淺析高墩連續鋼構橋0、1號塊托架施工技術

劉厚云

（江蘇省蘇信工程咨詢有限公司，江蘇 南京 210000）

1 工程簡介

錫通高速公路南引橋起始于K7+562.996，向北陸續跨越新橫港河、江南沿江公路后在K10+681.596 處與滬通長江大橋公鐵合建段引橋銜接，橋長3.1186km。上部結構主要采用先簡支后連續的30mT 梁、50mT 梁，第十二聯上跨江南沿江公路處采用跨徑（50+75+50）m 的預應力混凝土連續剛構，即S58～61#墩。橋面結構設計：（0.5m 護欄+15m 行車道+0.5m 護欄）+1m（中央分隔帶）+（0.5m 護欄+15m行車道+0.5m 護欄）=33m，橋面頂距原地面高差在65.6～70.4m，第60 孔的位置與江南沿江公路立體相交，與線路交角97.1°，沿江公路現狀寬度為16.5m，遠期規劃寬度為28.0m。

由于59、60 號主墩高60m 左右，結合現場實際情況，通過對施工方案進行比選，0、1 號塊施工采用在墩身上部設置牛腿托架，在牛腿托架上安裝模板澆筑砼的施工方法。

2 0、1 號塊托架構造設計

墩旁托架：在墩頂設置三角托架平臺作為支撐體系來承受0、1 號塊施工過程中的荷載。每個墩共計布置三角托架五組，間距為2.575m，托架采用型鋼焊接而成，結點處設置加強鋼板，采用Φ80mm 銷軸連接。橫桿采用2[]36 槽鋼圍焊而成，斜桿和豎桿采用2[]32 槽鋼圍焊而成。

上下預埋件：上下預埋件采用20mm 厚鋼板，預埋板內側與∠70*5mm 角鋼焊接，與墩柱混凝土澆筑在一起，在下鋼板外下部設置30mm 寬牛腿，托架受力點落在牛腿上，上下均采用4 根Φ32mm 對拉錨固。

橫向連接：為了保證托架的整體穩定性，在托架上橫向設置20 工字鋼與之焊接。

橫向分配梁：在托架上安裝鋼墊梁+砂筒，然后在上面安裝雙拼40b工字鋼，單側設置2 組。

縱向分配梁：在楔形塊上安裝工字鋼，間距按照腹板處30cm、底板處60cm布置。

3 0、1 號塊托架受力驗算

3.1 荷載

0、1號塊托架荷載傳遞過程：0、1 號塊重量和其施工設施等荷載，通過底模傳遞到縱向分配梁，由縱向分配梁再傳遞到橫向分配梁，再由橫向分配梁傳遞到三角托架，由三角托架傳遞到墩身。其計算參數包括：⑴箱梁鋼筋混凝土容重，按26kN/m3 取；⑵施工人員、施工料具運輸、堆放荷載按1.0kN/m2 計；⑶內模、側模及排架重量，按2.0kN/m2 計；⑷混凝土振搗荷載，按2.0kN/m2 計；⑸施工支架自重按實際重量加載；⑹風荷載參照當地氣象條件，立模板、混凝土澆筑及養護期間的驗算基本風速按6 級風取，相應陣風風速為：17.8m/s。

3.2 0、1 號塊托架受力驗算

采用MIDAS 計算軟件建立0、1 號塊托架整體模型，對其結構進行計算。斜撐及分配梁均采用梁單元模擬，其中斜撐、分配梁與墩身之間的連接均約束平動自由度。鋼筋混凝土重量、施工荷載均換算為線荷載加至頂分配梁，模板及支架風荷載換算為集中荷載和線荷載加至分配梁上。計算模型如下圖所示：

托架計算模型

通過模型計算，托架斜撐的強度和穩定性、托架上弦的最大組合應力和最大剪應力、托架豎桿的最大組合應力和穩定性、托架頂分配梁的最大組合應力和跨中最大撓度、托架的變形量均滿足要求。

3.3 預埋牛腿受力驗算

對拉精軋螺紋鋼筋采用在根部腹板外側設置牛腿的方式張拉，牛腿由20mm厚鋼板組成，各鋼板間焊縫均為坡口焊。結構如下所示：

牛腿結構圖（單位：mm）

牛腿與腹板間焊縫彎曲應力：

4 0、1 號塊托架預壓

為確保托架穩定及安全性，托架平臺安裝完成后對托架進行加載預壓試驗，并且通過模擬施工狀態下的荷載工況，消除非彈性變形，測定其彈性變形，并將彈性變形值計入預拱度，以確保0、1 號塊梁底標高符合設計要求。

