連續剛構大張角Y構及0號塊施工工藝研究

許寶東

摘? 要：對于Y形墩連續剛構橋而言，Y形墩及0號塊施工質量的優劣，取決于對施工方法的合理選擇。文章以深圳軌道交通6號線Y墩連續剛構橋為背景，針對該橋Y墩的施工條件及技術難點，并運用不同工程實例分別分析了滿堂支架法、預埋勁性骨架法、平衡支架法以及綜合施工法在Y構及0號塊工程中的施工工藝及其適用性，通過對比總結出本工程最合理的施工方案。

關鍵詞：連續剛構;Y墩及0號塊;滿堂支架;勁性骨架;平衡支架;綜合施工法

中圖分類號：U445.4? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）16-0098-03

Abstract： For Y-shaped continuous rigid frame bridge， the construction quality of Y-shaped pier and 0 block depends on the reasonable choice of construction method. Based on the continuous rigid frame bridge with Y pier of Shenzhen Rail Transit Line 6， this paper aims at the construction conditions and technical difficulties of Y structure of the bridge. The construction technology and applicability of full hall support method， embedded skeleton method， balanced support method and comprehensive construction method in Y structure and 0 block project are analyzed using different engineering examples. Through comparison， the most reasonable construction scheme of the project is summarized.

Keywords： continuous rigid frame; Y structure and 0 block; full hall support; rigid skeleton; balanced support; comprehensive construction method

1 工程背景

1.1 工程簡介

本橋為（90.331+150+89.791m）Y墩連續剛構橋，位于深圳地鐵6號線工程合水口站～薯田埔站區間，全長330.122m。上部結構采用單箱單室斜腹板箱形截面，腹板斜率保持不變，中跨跨中梁高2.5m，梁高沿縱向按2.5次拋物線變化，在中墩主梁與Y構交接處梁高為5.9m，中墩頂梁段梁高為2.0m，梁高按照2.5次拋物線變化，至Y構與梁交接橫隔處梁高為2.47m。連續剛構橋總體布置圖如圖1。

該橋位于平面曲線上，曲線半徑小;Y構為大張角鋼筋混凝土結構;Y形墩跨徑大，墩頂塊全長49m;Y型墩為鋼筋混凝土構件，未設計預應力;跨徑大，結構變形大。

1.2 技術難點

（1）對支架或平衡架的剛度和強度要求較高。對于大型Y形墩結構，均采用分次澆筑法，Y形墩與0號塊箱梁未形成倒三角形結構前，Y形墩為懸臂結構，如Y形墩夾角較大，其Y形墩結構及支架或平衡支架將承受很大的豎向力，對支架或平衡架的剛度和強度要求較高。

（2）施工質量難以控制。Y形墩斜支截面采用變厚度、變寬度的實體矩形截面，在澆注施工過程中，由于鋼筋比較密集，混凝土振搗困難，將影響Y形墩的成形質量;大部分Y形墩施工屬于高空作業，工作面狹小，施工時間較長。

（3）施工方案的選取。Y形墩的施工方法較多，鑒于V形支撐的受力復雜性及Y形墩結構形式的多樣性，各種施工方法優劣特點及適用條件不盡相同，為確保經濟、合理及安全快速施工，選取何種施工方案非常關鍵。

（4）線型控制難。該橋橋位曲線半徑小，設計要求曲梁曲作，施工過程中，對梁體的線形控制要求非常高。

2 Y構及0號塊常用施工工藝

2.1 滿堂支架法

（1）工程實例。鄧村（80+150+80）m連續剛構拱橋，位于廣州市軌道交通十四號線一期工程神鄧區間，斜跨鄧村既有橋。全長310m。主梁結構采用單箱單室斜腹板箱梁截面，腹板斜率保持不變。中跨跨中梁高為2.5m，梁高沿縱向按2.5次拋物線變化，在主墩梁與拱肋交接處梁高為5.79m。主墩頂梁段梁高為2.0m，縱向按全預應力構件設計，橫向及豎向按普通鋼筋混凝土構件設計。全橋共計14個懸灌節段，0#塊長57m（即Y型墩頂段）。

