潼湖特大橋高速連續剛構施工及設備配置

劉永亮

（中鐵建重慶投資集團有限公司，重慶 400000）

0 引言

連續剛構利用墩梁固結，屬于預應力混凝土結構，具備連續橋梁和T 形橋梁的優勢。當前大部分剛構結構利用平衡懸臂和對稱布置的方法實現，但是在具體施工中常常會出現下撓較大或斜裂縫問題，影響項目施工的安全性。因此，深入研究工程施工方案與質量控制方法十分必要。

1 工程概述

潼湖特大橋所標定的施工范圍為里程DK374+336.45～DK386+198.37，工程總長度為11 861.92 m，中心里程是DK378+560.020。S20 潮莞高速與線路相交處利用（88+160+88）m 連續剛構實現跨越，其中329#、328#為主墩，通過墩梁固結剛構進行連接，327#、337#屬于邊墩，而箱梁屬于三向預應力體系，包含橫向預應力束、縱向預應力束、豎向預應力鋼棒[1]。項目主要工程量為（88+160+88）m 的C55 砼梁體8844.93 m3、1397.848 t 的鋼筋、519.514 t 的縱向鋼絞線、5.86 t 的橫向鋼絞線、67.9 t尺寸Ф16-3的豎向預應力鋼棒，最重節段混凝土為101.38 m3，懸灌現澆的最長節段為4 m。

2 連續剛構專項施工分析及設備配置

2.1 施工重難點分析

①混凝土數量和梁體體積較大，在施工中需要提升組織安排力和混凝土的供應力。在大體積混凝土施工中通過科學手段減少結構中的水化熱，避免因混凝土收縮或者溫差過大導致裂縫問題，利用應力筋克服混凝土開裂問題；②因懸臂現澆工程連續剛構跨度較大，長度為160 m，因此施工線性控制難度較高，可以通過加強與監控單位的數據校核工作，利用數據分析與反饋調整參數信息；③連續剛構上跨高速公路，因此道路車流量較大，在施工中的安全風險較高，建議采用吊棚兜底防護技術同時配置安全措施，并設計安全應急預案定期開展演練工作；④0#梁體中鋼筋較為密集，內部預應力管道集中、結構復雜，在施工作業中對于混凝土的實際振搗質量要求較高，因此可以利用附著式振搗和插入振搗相結合的方式，并配置小直徑振搗棒方便施工。

2.2 施工設備配置

結合連續鋼構結構的施工需求，本工程所需設備需要通過工地調入或者及時購置的方式，需要配置的機械設備包含：4 套掛籃、型號為ZB4-500 高壓與油泵的8 套、型號為YCW400 的張拉千斤頂8 套、25 t 汽車吊2 套、塔吊2 套、ZN-50 插入式振動器8 套、JB180 灰漿攪拌機2 套、HB3 真空壓漿泵2 套、Ф6 mm～25 mm 鋼筋切斷機4 套、25 kW～50 kW 電焊機8 套、Ф6 mm～12 mm 鋼筋調直機2 套、GW4Ф6 mm～25 mm 鋼筋彎曲機4套、J3G-410 砂輪切割機8 套、HZS180 和HLS120 混凝土拌和站2 套（其中砼需要由1#拌合站提供）、300 kW 的發電機1 臺。

2.3 施工技術方案

2.3.1 總方案設計

由于工程連續剛構箱體是單箱單室，屬于變截面、變高度結構，因此可以利用掛籃懸臂現澆技術制定總方案。首先，在329#與328#的墩身上加設托架，作為施工和0#塊立模的平臺，在預壓之后澆注0#塊砼、加裝掛籃，采取預壓操作利用掛籃對1#塊段進行灌注工作。在此環節結束后，通過對稱懸臂澆筑相關標準段，實現橋梁主墩標準段的同步。其次，在標準段施工時，完成邊跨現階段的混凝土澆筑和墩頂的支架拼裝，突出連續剛構的主體建設。最后，實現拌合站對混凝土集中供應并送入模中，對于鋼筋與小型機具等垂直類型的運輸工作需要利用塔吊，而技術人員的移動可以借助鋼爬梯完成。

2.3.2 施工流程及設備安裝分析

①下部結構作業，實現對墩身托架預埋件的預埋工作，在329#主墩左側、328#右側、安裝塔吊。并安設主墩的托架，實現臨時固結工作，通過臨時三腳托架對0#塊進行澆筑，待其彈性模量在100%、砼強度＞95%、養護天數≥5 d 時依次有序地張拉縱向索，圍繞“先橫向再縱向”的原則張拉預應力索；②拆除托架工作，在0#塊上通過安裝掛籃，利用對稱平衡懸臂對1#塊進行澆筑，其彈性模量為100%，砼強度＞95%、養護天數≥5 d 時張拉縱向索，順序是腹板、頂板索、豎向預應力索；③移動掛籃操作，對2～20#利用掛籃懸臂對稱澆筑技術，等到梁段的彈性模量為100%，砼強度大于95%、養護天數≥5 d 時張拉縱向與豎向預應力索，接著利用支架現澆直線段；④合攏邊跨H1，在合攏之前需要構建邊跨合攏段的臨時剛性支撐結構，張拉2SB1 與2T23，臨時錨的張拉控制力在1050 kN。借助掛籃澆筑H1，等合龍彈性與強度模量到達85%時，拆除邊跨掛籃與臨時的剛性支撐結構，在彈性模量與混凝土強度到100%時進行縱向索拉張工作；⑤合攏中跨H2，合攏之前在斷梁體的底板與頂板施加5000 kN的對頂力，安裝臨時剛性支撐結構，張力為2B1 和2H1，控制力在1050 kN 上。掛籃澆筑H2 操作需要等到混凝土彈性模量和強度在85%時，拆除掛籃，實現臨時的剛性支撐，待彈性模量與混凝土強度在100%時，拆除合攏段的梁體對頂力。最后再進行附屬工程施工，施工工藝流程如圖1 所示。