托架的預壓通過千斤頂對拉鋼絞線施加等效荷載從而達到預壓的目的。預壓前在托架平臺上設沉降觀測點，測出沉降觀測點標高，荷載分四級施加，加載重量為0→50%→70%→90%→110%。每級預應力荷載施加完畢后，每一級均測出沉降觀測點的標高，滿荷載后，連續3 天沉降量小于3mm 后，方可進行卸載。按照相反的順序卸載，每一級均測量測點的標高；然后算出托架的變形量，以此計算托架彈性變形和非彈性變形，托架彈性變形量可作為立模預拱值。

托架加載預壓示意圖

通過預壓，觀測計算得出托架各點的彈性變形數值，從而調整梁底模板標高，保證梁段高度及線形達到設計要求。梁底模板標高Hi 計算公式如下：

Hi＝H0＋f 托架+fx

式中：Hi——待澆梁段箱梁底標高；

H0——該點設計標高；

f 托架——支架變形，加載試壓后得出（非彈性模量）；

fx——由徐變、收縮、溫度、結構體系轉換、二期恒載、荷載等影響產生的撓度計算值，通過實測進行修正（彈性模量）。

5 0、1 號塊施工

5.1 托架安裝

托架預埋鋼板在墩頂處測量進行定位埋設，兩側對拉孔采用Φ57*1.5mm 鋼管作為套管，內穿Φ32 鋼筋作為內襯。托架在對應的墩底地面上單組拼裝，然后利用塔吊對稱安裝，對穿精軋螺紋鋼錨固，5 組安裝完畢后，上鋪設墊梁，墊梁上安裝砂筒（調整底板高程），安裝橫向分配梁（雙拼40a 工字鋼），并安裝墊梁和縱向分配梁。

5.2 模板施工

外模：與掛籃模板通用，面板采用δ=6mm 鋼板，橫肋采用[10 槽鋼，,間距40cm，豎向采用[10 槽鋼斜桿、豎桿和橫桿焊接成型的桁架片，桁架片順橋向間距100cm，模板之間連接螺栓，桁架和模板之間連接均采用M20 螺栓。

內模：面板采用δ=6mm 鋼板，橫肋采用[10 槽鋼，橫肋間距40cm，豎帶采用][10槽鋼，順橋向間距100cm，模板之間連接采用M20 螺栓。內外模板采用拉桿對拉固定截面尺寸。

5.3 鋼筋及預應力管道施工

主鋼筋采用電弧搭接焊，所有鋼筋在加工場集中加工制成半成品，運到現場綁扎成型。縱向預應力管道采用鍍鋅金屬波紋管，管道安裝時注意在波紋管高點處安裝壓漿用通氣管；豎向預應力筋為Φ32 精軋螺紋粗鋼筋，管道采用Φ50 鐵皮管預埋，并排兩根管道底部用管道連通，壓漿時從一根壓入從另一根出漿。

5.4 混凝土施工

混凝土澆筑前做好各預留、預埋件的位置、數量的檢查工作，保證預埋件位置及數量準確。混凝土為高性能混凝土，輸送方式采用泵送，施工過程中嚴格按規范要求，控制混凝土水灰比、坍落度以及澆筑順序分層厚度。

5.5 張拉及壓漿施工

當混凝土齡期達到 7 天、強度和彈模達到設計值的90%，即可進行張拉。張拉時先張拉縱向預應力鋼絞線筋，然后張拉橫梁橫向預應力鋼筋，最后張拉豎向預應力鋼筋；預應力鋼筋以張拉力為主，縱向預應力張拉采用雙控，以張拉應力和引伸量控制。

6 結語

0、1號塊施工是高墩連續剛構橋采用懸臂澆筑施工時的關鍵技術，采用托架法施工是0、1 號塊施工的有效方法之一；在錫通過江通道公路工程鋼構橋0、1號塊施工過程中，采用牛腿托架法進行0、1 號塊的施工，具有投入臨時材料少、施工時間短、托架受力明確、安全可靠等特點，可供同類工程施工參考。