（2）施工方案。該工程支架方案采用Y型墩拱肋下方采用滿堂式碗扣鋼管支架支撐。

（3）施工工藝。該方案采用φ48*3.5mm的碗扣式鋼管，立桿橫向間距為30厘米、縱向間距為60厘米（拱肋下加密為30厘米）;底端設置地托支撐在方木上，頂端設置天托支撐底模承重方木，天托為60厘米粗絲桿，待卸落支架用;天托上的承重方木需要安裝兩層，第一層為三角形截面方木，用來調節上層方木頂面與拱肋底面平行，使上部的力能夠均勻豎直地傳遞到天托上，從而保證立桿軸向受力;水平桿的步距為60厘米;縱向、橫向每3米設置一道剪刀撐（φ48*6000*3.5mm無縫鋼管與碗扣式鋼管的每個節點均用專用扣件連接牢固）;四周各面設置連續閉環剪刀撐;基礎采用C20普通混凝土硬化厚度15厘米，基礎底承載力大于200kPa。

（4）適用性分析。對比本橋，廣州地鐵14#線的結構形式具有很大的相似之處，Y構均為大張角鋼筋混凝土結構，且墩頂塊跨徑較大。滿堂支架的施工工法較為成熟，材料均為標準件，質量易于保證，所需投入的設備也較少，同時整體支架的結構穩定性較其他方法好;滿堂支架結構簡單、傳力明確，易于進行施工階段的受力驗算。而滿堂支架法需要顧慮的則是較長的工期以及較大的施工預算所帶來的問題。

2.2 勁性骨架法

（1）工程實例。浙江東陽江大橋主橋為50m+75m+50m，V形墩預應力鋼筋混凝土連續剛構，主橋全長175m。V形墩支撐由內夾角為80°的兩斜腿組成，下端與墩座固結成整體，上端與21.0m長的主梁組成倒三角結構。主梁（斜腹板箱梁）梁高2.8m。墩座為普通鋼筋混凝土結構。

（2）施工方案。該橋Y構是充分利用勁性骨架和平衡架，依次完成鋼結構、鋼筋混凝土結構、預應力鋼筋混凝土永久性結構三個階段的體系轉換，建立穩定的倒三角結構，主要采用的是體內支撐方案進行施工。

（3）施工工藝。其具體過程是一次性在承臺預埋件上對稱安裝斜腿勁性骨架主桁片，而主桁片橫斷面聯結桿件是待斜腿軸向鋼束定位后才可安裝，綁扎墩座鋼筋、立模，為防止根部開裂，需向墩座及斜腿根部灌注50cm混凝土;在墩座上安裝平衡架，安裝平衡架與勁性骨架間的鋼拉桿。

（4）適用性分析。勁性骨架法常常與其他方法相結合，可以提高Y墩兩肢腿的抗彎承載力，有效改善Y墩受力性能，也能提供足夠的施工面和確保施工進度;Y型墩墩身鋼筋較密，勁性骨架的設置使鋼筋綁扎和勁性骨架安裝存在一定難度，也帶來材料的浪費。

2.3 平衡支架法

（1）工程實例。泐馬河大橋為上海軌道交通16號線，跨越內河航道的軌道交通高架橋，主橋為87.5m+145m+87.5m三跨V形墩預應力混凝土變高度連續剛構橋，截面形式為單箱單室。V形墩高度19.44m，0號段長39m，斜腿中心線與梁底交點處梁高7.21m，墩箱梁截面高5.5m。V形墩及上部0號段設計混凝土強度等級為C60。

（2）施工方案。該工程在施工過程中，V形墩采用的是水平分層法澆筑施工;0#塊箱梁采取的則是豎向分層澆筑，第一次澆筑箱梁底板至腹板頂，第二次澆筑箱梁頂板。因此，該工程采用的是平衡支架法施工。

（3）施工工藝。V形墩鋼板底座是在支架搭設并預壓后方可安裝，安裝完成后，綁扎墩底座鋼筋以及安裝固定好外側模板，然后對墩底座進行澆筑（第一次澆筑）;當混凝土強度達到90%后對結合面進行鑿毛處理，綁扎斜腿鋼筋和安裝斜腿上部的外側模板，然后進行澆筑V墩斜腿混凝土（第二次澆筑），混凝土強度達到要求后對結合面進行鑿毛處理。

（4）適用性分析。平衡支架法配合勁性骨架法適用于高度不大且傾角不大的中小型Y形墩剛構橋，然而本橋Y墩的大張角決定了其施工的難度很大，在平衡支架法施工過程中，混凝土澆筑必須均勻對稱進行，以保證施工時平衡支架及支撐的穩定，兩側澆筑誤差必須控制在一定的范圍，這對大張角Y構的對稱施工精度更是有極高的要求，施工難度較大。