2.3.3 0#塊施工方案及設備使用

工程0#塊施工總長度15 m，托架的懸臂長度為2.85 m，頂墩的縱向寬度是2.2 m，0#塊的砼方量是880.04 m3。此環節設計思路是在墩頂4.4 m 的范圍中利用墩身直接承重，借助托架承重懸臂段。首先是支架設計。0#塊支架利用三角托架方式，底膜通過桁架方法傳到托架橫向分配梁中，托架的上側使用精軋螺紋對拉固定托架，并在托架下側留置孔洞，將柱腳插入。其次是支架預壓。預壓的荷載分布需要與支架施工荷載相同，加載重量應在同級荷載的±5%中，加載后停滯1 h 測量橫向與豎向變形量，若加載120%的數據后沉降量數據低于2 mm，應開始進行分級卸載，觀測其彈性變形值，測量各測點的高程值。最后是模板安裝。圍繞“先安底模再安側模”的方式，利用塔吊完成吊裝操作。模板的局部與整體剛度和強度需要達到安全標準，使變形誤差和撓度滿足規定，模面應保證光潔、尺寸準確、便于拆卸。模板的內部誤差應在0～3 mm，軸線的偏差控制在±5 mm，模面的平整度偏差在1 mm 內。

圖1 連續剛構施工工藝流程

2.3.4 掛籃調試與拼裝技術

首先，開展準備工作。通過現有施工平臺，利用塔吊吊裝，在分塊吊裝準備完成后開展整體拼裝工作。其次，在掛籃拼裝后至使用前，需要進行加載測試，以減少掛籃的彈性和非彈性變形，按照最大混凝土施工荷載的120%開展加載模擬工作，材料可以選擇預制的混凝土塊，具體施工流程包含：0#塊作業、拼裝、60%荷載加載工作、100%的荷載加載作業、120%荷載加載、卸載[2]。最后，進行掛籃前移工作。利用2 個80 t 的千斤頂通過牽引使掛籃前移，通過后錨扁擔梁和豎向預應力的鋼棒將掛籃固定在軌道上，其中桁架每片8 根，整個掛籃施工共計32 根。

2.3.5 合攏段施工及設備安裝

在完成邊跨現澆柱和梁體懸灌段作業后，需要突出合攏段梁作用，合攏段包含設計控制應力、線性控制、攏精度、體系轉換、箱梁溫度伸縮等技術難點，解決這些問題是開展合攏梁體作業的重點，合攏段的施工環節包含中跨合龍與邊跨合攏。其一，邊跨合攏施工順序為：安裝模板與吊架；設計立模標高；綁扎腹鋼筋、底鋼筋、應力管道、橫板鋼筋；安裝頂板鋼筋和內側模板；水箱配重；安裝臨時性的剛性支撐；設置臨時張拉2SB1 與2T23；混凝土澆筑和養護；模板拆除；預應力張拉注漿工作。其二，中跨合攏施工順序包含：吊架、模板的安裝；綁扎橫隔板鋼筋、腹鋼筋、底鋼筋、預應力管道；施加對頂壓力；水箱配重；安設臨時剛性連接；張拉臨時2H1、2B1；澆筑和養護混凝土；拆除模板、吊架和剛接；注漿；卸載頂板對頂力。

2.4 施工質量控制措施

①高性能混凝土的利用。為了提升工程混凝土的實際使用壽命，連續剛構可以采用高性能混凝土材料，在兼具檢測和計量設備的拌合站完成拌和，嚴格控制混凝土攪拌、運送、澆筑、振搗工作流程，提升其保溫、保濕等養護工作水平，實現對混凝土施工的質量控制；②預應力施工。首先，在原材料中的鋼絞線性能需要滿足GB/T 5224—2003 標準，定期測量其彈模量。其次，預應力筋留置的孔道尺寸應與位置對應且平順，同時使錨墊板與孔道中心線垂直。最后，質量檢測，在錨固之后伸長值應低于計算值的±6%，結合數量和批次檢驗錨具與外形靜力以滿足規范和要求[3]；③入模溫度控制。在混凝土澆筑前需要模擬澆筑、養護、溫度等測量工作，驗證和確定施工方法。一般混凝土的入模溫度需要控制在10～30 ℃，夏季氣溫高時可以利用碎冰拌、冷卻水、混凝土通過一次澆筑實現；模板溫度需控制在5～35 ℃，通過冷卻水噴灑模板，設置遮擋設施，避免陽光直射對模板造成傷害。

3 結束語

分析連續剛構的專項施工過程，深入研究豎向預應力施工技術與注意事項，在作業中結合工程實際情況制定和選擇技術，確保道路建設質量。同時，在合攏段作業中，借助控制頂推力和配重突出連續剛構技術的優勢，對于我國交通線路施工建設中具有較大應用價值。