xù)梁橋的跨中彎矩及豎向位移基本一致，連續(xù)鋼構(gòu)橋中雙肢薄壁墩使墩頂截面的恒載負(fù)彎矩小于相同跨徑連續(xù)梁橋，同時，墩梁固結(jié)使得墩梁共同參與工作，連續(xù)剛構(gòu)橋由活載引起的跨中正彎矩較連續(xù)梁要小，因而可以降低跨中區(qū)域的梁高，并使恒載內(nèi)力進(jìn)一步降低，因此，連續(xù)剛構(gòu)橋的主跨徑可以比連續(xù)梁橋的大些，所以連續(xù)剛構(gòu)橋跨度較大，這樣就減少了橋墩的數(shù)量，一定程度上降低了橋墩造價；墩梁固結(jié)使各個橋墩可參與承受水平地震力的作用，而在一般的連續(xù)梁橋中，需要設(shè)制動墩并且需要采用價格較貴的抗震支座，因而，連續(xù)剛構(gòu)橋相對連續(xù)梁橋而言，抗震性能較好；墩梁固結(jié)使得便于采用懸臂澆筑法施工，就不必像一般的連續(xù)梁橋那樣在施工過程中進(jìn)行體系轉(zhuǎn)換時需要采用臨時固結(jié)，在一定程度上，施工過程得到一定的簡化；由于閉合箱形截面抗扭剛度非常大，同時因其頂板和底板都具有較大的截面面積，能夠有效地抵抗較大的正負(fù)彎矩，因而連續(xù)剛構(gòu)橋的主梁大多采用箱形截面，因此順橋向抗彎剛度和橫橋向抗扭剛度很大，可以滿足大跨徑橋梁受力要求，同時薄壁墩順橋向抗推剛度小，從而能有效地減小溫度、混凝土收縮徐變和地震的影響。

三、連續(xù)剛構(gòu)橋的施工方法

連續(xù)鋼構(gòu)橋的施工方法包括支架施工和懸臂施工。支架施工是在支架上現(xiàn)澆混凝土，因而施工時需要大量支架，一般在連續(xù)剛構(gòu)橋的直線段用支架施工，懸臂法施工用于連續(xù)剛構(gòu)橋的T構(gòu)段施工，尤其適用于深水、大跨、高墩的情況，工序較簡單。懸臂法施工是連續(xù)剛構(gòu)橋施工的核心問題，下面重點(diǎn)闡述懸臂施工方法。懸臂施工法又包括懸臂拼裝和懸臂澆筑，前者是將預(yù)制塊拼裝在一起，后者是利用掛籃現(xiàn)場澆筑混凝土。相對而言，懸臂澆筑施工法利用泵送混凝土現(xiàn)場澆筑，不需要占地很大的預(yù)制場地，逐段澆筑使得梁段的位置易于調(diào)整和控制，懸臂澆筑后的結(jié)構(gòu)整體性好，懸臂澆筑不需要大型機(jī)械設(shè)備，各段施工屬于嚴(yán)密的重復(fù)作業(yè)，需要施工人員少，工作效率高。因此，懸臂澆筑施工的方法在連續(xù)剛構(gòu)橋施工中有著廣泛的應(yīng)用。

懸臂澆筑施工可分為0號塊托架施工和以后各塊的掛籃施工兩個階段。0號塊位于墩的正上方，可以利用托架澆筑混凝土。在墩頂托架上澆筑0號塊并實(shí)施墩梁固結(jié)系統(tǒng)，當(dāng)托架施工為掛籃施工提供了足夠的起步長度后，可以拼裝掛籃進(jìn)而應(yīng)用掛籃進(jìn)行懸臂澆筑施工。掛籃懸臂澆筑可以分為以下幾個步驟：掛籃拼裝與立模、綁筋、管道安裝、混凝土澆筑與養(yǎng)生、預(yù)應(yīng)力筋的張拉、壓漿，接下來移動掛籃進(jìn)行下一階段的懸臂澆筑。在懸臂澆筑過程中，需要注意以下四個問題：

（一）混凝土的澆筑與養(yǎng)生

懸臂澆筑一般采用泵送混凝土，混凝土澆筑，原則上是一次澆筑，一般先澆筑底板，然后分別對稱澆筑兩側(cè)腹板，澆筑過程中應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土澆筑質(zhì)量。混凝土澆筑后，應(yīng)派專人進(jìn)行養(yǎng)生，以確保混凝土水化硬化過程中不出現(xiàn)較大裂縫，從而保證施工質(zhì)量。

（二）預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉時的混凝土強(qiáng)度

只有當(dāng)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到預(yù)定要求時才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力鋼筋的張拉，否則就有可能會在張拉時引起混凝土崩裂或者橋梁的受力性能不能達(dá)到設(shè)計中的預(yù)定目標(biāo)。混凝土強(qiáng)度可采用標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸為150mm×150mm×150mm的立方體試塊測定，根據(jù)養(yǎng)生方法的不同可以分為實(shí)驗室標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)生和同體養(yǎng)生。根據(jù)養(yǎng)護(hù)時間的不同可以分為7d和28d。

（三）立模標(biāo)高的確定

溫度變化對橋梁結(jié)構(gòu)的受力與變形影響很大，這種影響程度隨溫度的改變而改變，在不同時刻對結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力進(jìn)行量測，結(jié)果不同，尤其是懸臂較長的階段，懸臂受力及變形受溫度變化影響更加顯著，如果施工過程中忽略了該項因素，就難以保證施工質(zhì)量。

一般來說若在上午6～8時測定立模標(biāo)高，可不進(jìn)行修正，在其它時間測定立模標(biāo)高時，均應(yīng)進(jìn)行日照溫差影響的修正。對于陰雨天氣應(yīng)視具體情況分析，也可不作修正，立模標(biāo)高修正值可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)而定。

（四）跨中合攏段施工中應(yīng)注意的問題

懸臂澆筑進(jìn)行到跨中合攏段，是懸臂澆筑施工過程中懸臂處于最長的時候，此時，懸臂的受力和變形較之前些階段受溫差的影響最大，所以此時更應(yīng)該考慮到溫差的影響。因而，跨中合攏段澆筑一般宜選在夜間進(jìn)行。為了保證混凝土澆筑過程中跨中合攏段的穩(wěn)定，可以在兩側(cè)懸臂端部配重，配重方式宜用水池蓄水做平衡重，同時應(yīng)注意，為確保平衡重不使懸臂發(fā)生扭轉(zhuǎn)，要保證將水池沿橋梁的中軸線對稱砌筑，在施工過程中，宜一邊澆筑混凝土一邊放掉水箱中的水。

四、結(jié)語

連續(xù)剛構(gòu)橋由于自身的優(yōu)點(diǎn)在大跨度橋梁建設(shè)中占據(jù)重要的地位，施工過程中，施工質(zhì)量的控制對連續(xù)剛構(gòu)橋的使用性能有至關(guān)重要的作用，只有在施工中全面的考慮影響施工質(zhì)量的因素，保證施工質(zhì)量，才能使橋梁在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮重要作用。