2.4 綜合施工法

（1）工程實例。臥龍湖大橋為寧常高速公路溧水一標段主線橋，橫穿臥龍湖水庫，大部分墩位于水中。水庫常年水位為15.3m，最高洪水位為16.3m，常水位時水深最深達6.0m左右。臥龍湖大橋左右幅分離設計，上部構造采用現澆預應力混凝土V形支撐連續箱梁，跨徑組合為（30+12*40+30）m，全長547.88m。全橋14孔一聯，梁底設盆式支座。橋梁下部構造為實體式墩和肋板式橋臺，基礎為直徑1.50m和1.20m嵌巖樁（群樁）。

（2）施工方案。其他的施工方法主要有型鋼外支架法和綜合施工方法。綜合施工法即是根據現場的施工條件將滿堂支架法、平衡支架法、型鋼骨架法相結合。

（3）施工工藝。該橋結構形式為水上現澆，在國內比較少見，墩頂處箱梁現澆長度為20m，其獨特的V形斜肢與頂部箱梁形成一個夾角為120°的倒三角形。墩頂部分開兩次進行施工，最后連成整體，進行體系轉換。在形成整體之前，V形結構容易受外界影響而變形，支架的輕微變形很容易導致整體結構變形或發生位移，甚至會導致斜肢根部變形拉裂。此工藝施工難度較高，施工方案實施過程中必須切實可行。

（4）適用性分析。綜合施工法可簡化為平面結構進行有限元分析，檢算準確、方便;安拆方便，周轉快;支架整體性好，單個循環縮短7d左右，加快了施工進度;配套機械使用少，容易滿足水中作業的環保要求。

3 地鐵六號線Y構合理施工方法的選取

本橋梁位于半徑550m的圓曲線上，橫跨公明排洪渠、松白路、文閣路，周圍交通流量大，施工場地狹小，且交通疏解難度大。大跨橋梁主墩周邊地下管線、結構物錯綜復雜，改遷周期長，且與我方施工交錯影響，嚴重影響施工工期，該橋成為我方架梁節點重點控制性工程。

主墩Y構結構體系復雜，工序繁多，Y構結構分三部澆筑完成，后續結構的澆筑施工對Y肋根部產生很大的附加彎矩，易造成該部位開裂;Y構主體施工對臨時支撐體系的剛度以及地基的沉降要求非常大。Y構主體與梁體鋼筋密集，預應力體系復雜，施工操作難度大，周期較長。根據設計文件、現場條件，綜合考量上述幾種方法后，確定現澆段采用鋼管墩貝雷梁支架法施工。

Y型剛構施工支架總體采用支架現澆的方案，支架系統立面示意圖如圖2，受力體系為樁基承臺基礎+鋼管立柱+分配梁+貝雷梁。鋼管樁均在鋼結構加工廠制作成型、現場采用塔吊和汽車吊機單根吊裝，焊接在樁基承臺基礎、承臺預埋件上。

根據設計要求，為了消除基礎、支架的非彈性變形需對拱肋及拱頂梁進行支架預壓，并對其卸載后的彈性變形進行測量，為設定底模預拱值及確定支架頂面實際標高提供參考依據，確保其滿足設計要求。模板在鋼結構加工廠分塊制造， 模板間設普通螺栓連接并用拉桿固定。模板加工要求各部位焊接牢固，焊縫外型光滑、均勻，沒有任何缺陷。澆筑時采用梁體C60混凝土，各項性能均須滿足設計及規范要求，為了保證混凝土振搗質量且便于澆筑必須將混凝土坍落度控制在14-16cm。由于梁體混凝土數量較大，梁體澆筑之前首先確保混凝土工廠的生產混凝土各項原材料用量充足。

4 結論

本文通過Y構及0號塊常用施工工藝進行對比，分析出最適合深圳地鐵六號線Y構的施工方法，有效地解決了橋梁施工中的技術難點，以保障橋梁工程施工質量，實現橋梁工程施工效益最大化，推動了我國橋梁事業的飛速發展。

參考文獻：

[1]高爭氣.小半徑大跨連續梁大張角Y構施工技術[J].價值工程，2018（15）：97-98.

[2]韓保勤，張孝銘.V形墩連續剛構橋施工控制研究[J].公路交通科技（應用技術版），2016（11）：201-203.